增强现实在医学领域中的应用现状研究(3)

4 AR技术用于康复治疗

康复治疗是康复医学的重要部分，是帮助病、伤、残患者恢复健康的重要手段，康复治疗学在我国起步较晚，目前来说主要的治疗方法有运动疗法和物理治疗、作业疗法、心理治疗、假肢及矫形器具等，但AR 技术也逐渐与康复治疗学相结合。

脑机接口（Brain Computer Interface，BCI）即大脑-计算机交互接口的简称，主要用于重建特殊感觉以及瘫痪病人的运动神经，近年来在康复领域取得很大的进展，同时也有研究表明其可以增强正常人的功能。但尽管脑机接口的性能在不断上升，却主要还是集中在辅助、增强和修复人体认知和运动感觉神经等方面[26]，很难应用于日常生活当中。张力新等[27]提出将AR 技术与BCI 结合起来以摆脱屏幕限制，随时随地向用户呈现视觉刺激，实现便携式脑机控制系统。实验结果表明，AR-BCI 一定程度上解决了设备的便携性问题，同时能够实现较高的正确率和速率，有望在将来真正投入到实际应用当中。

脑卒中是导致人类死亡或残疾的主要原因之一，因脑卒中而导致偏瘫的患者上肢恢复较下肢恢复要更加困难[28]，而AR 技术已经越来越多地应用于上肢恢复当中。视触觉增强技术可以通过刺激多个感官来帮助大脑高级中枢进行整合，建立新的信息接收和处理通道，有助于上肢的康复[29-30]。

5 AR应用于肿瘤放射治疗

放射治疗是肿瘤临床治疗的三大主要手段之一，大部分恶性肿瘤患者在接受治疗的过程中或多或少都需要接受放疗[31]。放疗的目的是最大限度的杀灭肿瘤细胞，而使周围正常组织和器官免受或少受射线照射。随着计算机技术的迅猛发展，放疗的精度得到了大幅度的提高，而可视化技术是精准放疗的重要组成部分。

有研究表明，进行放射治疗时病人摆位不准确会使得病人的复发率大大提高。但放疗次数多、周期长、影响因素多，在摆位时精度无法保证，因此寻找方法来减小摆位误差是很有必要的。2009 年，Talbot 等[32-33]提出利用AR技术开发一种外照射放射治疗病人设置系统。他提出根据CT 数据来获得患者外轮廓的三维模型，并利用AR 跟踪软件将轮廓叠加到正确治疗位置的视频图像上，用户观察监视器将实际患者身体外轮廓与虚拟轮廓对其来进一步实现对患者的精确定位。实验结果证明，AR 技术作为体外放射治疗病人位置引导的工具，其概念是完全可行的，并且能够以该领域所需的准确度进行操作，但目前来说这只是一个可行性研究，真正应用于临床摆位治疗还需要很长的一段路要走。

6 总结

综上所述，将AR 技术与医疗相结合在未来具有巨大的发展潜力，目前主要用于医学教育和手术导航方面，在康复治疗和放射治疗等领域还处于起步阶段。但由于医疗领域的精确度要求较高，还有很多亟待解决的问题。医学成像数据（CT、MRI、PET 等）的误差将直接影响三维模型的精度，人体组织的形变程度、摄像机标定误差等将直接影响三维注册的误差，AR 系统的延迟、人眼的不适程度、是否能形成正确的深度感知都会影响到AR 的导航效果。但是在科学技术不断进步的今天，我们相信这些难题在不久的将来都会得到很好的解决，AR 技术将与医学更好地结合来造福人类。

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文章来源：《临床神经外科杂志》 网址: http://www.lcsjwkzzzz.cn/qikandaodu/2021/0322/447.html