□ 北京协和医院 奥登苏日塔 王敬霞
医生使用虚拟现实内镜教学系统进行手术学习 北京协和医院供图
近日，北京协和医院耳鼻喉科自主研发了一款针对鼻颅底区域的高仿真、高性价比的鼻窦-颅底虚拟现实内镜教学系统，为医学生和医生提供更为直观、全面的解剖学习和手术训练体验。科室的研究人员正在为该教学系统申请知识产权。该项目得到了中央高水平医院临床科研专项的支持。
瞄准人体复杂解剖区域
鼻窦-颅底是人体中复杂的解剖区域之一，耳鼻喉科医生要掌握该区域的手术技能学习困难大，学习曲线长。传统教学方法大多基于文字和图片，难以帮助医生和医学生构建三维立体认知。近十年来，经鼻内镜颅底手术技术发展迅猛，需要新的教学方法帮助学员更快掌握复杂的手术操作。
鼻窦-颅底虚拟现实内镜教学系统创新性地融合了3D计算机仿真技术和半实物仿真技术，兼具三维解剖结构教学、三维手术导航教学和内镜模拟探查教学功能。该教学系统突出了鼻窦-颅底虚拟现实教学功能，在国内外相关领域具有独特的功能和技术优势。
全国产化从零开始
研究人员从零开始，坚持全国产化。与国外的耳鼻喉教学训练产品相比，该教学系统不仅具有高分辨、高仿真头颅内镜基本模型，还首次针对翼腭窝、颞下窝等复杂的鼻颅底解剖区域，对解剖及手术要点进行了梳理，为学员提供了更加清晰、完备、深入的鼻窦-颅底解剖学习内容。
该教学系统将虚拟模型和3D打印的实物模型相结合，并在力反馈手柄上增加延长杆，可为操作者提供逼真的、手眼一致的内镜模拟探查交互体验。
创新性地进行功能融合
北京协和医院耳鼻喉科主任吕威介绍，该教学系统既支持基于人工建模的灵活交互式模拟探查，又支持基于高清影像数据的手术导航式模拟探查。该系统还首次将三维解剖教学与VR（虚拟现实）仿真教学的核心功能进行融合，集二者优势于一身，这在业界属于首创。
该系统的内镜教学场景如同用一台微型摄像机去捕捉鼻窦-颅底的每一个区域，同时创新性地区分了全局内镜探查和局部内镜探查。前者侧重于内镜下解剖结构的全局导航，后者侧重于对典型局部解剖结构的详细注解。该系统支持多个视角下的精细内镜操作，可以帮助学员增强三维认知。
提供沉浸式手术体验
研发人员表示，用该教学系统进行操作“更接近手术环境”。与传统的解剖学习模型和手术训练工具相比，该系统可让学员沉浸式体验真实鼻内镜操作环境。操作者左手持内镜，内镜视野角度可根据情况随时切换为0度、30度、70度；右手持器械，可根据情况切换为探针、吸引器、剥离子等手术器械。
该系统还可帮助初级学员进行内镜操作、双手配合等训练，提高内镜手感。其中，操纵力反馈手柄在模拟内镜、器械触及鼻腔结构时，可以让操作者的双手感到明显阻力，传递现场做手术时的逼真体验。
吕威说，基于VR技术的鼻内镜教学系统为鼻颅底区域解剖学习和手术训练提供更为便捷和高效的解决方案，助力培养以“胜任力”为导向的医学生、耳鼻咽喉头颈外科住院医师及初级专科医师，为3﹢2﹢X的课程管理体系提供了3D影像分析和手术模拟训练，有望成为住培基地过程化管理的智能终端。