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3D建模和虚拟现实VR技术在外科手术中的应用将造福更多患儿

09/20/2019
VR model of a heart
虚拟现实VR心脏模型

英国伦敦大奥蒙德街儿童医院GOSH的临床以及研究团队正在利用3D建模&打印以及虚拟现实VR技术来帮助有外科手术需要的患儿和他们的家人。

今年15岁的乔 (Joe) 现正在GOSH接受治疗,他患有一种影响身体结缔组织的遗传疾病——马凡氏综合征。人体结缔组织在身体正常生长发育方面起着重要作用,因此患有马凡氏综合征让乔也患上了相关的心脏疾病,急需手术的方式来更换他的身体主动脉。他的心脏团队与我们分享了他们如何使用先进的心脏3D建模&打印以及虚拟现实VR技术来帮助乔、他的家人和手术团队了解他的心脏状况,并为他的心脏手术做准备的过程。

虚拟现实VR技术在研究中的应用

此研究工作在乔的心脏手术的准备过程中起了关键作用:乔的心脏先是用3D模型图像的形式被捕捉下来,然后医疗团队可以通过虚拟现实VR软件来进行查看。GOSH的研究员克劳迪奥·卡佩里(Claudio Capelli)医生和Endrit Pajaziti医生向我们解释了这一过程:

“当患儿接受CT或核磁共振 (MRI) 扫描时,我们将拍摄图像并将这些图像转换成3D心脏模型。这个3D模型可以被3D打印机打印出来成实体模型,也可以导入到我们团队自己设计和开发的虚拟现实VR软件中呈现出来。我们的团队就此技术,已经发表了几项研究,具体展示3D打印模型是如何帮助所有参与患者护理的工作人员的。目前的研究关注的是像乔一样的青少年,我们希望通过3D打印模型的应用能够更加真切的了解他们的心脏状况。”

虚拟现实VR3D模型技术是如何帮助乔的

克劳迪奥解释道:“虚拟现实VR技术是一种奇妙的方法,让我们能够全身心地沉浸到患者的心脏中去做观察。在此研究项目中,使用虚拟现实VR的总体目的就是帮助我们以沉浸式的方式探索心脏解剖,提供比以往任何时候都更详细的信息。” 

在进一步解释道虚拟现实VR技术优势时,克劳迪奥说道 “ 首先,它可以很好地在决策阶段帮助临床医生。虚拟现实VR模型可以增强对患者解剖结构的理解,从而使临床团队能够在术前在虚拟世界中规划手术过程。外科医生可以从任何角度(包括心脏内部)观察心脏,进行详细的测量,虚拟地计划和实施手术。”

“ 其次,我们的目标是提高对于先天性心脏病知识的普及教育。在这种情况下,我们正在为医科学生和年轻的培训生建立一个最常见的先天性心脏病模型的虚拟图书馆,以帮助他们更多地学习和了解这种疾病。”

“ 最后,我们相信虚拟现实VR技术可以成为一种与患者互动的工具。对于乔来说,虚拟现实VR技术不仅激发了他对自己病情的好奇心,还帮助他在手术前娱乐和分散注意力。”

乔的心脏专家医师Elena Cervi医生补充道:“3D模型被证明是非常有用的,可以用更直观、更容易理解的方式向患者和家长解释疾病和治疗过程。当扫描图像被3D打印出来的时候,他们通常会很兴奋地保留心脏实体模型,作为纪念。与标准的教学手段不同的是,这是一种针对单个患者独一无二的个性化解剖模型”。

GOSH的虚拟现实项目已经得到了La Fondation Dassault Systemes机构的资助。3D打印模型研究项目也同时得到了英国心脏基金会资助。