基于混合現(xiàn)實(shí)的顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)構(gòu)建

杜文瓊，宗兆文，鐘 鑫，蔣仁慶，賈益君，陳 燦，王川栓

（陸軍軍醫(yī)大學(xué)陸軍衛(wèi)勤訓(xùn)練基地戰(zhàn)救技能訓(xùn)練教研室，創(chuàng)傷燒傷復(fù)合傷實(shí)驗(yàn)室，重慶 400038）

0 引言

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality，AR）、混合現(xiàn)實(shí)（mixed reality，MR）等技術(shù)不斷涌入大眾的視野，且隨著其不斷發(fā)展完善，越來(lái)越多被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域，提供了一種完全沉浸式、自由交互式的數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境。MR 是VR 和AR 技術(shù)之后出現(xiàn)的一種新的數(shù)字全息影像技術(shù)[1]，其利用全息設(shè)備將3D 影像投射到MR 學(xué)習(xí)環(huán)境中，可以更好地實(shí)現(xiàn)視覺(jué)效果逼真的交互學(xué)習(xí)[2]。VR、AR 和MR 3 項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)模擬培訓(xùn)中各具優(yōu)勢(shì)，但MR 是硬件方面最先進(jìn)，也是視覺(jué)渲染方面最難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)[3]，其將物理世界和虛擬世界融合，打通了虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間的多條交互反饋通路，在視覺(jué)呈現(xiàn)、自然交互、觸覺(jué)反饋方面更占優(yōu)勢(shì)，從而在提供高度真實(shí)感的數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境方面更具備發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在過(guò)去的手術(shù)技能培訓(xùn)中，往往通過(guò)在動(dòng)物濕性器官或動(dòng)物模型上進(jìn)行操作練習(xí)，最終在專家面對(duì)面指導(dǎo)下于真實(shí)患者身上進(jìn)行實(shí)踐。而MR 等技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，給手術(shù)技能培訓(xùn)提供了一種全新的思路。Li 等[4]研發(fā)的MR 備牙訓(xùn)練系統(tǒng)已被證明可以使受訓(xùn)人員獲得更好的牙科技能培訓(xùn)體驗(yàn)。Bova 等[5]利用MR 技術(shù)研發(fā)了腦室引流、顱骨鉆孔、經(jīng)皮治療三叉神經(jīng)痛等模擬訓(xùn)練平臺(tái)，可提供3種模擬訓(xùn)練手術(shù)操作。Schoeb 等[6]的研究發(fā)現(xiàn)，MR模擬訓(xùn)練系統(tǒng)在指導(dǎo)外科實(shí)用技能方面前景廣闊，很有可能達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。目前有很多研究表明[7-11]，受訓(xùn)者對(duì)基于VR/AR/MR 技術(shù)的模擬訓(xùn)練表現(xiàn)出了更大的熱情和興趣?？梢?jiàn)，MR 技術(shù)在手術(shù)模擬訓(xùn)練的應(yīng)用上發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｄ壳?，?guó)內(nèi)關(guān)于MR 技術(shù)在醫(yī)學(xué)模擬培訓(xùn)中的應(yīng)用研究多處于起步階段，大部分開(kāi)展的是基于MR技術(shù)的簡(jiǎn)單臨床技能模擬培訓(xùn)研究。此外，在MR 醫(yī)學(xué)模擬培訓(xùn)中如何模擬觸覺(jué)反饋以增加培訓(xùn)體驗(yàn)的真實(shí)感是該領(lǐng)域當(dāng)前普遍面臨的難點(diǎn)。綜上，對(duì)于MR 技術(shù)的應(yīng)用和深度開(kāi)發(fā)仍有較大的探索空間。

損傷控制手術(shù)能力是軍醫(yī)的核心能力之一，對(duì)降低嚴(yán)重戰(zhàn)傷傷員的傷亡率至關(guān)重要。目前我軍基層軍醫(yī)的戰(zhàn)傷手術(shù)能力不容樂(lè)觀，且缺乏有效的進(jìn)修提升渠道。本研究擬借助MR 技術(shù)，構(gòu)建基于MR的顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)，為軍醫(yī)的手術(shù)技能培訓(xùn)開(kāi)辟一條新路徑。

1 設(shè)計(jì)思路

本平臺(tái)主要由顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練軟件、顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)人體模型以及微軟HoloLens 2 MR 設(shè)備組成（如圖1 所示）。顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練軟件在構(gòu)建手術(shù)模擬訓(xùn)練體系和創(chuàng)建虛擬手術(shù)環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合模型重置定位、顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練及考核、現(xiàn)場(chǎng)示教等功能。顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)人體模型參照成年男性標(biāo)準(zhǔn)體型定制，開(kāi)發(fā)電子芯片放置于頭顱內(nèi)部，通過(guò)無(wú)線連接實(shí)現(xiàn)人體模型與手術(shù)軟件數(shù)據(jù)同步。在上述工作的基礎(chǔ)上，將手術(shù)軟件打包成執(zhí)行程序在HoloLens 2 MR 設(shè)備中安裝應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)在虛實(shí)結(jié)合模型上進(jìn)行顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練，完成以MR 為基礎(chǔ)的顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)構(gòu)建。本平臺(tái)可以提供顱腦戰(zhàn)傷去骨瓣開(kāi)顱減壓術(shù)核心手術(shù)步驟的流程式、沉浸式模擬訓(xùn)練，并設(shè)計(jì)有訓(xùn)練和考核2 種模式，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)受訓(xùn)者的培訓(xùn)與考核，并且可通過(guò)連接投影設(shè)備實(shí)現(xiàn)教員對(duì)訓(xùn)練過(guò)程的示范、指導(dǎo)和觀摩。

圖1 顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)架構(gòu)圖

2 具體設(shè)計(jì)

2.1 顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練軟件的開(kāi)發(fā)

顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練軟件在構(gòu)建手術(shù)決策、流程體系和創(chuàng)建虛擬手術(shù)環(huán)境的基礎(chǔ)上，使用Unity 2019.3.0f6 作為主要開(kāi)發(fā)環(huán)境，C#作為編程語(yǔ)言，借助MR、基礎(chǔ)手勢(shì)、空間掃描定位等核心技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并使用自定義C#服務(wù)器和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（user datagram protocol，UDP）實(shí)現(xiàn)客戶端服務(wù)器通信，支持多人同時(shí)開(kāi)展模擬訓(xùn)練。該軟件具有以下3 個(gè)功能：（1）虛實(shí)結(jié)合模型重置定位功能：根據(jù)虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練需求，提供虛擬人體模型對(duì)應(yīng)實(shí)體模型進(jìn)行位置查找、調(diào)整和匹配功能；（2）手術(shù)模擬訓(xùn)練和考核功能：區(qū)分手術(shù)模擬訓(xùn)練和考核2 種模式，提供智能語(yǔ)音導(dǎo)航下手術(shù)模擬訓(xùn)練功能和自由探索下手術(shù)模擬考核功能；（3）現(xiàn)場(chǎng)示教功能：根據(jù)手術(shù)模擬訓(xùn)練中教學(xué)指導(dǎo)和觀摩等需求，提供投影顯示等功能。

2.1.1 顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)決策及流程體系的建立

構(gòu)建顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)決策及流程體系，可為后續(xù)的軟件開(kāi)發(fā)提供理論支撐。以顱腦戰(zhàn)傷去骨瓣開(kāi)顱減壓術(shù)為例，設(shè)置手術(shù)的關(guān)鍵步驟為：作手術(shù)切口—鉆孔—鈍性分離硬腦膜與顱骨—采用線鋸鋸開(kāi)顱骨—清除血腫及血凝塊（根據(jù)情況決定是否切開(kāi)硬腦膜）—減張密閉縫合硬腦膜—關(guān)閉頭皮。同時(shí)，將關(guān)于該手術(shù)的重要決策點(diǎn)穿插于手術(shù)流程中，以訓(xùn)練受訓(xùn)者的手術(shù)決策等非技能性技術(shù)能力。

2.1.2 虛擬手術(shù)環(huán)境的創(chuàng)建

虛擬手術(shù)環(huán)境主要包括3D 人體虛擬模型、手術(shù)器械虛擬模型、傷情模擬、手術(shù)動(dòng)畫模擬、手術(shù)語(yǔ)音導(dǎo)航等。3D 人體和手術(shù)器械虛擬模型在實(shí)物參考（人體模型參照身高180 cm 成年男性標(biāo)準(zhǔn)體型，手術(shù)器械參照標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療器械）[12]以及美術(shù)作圖的基礎(chǔ)上，采用3Dmax 技術(shù)和高面數(shù)模型烘焙法線技術(shù)進(jìn)行制作，制作成的3D 人體虛擬模型及手術(shù)器械虛擬模型如圖2、3 所示。傷情則通過(guò)參考顱腦戰(zhàn)傷圖像及視頻，使用3D 次世代建模技術(shù)進(jìn)行高仿真模擬，對(duì)創(chuàng)面的大小、形態(tài)、顏色進(jìn)行高度還原。手術(shù)動(dòng)畫模擬則是在仿真建模的基礎(chǔ)上進(jìn)行融合變形驅(qū)動(dòng)和動(dòng)畫關(guān)鍵幀制作，然后將動(dòng)畫導(dǎo)入到3D 引擎，與時(shí)間、場(chǎng)景匹配后生成。手術(shù)語(yǔ)音導(dǎo)航則是根據(jù)手術(shù)相關(guān)信息進(jìn)行錄音，對(duì)應(yīng)關(guān)鍵手術(shù)步驟及提示需求設(shè)置程序，制作交互界面，通過(guò)按鍵控制播放。

圖2 3D 人體虛擬模型

圖3 手術(shù)器械虛擬模型

2.1.3 軟件功能的實(shí)現(xiàn)

在上述工作基礎(chǔ)上，根據(jù)平臺(tái)整體設(shè)計(jì)和軟件功能模塊實(shí)現(xiàn)等方面的要求，使用C#語(yǔ)言進(jìn)行軟件程序編寫，實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）虛實(shí)結(jié)合模型重置定位功能的實(shí)現(xiàn)。首先，使用HoloLens 2 MR 設(shè)備的雙目攝像頭對(duì)顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)人體模型（和軟件開(kāi)發(fā)同步制作）進(jìn)行掃描建模，建模過(guò)程中使用第三方圖像建模算法生成人體模型的3D 模型識(shí)別關(guān)鍵點(diǎn)，并將3D 模型識(shí)別關(guān)鍵點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)下來(lái)。其次，將數(shù)據(jù)模型采用人工制作的方式和已經(jīng)建好的損傷控制手術(shù)3D 人體虛擬模型進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定。最后，依據(jù)數(shù)據(jù)模型和3D 人體虛擬模型二者之間的比例、位置等數(shù)據(jù)編寫程序，使得3D 人體虛擬模型的中心點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型的中心點(diǎn)后就可實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合模型的對(duì)齊匹配。（2）手術(shù)模擬訓(xùn)練和考核功能的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)真實(shí)損傷控制手術(shù)流程編寫程序，模擬訓(xùn)練全程設(shè)計(jì)有文本與語(yǔ)音提示，同時(shí)可支持雙人協(xié)作訓(xùn)練，利用自定義服務(wù)器連接多臺(tái)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)主刀與助手共同進(jìn)行模擬手術(shù)訓(xùn)練；而模擬考核則全程無(wú)提示，根據(jù)手術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，考核結(jié)束后會(huì)顯示具體的扣分點(diǎn)。（3）現(xiàn)場(chǎng)示教功能的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)設(shè)置應(yīng)用程序底層通信協(xié)議以及借助MR眼鏡全息投影功能，實(shí)現(xiàn)手術(shù)模擬訓(xùn)練和考核的全程投屏，使教員可以及時(shí)介入指導(dǎo)。

2.2 顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)人體模型的制作

參照身高180 cm 成年男性標(biāo)準(zhǔn)體型定制人體模型（如圖4 所示），該模型匹配支持無(wú)線傳輸180 Hz數(shù)據(jù)輸出。同步開(kāi)發(fā)寫入藍(lán)牙程序代碼的電子芯片并放置于人體模型的頭顱內(nèi)部，支持與顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配。手術(shù)模擬訓(xùn)練軟件在開(kāi)發(fā)時(shí)預(yù)留有藍(lán)牙通信接口與軟件開(kāi)發(fā)工具包（software development kit，SDK）接口，隨時(shí)支持第三方設(shè)備的接入。通過(guò)無(wú)線連接，可實(shí)現(xiàn)顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)人體模型與手術(shù)模擬訓(xùn)練軟件的數(shù)據(jù)同步，例如受訓(xùn)者在顱腦手術(shù)模擬訓(xùn)練中作切口時(shí)，3D 人體虛擬模型和人體模型的切口可同步打開(kāi)（如圖5 所示）。

圖4 顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)人體模型

圖5 3D 人體虛擬模型和人體模型切口同步打開(kāi)的示意圖

2.3 依托HoloLens 2 MR 設(shè)備實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)的模擬訓(xùn)練

將顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練軟件打包成執(zhí)行程序在微軟HoloLens 2 MR 設(shè)備中安裝。安裝好后以此MR 設(shè)備為載體運(yùn)行軟件程序，同時(shí)依托計(jì)算機(jī)服務(wù)器進(jìn)行部署。該MR 設(shè)備的雙目攝像頭在使用時(shí)可對(duì)周圍空間進(jìn)行深度圖像掃描，當(dāng)識(shí)別出顱腦損傷控制手術(shù)人體模型的空間位置時(shí)，會(huì)將3D 人體虛擬模型和其進(jìn)行對(duì)齊匹配，接下來(lái)運(yùn)行軟件程序，實(shí)現(xiàn)在虛實(shí)結(jié)合模型上進(jìn)行顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練。顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練示意圖及顱腦戰(zhàn)傷去骨瓣開(kāi)顱減壓術(shù)模擬訓(xùn)練關(guān)鍵步驟示意圖如圖6、7 所示。

圖6 顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練示意圖

圖7 顱腦戰(zhàn)傷去骨瓣開(kāi)顱減壓術(shù)模擬訓(xùn)練關(guān)鍵步驟示意圖

3 應(yīng)用效果

本平臺(tái)于2022 年3 月交由第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行全面測(cè)試，通過(guò)測(cè)試后于2022 年5 月正式投入到任職教育某培訓(xùn)班戰(zhàn)時(shí)損傷控制手術(shù)與復(fù)蘇課程中使用。在教員通過(guò)投影示教后，28 名受訓(xùn)者逐一體驗(yàn)了基于本平臺(tái)的損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練和考核功能，并在充分體驗(yàn)的基礎(chǔ)上接受了問(wèn)卷調(diào)查。接受問(wèn)卷調(diào)查的人員均為臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)，且具有5 年以上臨床工作經(jīng)歷。問(wèn)卷采用Likert 量表評(píng)分方法，針對(duì)提供的陳述性語(yǔ)句給予評(píng)分。評(píng)分為1～7 分，分別代表非常同意、同意、傾向于同意、未決定、傾向于不同意、不同意、非常不同意。收集問(wèn)卷評(píng)分，計(jì)算其平均值和方差來(lái)統(tǒng)計(jì)受訓(xùn)者對(duì)本平臺(tái)效果的評(píng)價(jià)。平均得分以小數(shù)點(diǎn)后的第1 位數(shù)字按照“四舍五入”原則靠近的整數(shù)為基準(zhǔn)，選取最靠近的整數(shù)分值作為評(píng)價(jià)得分。

問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果詳見(jiàn)表1。結(jié)果表明，受訓(xùn)者同意Q1，傾向于同意Q2、Q3 和Q5，傾向于不同意Q4?？梢?jiàn)受訓(xùn)者普遍認(rèn)可基于MR 的顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)，一致認(rèn)為本平臺(tái)的訓(xùn)練方法有趣且能夠更好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合受訓(xùn)者現(xiàn)場(chǎng)反饋的意見(jiàn)看，大部分認(rèn)為本平臺(tái)在提供反復(fù)多次無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的訓(xùn)練、隨時(shí)隨地可開(kāi)展自主探索練習(xí)等方面較傳統(tǒng)訓(xùn)練方法更具備優(yōu)勢(shì)，且沉浸式的交互學(xué)習(xí)模式更加利于知識(shí)點(diǎn)的掌握與轉(zhuǎn)化，可與傳統(tǒng)的手術(shù)訓(xùn)練方法有力互補(bǔ)。

表1 針對(duì)顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

4 討論

損傷控制手術(shù)的早期實(shí)施被認(rèn)為是戰(zhàn)爭(zhēng)中傷員存活率大大提高的關(guān)鍵原因之一[13]。可見(jiàn)，注重對(duì)軍醫(yī)損傷控制手術(shù)能力的培訓(xùn)十分必要。目前，主要基于戰(zhàn)傷動(dòng)物模型開(kāi)展戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬培訓(xùn)的方法主要有基于致傷機(jī)器、致戰(zhàn)傷動(dòng)物模型的損傷控制手術(shù)訓(xùn)練，基于爆炸傷平臺(tái)的批量動(dòng)物傷員損傷控制手術(shù)訓(xùn)練以及以槍支穿透?jìng)麆?dòng)物模型為基礎(chǔ)的損傷控制手術(shù)訓(xùn)練，但這3 種訓(xùn)練方法對(duì)于平臺(tái)條件建設(shè)的要求較高，且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，本研究擬探索一種和上述方法互補(bǔ)的顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)，擬為軍醫(yī)的手術(shù)技能訓(xùn)練開(kāi)辟一條新路徑。由于顱腦外傷是戰(zhàn)時(shí)傷亡的首要原因，其發(fā)生率占全身各部位傷總數(shù)的10%～28%，損傷程度和致死率均高于平時(shí)[14]，所以本研究建立的訓(xùn)練平臺(tái)以顱腦戰(zhàn)傷為傷情作初步探索。

當(dāng)前，已有許多研究證實(shí)了MR 技術(shù)對(duì)于醫(yī)學(xué)模擬培訓(xùn)具有促進(jìn)作用，普遍認(rèn)為MR 技術(shù)在外科技能培訓(xùn)的應(yīng)用上具有巨大潛力，因?yàn)槠淇梢蕴峁┮环N安全、可反復(fù)練習(xí)、效益比高的選擇，使受訓(xùn)者在不會(huì)對(duì)患者造成任何傷害和危險(xiǎn)的情況下以更自然的方式習(xí)得技能，并且可增加用戶交互體驗(yàn)的真實(shí)感和學(xué)習(xí)樂(lè)趣等，可見(jiàn)其在手術(shù)模擬訓(xùn)練領(lǐng)域的前景不可估量[7-11]。本研究建立的顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)基于MR 技術(shù)構(gòu)建，主要在以下3 個(gè)方面有所突破：（1）在培訓(xùn)手術(shù)決策等非技能性技術(shù)方面較其他方法有優(yōu)勢(shì)?；趧?dòng)物模型的訓(xùn)練方法更加側(cè)重于手術(shù)實(shí)踐技能的訓(xùn)練，而本平臺(tái)使受訓(xùn)者身臨其境體驗(yàn)手術(shù)流程的同時(shí)穿插了多個(gè)決策點(diǎn)，在抽象思維能力訓(xùn)練方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。（2）實(shí)現(xiàn)了3D 人體虛擬模型和人體模型的無(wú)縫匹配重疊，使受訓(xùn)者可在虛實(shí)結(jié)合模型上開(kāi)展手術(shù)練習(xí)。MR 技術(shù)的3 個(gè)主要特點(diǎn)是現(xiàn)實(shí)與虛擬世界的結(jié)合、實(shí)時(shí)交互和精確匹配[15-16]，但受限于技術(shù)的成熟度，其在現(xiàn)實(shí)和虛擬的結(jié)合上難以盡如人意，而本研究在虛實(shí)人體模型的結(jié)合上有所突破，達(dá)到了精確匹配。（3）在增加觸覺(jué)反饋、提高訓(xùn)練代入感上有了初步進(jìn)展。有研究者認(rèn)為，盡管VR、AR 等技術(shù)在提供交互沉浸式學(xué)習(xí)方面優(yōu)勢(shì)明顯，但其缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮高仿真模擬中的觸覺(jué)反饋，有的研究者則認(rèn)為VR 技術(shù)由于缺乏真實(shí)感而無(wú)法應(yīng)用于臨床實(shí)際操作訓(xùn)練中，因?yàn)榕R床醫(yī)生似乎很難將自己沉浸在其中[17-18]。相比之下，MR 技術(shù)在實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)反饋方面存在不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本研究通過(guò)計(jì)算使得受訓(xùn)者在切開(kāi)皮膚時(shí)可感受到震動(dòng)反饋，同時(shí)人體模型的切口對(duì)應(yīng)打開(kāi)。此外，人體模型的使用被動(dòng)引入了部分觸覺(jué)反饋，使得訓(xùn)練真實(shí)感更強(qiáng)。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究初步建成了以MR 為基礎(chǔ)的顱腦戰(zhàn)傷損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練平臺(tái)，本平臺(tái)可提供無(wú)風(fēng)險(xiǎn)、不受時(shí)間空間限制、沉浸式交互學(xué)習(xí)等常規(guī)手術(shù)訓(xùn)練不具備的訓(xùn)練方式，是一種創(chuàng)新性的、整體效益比較高的損傷控制手術(shù)模擬訓(xùn)練方法，可作為其他方法的有力補(bǔ)充。從初步的研究結(jié)果看，本平臺(tái)在提高受訓(xùn)者學(xué)習(xí)積極性方面優(yōu)勢(shì)明顯，將有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)效果的提升。但需要指出的是，本平臺(tái)更適用于手術(shù)技能初始階段的培訓(xùn)，用于培訓(xùn)新手或者是對(duì)某領(lǐng)域損傷控制手術(shù)不熟悉的人員。下一步，本平臺(tái)需要改進(jìn)完善的地方主要有：（1）進(jìn)一步開(kāi)發(fā)不同的損傷控制手術(shù)模塊，支持多個(gè)部位損傷控制手術(shù)的培訓(xùn)；（2）深入探索如何基于MR 技術(shù)使訓(xùn)練中的觸覺(jué)反饋更進(jìn)一步，以使受訓(xùn)者的訓(xùn)練體驗(yàn)更加真實(shí)；（3）對(duì)于本平臺(tái)應(yīng)用效果的評(píng)價(jià)主要基于使用人員的整體體驗(yàn)感，沒(méi)有針對(duì)平臺(tái)的每個(gè)應(yīng)用模塊去評(píng)估，下一步需結(jié)合平臺(tái)的完善開(kāi)展全面評(píng)估。