增强现实头显在微创普外科手术中的首次应用:眼见为实

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:Surgical Endoscopy 2.4

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  本文推荐一项开创性研究:为解决微创手术(MIS)中外科医生需频繁切换视野至外部显示器的问题,美国研究团队首次将Apple Vision Pro头显应用于41例微创普外科手术。通过开源软件将腹腔镜/内镜视频源转化为虚拟显示器,研究证实该技术可实现多屏无延迟操作,NASA-TLX评分(22.3±4.7)显示低认知负荷,30天并发症率为0。这项发表于《Surgical Endoscopy》的研究为AR技术在手术中的临床应用提供了重要范式。

  

在微创外科技术发展三十余年后,外科医生仍面临一个基本矛盾:虽然腹腔镜手术创伤小,但操作者必须不断转头查看悬挂于手术室各处的显示器,这种"视线分裂"现象不仅影响手术流畅度,还可能导致颈椎劳损。更棘手的是,在复杂手术如胃旁路术或食管裂孔疝修补时,医生常需同时观察腹腔镜、内镜和影像学资料,传统显示器布局使多任务处理变得低效。

针对这一痛点,加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的研究团队开展了一项前瞻性研究。他们创新性地将消费级AR设备Apple Vision Pro改造为手术导航系统,通过定制化视频传输方案,首次实现外科医生完全依赖头显虚拟显示器完成手术操作。这项发表于《Surgical Endoscopy》的研究,标志着空间计算技术正式进入普外科手术领域。

研究团队采用三大核心技术:1)通过HDMI/SDI编码器将Stryker 1788腹腔镜和Olympus EVIS X1内镜视频流转化为4K网络信号;2)利用局域网传输至头显端的开源视频应用,生成可自由定位的虚拟显示器;3)保留传统显示器供助手使用。研究纳入41例连续手术病例,由3名主刀医师和4名培训医师完成,涵盖袖状胃切除术(22%)、胆囊切除术(19.5%)等9类术式。

操作室工作流程
系统支持同时显示3个虚拟屏幕,外科医生通过眼动追踪校准后,可将显示屏"固定"在视野任意位置。例如在胃底折叠术中,医生能将内镜画面悬浮于患者左肩上方,而腹腔镜主画面置于正前方,这种空间排布使术者保持自然体位。

患者 demographics 和手术数据
平均手术时间61分钟,最复杂的胃次全切除术耗时121分钟(需中途充电)。值得注意的是,在8例使用吲哚菁绿胆道造影的胆囊切除术中,AR系统成功显示荧光信号,证实其兼容特殊成像模式。

结局指标
NASA-TLX评估显示整体认知负荷仅为22.3分(满分100),主刀医师(19.8分)与受训者(24.8分)无显著差异(p=0.23)。所有病例均未发生设备相关并发症,30天随访显示零死亡率。

这项研究突破了AR技术在腹部手术中的应用瓶颈:1)首次验证消费级头显作为主显示器的可行性;2)开发出经济高效的视频传输方案(成本<$3500);3)证实该系统可整合第三方设备如麻醉监护仪数据。讨论部分特别指出,该技术对教学手术具有变革潜力——通过多用户同步观看功能,指导医师可直接在学员视野中标注解剖结构,这比传统口头指导效率提升显著。

研究同时揭示技术局限:600g设备重量可能引发颈部疲劳,且当前电池续航仅支持2小时手术。作者预测,随着5G技术普及,未来可实现跨院区实时会诊,而3D器官重建算法的加入将进一步提升手术精准度。这项研究为"无显示器手术室"概念奠定基础,其技术框架可扩展至机器人辅助手术等领域,标志着外科可视化技术进入新纪元。

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