腹腔镜手术虚拟系统在外科住院医师规范化培训中的应用效果

目的探讨腹腔镜手术虚拟系统在外科住院医师规范化培训中的应用效果。方法选择安徽医科大学第一附属医院2015届规培生20名作为对照组,采用传统手术教学模式;2016届规培生20名作为试验组,使用腹腔镜手术虚拟系统进行培训,比较两组腹腔镜胆囊切除术完成情况。结果试验组腹腔镜胆囊切除的手术操作考试平均成绩为(9.48±0.20)分,对照组为(7.83±0.30)分,两组差异有统计学意义(P<0.05)。试验组教学满意度、提高学习兴趣、提高实践操作能力、知识理解记忆深度、综合临床思维能力等方面均优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论对于外科住院医师的规范化培养,使用腹腔镜手术虚拟系统有助于规培生快速掌握腹腔镜手术技巧,值得临床教学推广应用。

加速康复外科理念在基于三维可视化虚拟手术系统的经皮椎间孔镜治疗患者中的应用价值

目的探讨加速康复外科理念(ERAS)在基于三维可视化虚拟手术系统的经皮椎间孔镜治疗患者围术期护理中的应用价值。方法采用随机数字表法将86例腰椎管狭窄症患者分为试验组(采用基于ERAS的围术期护理)和对照组(采用常规围术期护理),每组43例。比较2组患者术后恢复情况、疼痛程度[视觉模拟评分法(VAS)评分]、腰椎功能[日本骨科协会(JOA)腰痛疾患评定表评分]、康复积极性[匹兹堡康复参与量表(PRPS)评分]、配合度[治疗依从性评分量表(ARS)评分]、生活质量[世界卫生组织生存质量测定简表(WHOQOL-BREF)评分]、并发症情况和满意度。结果试验组术后首次下床时间、术后首次进食时间、住院时间均短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);试验组并发症总发生率为9.30%,低于对照组的27.91%,差异有统计学意义(P<0.05);术后3 d,试验组VAS评分为(1.77±0.58)分,低于对照组的(2.54±0.72)分,差异有统计学意义(P<0.05);干预后,试验组JOA腰痛疾患评定表评分、PRPS评分、WHOQOL-BREF评分、满意度评分均高于对照组,ARS评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论将ERAS应用于基于三维可视化虚拟手术系统的经皮椎间孔镜治疗患者的围术期护理中,不仅能够缩短腰椎管狭窄症患者术后首次下床时间、术后首次进食时间和住院时间,提高康复积极性和配合度,显著减轻疼痛,还能促进腰椎功能恢复,减少并发症的发生,有效提升生活质量和患者满意度。

基于VR/AR技术的鼻内镜下泪囊鼻腔吻合手术虚拟培训系统的临床应用效果分析

目的探讨基于VR/AR技术建立的鼻内镜下泪囊鼻腔吻合手术虚拟培训系统(简称虚拟手术培训系统)在慢性泪囊炎患者中的应用效果及和安全性。方法选取2019年1月至2023年1月湖州市第一人民医院收治的25例慢性泪囊炎患者,在组间基线特征可比的原则上,随机分为对照组(12例)和观察组(13例)。对照组常规行鼻内镜下泪囊鼻腔吻合术(En-DCR)治疗;观察组术前通过虚拟手术培训系统进行模拟操作,再进行En-DCR治疗。比较两组患者的手术时间、术中出血量、医患沟通满意度、临床疗效、术后并发症发生情况及复发率。结果观察组手术时间短于对照组,术中出血量少于对照组,医患沟通满意度高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.01)。术后1个月,两组治疗总有效率均为100%;术后6个月观察组治疗总有效率为92.3%,对照组为83.3%,组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后随访6个月,观察组发生鼻黏膜出血2例,对照组发生面部肿胀1例、感染1例、鼻黏膜出血2例,观察组并发症发生率(15.4%)与对照组(33.3%)比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组复发1例,对照组复发2例,两组复发率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论通过虚拟手术培训系统模拟操作后再行En-DCR治疗慢性泪囊炎具有医患沟通满意、手术时间短、疗效佳等优点,患者更容易接受,值得临床应用。

虚拟手术教学系统在外科学基础实践教学中的应用研究与探讨

虚拟手术教学系统是一个较新的网络教学平台。文章总结了虚拟手术教学平台在外科学基础实践教学中的应用经验,研究结果显示,相比于传统模式手术教学,利用虚拟手术平台进行辅助教学可以提高学生的考试成绩,满意度方面可激发学生的学习兴趣,增强学生学习的自主性和参与性,促进学生对知识的理解和掌握。总之,可以提高外科学基础实践教学效果。

小儿心脏病虚拟手术训练系统构建

虚拟手术系统是虚拟现实技术在医学领域的重要应用,介绍国内外部分虚拟手术系统及其在医学教学、手术导航、手术训练、远程手术等领域的应用。研究基于Web的一体化小儿心脏病虚拟手术训练系统建设,结果证明虚拟手术系统达到初步设计目标,对医生提升临床手术技能、指导手术都有积极意义。

骨科虚拟手术系统辅助前交叉韧带重建手术流程的建立

目的建立骨科虚拟手术系统辅助前交叉韧带重建术的手术流程,以期提高重建韧带骨隧道定位的准确性.方法利用螺旋CT对1名健康志愿者的双侧膝关节进行扫描,扫描结果以DICOM格式导入自主研发的骨科虚拟手术系统(BioMxsf软件),实现对膝关节三维模型的重建,在重建出的三维模型中对ACL股骨、胫骨止点及骨道出口位置进行确定并标记,结合前交叉韧带重建手术的要求,利用VR和MPR成像技术通过MPR轴位、矢状位和冠状位重建,实现在前交叉韧带重建手术中进行骨道长度、角度的测量及骨道定位,并建立骨科虚拟手术系统辅助前交叉韧带重建手术的标准操作流程,进行手术操作模拟,满足前交叉韧带重建手术术前计划的需要.结果建立了骨科虚拟手术系统辅助前交叉韧带重建手术流程:通过术前CT扫描,获得DICOM格式CT数据,然后将数据导入骨科虚拟手术系统并重建出膝关节三维模型,进行术前膝关节相关参数的测量,最后进行手术模拟.结论骨科虚拟手术系统辅助下前交叉韧带重建术的手术流程的建立,能够帮助医生形成更加直观立体的膝关节形象,并提供准确的骨道长度、角度等数据,使前交叉韧带重建手术的骨道定位更精确、手术方式的选择更合理,从而验证了骨科虚拟手术系统支持下前交叉韧带重建手术的可行性.

脊柱虚拟手术系统辅助下颈椎椎弓根置钉的临床评估

目的:评价脊柱虚拟手术系统(spinal virtual surgery system,SVSS)辅助下行颈椎椎弓根置钉的准确性。方法:对收治的有术后多层螺旋CT(MSCT)复查资料的27例行椎弓根螺钉固定的下颈椎疾患病例,分为SVSS 3D技术辅助手术组(A组,10例)和MSCT 3D技术辅助手术组(B组,17例)。两组病例术前均行螺旋CT扫描,A组原始数据导出CT工作站,格式转换后导入SVSS系统行三维重建;B组原始数据直接在CT工作站行三维重建。两系统都选择VR和MPR重建,开展术前个体化评估以指导手术。术后螺旋CT复查评估置钉准确性,螺钉穿破评价参照Richter分级标准。结果:A组术后10例共50枚螺钉中44枚(88%)完全位于椎弓根内;6枚(12%)穿破椎弓根,其中1级穿破5枚(10%),2级穿破1枚(2%)。B组术后17例共76枚螺钉中67枚(88.16%)完全位于椎弓根内;9枚(11.84%)穿破,其中1级穿破6枚(7.89%),2级穿破3枚(3.95%)。两组间穿破率比较差异无显著性(P>0.05)。结论:SVSS可应用于实施术前个体化评估、个体化治疗方案制定及术后疗效评估和康复锻炼指导等。

计算机虚拟隆鼻手术系统的研发应用

目的研发可用于隆鼻手术术前设计、手术模拟及假体制作的计算机三维模拟软件系统。方法提取20例单纯隆鼻术求美者手术前后的头部螺旋CT数据。应用DICOM格式数据进行三维重建和图像分割，分析手术前后面部轮廓的变形情况，建立数学模型。应用三维数字建模方法和软组织虚拟变形技术，开发计算机三维虚拟隆鼻手术系统。使用此系统预设隆鼻效果、模拟隆鼻手术，并将获取的植入体参数用于假体模型的制作，应用于实际的临床手术。结果建立了鼻假体与鼻外形改变之间关系的数学模型，经过20例隆鼻实例数据的校验，证明具有很高的精度。结论本课题组研发的Pureplastic虚拟整形系统，能够完成隆鼻手术的术前设计及术后效果模拟，并提供植入体参数用于假体制作，证实了计算机技术辅助隆鼻术的可行性。

虚拟手术系统中软组织建模研究

虚拟手术系统可为实习学生和医生提供一个虚拟的手术环境,在视觉与触觉上为用户真实再现手术场景,可用于制定手术计划、术中引导、手术教学、手术技能培训和医生临床能力训练等,因此对该领域的研究在医学领域具有广泛的应用前景。在虚拟手术系统中,用户对视觉临场感和触觉真实感的要求日益增高,为了使虚拟手术仿真更逼真,提高仿真精度,本文对生物软组织的几何建模、物理建模和碰撞检测等关键技术进行了研究和对比。通过研究,虽然目前已经取得了很大的研究成果,但仍需在不同的虚拟手术环境中,综合考虑材质的特殊性,灵活运用不同的模型进行建模,以实现更佳的仿真效果。

虚拟现实手术计划系统在颅内动脉瘤诊治中的应用

目的探讨虚拟现实手术计划系统在颅内动脉瘤诊治中的应用价值。方法应用虚拟现实手术计划系统对61例颅内动脉瘤手术患者进行诊断及术前计划,分析手术计划系统对颅内动脉瘤的诊断价值、分析手术计划与手术操作之间的关系。结果所有手术病例均显示术前诊断、术前计划与手术所见相吻合。结论虚拟现实手术计划系统是颅内动脉瘤辅助诊断的有益补充,并且对于指导颅内动脉瘤手术有意义。

虚拟手术系统支持下置入寰椎侧块螺钉的实验研究

目的:建立虚拟手术系统支持下经寰椎侧块内固定的标准体系及操作流程,探讨在其支持下置入寰椎侧块螺钉的可行性及准确性。方法:选取8例成年无破损和畸形的寰椎(C1)防腐头颈标本,CT扫描后,数据导入虚拟手术系统进行三维重建和螺旋CT多平面重建(MPR),测量寰椎侧块数据;选择侧块与后弓根部下方交界区和横突孔的内侧缘与寰椎后弓内侧壁中点为进钉点,分别测量横突孔的内侧缘与寰椎后弓内侧壁的距离(L1),进钉点与侧块前缘最高点的距离(L2),进钉点与侧块前缘的垂直距离(L3),进钉点的垂线与寰椎侧块上缘切线的角度(α),进钉点垂线与横突孔内侧缘切线的角度(β),进钉点垂线与侧块内侧缘切线的角度(γ),并计算内斜角度[δ=(β+γ)/2-β]。左右两侧均测量3次,取其均值,进行统计学分析。根据虚拟手术系统测量结果,在标本上模拟手术置入寰椎侧块螺钉,然后虚拟手术系统进行重建,测量置钉准确性。结果:建立了虚拟手术系统手术流程,虚拟手术系统测量寰椎侧块相关参数L1左侧为9.82±0.76mm,右侧为9.16±0.85mm;L2左侧为21.76±1.36mm,右侧为21.50±1.02mm;L3左侧为17.78±1.67mm,右侧为18.22±1.60mm;α左侧为36.78°±1.23°,右侧为35.78°±2.40°;β左侧为18.84°±1.80°,右侧为18.40°±1.71°;γ左侧为31.49°±0.60°,右侧为30.46°±1.56°;δ左侧为6.32°±1.08°,右侧为6.25°±1.11°;经统计学分析,左右侧测量值均无统计学差异(P>0.05)。尸体标本置钉16枚,全部位于侧块内,未伤及毗邻组织。结论:虚拟手术系统支持下置入寰枢椎侧块螺钉可行且准确性高。

外科治疗教学实践中虚拟手术系统的应用分析

因外科手术治疗具有一定的风险性和复杂性，而传统的手术技术教学方法已不能达到现代外科教学实践的目的，因此，虚拟手术系统在外科治疗教学实践中具有一定的重要性。本文就虚拟手术系统的应用，介绍虚拟手术的特点、应用及其未来的发展。井通过对外科手术实践的评价及对其缺点的了解，分析探讨虚拟手术系统在外科治疗教学实践中的应用。

基于PHANTOM的虚拟手术系统的研究

对虚拟手术系统中虚拟手术器械的建模、物理模型、碰撞检测、切割等关键技术进行研究,利用Sensable公司开发的PHANTOM力反馈设备以及配套的OpenHaptic软件开发包,构建一个基于力反馈设备的虚拟手术系统。

基于SOFA的颈静脉穿刺虚拟手术系统的初步构建

颈静脉穿刺在临床应用广泛,针对传统训练方法训练资源短缺且不易重复的缺点,本文利用虚拟现实平台构建了一个颈静脉穿刺的初步系统。我们对可能的虚拟现实平台进行了调研,选择了SOFA(Simulation Open Framework Architecture)作为我们的基础平台。利用仿真框架SOFA实现对虚拟手术场景的可视化模型、行为模型和碰撞模型的定义,并将人体头部和手术器械的面模型和体模型导入到虚拟手术场景中,实现了虚拟手术场景的创建,并利用SOFA实现了变形求解。通过构建这个初步系统,证明了利用SOFA构建颈静脉穿刺虚拟手术系统的可行性。

虚拟-现实手术模拟系统在眼科住院医师微创白内障手术培训中的应用效果

目的:探讨虚拟-现实手术操作训练在眼科住院医师微创白内障手术技能培训中的应用及效果。方法:前瞻性对照研究。选取2019/2021年在南京医科大学附属眼科医院已完成3a住院医师规范化培训的20名年资相同的眼科住院医师为研究对象,通过理论考核后随机分为虚拟-现实手术操作训练(Dry-lab)组和实体动物手术操作训练(Wet-lab)组,每组各10名。Dry-lab组和Wet-lab组医师分别使用Eye SI虚拟手术模拟器和猪眼进行训练。训练结束后使用Eye SI虚拟手术模拟器和实体猪眼操作对两组住院医师的总体培训效果进行评分,使用虚拟手术模拟器对两组住院医师的模块培训效果进行评分,并采用问卷调查对两种培训方式进行客观评价。结果:Dry-lab组医师两项操作考核总评分、模拟器考核评分、实体猪眼操作考核评分均显著高于Wet-lab组(88.03±1.34分vs 80.35±2.87分,87.50±3.03分vs 77.60±5.62分,88.57±1.89分vs 83.10±3.22分,均P<0.01)。模拟器模块考核结果显示,Dry-lab组医师各模块考核评分及用时均显著优于Wet-lab组(P<0.01)。问卷调查结果显示,在培训新颖性、是否贴近真实手术体验、对显微手术技能提高的帮助程度、经过该培训是否有信心进行真实手术及手术培训的整体满意度方面,Dry-lab组医师对于培训方式的效果评价均优于Wet-lab组(P<0.05)。结论:将虚拟-现实手术操作训练应用于眼科住院医师白内障手术技能培训可以显著提升住院医师的白内障显微手术操作技能,提高培训整体满意度,帮助住院医师在执业初期提升真实手术时的信心、心理素质、决策及处理能力,为建立眼科住院医师正式、规范化的白内障手术培训体系提供了新的标准和模式。

虚拟手术系统中的软组织切割模拟

本研究提出了一个基于有限元形变计算的利用最小子集法进行切割模拟的优化方法,该方法解决了切割过程中刚度矩阵不断扩充更新对形变计算带来的影响,便于进行切割模拟。实验结果表明,该方法能够有效地动态模拟软组织的整个切割过程。

基于虚拟器官的手术计划系统类产品注册中关键问题的研究

基于虚拟器官的手术计划系统类产品正异军突起,为保证产品安全有效,国家对医疗器械产品实行严格的市场准入制度,新产品必须取得国家医疗器械产品注册证后方可销售和使用。因此对数字化虚拟器官及手术计划系统类医疗器械产品,注册过程中的技术标准制定、风险分析、临床试用等环节进行必要的研究阐述。

尸头解剖结合Voxel-man手术模拟系统在耳科教学中的应用

耳科学涉及的解剖内容异常复杂,是耳科手术难于掌握的原因之一。尸头颞骨解剖训练是耳科医师培训最重要和必需的方法,然而这种机会却来之不易,且只能单次操作。Voxel-man手术模拟系统为相关训练提供重要机会,使用Voxel-man手术模拟系统与颞骨实体解剖训练相结合的教学方法,使得耳科医师得到较好的训练,为进入临床手术学习打下了坚实的基础。

手术模拟系统在耳鼻喉科教学中的应用初探

通过在耳鼻喉科教学中引入手术模拟系统，探讨了其在初级医师、中级医师和高级医师培养中的应用，指出其具有帮助学生理解解剖结构、提高手术技能及安排手术计划的作用。

虚拟手术仿真系统研究现状

虚拟手术仿真系统在医生的临床手术实践培训中发挥了巨大作用,为医生提供了一个视觉、听觉、触觉方面具有现实感和沉浸感的虚拟手术环境,医生仿佛置身于真实手术室中进行手术操作,突破了传统人体模型和尸体等练习对象的限制,医生可以根据需求无限次反复操作练习,极大地节省了经济和时间成本。基于此,笔者简述了虚拟手术仿真系统的发展和现状。