李磊 邹德宝 谭勇海 迟人杰 姜红江
山东省文登整骨医院 山东 威海 264400
摘要：近年来，随着人们生活水平的不断提高，社会上对于高素质医学人才需求量也在逐渐提高，因此在临床教学过程中更加注重培养医学生“早临床和反复临床”的意识。其中骨科学由于其面临的骨折形态日益复杂多样，这也是属于目前医学教学的难点之一。而传统的骨科教学主要是依据二维平面的影像学资料进行的，其对于复杂组织的结构显示有限。随着数字化技术的不断发展与成熟，医学数据的数字化已经成为了当今教学改革与应用中的热点。对此，本文主要研究混合现实技术在骨科手术规划及教学培训中的应用，以供简单参考。
关键词：混合现实技术；骨科手术；规划；教学；应用进展
前言
在医疗技术不断发展的背景下，骨科手术与技术也随之不断发展。然而由于骨骼解剖结构以及生理功能的复杂性，骨科手术中仍然存在较大的风险及难度，例如脊柱外科、骨肿瘤等疾病。同时其骨科手术教学内容包括解剖结构、骨折机制、手术入路选择以及相关操作等多个方面的内容，其涵盖的知识面较为广泛，导致教学难度较大[1]。近年来，随着人工智能技术的不断发展，人们逐渐意识到教育与前沿科技结合的必要性。进而混合现实技术与传统教育相结合，自然而然成为新的展望方向，同时也是教育领域对科技创新提出的新的需求点。基于此，本文主要综述混合现实技术在骨科手术规划及教学培训中的应用进展。
1混合现实技术
混合现实技术是一种集AI、量子计算、机器人科学为一体的跨界技术。其中医学模型的原始数据大多来自CT及磁共振的Dicom格式数据，在三维精准超渲染可视化技术后可以得到3D重构模型，然后利用特殊软件与算法进行定位、渲染、物理参数调整及模型功能设定，并将模型载入到混合现实设备中，最终能够实现基于混合现实技术的各项医学研究。其流程可以分为影像DICOM原始数据采集、CT及MRI数据导入、计算机软件评估处理、三维网络模型生成及三维模型混合显示提示。可以从任意角度对三维重构模型进行浏览、缩放及调节亮度等，最终能够促使影像判读更加简单易懂[2]。
2混合现实技术在骨科手术规划及教学培训中的应用价值
2.1混合现实技术在骨科手术规划中的应用
将混合现实技术应用在骨科手术规划中，可以向体验者展示一台完整的手术过程，并且还可以利用辅助设备或增加解说等模块为体验者讲解如何在手术过程中与助手进行沟通、配合等，使体验者能够更加详细掌握其手术流程。将混合现实技术应用于骨科手术患者的康复中，由于其具有价格低、便于携带及操作便捷的优势，能够更好的促进患者的疾病恢复。周玉虎[3]等人研究显示混合现实技术可有效辅助医生手术，缩短切口长度，促进早期髋关节功能恢复，MR模型也是一种有效的医患沟通工具，对股骨颈骨折临床应用具有潜在价值。
2.2混合现实技术在骨科手术教学培训中的应用
在为学生进行骨科手术教学培训中，利用混合现实技术可以将多台混合现实设备进行联网，多人可共同观看同一模型，能够实现实时的交互及相互控制，可供多人同时进行观看。这样不仅能够实现互动式教学，同时还可以将相关病灶模型进行空间、时间的拆分及合并等，让使用者能够任意观察模型[4]。此外，通过借助混合现实技术将骨科手术病例的3D模型展示给医学生们，并进行相应的分析、讲解等，具有直观、精准及高效的特点，有利于提高教学效果，促使学生更加容易掌握骨科手术的相关知识。
3混合现实技术在骨科手术规划及教学培训中的优势
通过利用混合现实技术，能够将骨科手术模型通过“全息、立体”的形式呈现出来，在进行各种渲染、放大、切割相应的影像观察部位，能够对骨科手术病例进行更加精准及细致的观察[5]。将其用于骨科手术规划及教学培训中，可以拥有多种优势。第一种优势为多方视角，学生通过使用混合现实技术后，能够在自由的展示空间中从多个视角观察研究模型，并且能够对模型进行实施的模拟操作，然后将操作的结果实时反馈给操作者，可以有效增加学习的趣味性。第二个优势为精准匹配，混合现实技术可将数字虚拟世界与物理真实世界进行有效融合，使真实物理空间与模拟空间精准匹配。学生通过观察并学习精准的医学模型，能够得到更加直观的效果。例如将其用于骨科手术中病变部位的定位中，有利于促使手术的顺利开展。第三个优势为应用广泛，其中临床中的每一个经典案例都可以通过三维建模的形式制成混合现实教学案例，具有应用广泛的优势，可使教学更加便捷、经济。第四个优势为可重复使用，混合现实技术可以将每个临床经典案例进行可重复展示，有效避免真实教具使用过程中出现的损伤而造成的失真情况[6]。
4 结论
综上所述，将混合现实技术应用在骨科手术规划及教学培训中，改变了传统观察事物的方式，其通过“全息、立体的呈现方式”将骨科手术模型真实的呈现出来，并通过各种渲染、放大、切割、选择性虚化掉影像观察的部位，能够促使医学生们对骨科手术病例进行更加精准、细致的观察，从而促使骨科教学更加直观、精准及高效，同时其良好的动态可交互性也将成为医学教育更加丰富的教学手段，最终有利于提高教学效果，可以骨科手术教学培训提供新的发展方向。
参考文献
[1] 余可谊, 李子全, 蔡思逸,等. 混合现实技术在经皮椎间孔入路腰椎间盘切除术临床教学中的应用[J]. 基础医学与临床, 2019, 39(006):916-920.
[2] 王宏, 欧晏娇, 胡鹏,等. 混合现实技术在肝胆外科手术教学中的应用效果[J]. 中华医学教育探索杂志, 2019, 018(012):1230-1234.
[3] 周玉虎, 王建吉, 李庆军,等. 混合现实技术在人工股骨头置换中的应用初探[J]. 贵州医科大学学报, 2020, v.45;No.237(06):80-85.
[3] 梅昆有, 李治, 王罡,等. 混合现实技术在肝胆肿瘤手术中的应用[J]. 中国介入影像与治疗学, 2019, 016(012):745-748.
[5] 窦超超, 韩翔, 臧同心,等. 混合现实技术在股骨粗隆间骨折手术中的初步应用[J]. 中国数字医学, 2019, 014(011):76-79.
[6] 马小军, 林艳萍, 黄亚磊,等. 混合现实技术在骨与软组织肿瘤精准手术中的应用探索[J]. 中华解剖与临床杂志, 2019, 24(4):322-326.