这种富有远见的虚拟现实外科手术模拟平台有望降低医生辐射风险

培养一名外科医生并不是一件容易的事，这不奇怪，但医学培训是否也该存在身体伤害的重大风险？例如，泌尿科医生甚至连进行取出大肾结石的经皮肾镜取石术（PCNL）等微创手术时都会暴露在高水平的辐射下。

在培训和实际操作中，来自用于指导外科医生的X光机的辐射会产生累积效应，因此泌尿科医生必须每年监测自身的辐射总暴露率。这累计起来可以也经常达到上限，一旦如此则会限制他们的工作能力，也使其他外科医生的培训变得困难。

为了解决这些问题，Ben Sainsbury利用其在游戏和虚拟现实方面的工作经验改进泌尿科医生的技艺并向他人学习。Marion Surgical由Sainsbury及其合伙人泌尿科医师Rajiv Singal创立。作为欧特克入驻计划（Autodesk Residency Program）的一员，Marion Surgical以加拿大多伦多的欧特克技术中心为基地，利用增强现实、虚拟现实和触觉技术搭建一个外科手术模拟平台，供外科医生和实习医生在现实的虚拟手术室内练习PCNL。

Sainsbury说：“过去，许多医学院都是让学生‘看一看，做一做’，就指望他们能在测验中取得好成绩。所以如果你测验考得好，你的导师会说，‘你做得和我一样好。’就这样，你通过了认证，但那已是老套路。我们这种医学教育的新模式转向以能力为基础的教育，让外科医生有更多的时间练习真正的手术，而不是因为得不到充足的时间（或没有累积到一定的手术室实践时间）而延长实习期。”

用于教授PCNL手术的常用工具往往带来自身的挑战，医疗器械公司和手术中心有时会对猪进行手术，以模仿对人体进行手术所需的感觉和力量，而这可能会变得相当混乱。

使用虚拟现实可以避开这些问题，但最主要的是加快训练时间并提高训练质量，进而促进真实手术顺利进行，且较少失误。此外，该程序会提供反馈意见，帮助外科医生从模拟中学习。模拟结束后，系统会给外科医生评分，还会实时播出他们的表现。外科医生的手术能力越进步，评分就越高。

Sainsbury说：“泌尿科医生往往比较好胜，当我们在行业展会上让他们进行测试时，他们会想要获得更高分。从小玩游戏长大的泌尿科医生总能得到高分。”

Marion Surgical虚拟现实外科手术培训场景中手术台的游戏内静止图像。Marion Surgical供图。

Marion Surgical虚拟现实外科手术培训场景中手术台的游戏内静止图像。Marion Surgical供图。

Marion Surgical虚拟现实外科手术培训场景中手术台的游戏内静止图像另一视图。Marion Surgical供图。

Marion Surgical虚拟现实外科手术培训场景中手术台的游戏内静止图像另一视图。Marion Surgical供图。

Marion Surgical虚拟现实外科手术模拟器中一场培训的统计数据。Marion Surgical供图。

其他外科医生，就算没有玩过游戏，也会明白这种工具的价值。几乎即时的反馈意见，既是一种挑战也是良师。

Sainsbury说：“有一点你需要学会，就是进行穿刺要非常精确，所以只能进行一次。肾脏上有很多洞不是一件好事。如果你穿刺那么多次，所有用来填充肾脏的染料（以便在X光片上看到结石）都有可能突然渗出来，就像在飞行模拟中遇到暴风雪一样，这溅污处理起来可是个麻烦。”

决定外科医生得分的因素也包括到达肾脏所需的针数，据Sainsbury解释，“1是好的，超过了不管多少都会降低分数”。其他因素还有离理想角度的距离、使用的力量，以及X射线成像次数。伤害性力量或模拟的出血都会降低分数。

据Sainsbury介绍，虚拟现实外科手术模拟平台的好处之一是，教育工作者可以用该平台培训外科医生应对他们可能不会经常遇到但仍应该知道如何处理的困难情况或场景。Sainsbury及其团队定期对平台进行更新优化，以改进操作，使体验更加真实。

他说：“我们有获得真实患者数据的管道，所以可以向外科医生获取复杂病例，提前添加到我们的系统中。你可以对你遇到过的一些具有挑战性的病例进行教学。”

Sainsbury表示，随着时间的推移，该平台所收集的数据可能有助于医院和外科医生找出更有效的医生培训方法，甚至可能减少手术失误和患者的康复时间。

他说：“我们收集了所有这些数据，并将专家和非专家用户（比如不同外科医生群组）进行比较，以了解实习医生与专家之间的差距。该系统能够根据一个工具补丁区分专家和非专家。在后阶段，我们将能够看到一个机构的外科医生比另一个机构的得分更高。”这可以是医生之间互相学习的一种方式，并在更广泛的层面上改善手术程序。

在多伦多技术中心工作人员的协助下，Marion Surgical使用一套欧特克产品和技术，对其硬件进行不同迭代的3D打印。作为欧特克入驻计划的一员，Marion Surgical可以快速高效地生成新零部件。这意味着，经常需要到世界各地去培训医生的Singal医师不久就能将虚拟现实设备留给外科医生，并在世界各地远程培训他们。

Sainsbury说：“Rajiv时常需要在发展中国家给外科医生进行教学。那么，其实他可以拿我们的一台设备去非洲，然后把设备留在那儿，这样他在加拿大也可以继续进行指导。他们可以戴上耳机，Rajiv可以进入虚拟手术室进行监督，或者发表意见。”

Sainsbury说，他们已经对这个肾结石手术培训平台进行了调试，也完成了多次迭代，现阶段正在寻求将平台扩展到其他微创手术培训。对微创手术而言，传统操作培训既困难又费时，这就是虚拟现实外科手术模拟可以发挥最大作用之处。

他说：“在下一次手术中，我们将移除心脏和肺之间动脉中的疤痕组织。这是一个非常复杂的手术，很难训练，但实际上可以降低死亡率。通过药物和训练的结合，我们可以将死亡率从大概20%至30%降低到2%左右。”