裸眼3D腹腔镜——医生手术摆脱戴镜烦扰不是梦

转自：中国医药报

□ 邹景全

我们经常能在商业街或是购物中心看到美轮美奂的裸眼3D广告宣传片。裸眼3D技术能够直接在显示屏上创建3D效果，使观众不需要佩戴特殊眼镜就能直接观看。那么，为什么临床医生在使用3D腹腔镜时却一般都佩戴3D眼镜呢？

要搞清楚这一点，先要了解3D腹腔镜的成像原理。

3D腹腔镜和普通腹腔镜一样，由镜体、摄像头、主机影像处理系统、显示器和光源构成。

3D腹腔镜的镜体通常有两个镜头。摄像头由两个独立的摄像模组构成，能够同时捕捉两个略有差异的图像，模拟人眼立体视觉，并采用双通道技术，分别传输左右眼图像信号。3D主机影像处理系统能将来自两个摄像头的图像信号进行处理和融合，确保两幅图像在时间上和空间上的一致性，并通过图像增强和校正技术将两幅图像融合生成一幅立体3D图像。3D显示器能够将处理后的3D图像以立体的形式显示出来。最后，3D眼镜会使用偏振滤镜将左右图像分离，使用者通过佩戴3D眼镜就可以看到立体图像。

那么，我们为什么不能摆脱3D眼镜的束缚，实现裸眼3D腹腔镜呢？这与裸眼3D采用的技术有关。

裸眼3D一般采用三种技术——视差屏幕、柱状透镜和指向光源。

视差屏幕是一种特殊的透明屏幕，屏幕前有一系列微小的条纹或光栅，能够使显示器发出的光线以不同角度进入左右眼，从而产生深度感。柱状透镜技术是在显示屏表面覆盖一层柱状透镜，可以将不同角度的图像传送到左右眼，从而形成3D效果。而指向光源类似于快门式3D眼镜，通过将液晶面板不同时刻显示不同内容输出给双眼来实现裸眼3D效果。

这三种技术应用在医疗手术中都有明显的短板。视差屏障与柱状透镜裸眼3D的实际分辨率只有液晶面板物理分辨率的一半。指向光源虽然不会牺牲液晶面板的分辨率，但会牺牲刷新率。另外，现有的技术还无法保证反射到左右眼的图像串扰率足够低。2020年的一项初步研究探索了裸眼3D腹腔镜在胃肠恶性肿瘤根治术中的应用。结果显示，与3D眼镜组相比，裸眼3D组在疗效上无显著差异。这表明裸眼3D腹腔镜在不同手术中的临床价值仍需进一步研究和评估。尽管如此，研究人员还是锲而不舍地与临床工作者一道，针对应用短板，利用人工智能等技术，攻坚克难，探索扩充临床应用场景。

令人欣喜的是，目前裸眼3D腹腔镜技术在医学培训教学中大展拳脚。随着AI人工智能和AR虚拟现实技术的快速发展，将多重信息整合进手术方案和手术操作中，学员可以很方便地观察和理解手术解剖层次，学习术者的操作技巧。

延伸阅读

3D技术在手术领域的应用

3D腹腔镜在外科手术中的应用始于2008年前后。德国图宾根大学医院的外科团队在2008年首次使用3D腹腔镜成功进行了复杂的肝脏手术。3D技术的应用提供了更好的深度感知和立体视觉，为微创手术领域带来了显著的进步。我国第一例3D腹腔镜手术是2012年12月由北京协和医院实施的肾盂旁囊肿切除术。随着技术的发展，现在4K荧光技术已经和3D技术相融合，国内外多个厂家都推出了4K3D荧光腹腔镜，使得外科手术更加精准和安全。

除了3D腹腔镜，3D技术也在达芬奇手术机器人中发挥了重要的作用。

达芬奇手术机器人是一个由计算机控制的机械系统，可以辅助外科医生进行复杂手术。它包括主控台、操作手臂、内窥镜等部分。

主控台 外科医生在主控台通过操作手柄和脚踏板控制机器人手臂。主控台提供高清3D影像，使医生能清晰看到手术部位。

操作手臂 多条机械手臂分别安装不同的手术器械连接到手术台。这些手臂由主控台的操作指令控制，进行精细的手术操作。

内窥镜 3D高清内窥镜提供手术区域的实时影像，医生可以通过屏幕监控和指导手术过程。

过滤和转化 系统将医生的手部动作转化为精确的微小运动，同时过滤掉抖动，提高手术的精确度和稳定性。

目前，国内多家公司均有多臂、单孔和组合型手术机器人产品上市或即将上市，打破了进口垄断，价格也更加亲民，预计未来将有更多患者从中受益。

（作者单位：上海淮隆医疗科技有限公司）

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