扩展现实（XR）技术在放射学中的应用：现状、挑战与未来展望

《La radiologia medica》：Current applications and future perspectives of extended reality in radiology

为解决放射学教育、诊断、介入操作及医患互动中的现存问题，研究人员开展扩展现实（XR）技术在放射学领域应用的研究。结果显示 XR 技术可提升放射学各方面水平，但存在成本高、技术局限等问题。该研究为推动 XR 技术在放射学中的应用提供依据。

　　在科技飞速发展的当下，医疗领域也在不断寻求创新与突破。放射学作为医学诊断和治疗的重要分支，面临着诸多挑战。传统的教学方法在帮助学生理解复杂的解剖结构和掌握先进的成像技术时存在一定局限性；在诊断过程中，提高成像的准确性和效率、精准定位患者仍是亟待解决的问题；介入放射学的培训和操作规划需要更有效的手段；而医患之间的沟通与信任建立也需要新的方式。扩展现实（XR）技术的出现，为解决这些问题带来了新的希望。

来自意大利那不勒斯 “费德里科二世” 大学（University “Federico II”）、美国马萨诸塞州综合医院（Massachusetts General Hospital）等多个研究机构的研究人员，针对 XR 技术在放射学中的应用展开了深入研究。他们通过全面检索 PubMed、Scopus 和 Web of Science 数据库，筛选出 1992 - 2024 年间的相关文献进行分析。研究结果发表在《La radiologia medica》上。

研究人员采用文献综述和案例分析的方法进行研究。从大量已发表的文献中梳理出 XR 技术在放射学不同领域的应用情况，同时结合具体的案例，如各种手术的术前规划、不同成像技术的应用实例等，深入探讨 XR 技术的实际效果。

XR 技术的分类与特点

XR 技术涵盖虚拟现实（VR）、混合现实（MR）和增强现实（AR）。VR 通过头戴式显示器让用户沉浸在完全虚拟的环境中，实现实时模拟和多感官交互；AR 则是将数字内容叠加在现实世界上，增强用户对现实环境的感知；MR 则融合了虚拟和现实世界元素，实现两者的实时交互。

XR 技术在放射学中的应用

1. 教育与培训：XR 技术为放射学教育带来变革。通过将 DICOM 图像转化为 3D 文件或全息图，学生能更直观地学习解剖结构。多项研究表明，VR 模拟训练可提高学生在 CT 扫描、放射摄影等方面的技能和信心，如 Gunn 等人的研究显示 68% 的学生认为 VR 模拟对学习 CT 扫描有帮助。此外，在住院医师招聘过程中，社交 VR 平台也提升了申请人的体验和对住院医师项目的认可度。
2. 诊断与术前规划：在诊断方面，XR 技术广泛应用于超声和 CT 成像等领域。例如，在超声中，VR 可辅助评估子宫 - 胎盘血管、检测胎儿异常；在 CT 成像中，VR 可用于虚拟结肠镜检查、识别心脏异常等，提高诊断准确性。同时，XR 技术有助于患者定位，虚拟工作站的发展也为医学教育和远程诊断提供了便利。在术前规划中，AR 和 VR 技术能帮助医生更好地理解复杂的解剖关系，如在肾脏手术、乳腺手术等中，辅助手术决策，提高手术效果，甚至可替代部分 3D 打印的功能。
3. 介入放射学：XR 技术为介入放射学的培训和操作提供了有力支持。AR 在培训中可提高操作准确性、缩短培训时间，如 Suzuki 等人的研究表明其有助于提高针定位的准确性。同时，AR 和 VR 技术在手术规划和实时操作中也发挥着重要作用，可减少手术时间和辐射暴露，如通过 VR 模拟训练，介入放射科医生在血管内血栓切除术的操作表现得到显著提升。
4. 患者互动：VR 在患者互动方面表现出色。它可作为分心和放松疗法，减轻患者在放射检查（如 MRI、胸部 X 光检查）和手术（如子宫输卵管造影）中的焦虑和疼痛。多项研究证实，VR 可减少儿童在检查中的焦虑，降低 MRI 检查中对镇静剂的需求，同时在医患沟通和患者教育方面，VR 也能帮助患者更好地理解病情和手术过程，提高患者配合度。

研究结论与讨论

XR 技术在放射学领域展现出巨大的潜力，它显著提升了放射学专业人员的教育和培训效果，改善了诊断的准确性和效率，优化了介入放射学的操作流程，增强了医患之间的互动。然而，目前该技术的应用仍面临诸多挑战，如设备成本高昂、存在技术局限性（如 VR 缺乏触觉反馈、AR 图像对准精度问题）、部分应用的临床有效性还需进一步验证等。

尽管如此，随着技术的不断进步，如人工智能（AI）、5G 和物联网（IoT）的融合，XR 技术有望克服这些障碍。未来，XR 技术将在放射学领域发挥更重要的作用，推动全球医疗健康事业的发展，尤其是在偏远和医疗资源不足的地区，为实现医疗公平提供有力支持。