基于增强现实技术的侧脑室额角穿刺训练系统研究

作     者：朱兆聚 高楚航 施家峰 陈刘晶 何炳蔚 Zhu Zhaoju;Gao Chuhang;Shi Jiafeng;Chen Liujing;He Bingwei

作者机构：福州大学机械工程及自动化学院福州350116 福建省智慧医工联合工程研究中心福州350116 

出 版 物：《中国生物医学工程学报》 (Chinese Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2024年第43卷第6期

页      面：673-681页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：福建省科技计划对外合作项目(2020I0028) 

主　　题：增强现实眼镜 侧脑室额角穿刺 三维虚拟模型 Vuforia SDK 

摘      要：针对医学生在进行侧脑室额角穿刺模拟手术时缺乏图像引导、易遗忘、训练效果差等问题,本研究提出了一套基于增强现实眼镜技术的侧脑室额角穿刺辅助系统。基于一例侧脑室轻度扩大患者的头部CT及MRI数据,采用医学建模软件Minics对颅脑各部分组织结构的灰度特点进行阈值分割,构建三维虚拟模型;其次,使用Vuforia SDK及Unity 3D进行增强现实构建,提出了一种主识别图搭配开启图的定位方法,系统平均配准误差为1.333 mm;最终将系统导入增强现实眼镜完成调试。邀请20名医学院临床专业的在读学生并分为佩戴增强现实眼镜与未佩戴增强现实眼镜的两个组,进行侧脑室额角穿刺模拟手术操作并对模拟手术进行问卷评分。结果表明,与未佩戴增强现实眼镜的组相比,佩戴增强现实眼镜的组在手术操作中所用的平均时间缩短了4.71 min,穿刺成功率提高了30%,且佩戴增强现实眼镜的组别所反馈问卷评分结果明显优于对照组。所搭建的基于增强现实眼镜技术的侧脑室额角穿刺辅助系统能够显著提高手术训练效果,可为提升侧脑室额角穿刺的手术训练质量提供一种新思路。