【導語】外科醫生的首次主刀手術充滿挑戰，即使經過長期學習與訓練，實際操作時仍可能感到力不從心。Fundamental VR公司利用虛擬現實（VR）技術，為外科醫生提供了一個安全的、高效的手術模擬訓練環境。該平台通過高度仿真的手術場景和觸覺反饋技術，顯著提升醫生的手術技能和練習頻率，同時獲得專家的即時指導。英國皇家外科學院已正式認可該平台，納入繼續教育學分體係。未來，VR技術有望進一步普及，讓更多人能夠在家中學習手術流程，推動外科醫生培訓方式的革新。

外科醫生的第一次主刀手術往往充滿挑戰。即使經過多年的學習和訓練，在實際進行開腹手術或骨科截骨時，仍可能感到準備不足。手術成敗很大程度上取決於操作的精確程度。

Fundamental VR公司致力於通過虛擬現實（VR）技術加速外科醫生的培訓進程。該技術使醫生能夠隨時進入模擬手術室的高壓環境進行訓練。使用者隻需佩戴頭戴設備和手柄，即可進入虛擬手術場景，選擇特定手術類型後，相應解剖部位的數字化模型便會呈現，供其進行手術操作。

Fundamental VR平台為外科醫生創造了一個安全的手術試錯學習環境，醫生可以觀察模擬人體對各類手術操作的真實反應，而無需擔心對真實患者造成傷害。該平台通過實時數據儀表盤提供精確的操作反饋，並能夠根據使用者的實際水平智能調整輔助程度，有效解決了傳統外科培訓中專家指導受時空限製的難題——所有操作過程均可完整記錄供專家後期評估，同時也為罕見病例的練習提供了隨時可用的模擬機會。值得注意的是，英國皇家外科學院已正式將該VR培訓係統納入繼續教育學分體係，這意味著醫師可以通過此平台獲取部分所需的50個年度繼續教育學分以維持執業資格。

VR技術將讓外科醫生學習更富效率、更能頻繁練習，並獲得來自專家的實用意見

VR技術正在革新外科醫生的培訓方式，通過高度仿真的虛擬現實係統顯著提升學習效率和增加練習次數，同時實現專家指導的即時獲取。這一被業界稱為“全感官VR手術模擬平台”的係統，其核心價值在於精確還原了各類手術場景，從精細的微創手術到傳統的開放手術，其數字模型庫持續擴展更新。平台采用先進的觸覺反饋技術，經過長達一年的研發周期，成功模擬了手術過程中組織紋理、器官重量變化等關鍵觸覺體驗。平台創始人強調，正是這種觸覺模擬技術將係統從單純的視覺模擬提升為真正具有教學價值的專業工具，使其區別於普通的VR遊戲。

在手術模擬的真實性方麵，該係統特別注重還原那些視覺盲區的觸覺反饋。例如在骨科手術中，能精確模擬骨鋸、骨鑽等器械與骨骼的交互感覺；在組織分離操作時，力反饋裝置會真實再現器械夾持組織時的阻力變化。這種高度仿真的設計旨在最大限度接近真實手術體驗，克服了傳統醫學人體模型隻能單次使用、無法模擬血流動力學等缺陷。係統甚至還原了動脈破裂時的血液噴濺場景，雖然視覺效果衝擊強烈，但這對訓練醫生處理緊急情況至關重要。

開發團隊整合了多方麵專業資源來打造這一係統，包括真實手術影像資料、器械力學參數、組織工程學數據等，同時結合手術室環境音效營造沉浸式體驗。通過精確模擬器官重量、組織質感和術中聲響，該係統為外科醫生提供了前所未有的高仿真訓練環境，使醫生能夠在零風險的情況下積累寶貴的手術經驗。英國皇家外科學院已正式認可該平台的教學價值，將其納入醫師繼續教育學分體係，這進一步驗證了其在專業醫學教育領域的重要地位。

“多人手術”設定可讓外科醫生像在現實中一樣協作

該團隊由製造專家和經驗豐富的專科醫師組成。觸覺工程師等會與這些專業人員密切合作，打造高度精確且符合現實的手術模擬體驗。

來自全球各地的醫學專家積極參與(yǔ)其(qí)中，為設計師和(hé)工(gōng)程(chéng)師(shī)提(tí)供(gōng)專(zhuān)業(yè)建(jiàn)議(yì)和(hé)反(fǎn)饋(kuì)。開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將(jiāng)手(shǒu)術(shù)過(guò)程(chéng)分(fēn)解(jiě)為(wèi)多(duō)個(gè)步(bù)驟(zhòu)，力(lì)求(qiú)每(měi)個(gè)環(huán)節(jié)都(dōu)盡(jǐn)可(kě)能(néng)貼(tiē)近(jìn)真(zhēn)實(shí)操(cāo)作(zuò)。外(wài)科(kē)專(zhuān)家(jiā)不(bù)僅(jǐn)指(zhǐ)導(dǎo)開(kāi)發(fā)過(guò)程(chéng)、測(cè)試(shì)設(shè)備(bèi)性(xìng)能(néng)，還(hái)負(fù)責(zé)指(zhǐ)出(chū)需(xū)要(yào)提(tí)升準確度的具體環節。

觸覺工程師根據反饋意見進行修改，調整用於生成觸覺反饋的數字網格，並將其與對應的3D模型精準對接。醫學專家同時確保每個訓練模塊都能達成既定的學習目標。

頭戴式顯示器的空間定位功能允許使用者自由選擇觀察位置，通過頭部移動獲得最佳視野，這有助於從不同角度查看手術切口。在傳統培訓中，實習醫生往往隻能站在主刀醫生身後，從有限的角度觀摩手術。

手術影像可能很快就會在市麵上的VR頭戴式顯示器上出現，任何人都可以在家看到手術步驟

未來，手術教學影像很可能通過商用VR頭顯普及，讓更多人能夠在家中學習手術流程。雖然創建通用虛擬人體模型很有價值，但若能針對具體患者生成個性化手術模擬則更具臨床意義。通過下載特定患者的術前數據，醫生可以在實際手術前進行多次演練。

係統部署完成後，多名外科醫生可以預先練習當天計劃的所有手術。對於複雜或罕見的病例，其他醫生可以在術後下載手術數據，評估自己是否具備處理類似病例的能力。

目前已有廠商研發專用觸覺手套，旨在讓醫生能夠用手指直接感知虛擬患者的體內狀況。現有技術在模擬膝關節手術等操作時仍存在局限：現實中醫生需(xū)要(yào)用(yòng)另一隻手固定患者膝蓋，而未來的觸覺手套將支持這種交互效果，使VR模擬更加真實可信。

雖然VR應用種類繁多，但醫學領域因其保守特性而具有特殊要求，需要充分的實證支持。嚴格的驗證和認證對該平台至關重要。其核心目標是讓所有外科醫生都能便捷地使用VR技術，同時幫助資深醫師掌握新的治療方法。

文中圖片均來源於《How it works》雜誌

本文為·星空計劃扶持作品

作者：《how it works》科普團隊

審核：孫軼飛 河北醫科大學醫學教育史研究室主任 中華醫學會(huì)醫(yī)史(shǐ)分(fēn)會(huì)委(wěi)員(yuán)