外科治療教學實踐中虛擬手術系統的應用分析

摘 要：因外科手術治療具有一定的風險性和復雜性，而傳統的手術技術教學方法已不能達到現代外科教學實踐的目的，因此，虛擬手術系統在外科治療教學實踐中具有一定的重要性。本文就虛擬手術系統的應用，介紹虛擬手術的特點、應用及其未來的發展。并通過對外科手術實踐的評價及對其缺點的了解，分析探討虛擬手術系統在外科治療教學實踐中的應用。

關鍵詞：外科學 教學實踐 虛擬手術系統 應用

中圖分類號：G421 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）05（b）-0086-01

近幾年來，伴隨著科學技術的發展和人類生活質量的提高，對現代醫療技術水平的要求也明顯提高。就外科手術中已推廣臨床的內窺鏡手術來說，因其具有創傷小、安全性高、手術時間短、術后痛苦小、恢復快等特點，深受患者和家屬的青睞。但這種手術操作步驟繁瑣，需要在極小的空間完全依賴窺鏡來了解病癥，并通過窺鏡使用各種手術器械將病灶切除，最后縫合切口，因此，這樣復雜的手術需要醫生具有更高的的操作技術水平，從而提高手術的成功率。因此，對醫生進行長期而有效的培訓是提高手術成功率的有效措施。所以在現代醫療技術快速發展的今天，需要培養更多優秀的醫療工作者，才能使現今的醫學行業登上更高的峰巔。本文對通過計算機結合醫學理論而構成的虛擬現實技術的手術系統在外科治療教學實踐中的特點、應用及發展方向進行探討分析。

1 虛擬手術系統的特點

虛擬手術系統是一種將醫學理論與計算機結合，產生一個觸覺、視覺和聽覺都高精度的虛擬環境，使工作者置身于此環境中通過各種專門配備的傳感器進行實體的交互控制及考察，從而能夠達到讓工作者模擬現實技術，真切的感受到自己親自上手術的目的。

虛擬手術系統是由硬件設備、醫學數據庫、軟件系統三大模塊構成的。其中的硬件設備主要由傳感器和微型計算機構成，而硬件設備最重要的作用是輸入輸出及存儲信號。而傳感器又包含三維鼠標和眼鏡、數據手套等[1]。微型計算機中包括各種醫學數據庫和虛擬手術的操作系統。

虛擬手術系統是將現實數據作為基礎，以人體結構為中心重新建立三維體系，其具有可評價以及實時反饋等特點[2]。在模擬現實技術實施虛擬手術時，操作者佩戴3D眼鏡后會立即將自己與虛擬出的環境融為一體，在高度逼真的三維設備引導下，主計算機將會收到虛擬的手術器械在空間中的位置以及運動的相關信息，從而可以很好的達到人機交互的目的。在操作過程中，將高度仿真的手術器械置于操作者的手套內，使操作者能夠真實地感受到切割人體組織所反饋回來的壓力，使其能夠按照實際的手術操作步驟完成手術[3]。

虛擬手術系統不僅可以自動監測醫生的所有操作情況，并且主計算機還能精確收集到各種相關數據，然后對此次手術練習中出現的問題和手術器械是否損害人體的健康組織等相關方面做出詳細評價，并給出合理的解決方案，從而可以使學生們不斷的在練習中逐步增加自己實際操作技術運用能力。虛擬手術不僅縮短學生的培訓時間，也省去選擇合適的實驗對象的麻煩。因此，對于外科手術教學實踐來說，虛擬的手術系統是一種有效的評價操作技能的可靠方法。

2 虛擬手術系統在現代醫學教育中的應用

現今社會，隨著手術要求的逐步提高，對醫生的操作水準的要求也越來越高，因此，為了培養出優秀的醫務工作者，虛擬手術系統為外科手術的教學實踐提供了一個重要平臺。虛擬手術操作系統是通過收集來自虛擬手術過程中的各種醫學數據，醫生在計算機建好的虛擬環境下根據手術的實際操作技術，進行外科手術演練，包括手術的方案制定、技能培訓以及術后的恢復情況等。其不僅有助于提高學生們的操作能力，同時也幫助老師能更清楚的為學生們講解手術所需的注意事項、難點和重點以及需要糾正的錯誤和改良方案等。這種虛擬手術系統應用于外科教學中，會給年輕醫師成為優秀的外科手術能人縮短了大筆時間[2]。

3 虛擬手術系統的未來發展

近幾年來，隨著科學技術的發展與普及，虛擬手術系統已越來越受到醫務工作者的高度重視，因此，虛擬手術系統的技術操作水平也在不斷的進步與提高。但因人體體質的多元化特征，所需的模擬手術系統的實用性也需要逐步加強，所以為了更好的滿足教學所需，在行虛擬手術時，仍要不斷的收集并分析反饋給主計算機的醫學數據，使外科手術的教學質量得到更有效的提升。因虛擬手術系統可以為學生們帶來一個高度逼真并且猶如親身實戰的手術氛圍，使其更好的模擬現實手術技術，進行實戰演練[4]。所以這種高度逼真的實戰演練不僅將在外科醫學中得到更廣泛的應用，也會與現代的醫學科技發展、新軍事的變革思想、教學理論的發展相適應，結合醫學相關的基礎知識、理論和技能等，會更好的發揮出虛擬手術的科學性、先進性、適用性、啟發性和思想性等，這無疑為醫學科技領域的進步與發展提供一個重要平臺。而傳統的手術演練是醫生自己通過在腦中構思好手術方案并在腦中構成三維印象進行手術操作演練，這種練習方式比較客觀、死板。而計算機創建的虛擬手術系統不僅可以避免這些問題，同時還能夠很好的完善手術方案，讓整個手術練習者都會共同分享此過程，讓大家都會切身體會到虛擬手術系統帶來的真實感。

4 結語

虛擬手術系統在外科手術治療的教學實踐中的應用已逐步普及，并且在不斷的完善中取得進步。幾年來，伴隨著各個國家對虛擬手術技術逐步重視，我們相信模擬現實的手術技術將會在醫學教學領域中得到更好的發展，使之替代傳統手術演練的客觀性，使醫學教學實踐更上一層樓。

參考文獻

[1]吳奇，程薇曦.虛擬現實技術在醫學手術中的實現與應用[J].重慶醫學，2008（21）：110-112，117.

[2]范立冬，李曙光，張治剛.虛擬現實技術在醫學訓練中的應用[J].創傷外科雜志，2008（6）：94-96.

[3]宋兵，吳竣立，徐皓，等.關于提高外科實習質量的探索[J].南京醫科大學學報：社會科學版，2010，10（1）：75-77.

[4]梁海.基于虛擬現實技術的現代教育探索[J].內蒙古民族大學學報，2008，14（4）：42-43.