《虚拟多模态三维重建辅助术前规划的护理常规：虚拟现实三维建模技术的临床应用》
图片来源于网络，如有侵权联系删除
一、引言
随着医疗技术的不断发展，虚拟多模态三维重建辅助术前规划在临床中的应用日益广泛，这一技术为外科手术等治疗手段带来了革命性的变化，而与之相配套的护理常规也需要不断完善，在这个过程中，深入理解虚拟现实中的三维建模技术是关键。
二、虚拟现实中的三维建模技术简述
（一）数据采集
1、多模态成像
- 在临床中，三维建模的数据来源丰富多样，首先是医学影像数据，如计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）等，CT能够清晰地显示骨骼结构等高密度组织，提供精确的解剖形态信息，其图像具有较高的空间分辨率，MRI则在软组织成像方面具有独特优势，对于神经、肌肉、脂肪等组织的分辨能力强，通过将这两种模态的数据进行融合，可以获取更加全面的患者解剖信息。
- 还有超声成像等数据来源，超声成像具有实时性的特点，可以在动态情况下观察器官的形态和血流情况，将超声数据与CT、MRI数据相结合，能够为三维建模提供更多关于组织功能状态的信息。
2、采集精度与处理
- 为了保证三维建模的准确性，数据采集的精度至关重要，在CT扫描时，扫描层厚、扫描范围等参数需要根据具体的临床需求进行精确设置，对于微小病变的术前规划，可能需要采用亚毫米级的扫描层厚以获取更详细的结构信息。
- 采集到的数据往往包含噪声和伪影等干扰因素，在进行三维建模之前，需要对这些数据进行预处理，如采用滤波算法去除噪声，利用图像配准技术校正伪影，以提高数据的质量。
（二）三维建模算法
1、基于表面的建模
- 这种建模方法主要关注物体的表面形态，它通过识别医学影像数据中的组织边界来构建三维模型，在骨骼建模中，通过检测CT图像中骨骼与周围组织的灰度差异，确定骨骼的表面轮廓，然后将这些轮廓信息拼接起来形成三维的骨骼模型。
- 基于表面的建模算法相对简单，计算效率较高，能够快速生成较为直观的三维模型，它对于内部结构的描述能力有限，在一些需要详细了解组织内部结构的情况下可能不太适用。
2、基于体素的建模
- 体素是三维空间中的最小单元，类似于二维图像中的像素，基于体素的建模将整个成像区域划分为大量的体素，每个体素都被赋予相应的属性值，如组织类型、密度等，通过对这些体素的组合和处理，可以构建出包含内部结构信息的三维模型。
图片来源于网络，如有侵权联系删除
- 这种建模方法能够更准确地反映组织的真实结构，尤其是对于具有复杂内部结构的器官，如大脑等，由于需要处理大量的体素数据，计算量较大，对计算机硬件的要求较高。
3、混合建模
- 为了综合利用基于表面和基于体素建模的优点，混合建模方法应运而生，它在模型构建过程中，根据不同的需求，在不同的区域采用不同的建模方法，在构建心脏模型时，对于心脏的外表面采用基于表面的建模方法来快速生成整体形状，而对于心肌内部的血管等结构则采用基于体素的建模方法来详细描述。
（三）模型可视化与交互
1、可视化技术
- 三维模型构建完成后，需要通过可视化技术将其呈现给临床医生和护理人员，常用的可视化技术包括表面渲染和体渲染，表面渲染可以使模型表面具有光滑的外观，更适合展示整体形态，如在展示骨骼模型时，可以清晰地看到骨骼的轮廓和关节面等。
- 体渲染则能够显示模型内部的结构信息，通过调整透明度等参数，可以同时观察到不同深度的组织，在观察肺部模型时，可以看到支气管、血管等内部结构的分布情况。
2、交互功能
- 在虚拟现实环境中，临床人员可以与三维模型进行交互，他们可以对模型进行旋转、缩放、剖切等操作，以便从不同角度、不同层次观察组织结构，在进行神经外科手术术前规划时，医生可以通过交互操作来查看肿瘤与周围神经血管的关系，护理人员也可以通过这种方式更好地理解手术方案，为患者提供更有针对性的术前护理指导。
三、虚拟多模态三维重建辅助术前规划中的护理常规
（一）术前护理
1、患者教育
- 护理人员需要向患者及家属介绍虚拟多模态三维重建辅助术前规划的相关知识，由于这一技术相对较新，患者可能存在疑虑，护理人员要以通俗易懂的语言解释该技术如何通过三维建模准确地呈现患者的病情，以及对手术的帮助，向患者展示三维模型的图片或视频，让他们直观地了解自己的病变部位和手术操作的大致情况。
- 告知患者在数据采集过程中的注意事项，如在进行CT扫描前，要提醒患者去除身上的金属物品，避免影响扫描结果，对于需要进行MRI扫描的患者，要详细询问是否有金属植入物等禁忌情况，并告知扫描时可能会产生的噪音等情况，以减轻患者的恐惧心理。
2、数据采集协助
- 护理人员要协助患者完成数据采集工作，在CT扫描室或MRI检查室，要确保患者的体位正确，以获取准确的影像数据，对于不能配合的患者，如儿童或意识不清的患者，要采取适当的固定措施，同时要密切观察患者的生命体征，确保采集过程的安全。
图片来源于网络，如有侵权联系删除
- 在数据采集完成后，要及时将数据传输给相关的技术人员进行三维建模处理，同时做好数据的备份和标记工作，防止数据丢失或混淆。
（二）术中护理
1、与手术团队的配合
- 在手术过程中，护理人员要与手术医生、麻醉师等密切配合，虽然虚拟多模态三维重建辅助术前规划已经为手术提供了详细的方案，但在实际操作中仍可能会遇到一些突发情况，护理人员要及时将手术台上的情况与术前的三维模型进行关联，为手术医生提供准确的信息。
- 如果在手术中发现实际的解剖结构与三维模型存在一定差异，护理人员要协助医生重新评估手术方案，及时提供所需的手术器械和材料。
2、设备管理
- 确保虚拟现实设备在手术中的正常运行，在手术前要对设备进行检查和调试，保证三维模型能够在手术中顺利显示和交互，在手术过程中，要注意设备的散热等情况，防止因设备故障而影响手术的进行。
（三）术后护理
1、患者康复指导
- 根据术前的三维模型和手术情况，为患者制定个性化的康复计划，如果手术涉及到关节等部位，护理人员可以利用三维模型向患者解释术后关节的活动范围和注意事项，通过展示膝关节的三维模型，告知患者在康复过程中膝关节的屈伸角度的限制以及如何逐步增加活动量。
- 关注患者的心理状态，由于虚拟多模态三维重建辅助术前规划可能会让患者对手术结果有较高的期望，在术后如果出现一些正常的恢复过程中的不适，护理人员要及时进行心理疏导，解释这些情况与术前规划的关系，帮助患者树立正确的康复观念。
2、数据保存与随访
- 保存患者的三维建模数据和手术相关数据，以便在随访过程中进行对比分析，在随访时，护理人员可以再次利用三维模型向患者展示恢复的情况，与术前的模型进行对比，让患者直观地了解自己的康复进程。
四、结论
虚拟多模态三维重建辅助术前规划中的虚拟现实三维建模技术为临床治疗带来了巨大的潜力，与之相适应的护理常规涵盖了术前、术中和术后的各个环节，通过患者教育、数据采集协助、术中配合以及术后康复指导等多方面的工作，能够提高手术的成功率，改善患者的治疗体验和康复效果，随着技术的不断发展，护理常规也需要不断优化和完善，以更好地适应临床需求。
标签： #虚拟现实
评论列表