裸眼3D腹腔镜——医生手术摆脱戴镜烦扰不是梦

　　我們經(jīng)常能在商業(yè)街或是購物中心看到美輪美奐的裸眼3D廣告宣傳片。裸眼3D技術能夠直接在顯示屏上創(chuàng)建3D效果，使觀眾不需要佩戴特殊眼鏡就能直接觀看。那么，為什么臨床醫(yī)生在使用3D腹腔鏡時卻一般都佩戴3D眼鏡呢？
　　要搞清楚這一點，先要了解3D腹腔鏡的成像原理。
　　3D腹腔鏡和普通腹腔鏡一樣，由鏡體、攝像頭、主機影像處理系統(tǒng)、顯示器和光源構成。
　　3D腹腔鏡的鏡體通常有兩個鏡頭。攝像頭由兩個獨立的攝像模組構成，能夠同時捕捉兩個略有差異的圖像，模擬人眼立體視覺，并采用雙通道技術，分別傳輸左右眼圖像信號。3D主機影像處理系統(tǒng)能將來自兩個攝像頭的圖像信號進行處理和融合，確保兩幅圖像在時間上和空間上的一致性，并通過圖像增強和校正技術將兩幅圖像融合生成一幅立體3D圖像。3D顯示器能夠將處理后的3D圖像以立體的形式顯示出來。最后，3D眼鏡會使用偏振濾鏡將左右圖像分離，使用者通過佩戴3D眼鏡就可以看到立體圖像。
　　那么，我們?yōu)槭裁床荒軘[脫3D眼鏡的束縛，實現(xiàn)裸眼3D腹腔鏡呢？這與裸眼3D采用的技術有關。
　　裸眼3D一般采用三種技術——視差屏幕、柱狀透鏡和指向光源。
　　視差屏幕是一種特殊的透明屏幕，屏幕前有一系列微小的條紋或光柵，能夠使顯示器發(fā)出的光線以不同角度進入左右眼，從而產(chǎn)生深度感。柱狀透鏡技術是在顯示屏表面覆蓋一層柱狀透鏡，可以將不同角度的圖像傳送到左右眼，從而形成3D效果。而指向光源類似于快門式3D眼鏡，通過將液晶面板不同時刻顯示不同內容輸出給雙眼來實現(xiàn)裸眼3D效果。
　　這三種技術應用在醫(yī)療手術中都有明顯的短板。視差屏障與柱狀透鏡裸眼3D的實際分辨率只有液晶面板物理分辨率的一半。指向光源雖然不會犧牲液晶面板的分辨率，但會犧牲刷新率。另外，現(xiàn)有的技術還無法保證反射到左右眼的圖像串擾率足夠低。2020年的一項初步研究探索了裸眼3D腹腔鏡在胃腸惡性腫瘤根治術中的應用。結果顯示，與3D眼鏡組相比，裸眼3D組在療效上無顯著差異。這表明裸眼3D腹腔鏡在不同手術中的臨床價值仍需進一步研究和評估。盡管如此，研究人員還是鍥而不舍地與臨床工作者一道，針對應用短板，利用人工智能等技術，攻堅克難，探索擴充臨床應用場景。
　　令人欣喜的是，目前裸眼3D腹腔鏡技術在醫(yī)學培訓教學中大展拳腳。隨著AI人工智能和AR虛擬現(xiàn)實技術的快速發(fā)展，將多重信息整合進手術方案和手術操作中，學員可以很方便地觀察和理解手術解剖層次，學習術者的操作技巧。

　　延伸閱讀　3D技術在手術領域的應用
　　3D腹腔鏡在外科手術中的應用始于2008年前后。德國圖賓根大學醫(yī)院的外科團隊在2008年首次使用3D腹腔鏡成功進行了復雜的肝臟手術。3D技術的應用提供了更好的深度感知和立體視覺，為微創(chuàng)手術領域帶來了顯著的進步。我國第一例3D腹腔鏡手術是2012年12月由北京協(xié)和醫(yī)院實施的腎盂旁囊腫切除術。隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)在4K熒光技術已經(jīng)和3D技術相融合，國內外多個廠家都推出了4K3D熒光腹腔鏡，使得外科手術更加精準和安全。
　　除了3D腹腔鏡，3D技術也在達芬奇手術機器人中發(fā)揮了重要的作用。
　　達芬奇手術機器人是一個由計算機控制的機械系統(tǒng)，可以輔助外科醫(yī)生進行復雜手術。它包括主控臺、操作手臂、內窺鏡等部分。
　　主控臺 外科醫(yī)生在主控臺通過操作手柄和腳踏板控制機器人手臂。主控臺提供高清3D影像，使醫(yī)生能清晰看到手術部位。
　　操作手臂 多條機械手臂分別安裝不同的手術器械連接到手術臺。這些手臂由主控臺的操作指令控制，進行精細的手術操作。
　　內窺鏡 3D高清內窺鏡提供手術區(qū)域的實時影像，醫(yī)生可以通過屏幕監(jiān)控和指導手術過程。
　　過濾和轉化 系統(tǒng)將醫(yī)生的手部動作轉化為精確的微小運動，同時過濾掉抖動，提高手術的精確度和穩(wěn)定性。
　　目前，國內多家公司均有多臂、單孔和組合型手術機器人產(chǎn)品上市或即將上市，打破了進口壟斷，價格也更加親民，預計未來將有更多患者從中受益。

       （來源：中國食品藥品網(wǎng)）