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虚拟现实中的外科规划:一项系统评价
虚拟现实(VR)在多个领域产生了深远的影响,包括医学。来自德国柏林夏里特医院的 Moritz Queisner 和 Karl Eisenträger 的这项系统评价评估了 VR 在外科规划中的整合。他们的研究基于从 2021 年 4 月到 2023 年 5 月的详细文献检索,深入探讨了 VR 在外科领域的实际应用和理论基础,借鉴了各种学术和临床资源。
2024年5月
Moritz Queisner, Karl Eisenträger, "虚拟现实中的外科规划:一项系统评价," J. Med. Imag. 11(6) 062603 (2024年4月25日)
https://doi.org/10.1117/1.JMI.11.6.062603
VR 在外科中的基础
本研究的核心是使用 VR 来提高术前规划的准确性和效果。传统方法使用 2D 图像,往往无法传达复杂的空间关系,这对复杂的外科手术至关重要。VR 的三维沉浸式环境提供了一种动态的替代方案,从各个角度展示解剖细节,显著提高了深度感知和空间意识。
进展和方法
这项评价概述了 VR 技术的各种进展,强调了通过头戴显示器(HMD)改善与医学成像数据的交互。这些设备允许外科医生实时操作图像,调整视角并深入了解身体结构,这对规划复杂的干预至关重要。
实证证据
许多回顾性研究表明,VR 不仅增强了对解剖结构的理解,还改善了外科规划和结果。例如,与传统成像技术相比,使用 VR 进行外科规划通常会导致手术方法的调整。这些变化得到了 VR 提供的增强视觉和空间数据的支持,帮助识别最有效的手术路径和技术。
术前规划变化的回顾性评价
一些研究表明,VR 改善了术前规划的准确性。例如,Milano 等人报告称,当从传统方法切换到 VR 时,手术计划的达成率从 75% 提高到 95%。类似地,van de Woestijne 等人发现 VR 在 57% 的病例中导致了新的或修改的术前计划。Thumerel 等人强调了 VR 在规划胸壁切除术中的优势,与仅使用 CT 图像相比,结果更为准确。
外科结果的回顾性评价
Steineke 和 Barbery 的研究指出,使用 VR 规划的手术所需时间显著少于使用传统 CT 扫描规划的手术,表明 VR 规划带来了效率的提升。
术前规划变化的前瞻性研究
像 Sadeghi 等人和 Bakhuis 等人的研究显示,VR 不仅在大量病例中(分别为 40% 和 52%)改变了手术计划,还导致了更为保守和器官保护的决定。这表明 VR 可以提高手术干预的精确度,可能带来更好的患者结果。
外科结果的前瞻性研究
在培训环境中,VR 显示了潜在的好处,例如 Staubli 等人的研究表明,使用 VR 培训的学员与使用传统方法培训的学员得分相近,表明 VR 可以成为有效的培训工具。
病例研究和系列
这些研究常常突显了 VR 在复杂外科病例中的作用。例如,VR 帮助准确放置左心室辅助装置于一名儿童患者中,通过清晰显示空间关系和潜在障碍,这在传统成像中很难做到。
比较研究
像 El Beheiry 等人和 Huettl 等人的研究表明,VR 可以比传统成像和 3D 打印模型更好地提高肿瘤和解剖结构的识别速度和准确性。这表明 VR 提供了更有效的可视化工具,增强了外科医生准备和进行手术的能力。
总之,回顾的各种研究一致表明,VR 技术不仅通过提供更清晰、更详细的解剖可视化来提高手术规划阶段的效果,而且通过精炼手术计划和培训方法,对手术结果产生了积极的影响。这些发现支持了在外科环境中更广泛采用 VR,承诺改善手术的准确性、效率和结果。
挑战与未来方向
尽管取得了有前景的进展,但该评价也指出了一些挑战。研究设计和使用的 VR 系统的异质性使得很难将结果进行普遍化。此外,许多研究依赖于主观评估而非具体的临床结果,这可能引入偏差。该评价呼吁更多标准化和严格的研究方法,以更好地评估 VR 在外科规划中的有效性。
技术考虑
VR 系统中使用的硬件,如 HMD 的分辨率和视场,对手术规划体验的质量起着至关重要的作用。这些技术规格的差异可能显著影响 VR 应用在临床环境中的可用性和有效性。该评价建议未来的研究应提供详细的硬件和软件描述,以便于重现和更好地评估技术。
临床影响和伦理考虑
随着 VR 技术的不断发展,它们有潜力成为外科规划和培训的核心部分。然而,这也提出了有关患者安全和对技术不熟悉的外科医生学习曲线的伦理考虑。必须在技术集成和传统外科培训之间取得平衡,以确保 VR 能够增强而非复杂化外科程序。
结论
这项系统评价突显了 VR 在外科规划中的变革潜力,强调了它在提升对复杂解剖结构的理解和提高手术精确度方面的能力。然而,这一领域仍处于发展阶段,仍需进一步研究以全面整合 VR 到常规临床实践中。由 VR 增强的手术规划的未来承诺提升程序效率和改善患者结果,但需依赖于严格的评估和深思熟虑的技术实施。
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