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虚拟现实技术在肝脏外科超声介入教学中的应用
摘 要：本文对肝脏外科超声介入治疗对教学培训的要求特点进行分析,综合国内外虚拟现实技术在肝脏外科超声介入教学中的应用,并结合我科在肝脏外科超声介入培训的经验,探讨肝脏外科虚拟现实技术教学培训的方法及价值.
关键词：肝脏外科学；超声介入；虚拟现实技术；教育方法
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）50-0184-02
随着医学新技术的发展,模拟医学在医学教育、技能操作培训中愈发重要,与传统医学教学模式相比,模拟医学的应用在临床医师的培养、培训及提高等方面更具优势,近年来,虚拟现实技术（Virtual Reality,VR）在模拟医学中逐步得以开展及推广；国内外的医学中心开始使用VR技术培训现代外科医师；随着微创及介入技术在肝脏外科中的发展,超声介入技术在肝脏外科中越来越重要,培训现代肝脏外科医师的超声介入技术是各肝脏外科中心面临的机遇及挑战,本文将探讨虚拟现实技术在肝脏外科超声介入教学中的应用.
一、肝脏外科超声介入技术的现代教学与传统医学教学的矛盾
随着超声技术在肝脏外科中的发展,二维超声、超声造影及超声三维图像融合系统在肝脏超声中逐步开始普及并广泛使用,近年来,国内外肝脏超声介入外科近年来迅猛发展,对于原发性肝癌、转移性肝癌以及包括肝囊肿在内的部分肝脏良性疾病的微创肝脏外科技术的不断的发展,由传统开腹手术逐步转为腹腔镜及超声引导下经皮穿刺微创治疗,由二维超声至超声造影,以及超声联合CT、MR等图像融合系统和术中引导的应用,在提高手术穿刺成功率、治疗有效率的同时,对肝脏外科医师超声及超声介入及时提出了更高的要求.同时肝脏外科专科教学不仅在外科基础教学要求较高,同时需掌握包括肝脏超声扫查、超声引导下穿刺等多种技术等客观问题.而目前临床中即使经验丰富的医生也无法避免超声检查漏诊、经皮穿刺手术并发症等问题,学生或低年资医生的操作也难免发生.当面对医疗体制和医疗环境的现实,临床中可供教学的资源相对短缺.因此,在肝脏外科超声介入技术的临床教及医师培养中相对困难.结合以上的客观及现实条件,使用传统培训方式相对不能满足现代肝脏外科专科医师的要求,模拟医学的使用价值也逐步凸显.
二、虚拟现实（VR）技术目前的应用情况
VR技术是指通过多媒体技术与仿真技术结合而生成逼真的视、听、触觉一体化的虚拟环境,使用户与虚拟环境中的客体交互作用,从而产生身临其境的感受和体验.VR技术的基本特征是临境感、交互性和构想性.VR技术因其可操作性、真实性和可重复性等优点,已成为当今计算机多媒体辅助教学的重要发展方向之一.目前,VR技术在医学教育中已经成功应用于基础医学、临床医学及远程教育等方面,该技术在虚拟医学手术教学中的优势尤为突出.模拟医学作为新的医学教学方法,VR技术作为模拟医学的一部分,使用VR技术培训临床医师进行模拟的操作、手术操作,培训操作既不会损害患者,同时又可反复培训,帮助临床医师掌握操作及手术的技术,同时针对错误操作加以改进和提高；可重复性强,培训效率快.目前VR技术近年在国内及国外得到应用发展较大,已经在微创外科、介入手术、内镜等技术用以培训,目前培训效果满意.
三、虚拟现实（VR）技术在肝脏外科超声介入操作及手术中的应用
在外科及肝脏外科领域,超声介入、超声三维影像融合系统、术中超声、腹腔镜下超声等成为常规的治疗手段,腹腔镜微创手术、机器人系统等新微创手术技术在国内外各临床专业均有应用.VR技术用于相关专业的医学培训,有望提高临床医师的实际操作技能,以达到提高手术的精准度和操作的有效率.当前使用的VR系统可以整合MR（包括MRA、MRV、DTI）等信息,使得临床培训医师沉浸在VR环境中,进行有视觉和触觉互动的操作培训,这已基本达到模拟医学在肝脏外科教学中的要求.目前肝脏外科超声介入技术领域常用VR技术应用包括仿真的超声常规检查和术前穿刺治疗计划、虚拟穿刺等方面.
四、虚拟现实（VR）技术在肝脏外科超声介入教学中的应用及其前景
目前,虚拟现实技术在肝脏外科的应用主要是在肝脏外科医师的专科培训,通过该项技术模拟超声检查及在肝脏超声引导下的穿刺,训练肝脏外科医师常规肝脏超声扫查技巧.同时通过应用虚拟现实技术,可以尝试模拟各类超声介入治疗方法在不同疾病中的应用,探索有效的治疗方案,评估超声介入治疗的效果.现在VR技术已经可以通过模拟一个特定病例的三维影像信息,建立病例特异肝脏超声介入手术模拟界面,通过模拟手术过程对于青年医生进行培训,同时,可以在模拟教学过程中与真实手术过程相互印证.当前,国内肝脏外科超声介入的专科教学培训模式主要是依赖传统培训方法,培养周期较长,效果一般.少数的医学中心采用VR技术进行肝脏外科教学培训的尝试,取得了一定的成功.因此,我们设想将VR技术应用引进在肝脏外科超声介入治疗的教学培训中,可以缩短对肝脏外科医生超声介入治疗的培训周期,通过近年来对于青年医师的培训,取得了较好的效果.在培训中我们发现,将VR技术应用于肝脏超声介入培训中,可以让受训医师更快地掌握肝脏超声检查技术、熟悉超声介入治疗的手术技术操作及流程,提高受试医师的实际操作能力.此外,将VR技术应用于肝脏外科超声介入培训效果考核,通过结合具体病例、操作规范及操作效果加以综合评定,以客观、公正的评定培训效果.
综上所述,虚拟现实技术作为一种高科技模拟手段经过不断的发展,目前已经逐步开展应用于医学教学及模拟医学中.肝脏外科医师大部分擅长传统外科手术方式,而在微创技术不断发展的今天,超声及超声介入治疗在肝脏外科中的地位愈来愈重要,虚拟现实能够及时对肝脏外科医师的超声学习进行专科培训教学,在超声检查及超声介入技能训练中有着重大教学潜力及意义.因此,尽早在国内建立并且完善基于虚拟现实技术的培训系统,进一步建立成熟培训模式以及培训效果评估体系,让更多肝脏外科医师通过虚拟手术进行学习和训练,可以有效地加快肝脏外科超声介入治疗技术的推广及发展,同时达到更好的培训教学效果,提高培训效率.
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