陳曉云 康燦 康建勛 周艷杰
【摘 要】目前在我國(guó),應(yīng)用3D技術(shù)制作三維動(dòng)畫軟件是最普及的技術(shù),尤其在建筑效果圖、游戲開發(fā)、影視動(dòng)畫方面應(yīng)用更多。如何將功能強(qiáng)大的動(dòng)畫軟件融入醫(yī)學(xué)之中,是每一位醫(yī)學(xué)工作者應(yīng)該認(rèn)真面對(duì)并思考的問題。為此,我們將應(yīng)用3D技術(shù)對(duì)胸外科手術(shù)全過程進(jìn)行三維動(dòng)畫模擬,并實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)加鍵盤的簡(jiǎn)單操作,設(shè)置練習(xí)功能,實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤成功的提示,為數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)的普及奠定基礎(chǔ)。本文就應(yīng)用3D技術(shù)模擬胸外科微創(chuàng)手術(shù)的可行性研究做了分析,以供參考。
【關(guān)鍵詞】:3D;胸外科手術(shù);模擬系統(tǒng)
【中圖分類號(hào)】R61【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1005-0019(2020)08--01
1 計(jì)算機(jī)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合在手術(shù)方面的應(yīng)用
仿真圖像學(xué)的產(chǎn)生為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的診斷及治療提供了一種新的思維模式。因此,近年來相關(guān)的實(shí)用系統(tǒng)正在不斷地出現(xiàn),如虛擬內(nèi)窺鏡、計(jì)算機(jī)影像引導(dǎo)手術(shù)和治療系統(tǒng)等;同時(shí),各種新方法研究和系統(tǒng)開發(fā)也成為近年來的研究熱點(diǎn),如觸覺等感知仿真、組織建模尤其是動(dòng)態(tài)軟組織建模、各種手術(shù)或教學(xué)仿真系統(tǒng)等。但是計(jì)算機(jī)技術(shù)與醫(yī)學(xué)之間相互的壁壘較高,彼此之間真正的融合較少,缺少計(jì)算機(jī)技術(shù)與醫(yī)學(xué)的無縫對(duì)接。因此,在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代,如何契合兩者并使之普及將成為當(dāng)今科學(xué)研究的重中之重。
2 胸外科微創(chuàng)手術(shù)現(xiàn)狀
以胸腔鏡為標(biāo)志的現(xiàn)代微創(chuàng)胸外科手術(shù)在我國(guó)已得到了迅速與活躍的發(fā)展。我國(guó)胸部外科微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)日趨成熟、適用病種及手術(shù)適應(yīng)癥不斷拓寬,各種新術(shù)式新技術(shù)不斷出現(xiàn),但各級(jí)醫(yī)院的發(fā)展還很不平衡。隨著經(jīng)驗(yàn)的積累、手術(shù)技術(shù)的日臻完善、設(shè)備器械的不斷更新發(fā)展、手術(shù)的適應(yīng)癥和禁忌癥的不斷篩選總結(jié),胸部微創(chuàng)手術(shù)適用范圍及病種也在不斷的擴(kuò)大和普及。
同時(shí),微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展也為臨床醫(yī)生提供了一個(gè)新的治療方式選擇和挑戰(zhàn)。由于胸腔鏡手術(shù)操作空間較狹窄,難度較大、對(duì)醫(yī)生的要求也嚴(yán)格;目前多數(shù)普通醫(yī)院醫(yī)生能夠開展手術(shù)的范圍存在很大差別,其發(fā)展規(guī)模急需普及;同時(shí)對(duì)于核心技術(shù)掌握需要較長(zhǎng)的學(xué)習(xí)曲線和基于大量病例的反復(fù)練習(xí)摸索,往往需要進(jìn)行臨床“小白鼠”實(shí)驗(yàn)。所以通過進(jìn)行操作步驟優(yōu)化可以使初學(xué)者快速領(lǐng)會(huì)操作技巧、縮短學(xué)習(xí)曲線,減少“小白鼠”實(shí)驗(yàn),同時(shí)也有助于規(guī)范化的向普通醫(yī)院推廣。
3 3D技術(shù)模擬胸外科微創(chuàng)手術(shù)的具體做法
3.1 與臨床建立無縫對(duì)接關(guān)系
線下與臨床建立無縫對(duì)接關(guān)系。走訪三甲醫(yī)院胸外科搜集胸外科微創(chuàng)手術(shù)錄像以及手術(shù)操作方法流程,同時(shí)邀請(qǐng)相關(guān)專家開展相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議討論并進(jìn)行胸外科微創(chuàng)手術(shù)流程的整合優(yōu)化,解決目前胸外科手術(shù)方法不規(guī)范問題。
3.2 實(shí)現(xiàn)線上模擬所優(yōu)化的手術(shù)方法流程
線上利用計(jì)算機(jī)技術(shù)研發(fā)手術(shù)模擬軟件系統(tǒng)。根據(jù)搜集到的相關(guān)手術(shù)視頻以及整理優(yōu)化后的手術(shù)方法進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)模擬軟件系統(tǒng)的研發(fā),軟件系統(tǒng)研發(fā)利用Unity建立手術(shù)室場(chǎng)景,利用3D素材構(gòu)建軟件進(jìn)行手術(shù)器械以及虛擬患者的構(gòu)建,須達(dá)到逼真效果,對(duì)手術(shù)操作流程進(jìn)行代碼書寫,使用者每進(jìn)行一步會(huì)給出相應(yīng)提示,同時(shí)對(duì)于操作正確以及操作失敗均需給出相應(yīng)的提示。如操作失誤會(huì)有出血現(xiàn)象出現(xiàn)等。配上相應(yīng)的手術(shù)操作相關(guān)場(chǎng)景燈光特效及聲音特效增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的使用興趣。
4 應(yīng)用3D技術(shù)模擬手術(shù)方法的優(yōu)勢(shì)
目前國(guó)內(nèi)有很多的手術(shù)培訓(xùn)方式,但是師帶徒的這種形式始終沒有根本性質(zhì)的改變,微創(chuàng)手術(shù)方法尚缺乏規(guī)范而且?guī)煄降哪J綄W(xué)習(xí)曲線期較長(zhǎng)。概括目前國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域中對(duì)3D的應(yīng)用成效,不難發(fā)現(xiàn),相較于傳統(tǒng)的以教師為主體,依托教材、電腦、平面課件的“灌輸式”教學(xué),以3D技術(shù)輔助教學(xué)具有突出優(yōu)勢(shì):優(yōu)化后的3D微創(chuàng)手術(shù)模擬軟件系統(tǒng)可以使青年醫(yī)生對(duì)微創(chuàng)手術(shù)的學(xué)習(xí)空間和學(xué)習(xí)時(shí)間得到無形擴(kuò)展,減少“小白鼠”實(shí)驗(yàn)的同時(shí)可顯著提高對(duì)微創(chuàng)手術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握技能的效率,必將會(huì)受到青年醫(yī)師的青睞。
5 結(jié)語
雖然目前機(jī)器人微創(chuàng)手術(shù)已產(chǎn)生,機(jī)器人微創(chuàng)手術(shù)雖好,但是并非每個(gè)人都適合,其不足主要表現(xiàn)在,費(fèi)用比較貴,并且架設(shè)機(jī)器時(shí)間比較長(zhǎng)。所以機(jī)器人微創(chuàng)手術(shù)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)還不能代替人工微創(chuàng)手術(shù),所以臨床亟需對(duì)微創(chuàng)手術(shù)進(jìn)行普及,目前國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)教育界對(duì)3D技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育的重視度正逐步加強(qiáng),所以優(yōu)化后的3D微創(chuàng)手術(shù)模擬軟件系統(tǒng)可以幫助青年醫(yī)生對(duì)微創(chuàng)手術(shù)快速掌握,有助于微創(chuàng)手術(shù)在臨床快速普及發(fā)展。
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