苹果 Vision Pro 助力肝血管瘤腹腔镜微波消融：实时图像融合技术开启手术新篇

《npj Precision Oncology》：Real-time image fusion and Apple Vision Pro in laparoscopic microwave ablation of hepatic hemangiomas

为解决腹腔镜超声引导下肝脏微波消融手术的难题，研究人员开展相关研究，发现 AVP 系统可提升手术精度，意义重大。

　　在医学领域，肝脏疾病的治疗一直是重要研究方向。腹腔镜超声引导下的肝脏微波消融手术，作为一种先进的微创技术，在治疗肝肿瘤方面发挥着重要作用。它相较于传统手术，具有创伤小、恢复快的优势。然而，这项技术在实际操作中却面临诸多挑战。

腹腔镜超声（LUS）虽能在手术中准确识别和评估肝血管瘤，避免不必要的切除，最大程度保留健康肝组织，但其操作难度较大。LUS 的探头扫描范围有限，且需通过 12mm 的一次性 Trocar 进行操作，这使得探头与肝脏表面的接触较为困难，增加了操作难度。同时，在穿刺过程中，为确保有效超声监测，穿刺针的针轴需与探头侧面中线在同一平面，一旦针尖偏离，就可能导致手术偏差，且穿刺路径调整困难。此外，外科医生在操作时，还需在腹腔镜和超声图像之间频繁切换注意力，这不仅耗费精力，还容易出现空间定位困难，严重影响手术效率和精准度。

为了克服这些难题，昆明理工大学附属医院、云南省第一人民医院的研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们开发了一种先进的图像融合导航系统，并将 Apple Vision Pro（AVP）混合现实设备应用于腹腔镜微波消融手术中，旨在提高手术的精准度和效率。该研究成果发表在《npj Precision Oncology》上。

研究人员在开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。他们利用 Unity 和 OpenCV 搭建了图像融合导航系统，通过该系统将腹腔镜图像、腹腔镜超声图像和术前 3D 肝脏重建模型整合到统一的手术视野中。为确保图像质量，采用了一系列图像预处理技术，如自适应直方图均衡化、Retinex-based 亮度增强等。同时，借助高性能计算工作站对图像进行处理和实时传输，实现了与 AVP 的高效连接。

下面来详细介绍研究结果：

• 引导方法对比：研究人员进行了对比实验，结果显示，传统 2D 屏幕引导下的穿刺成功率仅为 42.5%（17/40），而 AVP 实时图像融合引导系统的穿刺成功率高达 90%（36/40）。对于初级外科医生，传统方法的成功率仅为 15%（3/20），使用 AVP 后提升至 80%（16/20）；经验丰富的外科医生则从 70%（14/20）提升至 100%（20/20）。这些差异具有统计学意义（P<0.05）。
• 工作量评估：通过 NASA 任务负荷指数（NASA TLX）评估发现，与传统引导相比，AVP 系统显著降低了外科医生的认知、身体和时间需求，同时提高了任务整体表现、外科医生满意度，并降低了挫败感（P<0.05）。初级外科医生在空间定位和认知疲劳方面得到明显改善，经验丰富的外科医生也表示手术操作更加顺畅，视野更清晰。大多数外科医生在 15 分钟内就能适应 AVP 系统，并对其可用性和舒适度给予积极反馈。
• 临床结果：2024 年 6 月至 8 月期间，8 名患者在 AVP 系统辅助下接受了腹腔镜超声引导下的肝血管瘤微波消融手术。手术时间在 65 至 147 分钟之间（平均 105 分钟），术中出血量极少，无需输血，所有病灶均成功消融，且未出现术中并发症。多数患者术后第二天即可恢复行走和进食，平均住院时间为 4 天。术后肝功能指标（AST、ALT、胆红素）在一周内恢复正常。

研究结论和讨论部分指出，AVP 实时图像融合导航系统在腹腔镜超声引导下的肝脏微波消融手术中，相较于传统基于屏幕的引导方法具有显著优势。它能将腹腔镜、超声和 3D 肝脏模型的融合图像直接投射到外科医生的视野中，减少了频繁的焦点切换，有效降低了认知负荷，提高了手术精准度。与其他混合现实设备相比，AVP 具有更高的分辨率、更宽的视野和更精确的眼动追踪技术，能更清晰地显示肝脏等关键解剖结构，这对于精准手术干预至关重要。

然而，该研究也存在一定局限性。部分用户长时间使用 AVP 后会出现视觉诱发的晕动症和眼疲劳等不适症状，且研究样本量较小，结果的普遍性需要进一步通过大规模临床试验验证。尽管如此，AVP 系统在肝脏微波消融手术中展现出了巨大的潜力，随着技术的不断进步，有望成为腹腔镜手术的重要工具，为外科医生提供更直观、高效的手术导航方式，推动肝脏疾病微创治疗领域的发展。