混合现实在脊柱手术中的应用：Apple Vision Pro 在双通道内镜下腰椎融合术中的使用

摘要

本病例报告描述了在内镜融合手术中首次使用混合现实头戴式显示器的情况。患者术后表现出显著的临床改善，腿部疼痛完全缓解，背部疼痛和功能状态在术后7个月随访期间持续逐步改善。

摘要

混合现实（MR）技术在内镜脊柱手术中的应用 recently 被引入，有望增强术中可视化效果、改善手术流程并支持术中决策。Apple Vision Pro（AVP）MR 头戴设备在双通道内镜脊柱手术中的成功应用 recently 已有报道。据我们所知，本病例是 MR 技术作为辅助手段应用于双通道内镜脊柱融合术的首例报告。 一名 81 岁男性患者，既往有腰椎管狭窄及 L4–5 节段 I 度脊椎滑脱病史，因进行性加重的神经根性疼痛且对保守治疗无效而就诊。根据临床检查结果，患者接受了经双通道内镜入路的经椎间孔腰椎椎间融合术（TLIF）。手术步骤包括内镜下椎板切开、双侧减压、关节突切除、置入椎间融合器并进行植骨，以及后路脊柱内固定与融合。手术全程，主刀医师佩戴 AVP MR 头戴设备，该设备将实时内镜图像虚拟叠加于真实手术视野之上，且不遮挡实际操作区域。AVP 将内镜影像直接整合至术者视线范围内，避免了在手术野与外部显示器之间频繁转移视线，从而实现了更符合人体工学、更流畅的手术操作流程。 术后两个月，患者下肢放射性疼痛完全缓解（VAS 下肢评分 7 → 0），功能显著改善（ODI 14% → 2%），且未发生术中或术后并发症；上述改善在术后七个月随访期间持续维持。 本病例表明，将 MR 技术作为双通道内镜腰椎融合术的辅助手段具有可行性，且未观察到相关并发症。 AVP 头戴显示器（HMD）提供了一个集成的、视线内可视化平台，减少了对外部显示器的依赖，并促进了符合人体工学的手术操作。未来仍需进一步研究以评估其对手术效率及患者长期预后的影响。

引言

双通道内镜脊柱手术作为一种微创替代方案，正越来越多地被采用，以取代传统的开放手术方式^1,2,3。通过精确定位和小口径器械，双通道内镜脊柱手术在最大限度实现可视化的同时，最小化对软组织的损伤^1,2。此外，现有文献报道，内镜手术可能减少术后镇痛药物的使用和术中失血量，提示内镜技术可作为门诊脊柱手术的一种理想选择^4,5,6。然而，当前的内镜手术流程要求主刀医生同时参考多个外部显示器，包括术中辅助手段如透视成像和术中导航系统，以及手术视野，从而带来潜在的人体工程学挑战。尽管与开放手术相比，内镜技术通常可使头部保持更中立的位置，但此类操作中的人体工程学问题更多表现为手部位置不当、肩部疲劳和身体姿势不良。这些累积性负荷增加了肌肉骨骼系统的应变和认知负担。

增强现实（AR）通过专用眼镜将数字图像叠加到真实环境中。虚拟现实（VR）则通过头戴式设备将用户置于完全数字化的世界中，同时屏蔽真实环境。混合现实（MR....

方案

1. MR 整合工作流程

1. 使用 HDMI 线缆将数字内窥镜视频控制台输出连接至 NDI 编码器。
2. NDI 编码器通过以太网线缆连接至专用 Wi-Fi 路由器，且该 Wi-Fi 路由器与 AVP 相连。
3. 优化 Wi-Fi 路由器设置，以确保连接快速且可靠。
4. 将头戴式显示器（HMD）佩戴于外科医生头部，并在术前刷手消毒前，将数字 4K 视频投影设置于外科医生的视野范围内。
5. 建立手术通道后，内窥镜视频流即通过头戴式显示器（HMD）投射至外科医生的视野中。整个手术过程中均佩戴混合现实（MR）头戴式显示器（HMD），且仅通过空中手势与虚拟显示界面进行交互（图 3）。
   注意：NDI 分析系统测得的估计延迟范围为 50–70 ms，该延迟对人眼不可察觉，可最大程度减少手术过程中的延迟感。数字 4K 视频投影可在空间中任意定位，其尺寸亦可通过手势调节。全程保持无菌状态，因为 Apple Vision Pro 仅通过非接触式空中手势进行控制——例如食指与拇指轻触、捏合拖动或滑动等操作，无需接触任何表面、设备或手术区域。

2. 手术步骤

1. 麻醉与患者体位
   1. 在术前准备区确认并标记患者身份。

结果

临床结局
术后即刻，患者报告的背部疼痛视觉模拟评分（VAS）为6/10，腿部疼痛视觉模拟评分为0/10。运动检查显示所有L2–S1节段肌群肌力均为5/5，双侧L2–S1皮节分布区感觉完整。

在2周随访时，患者报告背痛改善至3/10，腿痛仍为0/10。本次就诊时的ODI评分为54%。

术后2个月随访时，VAS腰痛评分进一步改善至2/10，VAS下肢疼痛评分仍为0/10，ODI下降至2%，低于术前基线水平（表1）。

术中评分

术后即刻评分

术后2周评分.......

讨论

据我们所知，这是首例报道的将AVP头戴显示器（HMD）作为内镜融合手术中术中辅助手段的可行性病例。患者术后早期症状即有所改善，术后2个月时腿部疼痛完全缓解，腰背部症状及功能状态均得到改善，并将继续接受长期随访以监测症状变化趋势。值得注意的是，术后2周随访时观察到的功能状态短暂恶化，与腰椎融合术后预期的早期恢复模式一致；在此期间，术后疼痛、活动受限以及软组织愈合常导致患者报告的残疾程度暂时性增加，随后功能才逐步改善^14,15。

术中，MR 融合技术可在外科医生直接视线范围内提供高分辨率的内窥镜可视化，减少了在手术区域与手术显示器之间反复转移视线的需求^2,10,11。AVP 头戴式显示器（HMD）的融合预计相较于传统的基于显示器的可视化方式具有多项优势。通过将包括内窥镜图像、透视成像和.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
双通道半管状套管	Amplify Surgical
双通道顺序扩张器	Amplify Surgical
双通道T型手柄	Amplify Surgical
DualX TLIF Cage 椎间融合器插入器	Amplify Surgical
DualX TLIF 可扩张TLIF椎间融合器	Amplify Surgical
DualX TLIF 锁定螺钉	Amplify Surgical
DualX 骨移植漏斗及插入器	Amplify Surgical
双通道Kerrison咬骨钳	Amplify Surgical
双通道弯刮匙	Amplify Surgical
双通道垂体瘤咬骨钳	Amplify Surgical
双通道神经钩	Amplify Surgical
双通道球头探针	Amplify Surgical
双通道Penfield剥离器	Amplify Surgical
双通道纤维环剥离器	Amplify Surgical
双通道内窥镜牵开器	Amplify Surgical
双通道止血剂施用头端	Amplify Surgical
0度关节镜	Stryker
高速磨钻，3 mm金刚石火柴头型头端	Stryker
刨削系统，4 mm椭圆槽骨切割头端	Arthrex
射频电极棒，90度	Arthrex
射频电极棒，50度小头端	Arthrex
灌注泵管路	Arthrex
Surgifoam	Ethicon
脱矿骨基质纤维同种异体移植物	Seaspine
NDI分析系统
MR集成硬件
OSI Jackson手术台
氨甲环酸