扩展现实（XR）技术革新先天性心脏病诊疗：赋能患者教育、医者培训与手术规划的新纪元

《Current Cardiology Reports》：Transforming Care in Congenital Heart Disease: The Role of Extended Reality in Family and Trainee Education and Procedural Planning

为解决先天性心脏病（CHD）诊疗中三维解剖结构认知困难、患者教育效果有限及手术规划精度不足等问题，研究人员系统回顾了扩展现实（XR）技术在CHD领域的应用。研究表明，XR通过构建患者特异性3D交互模型，显著提升了患者对病情的理解、降低了焦虑水平，增强了医学生对复杂心脏结构的空间认知，并优化了经导管及外科手术方案的精准性。该技术有望成为CHD全周期管理的重要工具，推动个性化医疗发展。

　　

先天性心脏病（CHD）是小儿心血管疾病中最具挑战性的领域之一，其病变类型复杂多样，心脏结构的空间关系错综复杂。传统上，医生依赖二维（2D）影像（如超声、CT）在脑海中构建三维（3D）解剖模型，这一过程不仅耗费认知资源，还容易因个体理解差异导致误判。尤其对于患者家属而言，用平面图像解释立体心脏结构犹如“隔靴搔痒”，难以真正理解病情；而医学生在初学阶段也常因缺乏直观的解剖参照，陷入“想象困难”的困境。更严峻的是，在手术规划中，对复杂心脏畸形的任何误读都可能直接影响手术效果。

正是在这一背景下，扩展现实（Extended Reality, XR）技术——包括虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实（MR）——逐渐走入先心病诊疗的视野。XR能够将医学影像数据转化为可交互、可“穿透”的3D全息模型，使医生、学员甚至患者本人得以“走进”心脏内部，从任意角度观察病变细节。这篇发表于《Current Cardiology Reports》的综述系统梳理了XR在CHD管理中的三大核心应用场景：患者教育、医学生培训与手术规划，并指出XR技术正在重塑先心病的诊疗模式。

为全面评估XR的应用价值，研究者通过文献回顾与临床实践案例相结合的方式展开分析。关键技术方法包括：基于CT、MRI等医学影像的3D模型生成技术（如EchoPixel、Elucis等软件平台）、头戴式显示设备（如Microsoft HoloLens 2）的沉浸式交互操作、以及将3D旋转血管造影（3DRA）数据实时转化为AR/VR模型的集成系统。部分研究还纳入了多中心临床队列（如斯坦福虚拟心脏项目、国家儿童医院复杂病例队列），通过对比传统教育工具与XR介入后的效果差异（如知识测试评分、手术时间、焦虑量表等）进行验证。

患者与家庭教育

XR通过动态、可缩放的心脏模型，帮助患者直观理解自身病变。例如，青少年CHD患者通过VR学习后，对心脏结构与手术的理解评分显著提升（Likert量表均分>4.5/5）。在一项随机试验中，使用VR进行诊断沟通的家庭，中重度焦虑比例从85%降至50%，证明XR能有效缓解情感障碍，促进医患共同决策。

学员教育

XR颠覆了传统依赖2D图像“脑补”3D解剖的教学模式。斯坦福虚拟心脏等项目让医学生可“潜入”心脏内部观察缺陷，显著提升其对CHD知识的掌握度。对比研究发现，学员对XR的偏好远高于3D打印模型，因其支持实时操纵与多视角探索，更符合成人学习理论中的自主性与实践性需求。

手术规划

在复杂外科手术（如双出口右心室DORV、肺动脉闭锁PA/VSD/MAPCAs）中，XR模型可精准评估解剖关系，减少术中预案修改。研究显示，使用MR规划的手术组，术前准备时间平均缩短15分钟，且术后不良事件更少。在经导管介入中（如窦静脉型房间隔缺损封堵、经导管肺动脉瓣植入TPVI），VR模拟能提前测试支架放置路径，提升操作者信心。例如，某中心通过Elucis软件进行虚拟支架植入，成功筛选出传统评估中漏判的TPVI适用患者。

应对挑战与未来方向

尽管XR面临数据安全、成本、晕动症等技术瓶颈，但通过AI辅助分割、轻量化设备（如手机AR）及标准化验证流程，其临床适用性正持续扩大。未来，XR将与人工智能（AI）深度融合，实现自动建模与术中实时导航，进一步推动先心病诊疗的精准化与个性化。

综上所述，XR技术通过提供沉浸式、患者特异性的视觉化工具，有效弥补了CHD管理中长期存在的认知与沟通鸿沟。尽管目前研究多属探索性，但其在提升教育效率、优化手术预后方面的潜力已得到初步验证。随着技术迭代与证据积累，XR有望成为贯穿CHD诊疗全程的“数字桥梁”，为实现个性化医疗提供新范式。