三維手術錄像技術提高腦血管病手術教學效果

王碩

1 三維手術影像錄像系統介紹

立體成像對于顯微神經外科手術至關重要，神經外科手術顯微鏡是雙光路設計，有兩支獨立的光路及一定夾角對物體成像，供雙眼觀察，能夠提高顯示圖像的層次感和立體感。在神經外科顯微手術中，主刀術者可以在顯微鏡下看到異常清晰的立體手術野景象：蛛網膜薄如蟬翼，腦脊液在其下汩汩流動；顱底血管神經縱橫交錯，層次清晰，細小的深穿支動脈血管從大血管發出，穿行于血管神經之間，最后匯入腦底面主要的結構，正常腦組織解剖結構、病變和重要結構的空間位置關系，在雙眼成像的主鏡視野下被準確展示。在術者的決策過程中，具有縱深感的病變和周圍結構關系為微創治療提供了關鍵信息。然而，所有的這些，在沒有三維（three-dimensional，3D）手術影像錄像系統以前，只有主刀術者能看見立體圖像，且不能保存錄像。即使手術助手也只能看到2D圖像，更不要說接受培訓的觀眾。術者無論用多么詳盡的語言，也很難栩栩如生地描述術中立體景象。

近年蔡司、萊卡、奧林帕斯等多家公司開發了超清晰和穩定的一體化3D手術影像系統，并能與手術顯微鏡結合使用。它是基于手術顯微鏡的雙光路設計，在每一光路終端安裝數碼相機采集手術中圖像，模擬雙眼視網膜成像過程，對圖像進行處理，形成立體圖像，通過立體眼鏡觀察后獲得立體感視覺。與平面成像不同，3D技術能夠還原真實世界中的3D立體手術視野，呈現出物體的真實、自然和深度，為住院醫師和研究生受訓觀眾提供了一個身臨其境般的外科手術教育和培訓的工具[1-2]。

2 3D手術影像系統對教學的促進

從2011年我院手術室配備了3D手術影像系統，連接手術顯微鏡，用于手術的直播和術中影像的錄制，不管是手術室的實時展示，還是3D手術錄像在學術講座或會議的播放，對年輕醫生和研究生的外科手術培訓起到了巨大推動作用，提高了臨床教學的效果，起到語言不能達到的效果。在腦血管病手術技能的培訓表現更加明顯，下面以腦動脈瘤手術為例介紹3D手術影像系統對教學的促進作用。

腦動脈瘤手術要求完全夾閉動脈瘤，不留殘留瘤頸，同時要保護載瘤動脈的通暢，不致狹窄。腦動脈瘤好發于顱底大血管，顱底富集腦神經、腦干、穿支動脈等重要結構，如何在夾閉動脈瘤的同時不傷及周圍血管神經，需要術者豐富的經驗和對手術野立體解剖結構的充分了解。同時，術者在分離暴露動脈瘤的過程中，需要充分了解動脈瘤與載瘤動脈的空間立體解剖位置關系，避免在暴露過程中出現動脈瘤破裂，產生災難性后果。在動脈瘤夾閉過程中，主刀醫生會謹慎選擇夾閉動脈瘤的角度和深度。所有的這些技術細節在2D的手術錄像中都不能充分展示，自然，觀眾也就無從了解。而接受培訓的醫師觀看3D手術錄像，感覺像真正進入到顱底空間一樣，顱底血管神經的立體結構就活生生地展現在面前，甚至伸手就可以碰到血管、神經，并能從不同角度觀察動脈瘤、載瘤動脈與周圍組織之間的位置關系。手術者的手術技巧、決策過程和術中空間解剖信息可以通過3D手術錄像向教學對象更多呈現，這是在2D手術錄像中所不能達到的程度。在動脈瘤手術的過程中，演示者不必用語言解釋選擇夾閉的角度和選擇的顱底空隙，3D錄像可以代替語言，并且在觀眾中留下深刻印象。

目前，不需要搜尋者佩戴眼鏡的自動立體影像技術（autostereoscopic 3D display）發展迅速，雖然在清晰度和縱深感等方面還不如3D影像盡如人意，但已表現出在加快手術流程、操作方便等方面的諸多優勢[3]。我們有理由相信，在不遠的未來，3D手術錄像技術將更加推動包括腦血管病在內的外科手術教學效果。

1 Heath MD, Cohen-Gadol AA. Intraoperative stereoscopic 3D video imaging:pushing the boundaries of surgical visualisation and applications for neurosurgical education[J]. Br J Neurosurg, 2012,26:662-667.

2 Agarwal N, Schmitt PJ, Sukul V, et al. Surgical approaches to complex vascular lesions:the use of virtual reality and stereoscopic analysis as a tool for resident and student education[J]. BMJ Case Rep, 2012,2012.

3 Christopher LA, William A, Cohen-Gadol AA.Future directions in 3-dimensional imaging and neurosurgery:stereoscopy and autostereoscopy[J].Neurosurgery, 2013, 72 Suppl 1:131-138.