陳曉云 康燦 康建勛 周艷杰

【摘 要】目前在我國，應用3D技術(shù)制作三維動畫軟件是最普及的技術(shù)，尤其在建筑效果圖、游戲開發(fā)、影視動畫方面應用更多。如何將功能強大的動畫軟件融入醫(yī)學之中，是每一位醫(yī)學工作者應該認真面對并思考的問題。為此，我們將應用3D技術(shù)對胸外科手術(shù)全過程進行三維動畫模擬，并實現(xiàn)鼠標加鍵盤的簡單操作，設置練習功能，實現(xiàn)錯誤成功的提示，為數(shù)字醫(yī)學技術(shù)的普及奠定基礎(chǔ)。本文就應用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】R61【文獻標識碼】B【文章編號】1005-0019（2020）08--01

1 計算機與醫(yī)學相結(jié)合在手術(shù)方面的應用

仿真圖像學的產(chǎn)生為現(xiàn)代醫(yī)學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)的實用系統(tǒng)正在不斷地出現(xiàn)，如虛擬內(nèi)窺鏡、計算機影像引導手術(shù)和治療系統(tǒng)等;同時，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，如觸覺等感知仿真、組織建模尤其是動態(tài)軟組織建模、各種手術(shù)或教學仿真系統(tǒng)等。但是計算機技術(shù)與醫(yī)學之間相互的壁壘較高，彼此之間真正的融合較少，缺少計算機技術(shù)與醫(yī)學的無縫對接。因此，在計算機技術(shù)飛速發(fā)展的時代，如何契合兩者并使之普及將成為當今科學研究的重中之重。

2 胸外科微創(chuàng)手術(shù)現(xiàn)狀

以胸腔鏡為標志的現(xiàn)代微創(chuàng)胸外科手術(shù)在我國已得到了迅速與活躍的發(fā)展。我國胸部外科微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)日趨成熟、適用病種及手術(shù)適應癥不斷拓寬，各種新術(shù)式新技術(shù)不斷出現(xiàn)，但各級醫(yī)院的發(fā)展還很不平衡。隨著經(jīng)驗的積累、手術(shù)技術(shù)的日臻完善、設備器械的不斷更新發(fā)展、手術(shù)的適應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大和普及。

同時，微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展也為臨床醫(yī)生提供了一個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、對醫(yī)生的要求也嚴格;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;同時對于核心技術(shù)掌握需要較長的學習曲線和基于大量病例的反復練習摸索，往往需要進行臨床“小白鼠”實驗。所以通過進行操作步驟優(yōu)化可以使初學者快速領(lǐng)會操作技巧、縮短學習曲線，減少“小白鼠”實驗，同時也有助于規(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 與臨床建立無縫對接關(guān)系

線下與臨床建立無縫對接關(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，同時邀請相關(guān)專家開展相關(guān)學術(shù)會議討論并進行胸外科微創(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 實現(xiàn)線上模擬所優(yōu)化的手術(shù)方法流程

線上利用計算機技術(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)室場景，利用3D素材構(gòu)建軟件進行手術(shù)器械以及虛擬患者的構(gòu)建，須達到逼真效果，對手術(shù)操作流程進行代碼書寫，使用者每進行一步會給出相應提示，同時對于操作正確以及操作失敗均需給出相應的提示。如操作失誤會有出血現(xiàn)象出現(xiàn)等。配上相應的手術(shù)操作相關(guān)場景燈光特效及聲音特效增強學習者的使用興趣。

4 應用3D技術(shù)模擬手術(shù)方法的優(yōu)勢

目前國內(nèi)有很多的手術(shù)培訓方式，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習曲線期較長。概括目前國內(nèi)外醫(yī)學教育領(lǐng)域中對3D的應用成效，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，以3D技術(shù)輔助教學具有突出優(yōu)勢：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)生對微創(chuàng)手術(shù)的學習空間和學習時間得到無形擴展，減少“小白鼠”實驗的同時可顯著提高對微創(chuàng)手術(shù)的學習和掌握技能的效率，必將會受到青年醫(yī)師的青睞。

5 結(jié)語

雖然目前機器人微創(chuàng)手術(shù)已產(chǎn)生，機器人微創(chuàng)手術(shù)雖好，但是并非每個人都適合，其不足主要表現(xiàn)在，費用比較貴，并且架設機器時間比較長。所以機器人微創(chuàng)手術(shù)在很長一段時間內(nèi)還不能代替人工微創(chuàng)手術(shù)，所以臨床亟需對微創(chuàng)手術(shù)進行普及，目前國內(nèi)醫(yī)學教育界對3D技術(shù)應用于醫(yī)學教育的重視度正逐步加強，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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