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摘要：计算机现实技术不断发展，已可部分应用于医学领域，在脊柱外科领域也有一定的应用。计算机现实技术可对传统影像资料进行快速重建，在虚拟环境下进行疾病诊断。计算机现实技术也可用于临床教学，对专科医生进行初期培养，节约时间及物质成本。计算机现实技术也可实现术前医患沟通，术前手术模拟。目前，计算机现实技术技术仍然欠成熟，在脊柱外科领域应用有所局限。本文简要介绍计算机现实技术的历史和概念，并阐述计算机现实技术在脊柱外科的应用及未来发展前景展望。
关键词：现实技术；虚拟现实；增强现实；混合现实；VR；AR；MR；CR；脊柱外科
本文引用格式：杨浩,官众.计算机现实技术在脊柱外科的应用进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(89):122-123.
Progress of Computer Reality Technology in Spinal Surgery
YANG Hao*,GUAN Zhong
(Qinghai University,Xining,Qinghai,China)
ABSTRACT:With the continuous development of computer technology,it has been partly applied in the medical field,and also in the field of spinal surgery.The computer reality technology can reconstruct the traditional image data quickly and diagnose the disease in the virtual environment.Computer reality technology can also be used in clinical teaching,which can save time and material cost for the early training of specialized doctors.Computer reality technology can also achieve preoperative doctor-patient communication,preoperative surgery simulation.At present,the computer reality technology is still immature,and its application in the field of spinal surgery is limited.This paper briefly introduces the history and concept of computer reality technology,and expounds the application of computer reality technology in spinal surgery and prospects for its future development.
KEY WORDS:Real technology;Virtual reality;Augmented reality;Mixed reality;VR;AR;MR;CR;Spinal surgery
0引言
虚拟现实技术（Virtual Reality,VR）是在1969年由Richard I.Land等提出的[1]，VR是纯虚拟场景，即看到的场景和人物全是假象，把人的视觉和意识带入一个虚拟的世界。本质上，虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。增强现实技术（Augmented Reality,AR）1990年开始出现，AR是真实世界和数字化信息的融合，它把虚拟的信息带入到现实世界中。人们看到的场景和人物一部分是真一部分是假，能区分虚拟物体和真实物体。混合现实技术（Mix Reality,MR）在2016年旧金山IDF16开发者大会上首次推出，它是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境，虚拟物理和真实物体很难被区分。在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动。简而言之，MR就等于VR和AR的复合体。最新由Google提出的影像现实技术（Cinematic Reality,CR）与MR概念较为类似，只是由不同的方式实现。各种计算机现实技术在临床医学领域已逐步推广及应用，为方便叙述，以上现实技术下文统称为VR，本文简要阐述计算机现实技术在脊柱外科领域目前的应用及未来发展前景展望。
1在疾病诊断中的应用
脊柱有重要的脊髓、神经、血管与之毗邻，解剖结构复杂且变异率高。虚拟现实系统（如Detroscope系统）现已经可以对CT、MRI等影像资料在虚拟现实状态快速进行三维重建，并可用模拟手术工具对模型进行旋转、缩放、切割、融合等三维功能，更利于解剖结构的了解及疾病的诊断[2]。
2在临床教学中的应用
脊柱外科手术风险高，前期手术练习机会少，初级医师缺少足够的练习机会。VR技术已经可精确测定椎弓根钉置入位置及置入角度[3]，通过VR技术实现3D建模，使用者可以在VR环境中练习各节段椎体椎弓根钉置入的技巧[4]，缩短学习曲线。
3在术前规划中的应用
通过VR技术利用CT、MRI等影像资料进行3D建模，根据患者的解剖特点，制定个性的手术方案。在VR环境向患者展示手术的流程及风险，加强医患沟通，选择合适的手术方案。
在VR环境下进行术前手术模拟训练，熟悉手术流程，缩短手术时间，减少术中出血等，提高术者在术中表现[5]。通过VR环境学习专家的标准手术流程，制定大致的手术方案及流程，可降低手术误操作[6]。
4总结及展望
目前在临床的疾病诊断、临床教学、培训及术前规划方面的应用技术已达到部分可用的地步。但目前VR模拟器仍不能模拟实际手术操作中人体能够感受的精确的触觉以及视觉。由于技术所限，VR环境的建立也比较粗糙，不够细腻。目前计算机现实技术不够成熟，研究投入成本高，难以在医学领域推广。希望科学技术的发展及社会的进步，计算机现实技术在未来广泛地应用于临床，在脊柱外科领域得到应用和普及，促进脊柱外科的发展。
参考文献
[1]Land RI,Sutherland IE.Real-time,color,stereo,computer displays[J].Applied Optics,1969,8(3):721.
[2]郭燕舞.虚拟现实技术在神经外科的临床应用研究[D].广州:南方医科大学,2008.
[3]Malempati H,Wadey VM,Paquette S,et al.Spinal surgery fellowship education in Canada:evaluation of trainee and supervisor perspectives on cognitive and procedural competencies[J].Spine,2013,38(1):83-91.
[4]Luciano CJ,Banerjee PP,Bellotte B,et al.Learning retention of thoracic pedicle screw placement using a high-resolution augmented reality simulator with haptic feedback[J].Neurosurgery,2011,69(69):ons14.
[5]Da CJ,Dos Reis ST,Cunha Frati RM,et al.Does Warm-Up Training in a Virtual Reality Simulator Improve Surgical Performance?A Prospective Randomized Analysis[J].Journal of Surgical Education,2016,73(6):974-978.
[6]Lyu SR,Lin YK,Huang ST,et al.Experience-based virtual training system for knee arthroscopic inspection[J].Biomedical Engineering Online,2013,12(1):63.
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