今年初在微软 Build 2015 大会上，微软为大家展示了其众多狂拽酷炫的核心黑科技。其中一款名为 HoloLens 的全息眼镜让身为医生的我激动不已。视频中微软展示了凯斯西储大学如何使用 HoloLens 来教授医学课程。在 HoloLens 的帮助下，教授和学生们不必观察尸体，而是直接在解剖模型旁边来回走动以了解骨骼、肌肉和器官在人体当中的解剖结构，甚至还能看到正在跳动的心脏。此外，HoloLens 还能通过模拟程序让医学生们进行练习。
那么，如此科（diao）幻（bao）的黑科技是如何实现的呢？简单来说就是增强现实（augmented reality，AR）技术的应用。AR 技术是由虚拟现实技术发展而来，最早应用于军事，近年来由于智能手机的普及、智能硬件的兴起以及 Google Glass 的出现，开始逐渐被大量关注。
近年来腔镜肝脏外科手术发展缓慢，使微创肝切除外科的发展受到了局限，一些特殊位置的肝脏切除更是微创外科的禁地。随着计算机成像指导下的外科技术飞速发展，思（nao）维（dong）开（da）阔（kai）的外科医生们，因此开始设想运用 AR 技术，通过制定一个可以应用到手术室中的术前虚拟切除计划，为解决这一课题提供新的思路。
近日，来自法国斯特拉斯堡大学的 Pessaux 教授在增强现实技术辅助下，采用经胸腔镜肝切除术成功切除一例肝顶部肿瘤，表明该方法对肝后段和上段肿瘤微创切除的安全有效。研究发表在近期的 the American College of Surgeons 杂志上。
接受手术的患者为一名 52 岁男性，活检诊断为位于肝 S8 段的孤立性，高分化型肝细胞癌。患者有非酒精性脂肪性肝炎及胆囊切除术病史。手术时间为 270 分钟，术中失血约 300 ml，术后 3 天拔管出院。
详细介绍
1. 建立三维虚拟模型
术前对病人进行薄层 CT 三期扫描，同时可结合肝脏 MRI，运用 IRCAD 3D 虚拟现实软件，重建患者特异的虚拟模型（如图 1）。
图 1. A. 三维虚拟模型；B. 不同程度的透明度清晰显示出肿瘤（绿色）与邻居肋骨、门脉（蓝色）和肝静脉（水绿色）间毗邻关系
根据虚拟模型确定肿瘤位置、切缘及与邻近门静脉、静脉及肝内胆管系统结构间关联。由于肿瘤位置较高，位于肝顶，不能经传统腔镜切除。
2. 实现增强现实技术
增强现实技术实现的第二个部分包括手术视野上模型的可视化和虚拟与现实的精确叠加（如图 2，视频 1）。
图 2. 增强现实技术实现过程：A 建立三维虚拟模型；B 机器人腔镜摄像机捕获术中图像；C 现实与虚拟图像叠加
视频 1
视频成像系统采用外部摄像机为体外成像，腔镜摄像机为体内成像。采集的图像通过三维虚拟模型技术叠加到现场手术图像上，再由计算机科学家在远程站点执行关键的注册过程以确保图像的精确复合，最终产生的图像会显示在手术室显示器上。
3. 外科手术方式
患者采用双腔支气管插管麻醉，左侧卧位。首先在腔镜下确认可以较易在肝门部放置血管夹，以确保肝切时需要 Pringle 手法阻断肝血流。AR 技术首先用在右胸部和上腹部，用以放置 trocars ，获得对病灶部位最优的三角定位（如图 3， 视频 2）。
图 3. 增强现实辅助下打孔：A 测量孔的位置与胸腔内关系；B、C 体表标记
视频 2
选择性建立左肺通气，进入胸腔，在 AR 指导下置入 10 mm 光源孔与 3 个 5 mm 孔。术中经隔超声探查定位肿瘤位置，同时采用 AR 技术确认并进一步描绘肿瘤位置。根据评估结果选择膈肌切开的位置，为避免损失膈神经，尽量向边缘切开（如图 4）。
图 4. 增强现实辅助下确定膈肌切开范围
进入腹腔，暴露肝顶，AR 技术辅助精确定位肿瘤位置，并划定切缘（如图 5）。
图 5. 精确定位肿瘤，划定切缘（白色虚线），制定肝实质切除计划
超声刀切除肝实质（视频 3），止血满意后，可吸收缝线连续缝合关闭横膈。适当扩大光源孔，顺利取出手术标本后，放置胸腔引流管并固定。
视频 3
点评
腔镜肝切除术相比传统开腹手术具有许多不可比拟的优点，因此外科医生们一直致力发展新的腔镜技术于扩大其适用范围，使更多患者受益。肝后段和上段肿瘤一直是微创肝切除术不可碰触的领地，Pessaux 教授等人的研究是对这一课题的新的探索。
但需要注意经胸的腔镜肝切除术虽然存在许多优点，但仍有它的局限性：病例选择决定于肿瘤位置、特点和患者的特点。肿瘤必须位于 S4A、S7 或者 S8 段，缺少肝静脉侵袭，且肝实质切除范围受限。对患者来说，不应存在胸腔手术禁忌证，包括开胸手术史和任何不能行单侧肺通气的疾病，如哮喘和慢性阻塞性肺气肿。
解决了手术入路问题后，AR 技术的应用则解决了其余的问题。AR 技术将术前模拟与术中实时导航连接，解决了触觉反馈丢失和三维可视化难题，便于开展更加特异精准的微创肝切除术。
不过 AR 技术的普及和常规化使用仍有一定限制，其严格的注册系统并不计算包括肝脏表面和术中肝内的变形，且图像复合需要专业的计算机团队执行。而且其图像复合依靠术前解剖静态快照，术中移动、气腹变化或机械通气等均会导致体表标记和肝内结构的变化。因此，每次使用 AR 技术都需要重新制作叠加模型，且术中全程需要计算机专家团队支持。
虽然存在种种限制，但增强现实辅导下的经胸腔镜肝切除术仍是一种安全有效的微创切除肝顶部肿瘤的术式。
