于云寶 劉桂生

摘 要：近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、3D打印技術(shù)等在肝膽等外科臨床手術(shù)得研究生教學(xué)中應(yīng)用越來(lái)越多，利用3D打印模型通過(guò)觀察，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)。利用3D打印技術(shù)打印出來(lái)的模型極為逼真，能夠?qū)⒏闻K內(nèi)部構(gòu)造以及各個(gè)血管、腫瘤的位置和大小以及各個(gè)管道之間的關(guān)系清晰地展示出來(lái)。在肝膽外科學(xué)習(xí)的學(xué)生通過(guò)這一技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)手術(shù)之前的虛擬教學(xué)，也能幫助他們?cè)诒M可能短的時(shí)間內(nèi)認(rèn)識(shí)到復(fù)雜的肝臟內(nèi)部的大致構(gòu)造，也有助于學(xué)生對(duì)于手術(shù)方案以及診治過(guò)程的理解認(rèn)識(shí)，不得不說(shuō)這種教學(xué)方式極為有效。

關(guān)鍵詞：3D打印 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 肝膽外科 臨床教學(xué)

引言

所謂虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，也就是通過(guò)計(jì)算機(jī)的使用，使真實(shí)的場(chǎng)景能夠以三維模擬的方式展示出來(lái)，該技術(shù)是三維建模仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人工智能以及傳感技術(shù)等結(jié)合于一身的技術(shù)，能夠給使用人員提供他們所需要的關(guān)于感官的模型，同時(shí)還能幫助他們做到與可視化的模型之間的互動(dòng)。本文所提到的研究以3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)較好的應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療上。學(xué)生在完成對(duì)三維建模虛擬模型的認(rèn)識(shí)以及3D打印模型的學(xué)習(xí)之后，能夠?qū)ζ鋵?lái)從事的行業(yè)有更清晰的認(rèn)識(shí)，有助于其日后手術(shù)方案的制定，不過(guò)該技術(shù)仍存在些許缺陷，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建造的模型和實(shí)際手術(shù)中暴露出來(lái)的解剖問(wèn)題仍有較大差異，很難準(zhǔn)確掌握，該技術(shù)可以在手術(shù)之前將三維圖像和手術(shù)中所展示的切面實(shí)現(xiàn)良好連接，能讓觀察人員有更直觀的感受和認(rèn)識(shí)。在實(shí)際手術(shù)過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以幫助教授在結(jié)合自己已有的理論基礎(chǔ)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上，結(jié)合手術(shù)中呈現(xiàn)出的圖像，有效整合圖像、文字、視頻等信息，這也有助于生動(dòng)、有趣、活潑的教學(xué)模式的形成，這樣一來(lái)，學(xué)習(xí)人員可以結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的畫(huà)面，最大程度上發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，和教授們進(jìn)行深入探討，從而有效提高學(xué)習(xí)效率。^[1]

一、3D打印聯(lián)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的肝膽外科臨床教學(xué)模式

1.構(gòu)建3D模型的過(guò)程

將患者CT檢查數(shù)據(jù)輸入醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)之中，建立起三維模型。把模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模板文件，導(dǎo)入軟件之后適用3D打印系統(tǒng)打印成3D模型。^[2]

2.模型打印的教學(xué)方法

通過(guò)開(kāi)放式的教學(xué)方法的使用，能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)MRI以及CT檢查影像的閱讀方法，經(jīng)過(guò)學(xué)生對(duì)上述病例研究討論之后，了解疾病發(fā)生的位置，從而做出診斷。學(xué)生在學(xué)習(xí)影像資料之后，可以幫助他們?nèi)轿坏挠^察到患者肝臟的構(gòu)造以及各個(gè)管道之間的關(guān)系，并且能夠讓學(xué)生在腦海中形成立體的模型概念，以加深學(xué)生的理解。

3. 3D打印對(duì)于治療方案確定的重要性

通過(guò)可視化的三維打印模型能夠讓學(xué)生清楚地觀察到肝臟各個(gè)部位的情況;能夠清楚地測(cè)量出腫瘤的大小以及其與管道之間的關(guān)系。根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，能夠事先選擇適合的手術(shù)操作，詳盡的制定出手術(shù)方案內(nèi)容。^[3]

4.手術(shù)前的虛擬

三維可視化虛擬手術(shù)技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓每一個(gè)同學(xué)在老師的帶領(lǐng)下，借助機(jī)器進(jìn)行手術(shù)前的模擬，根據(jù)老師的講解，清楚地了解到肝臟部位的手術(shù)技巧以及操作方案。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在肝膽外科臨床教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式的沖擊

在人體中，肝臟這一器官的構(gòu)造極為復(fù)雜，熟悉并且掌握肝臟各個(gè)管道以及各個(gè)部位的解剖構(gòu)造以及其工作原理是一件極為困難的事情。不過(guò)在三維可視化的3D打印技術(shù)的協(xié)助之下，學(xué)習(xí)的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)、三維可視化模型的有機(jī)互補(bǔ)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)習(xí)效率提高。一般而言，這種學(xué)習(xí)模式一般先學(xué)習(xí)傳統(tǒng)影像教學(xué)資料以及三維的可視化圖像，接著對(duì)3D打印技術(shù)打印出來(lái)的模型進(jìn)行研究，循序漸進(jìn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能夠以最快速度學(xué)習(xí)圖像的閱讀技巧，并對(duì)圖像做出準(zhǔn)確的判斷，通過(guò)手術(shù)過(guò)程的模擬直接了解手術(shù)歷程。這樣一來(lái)，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率能夠最大程度上得到提升，其學(xué)習(xí)熱情也會(huì)最大程度上調(diào)動(dòng)起來(lái)。

2.對(duì)手術(shù)前肝臟解剖以及閱片而言3D模型的所起的作用

肝臟質(zhì)地結(jié)實(shí)，每種病灶的深淺程度各不相同，往往很難發(fā)現(xiàn)。所以，在進(jìn)行手術(shù)之前，外科醫(yī)生往往要進(jìn)行病人CT檢查資料的反復(fù)多次觀察、閱讀，才能完成手術(shù)前的準(zhǔn)備，從而保證手術(shù)成功率的提高。在其中CT檢查的影像資料經(jīng)過(guò)電腦的處理之后，盡管其呈現(xiàn)方式為3D，但是畢竟只是展示在平面之上，這給研究生們直觀的認(rèn)識(shí)影像資料帶來(lái)了較大的困難，同時(shí)也不利于其閱片的學(xué)習(xí)和手術(shù)的進(jìn)行。但是經(jīng)過(guò)本文所述的三維可視化3D技術(shù)的打印能夠?qū)⒉∽兊母闻K實(shí)體化，可以清晰地展示出病灶的具體情況，學(xué)生也可以任意扭轉(zhuǎn)模型，從各個(gè)角度觀察自己所需要的部分，提高其影像資料和3D模型的研究效率，實(shí)現(xiàn)肝臟手術(shù)的研究過(guò)程中，具體分析患者的病理特征，提高臨床手術(shù)診斷以及手術(shù)的實(shí)施效率。

3.在教學(xué)實(shí)踐中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

肝膽外科研究生在學(xué)習(xí)時(shí)可以通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，通過(guò)對(duì)模擬的尸體的解剖練習(xí)，直到熟練為止。因?yàn)樘摂M練習(xí)并不會(huì)受到場(chǎng)地、資源等的限制，因此其成本與實(shí)際手術(shù)相比極為低廉，同時(shí)還能夠高效地完成逼真的手術(shù)模擬，其優(yōu)越性極高。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠幫助醫(yī)學(xué)生和臨床醫(yī)生更直接的實(shí)現(xiàn)與目標(biāo)的交互，這對(duì)于教學(xué)準(zhǔn)確、科學(xué)性的提高而言均意義重大。

結(jié)語(yǔ)

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在肝臟的外科研究生的臨床教學(xué)中的應(yīng)用情況良好，教學(xué)取得的進(jìn)步明顯，這一技術(shù)的應(yīng)用也能使教學(xué)資源最大程度發(fā)揮，對(duì)其他學(xué)科而言有著很強(qiáng)的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]藺晨，趙峻，楊華，林國(guó)樂(lè)，陳適，羅林枝，鄭華，張宇成，潘慧，廖泉.規(guī)范化外科教學(xué)中三維可視化觸屏平臺(tái)應(yīng)用的師資培訓(xùn)效果分析[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床.2016（03）

[2]張少杰，高尚，王星，汪劍威，李志軍，侯峰，王志強(qiáng).數(shù)字三維可視化人體解剖軟件在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào).2014（S2）

[3]孫明，趙文嫣，潘春雨，譚書(shū)韜，吳斌.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在泌尿外科教學(xué)培訓(xùn)中的應(yīng)用[J].生物醫(yī)學(xué)工程與臨床.2017（06）

作者簡(jiǎn)介

第一作者簡(jiǎn)介：于云寶（1984.10—），男，漢，山東省濰坊市，主治醫(yī)師，本科，主要從事肝膽胰方向研究。

通信作者簡(jiǎn)介

劉桂生（1986.3—），男，漢，山東省泰安市，主治醫(yī)師，碩士研究生，主要從事肝膽外科方向研究。