大脑结构的复杂性和神经外科手术的低容错率使得年轻医师的培训缓慢并且困难。而我国医疗和教学资源的不均匀分布使这个问题更加突出。虽然目前神经外科住院医师培训的选择更多样化，包括理论教育、解剖图谱、磁共振图像或3D打印模型。但是，前三种往往需要神经外科医生更好的空间想象力，增加了住院医生的认知负担。而3D打印模型作为一种模拟技术，虽然在神经外科住院医师培训和术前规划方面发挥了良好的作用，但3D打印的复杂流程（从数据采集和虚拟模型制作到最终实物成型）所花费的成本和时间仍旧相对较高。
近年来的文献表明，混合现实模拟能在神经外科手术中发挥重要作用，使用混合现实模型进行互动培训可能会改善对神经外科医师的教学，提高他们在疑难手术病例中的自主性，并可能对患者的手术安全具有潜在的帮助。
近日，解放军总医院第一医学中心（原301医院）神经外科陈晓雷教授团队在Journal of Neurosurgery（JNS）子刊Neurosurgical Focus发表了题为“A patient-specific, interactive, multiuser, online mixed-reality neurosurgical training and planning system“的研究论文，报告了该团队开发的基于互联网的多用户混合现实神经外科培训系统。该系统可用于本地或远程神经外科住院医师培训及术前规划，并能够进行实时互动操作。研究结果提示，该系统能有效地帮助神经外科医生，尤其是手术经验较少的年轻医师，针对后颅窝血管神经压迫病例（三叉神经痛或面肌痉挛）或颅内肿瘤病例，进行相应的培训、术前规划及讨论。同时，该系统也有望对神经外科其它疾病的培训和术前规划有所帮助，具有广泛应用的潜力。请扫描图1二维码获取全文。
【Ref：Wang J, Zhao Y, Xu X, et al. A patient-specific, interactive, multiuser, online mixed-reality neurosurgical training and planning system[J]. Neurosurg Focus, 2024,56(1):E15.】
研究团队开发了一种基于互联网的多用户混合现实神经外科培训系统。该系统工作流程详见图2。使用者基于患者的个体化影像资料（CT或MRI），利用开源软件3D Slicer重建虚拟3D模型，并通过一系列软件进行处理，随后将混合现实模型上传至网络服务器，并最终使用头戴式混合现实装置Hololens或iPad/iPhone等手持设备联网下载模型后，实现在线上虚拟培训室内，对于同一病例的实时互动讨论。
图2. 混合现实培训系统的工作流程图
研究团队开发了专用的应用程序Pre-surgical Planning APP（PSP APP）。用户可以启动HoloLens或iOS系统客户端应用程序PSP，并创建一个在线虚拟培训室，在扫描内含定位代码的定位图像后，用户即可以查看特定患者的颅脑全息影像，获得授权的用户可以对影像进行移动、放大、缩小、标记等操作。该系统最多支持13名用户同时加入，进行本地或异地的互动培训。
图3. Hololens系统下PSP应用程序的操作界面
研究团队总计对40例病例（包括10例三叉神经痛及面肌痉挛、30例颅脑肿瘤）进行了混合现实全息模型的重建，邀请了具有不同手术经验的神经外科医生进行问卷评估。在三叉神经痛及面肌痉挛患者的模型中，48.3%的神经外科医生改变了术中探查策略。对于手术经验有限的年轻医生，在接受该系统培训后，75.0%的探索策略发生了变化。在针对颅内肿瘤的调查中，31.7%的年轻医生对手术体位的设计有所变动，而开颅的位置（p=0.0338）和范围（p=0.0056）亦有明显变化，且上述差异与神经外科医生的经验显著相关。
图4. 该系统被用于三叉神经痛或面肌痉挛病例的术前规划和培训的结果
图5. 该系统被用于颅内肿瘤患者的术前规划和培训的结果
研究结果提示，该混合现实神经外科培训系统可用于神经外科住院医师本地或远程的实时在线培训。它可以有效地给神经外科医生提供个体化病例的互动式术前培训。而且，该系统使用方便，成本低，也为医疗和教育资源有限的机构提供了一种低成本教育培训及术前规划手段。因此，该系统在外科手术训练和术前计划中具有重要作用，并在神经外科有着广阔的应用前景。
因该论文创新性突出，已被选为JNS出版集团2024年1月重点论文，将于2024年1月18日在JNS出版集团举办的线上论文分享会中和广大读者进行详细讨论。欢迎有兴趣的读者参加会议！（如需参会，请于2024年1月15日之前，将参会人员的电邮地址发至邮箱chxlei@mail.sysu.edu.cn。出版社稍后会将线上会议链接发至相应邮箱。）
图6. JNS出版集团2024年1月重点论文分享会海报
通讯作者简介
陈晓雷 教授
解放军总医院第一医学中心
解放军总医院第一医学中心神经外科医学部副主任
解放军总医院神经外科主任医师，教授
北京医学会神经外科学分会第六届青年委员会副主任委员
中国医师协会内镜分会神经内镜专业委员会委员
中国医师协会脑胶质瘤专业委员会委员
中国医师协会神经修复专业委员会委员
从事神经外科临床工作25年，有丰富的临床经验。擅长术中磁共振和多模态神经导航下的脑重要功能区手术以及神经内窥镜手术。2009年在国内率先开展高场强术中磁共振和多模态神经导航的临床工作，所带领团队是该方面国内手术数量最多，经验最丰富的小组。2004年自德国归国后，积极开展了神经内镜手术。2008年在国内较早地开发了高血压脑出血神经内镜治疗的完整临床工作流程，并研发了相应的器械（获国家发明专利及医疗器械注册证，已在国内200余家医院临床常规使用）和定位技术
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