混合现实辅助根治性内窥镜甲状腺切除术

我们的初步临床研究调查了将混合现实技术整合到内窥镜甲状腺切除术中，目的是确定其实用性和有效性。混合现实技术已用于各种外科手术中的临床培训、术前评估和术际导航。然而，还没有类似的甲状腺切除术报告。

无论是手动还是自动执行，虚拟和真实解剖结构之间的配准都容易出现不可避免的差异。此外，手术室中的复杂环境和强烈光线会显着影响全息图像的清晰度和可见度。相较于其他技术，混合现实可以在真实手术室中实现视觉 3D 全息模型的零时间可视化，具有更好的演示效果、更强的兼容性、更低的成本和作难度。

首先，在计算机上将颈部增强 CT 扫描的 DICOM 数据导入 3D Slicer。调整显示设置以使用 350 Hounsfield 单位 （胡） 的窗口宽度和 40 胡 的窗口级别。使用 threshold 和 hollow 函数，分割和重建蒙皮。首先，使用阈值函数为大于负 250 胡 的 CT 值创建分割，然后利用空心函数删除分割的内部。

接下来，使用基于动脉或静脉期图像的 grow from seeds 功能分割和重建甲状腺、病变、气管和食管。在横截面、矢状和冠状图像中手动描绘目标结构内的种子。使用 grow from seeds 功能自动生成分段。

现在，使用阈值函数，根据平面扫描图像分割和重建骨骼。为超过 200 胡 的 CT 值创建分段。使用基于动脉期图像的局部阈值函数分割和重建动脉。在冠状图像中手动描绘动脉内的种子，然后使用局部阈值函数创建与种子的 CT 值范围一致的分割。

重复该过程以逐渐扩展分段。使用基于静脉期图像的局部阈值函数分割和重建静脉。要在计算机上开始，请从 3D Slicer 将半自动重建的颈部 3D 模型导出为 OBJ 文件。

使用 Mixed Reality Toolkit 在 Unity 3D 中创建新项目并配置必要的组件。使用 box collider （盒碰撞器） 组件添加控件边框。使用 cursor context object manipulator 组件实现可移动光标。

然后，通过 Object Manipulator、NearInteractionGrabbable 和 MinMaxScaleConstraint 组件添加移动、缩放和旋转函数。使用滑块透明度控制器组件启用透明度控制。将 OBJ 文件导入 Unity 3D 项目，并将配置的组件（包括盒碰撞器、对象纵器和透明度控制器）与颈部 3D 模型相关联。

使用全息远程处理程序在混合现实或 MR 头戴式设备 （HMD） 上调试颈部虚拟全息影像。从 Unity 3D 打包并导出项目。手术前佩戴 MRHMD。

使用 MRHMD作颈部虚拟全息影像。使用抓取手势，控制颈部虚拟全息影像的移动、缩放和旋转，然后拖动相应的虚拟滑块来调整颈部虚拟全息影像的透明度。将颈部虚拟全息图与患者的位置对齐，确保解剖标记（例如下颌骨和锁骨）正确对齐。

导入临床数据，包括颈部 CT 图像、超声检查和实验室检查结果。插入 MRHMD 以允许在手术期间进入。通过 Wi-Fi 连接通过 MRHMD 共享第一人称视角。

将麻醉患者置于分腿配置中，并将头部向后倾斜以伸展颈部。将内窥镜系统放置在患者头部前部。建立手术空间后，在 30 度腹腔镜观察下，用套管针解剖乳晕两侧的皮下腔。

分离宫颈白线以释放甲状腺。用缝合线悬吊带状肌肉以扩大视野。将碳纳米颗粒注射到甲状腺中，对甲状腺和颈部淋巴结进行染色。

接下来，断开甲状腺峡部并切除锥体叶和喉前淋巴结，以暴露气管并分离甲状腺韧带。使用术中神经监测探针识别喉返神经。使用超声刀凝固甲状腺下动脉和静脉、甲状腺下动脉和甲状腺中静脉。

识别并保留左侧甲状旁腺。用可吸收夹固定和解剖甲状腺上血管。小心分离并切除病变甲状腺。

接下来，在颈部中央区域进行同侧淋巴腺切除术，确保使用标本袋完全取回。如有必要，以相同的方式进行对侧甲状腺切除术和淋巴腺切除术。使用另一个标本袋去除腺体。

确保所有出血得到彻底控制后，用无菌蒸馏水冲洗手术区域。逐层缝合切口。