VR與3D列印結合帶來逼真的外科手術規劃、模擬解決方案

在開展一項複雜的外科手術之前，醫生會通過醫學影像對患者的解剖結構進行分析，並制定手術方案。二維的醫學影像在表達人體解剖學中存在的複雜3D關係方面存在一定局限性，醫生需要在腦中集成一系列2D圖像，並提取定義組織或器官及其鄰近的解剖結構。

隨著計算機科學的發展，數字化的三維醫學影像已成為醫生進行手術規劃、手術模擬的重要工具。專業的醫學三維軟體能夠將斷層醫學圖像轉化為數字化的3D模型，並可以通過3D列印製造出來，製造出實體的手術模型，方便醫生用實體的模型進行手術規劃和演練。

虛擬現實技術是另一種新興的三維醫學影像解決方案，通過互動式的全息三維醫療模型使醫生直觀的進行手術規劃和模擬，三維模型也可以通過3D印表機轉化為實體的三維模型。接下來，我們一起通過美國一家科技公司開發的醫療VR解決方案來了解一下這項技術。

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美國EchoPixel公司開發了True 3D系統，這是一款可以集成到DICOM診斷級工作站中的實時交互的虛擬現實系統。在True 3D系統和3D眼鏡的幫助下，人體內部器官能夠以全息3D圖像的形式出現在屏幕中。醫生在這個虛擬空間中，從各個角度檢查患者的解剖結構。

這些3D圖像信息可以根據要求進行定製，醫生在操作時可以對圖像進行縮放，也可以將患者的掃描圖像進行提取，或者是用3D印表機列印出來，以進行進一步研究。通過這種方式，醫生更容易檢查出患者體內出現的病變。

EchoPixel公司表示，該技術對於新生兒心臟手術尤其有幫助。醫生可以在VR系統中對微小的新生兒心臟模型進行放大，從而更加清晰和快速的分析病情。EchoPixel公司還表示，臨床研究顯示，醫生通過該技術確診90%以上患有先天性心臟病的新生兒的時間比原來縮短了40%。 除了疾病分析和診斷功能，醫生通過該系統還可以快速計算出手術中需要放置的心血管支架的大小。

如果醫生在執行手術期間仍需使用True 3D系統，則不需要反覆佩戴VR頭盔，通過電腦屏幕既可以看到正在進行手術的3D圖像。

據悉，EchoPixel開發的產品已得到FDA的批准，下一步將爭取在歐洲和亞洲地區拿到相關醫療許可。True 3D系統由惠普提供技術支持，可通過惠普的Zvr顯示器和HP Z440工作站來操作，在開發時使用了大量的醫學影像資料庫，應用範圍主要包括放射科、心臟科、兒童心臟科和介入神經放射學科等醫學學科。

在醫療虛擬現實市場中，還有Surgical Theater等公司也推出了獲得了FDA批准的類似產品，Surgical Theater的VR系統主要應用於神經外科相關疾病的診斷、規劃與引導以及醫生的培訓。

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