新技术促进医学发展 可穿戴设备和3D打印机各显神通

 现代信息科技的发展也在影响着医学的革，手术是医学治疗中中非常重要的手段，各种科技产品在手术中的应用也越来越广泛。新头戴式显示器(HMD)、可穿戴终端、增强现实(AR)、3D打印机……。神户大学研究生院医学研究系特聘副教授杉本真树的研究小组运用这些最尖端技术，在近未来手术研究方面走在了世界前沿。最近，该小组全球首次在外科手术中导入了可穿戴终端“Laser Eyewear”，该终端带有利用激光直接在视网膜上描绘图像的图像显示机构。该小组还在全球率先实施了与手术同时进行的、在同一手术室内用患者的脏器立体模型进行手术训练的“同步手术(Synchro-surgery simulation)”。

杉本在“第29届日本医学会总会2015关西”的学术演讲(2015年4月11～13日，在国立京都国际会馆等举行)分会“IT外科最前沿：辅助微创手术的3D图像和脏器立体模型”上登台，以“通过3D增强现实与生物质地3D打印技术来进行直观手术辅助”为题，介绍了最新的相关研究成果。

杉本等人此前在外科手术中导入了多种导航工具。这些工具大致上分为三种。分别为手术医生所需信息的(1)输入(input)技术、(2)显示(output)技术、(3)反馈(feedback)技术。

为手术医生带来沉浸感或增强现实感

相当于(1)的是可以进行直观操作的各种用户界面(UI)。这些UI充分考虑到手术中的操作性，积极利用了触摸面板及手势操作功能。

关于(2)，该研究小组运用了HMD、可穿戴终端、全息图(空间立体显示)、AR、立体投影(Projection Mapping)等多种技术。比如，在使用内窥镜手术辅助机器人“da Vinci(da Vinci Surgical System)”的手术中，采用了虚拟现实(VR)用HMD“Oculus Rift”。以克服da Vinci的极限(手术医生无法移动头部)代替了获得沉浸感，医生可以随意移动头部，“能够获得感觉像置身于患者腹中一样的手术区”(杉本)。

最近采用的Laser Eyewear是日本QDLaser公司与东京大学共同开发的眼镜式可穿戴终端(参阅本站报道)。因属于激光视网膜扫描式，无论用户的视力水平如何，均可获得清晰的图像，并且无需对焦即可在视野中的任何位置获得图像。使用该终端来投影手术医生所需要的图像信息等，不仅可以减轻视野移动负担，“还能够消除眼部和手部动作的偏差”(杉本)。

该研究小组还导入了美国zSpace公司的沉浸型全息3D显示系统。利用脏器图像等看起来就像悬浮在空中一样的“增强全息图(augmented holography)”来辅助手术。研究小组将增强全息图与名为“zView”的虚拟全息系统组合在一起，全球首次应用在手术辅助用途中。

连出血也可再现的脏器模型

关于(3)，该研究小组用3D打印机制作了每位患者的脏器立体模型，通过与采用(2)中的技术所获得的图像信息相结合，来提高手术效果。使用的是名为“Bio-Texture Modeling”、可再现脏器形状和质感的三维模型。而且，还制作了可以再现手术刀切入后“出血”的脏器模型“BIOTEXTURE WET Model”，用其进行了肝脏局部摘除手术等的模拟。

最近实施的Synchro-surgery simulation是该研究小组与东京慈惠会医科大学呼吸器官外科教授森川利昭的共同研究成果，使用了带有骨骼的胸部脏器立体模型。在实施肺癌手术时，医科学生在旁边使用手术器具和该患者的脏器立体模型，同时再现了与手术医生相同的技术。这是一项“可以实现手术自学(Self learning)”