2018“如幻似真”的混合现实技术

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　　如果你听过VR（虚拟现实）、AR（增强现实），不知道你有没有听过MR（混合现实）？
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　　“混合现实”一词出现在20世纪90年代，其定义是介于真实世界和数字世界之间的所有技术。混合现实技术是继虚拟现实技术、增强现实技术之后，出现的全新数字全息影像技术。该技术最核心的特性是打破了数字虚拟世界与物理真实世界的界限，实现了数字技术从“量变”到“质变”的过程。
　　“混合现实”的三大特征
　　虚拟与现实之间界限的打破，给医学应用带来了无限的创新可能。正因为体现了这样的特性，混合现实技术一出现就得到了国际上强烈的关注，纷纷期望这一技术在各自行业应用上带来巨大的创造力。哈佛大学医学院、梅奥医院等医学殿堂级机构也毫不吝啬地预测，混合现实将给医学带来巨大变革。
　　混合现实技术将计算机虚拟模型“引入”使用者所看到的真实世界中，把虚拟世界与现实世界融合到一起，以增强用户体验的真实感。与虚拟现实、增强现实相比，这是一种更偏实用性的技术。目前，国内外对于混合现实技术在医学上的应用刚刚起步，但已经展现出诱人的前景。
　　混合现实系统具备三个主要特征：现实与虚拟世界结合、实时交互性和精确匹配性。混合现实技术是脱离屏幕状态下的虚拟世界与真实世界的融合，实现了简便的交互与共享方式，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路。改技术的出现将在医学教育培训、医学研究、医学沟通和临床治疗等方面带来颠覆性变化。
　　混合现实，让医患沟通“零距离”
　　医患沟通是医患双向的互动，医患沟通不畅是造成目前医患关系紧张的主要原因之一。主要表现在两个方面：一是医生与患者之间缺乏有效沟通；二是医生与患者之间的医疗信息不对称。具有立体、逼真、动态等特点的混合现实技术可以很好地解决这些问题。手术前，医生可以通过混合现实技术将手术过程和治疗方案演示给患者及其家属看，有效解决医患信息不对称及医患信任危机等问题。
　　患者只要戴上虚拟现实眼镜，就能看到自己的病变部位，包括皮肤、肌肉、骨骼、血管、神经等所有组织，再听医生讲解，即可做到“心中有数”。在医生的解说下，患者及其家属还能360度全方位浏览自己骨折部位的3D数字“复制品”，对自己骨折的具体情况、手术方案有更深刻的了解，使医患沟通变得简单、准确、顺畅。
　　混合现实，使手术方案制订更“精准”
　　目前，骨科医生主要依赖X线片、CT、磁共振等影像学检查，在大脑中进行再现和还原，从而确定手术方案。虽然CT三维重建可以重构骨折的三维信息，但对于复杂的骨折，以及骨折周边血管、神经结构关系的完整、精确还原往往很难做到。而在手术过程中，则完全依赖主刀医生对解剖结构和各种变异的熟知，以及术中临场应变能力。
　　混合现实技术可以让医生之间的沟通变得更加便捷、直观。同一学科，甚至不同学科的医生，可通过对骨折细节信息的实时共享，为患者制定最佳治疗方案。基于混合现实的手术引导，则给骨科手术带来了极大便利。以前，医生无法在术中一边看人体组织的3D显示，一边将3D图像与患者真实的解剖部位相对应。混合现实技术可以在不充分扩大手术切口的情况下，使外科医生掌握病人身?w内部的信息，并叠加显示在虚拟的物理空间上。术中，主刀医生和助手通过星图系统获取全息影像信息，将虚拟的3D数字模型与患者的病灶重叠在一起，在“透视眼”的帮助下，更精准地实施手术。比如颈椎骨折等高风险手术，基于混合现实技术的置钉技术，可以让医生在“透视眼”下实施椎弓根螺钉植入，使复杂、高风险的螺钉植入术变得准确、安全、简便，大幅提高手术精确性并降低手术风险。
　　混合现实将患者信息（影像等）、医生的知识与经验（手术计划）、真实的患者（身体）、操作的手（医生的手、器械）通过医生的眼睛在统一空间中融合。可以说，混合现实技术将成为另一个医学创新的“智慧之眼”，将与其他数字化技术一起推进医学的创新。
　　专家简介
　　叶哲伟
　　华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科医院教授、主任医师、博士生导师，中国研究型医院学会数字骨科学组副组长，国际矫形与创伤学会（SICOT）中国部创伤学会、肩肘外科学会委员，SICOT数字骨科学会湖北省分会主任委员，武汉市中西医结合学会外科专业委员会常委。主要研究方向为危急重症创伤、复杂骨与关节损伤、骨折的治疗及康复、脊柱脊髓损伤的基础和临床治疗，计算机手术导航、混合现实技术、数字骨科学。