著名商业杂志《福布斯》近期刊文指出，增强现实（AR）技术已成为外科导航领域游戏规则的改变者，彻底改变了复杂手术的操作方式，并显著改善了患者的预后。这些增强现实手术导航系统，结合了计算机科学和医学的力量，通过将全息图像、注解说明、测量和虚拟器械直接叠加到患者身体上，为外科医生提供了无与伦比的准确性、实时引导和独特视角，提高了手术的精度和效果，已经在世界各地许多拯救生命和改善生活的手术中产生了重大影响。 AR外科导航的当前用途 去年年底，全美骨科排名第一的纽约特种外科医院 （Hospital for Special Surgery）成功进行了纽约州首例AR增强现实引导的脊柱手术。该手术使用美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于脊柱手术导航的首个增强现实 (AR) 系统，对一名 28 岁男性患者成功进行了脊柱减压和融合手术。AR导航将患者解剖结构3D图像叠加到外科医生的手术视野中，使医生能够在手术过程中直接看到患者的3D脊柱解剖结构，以便准确引导器械并放置手术植入物，同时直接看着患者而不是电脑屏幕，实现了更精确、更高效、更安全的手术。 纽约州首例AR增强现实引导的脊柱手术 目前，增强现实已经成功地广泛应用于外科手术，在患者护理和手术效果方面取得了重大进展。一些应用非常值得关注： 神经外科 AR技术为外科医生提供了精准的可视化导航能力，从而彻底改变了神经外科手术。它允许精确规划和执行精细的手术，如肿瘤切除、脊柱手术和深度脑部刺激。 美国Medivis公司AR手术导航系统介绍 骨科手术 基于AR的手术导航在矫形骨科手术中尤其有益，如关节置换和脊椎手术。外科医生可以精确对齐植入物，准确跟踪骨骼结构，确保最佳放置，从而改善功能效果并减少并发症。 微创手术 AR技术提供的实时引导和可视化显示，比以前使用的机器人辅助导航，侵入性更小，也更准确，显著推进了微创手术。外科医生借此可以更精确地驾驭复杂的解剖结构，减少并发症，加快患者康复。 对外科医生和患者的好处 AR导航系统为外科医生和患者提供了许多好处。 外科医生受益于增强的空间意识、改进的精确性和减轻的认知负荷。该系统的直观性使他们能够专注于手术部位并做出明智的决定，最终获得更好的结果。 对于患者来说，AR系统的使用最大限度地减少了手术的侵入性，降低了并发症的风险，缩短了恢复时间。该技术使外科医生能够实施精确的切口和干预，提高了手术的整体安全性和成功率。 此外，AR手术导航系统可以显著减少额外的辐射暴露，例如荧光透视和X射线。传统的方法通常需要多次成像扫描来指导外科医生，这可能会导致医疗团队和患者的辐射暴露增加。相比之下，AR导航依赖于预先存在的成像数据，如MRI（核磁共振）或CT扫描，这些数据可以直接集成到增强现实的环境中。这使外科医生能够在手术过程中，无需进行连续的X射线或荧光检查，便可获得患者手术部位解剖结构的可视化显示和精确导航。 需要克服的挑战 增强现实手术导航在提高手术精度和效果方面显示出巨大的前景。但随着新技术的出现，挑战也随之而来。 挑战1 ：不适和可穿戴性问题 历史地看，AR头显笨重，不利于长时间佩戴。微软开发了一种更符合工程学的头显——HoloLens 2来解决这个问题，多家医疗公司围绕HoloLens 2打造了相关产品，该头显正在主导AR医疗保健市场。 瑞士巴尔格里斯特大学医学院医生佩戴Hololens 2，在AR导航下成功进行脊柱手术 还有一些公司已研究开发出了更轻便的可用于手术导航的AR眼镜。 挑战2 ：资金 AR需要具有先进成像能力的手术室和硬件、软件、培训及人员等费用。随着技术的发展和更实惠的解决方案的发现，AR的成本将会降低。也就是说，AR手术确实存在一些便宜的选择，当然这取决于开发商。目前，大多数大医院可以负担得起手术的增强现实解决方案。此外，AR手术导航还可以节省隐性成本，如因人为失误、手术失误或其他医疗事故引发的潜在诉讼。AR可以很好地补充医生的专业知识和能力，从而获得更好的手术结果。 挑战3 : 培训医生和熟练掌握技术 外科医生需要精通AR系统才能充分获益。医院应提供培训计划和持续支持，以确保外科医生在使用AR进行手术导航时感到舒适和熟练。有了适当的支持和实施，增强现实可以成为一种改变游戏规则的解决方案，以全面提升手术水平。 挑战4 ：AR技术的新颖性 尽管美国食品药品监督管理局已经批准了一批AR手术导航系统，但许多外科医生对尝试这些看似科幻小说的系统持非常谨慎的态度。为了医学的进步，急需提高人们对这项已被美国食品药品监督管理局批准并可立即使用的开创性技术的认识。 以色列Augmedics公司的产品Xvision是一款用于脊柱手术的增强现实（AR）导航系统，2019年获美国食品药物监督管理局批准并已开始商业使用 AR在外科导航中的未来 未来AR在外科导航中具有巨大的潜力，预计它可以在以下两个主要领域彻底改变医疗和改善患者预后： 增强精确度和个性化 AR技术将会继续进步，为外科医生提供更高的精确度和个性化引导。实时术中成像、患者特定解剖覆盖和预测分析，将进一步优化手术决策和结果。 外科教育和培训 基于AR的外科导航系统，将在医学教育中发挥至关重要的作用。它使学生和培训者能够以身临其境的互动方式观察和学习外科手术。这项技术可以帮助人弥合理论和实践之间的差距，提高未来的外科医生的技能和手术熟练程度。此外，AR有可能帮助远程医疗，使远程外科医生能够在世界任何地方协助进行复杂的手术。 对于小型医院来说，AR手术导航可能还不是优先选项。然而，对于财力雄厚的大型医院和企业医院来说，AR应该是首要考虑因素。很可能在不久的将来，没有AR手术导航的医院将会失去竞争能力。 随着AR技术的不断发展和与手术导航系统的整合，改善手术效果和改变医疗的可能性是无限的。这些成就为外科导航的进一步创新进步铺平了道路，医疗专业人士、技术专家和研究人员之间的持续合作无疑将塑造AR医疗的未来。随着该领域的不断发展，未来AR外科导航将会在全球范围内引起医疗领域的巨大性的改变。 文/维克多 （文中未标注的图片均来源于网络）