《NeuroSci》：Reconstructed Three-Dimensional vs. Two-Dimensional Visualization in Unilateral Biportal Endoscopic Spine Surgery: A Randomized Crossover Simulation Feasibility Study
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背景/目的：相较于常规二维(2D)系统，重建三维(3D)内镜可视化被认为可改善深度感知与手术表现，但其在单侧双通道内镜(UBE)脊柱手术中的证据有限。本研究旨在模拟双通道腰椎内镜场景下，比较3D与2D可视化的程序表现、任务完成时间及主观工作负荷。方法：这项随机
背景/目的：相较于常规二维(2D)系统，重建三维(3D)内镜可视化被认为可改善深度感知与手术表现，但其在单侧双通道内镜(UBE)脊柱手术中的证据有限。本研究旨在模拟双通道腰椎内镜场景下，比较3D与2D可视化的程序表现、任务完成时间及主观工作负荷。方法：这项随机交叉试点可行性离体研究纳入6名神经外科医师（3名住院医、3名高年资），每名受试以随机顺序在3D与2D可视化下各完成一次标准化UBE腰椎间盘切除术模拟（UpSurgeOn Lumbar SpineBox）。主要结局为复合程序表现（0–100分），由涵盖技术成功、质量与安全性的多项核查表评估；次要结局含7个步骤任务完成时间与主观工作负荷。采用线性混合效应模型校正专业水平、脊柱节段、操作侧别与场次顺序，计算受试者内效应量（Cohen’s d）并作敏感性效能分析。结果：全部受试完成两种条件（共24例操作）。两种模态复合表现均高，未加权（校正差0.64分，95%CI ?3.67至4.96，p=0.76，d=0.13）与加权评分（1.67分，95%CI ?4.04至7.37，p=0.55，d=0.26）均无显著差异；主观工作负荷亦无差异（p=0.67，d=0.19）。多数结局效应量可忽略至小，但主观疲劳（d=0.54）与情境应激（d=0.56）达中等。探索性按经验分层提示高年资者3D下椎板钻孔更快（p=0.04）、住院医3D下硬膜识别更慢（p=0.02），但每亚组仅3人。样本仅能以80%效能检出极大效应（d≈1.43）。结论：3D可视化可行且耐受良好，但在UBE模拟中未显著改善程序表现、任务时间或主观负荷；非显著结果反映效能不足而非等效，疲劳与应激的中等效应量为假设生成性。需充分效能试验确认任务特异或经验依赖获益。
研究背景方面，单侧双通道内镜（UBE）脊柱手术自1996年经椎间孔腰椎硬膜外内镜雏形、2016年正式以“双通道”命名以来，凭借同侧双独立通道结合开放显微三角工作角与内镜放大照明，适应证已由腰椎间盘突出、中央管/侧隐窝狭窄扩展至椎间融合、后路颈椎孔切开、胸椎减压及翻修手术，前瞻随机对照试验显示其临床等效于显微或颈前路融合，且早期切口痛轻、肌酸磷酸激酶低、伤口并发症少，汇总分析证实住院短、失血少、残疾指数改善，并发症率5%–8%，主为意外硬膜撕裂（2.5%–4.5%）。但UBE学习曲线陡峭，需大病例量，因要求双手协调器械、持续内镜定向与受限通道内精确空间判断。常规2D内镜缺准确双眼深度感知，可能损害空间定向与手眼协调；非脊柱内镜中3D可视化可缩短复杂双手任务时间45%、缝合穿绳错误率降三倍以上，但脊柱内镜中3D证据仅限早期系列与试点，无标准化模拟对照。故研究人员在瑞士圣加仑州立医院神经外科训练室开展试点，估算3D与2D在标准化UBE模拟中复合表现与分步时间差异方向及幅度，并探是否随医师经验而异，为后续确证试验选指标与算样本量提供依据。
关键技术方法上，研究为随机、盲法评估缺失（模态可感知）、交叉、离体试点可行性试验，6名右利手神经外科手术医师（住院医与高年资各3人）来自HOCH Health Ostschweiz圣加仑州立医院同一科室，以1:1计算机随机定3D/2D顺序、24小时间隔自身交叉对照；使用UpSurgeOn Endoscopic LumbarBox解剖验证腰椎模型，增强现实（AR）标记注册定双通道入点，4K内窥镜（Karl Storz 0°硬镜）接MedicalTek MonoStereo MS-301将2D输入转实时立体输出（重建3D非原生双光路3D）或关立体作2D，Barco MDSC-8232 M3D医用监视器配被动偏振眼镜；统一35 mmHg灌洗压、1.5 L/min流量；主要结局为自建17项核查表复合表现（0–100未加权/加权），次要为7步任务秒数、NASA任务负荷指数（NASA-TLX）；线性混合效应模型以受试为随机截距，校正专业水平、节段、侧别、场次，报Cohen’s d与80%效能可检d≈1.43。
研究结果部分，参与者流程小节：6人完成24次操作（每人两模态各两次），节段多为L2/L3与L5/S1，左侧58.3%，无排除脱落。复合表现小节：2D未加权89.7±5.0、3D 90.4±5.8；加权2D 90.4±6.6、3D 92.1±6.9；高年资未加权91.0→92.3、加权90.8→94.2；住院医两模态同分（未加权88.5、加权90.0）；校正差未加权0.64（p=0.76，d=0.13）、加权1.67（p=0.55，d=0.26），交互不显著，上限效应明显。任务完成时间小节：合并分析各步无显著差异；受试者内d显示硬膜识别（0.58）、神经根松解（0.49）、后纵韧带（PLL）打开（0.41）中小利于3D，椎板钻孔（0.39）小利于2D；高年资椎板钻孔3D快101秒（p=0.04）、住院医硬膜识别3D慢563秒（p=0.02），但各亚组3人未校正。主观工作负荷小节：NASA-TLX校正差?1.6（p=0.67，d=0.19），高年资2D 26.8对3D 25.2、住院医47.1对50.6，专业×模态交互不显，住院医总体负荷趋高（p=0.06）。用户体验与工效小节：满意度、复杂度、分心无差；疲劳2D 21.8对3D 26.2（d=0.54）、情境应激18.5对17.0（d=0.56）呈中等效应；3D下景深满意100%对91.7%、锐度100%对66.7%、监视器调参更频（33.3%对8.3%）；工效5点中位4，两模态可比。
讨论部分总结：教育训练含义上，3D可行但未显著提升表现/时间/负荷，主结局d=0.13–0.26，非显著系效能不足非等效；视觉体验差异常现于3D锐度/亮度低、调参多、疲劳中等增；与异质文献一致——部分报3D益于效率深度、部分无差；临床脊柱中3D双通道仅小系列报深度改善，3D外视镜综述示与显微镜临床等同而工效/教学优；模拟中两模态表现均高含无内镜史住院医，故任一系统皆可训UBE，选型更多依资源偏好。按经验表现模式小节：高年资椎板钻孔3D快、住院医硬膜识别3D慢皆3人亚组未校正宽CI，方向在合并与亚组反转（硬膜识别合并d=0.58利于3D、住院医反慢），属不稳定估计，无交互显著，不能断经验依赖。可行性与技术小节：交叉完赛支持协议可行；3D被动偏振串扰重影致偏角观看立体保真降、锐度低、疲劳中等增（d=0.54）与应激（d=0.56）方向合感知负担但未显，NASA-TLX总负荷不差（d=0.19），住院医负荷高系同期学技术。优势局限小节：优为随机交叉自身对照、标准环境、全捕获；限为单中心6人效能低（仅检d≈1.43）、离体无出血/个体解剖/应激、不能盲模态、单平台不能外推他3D系统、24小时交叉或残留学习携带效应、顺序在两组不均（住院医全2D先、高年资多3D先）、自查表无心理计量验证且天花板效应、双教员共识评分离散无独立复评信度。
结论部分翻译：在这项单侧双通道内镜脊柱手术的离体模拟试点研究中，3D可视化可行且耐受良好，但相较2D可视化未伴随程序表现、任务完成时间或主观工作负荷的统计学显著改善。由于样本仅提供80%效能检出极大效应（d≈1.43），这些非显著结果反映效能有限而非等效，所观主观疲劳与情境应激的中等效应量应作假设生成解读。需充分效能试验判定3D可视化是否提供任务特异或经验依赖获益。论文发表于《NeuroSci》。
