image: A. Low-fidelity simulated surgical model for ETV. B. High-fidelity model with hair, eyelashes and eyebrows. view more
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在好莱坞影视特效专家的的帮助下，一组计算机工程师和神经外科医生报告说，他们成功地对一种新型的、逼真的3D模拟器进行了早期测试，该模拟器的设计目标是训练外科医生实施一种精巧的微创脑部手术。
4月25日出版的《神经外科学杂志：儿科》（Journal of Neurosurgery: Pediatrics）发表了这篇关于使用该模拟器指导接受培训的人员进行神经内镜第三脑室底造瘘术（ETV）的报告。这种手术使用内镜这类小型的、计算机引导的导管和器械来治疗某些类型的脑积水；脑积水是一种以脑脊液过多积累和对大脑产生压力为标志的疾病。神经内镜第三脑室底造瘘术（ETV）是一种微创手术，它把这些脑脊液�短路�回大脑的正常通道，这就消除了植入导流管的必要性，这种导流管是终生留在体内的装置，会带来异物造成的并发症。
�对于外科医生而言，能够对手术过程进行练习是准确而安全地实施这种手术的关键。外科模拟就类似于高尔夫球手的挥杆练习，�美国约翰� 霍普金斯大学医学院神经外科教授、该论文的资深作者、医学博士Alan R. Cohen说。�有了外科手术模拟，我们就能够在实际进行手术之前对这种手术的过程进行练习。�
尽管尸体是这类外科训练的传统选择，Cohen表示尸体稀缺、昂贵、不可重复使用，最重要的是，其无法对最需要解决的手术问题进行精确的模拟。Cohen说，这需要一种特殊类型的手-眼协调系统，他称之为�任天堂游戏机神经外科手术�。
为了创造出一种更可靠、真实、并且具有成本效益的外科医生练习神经内镜第三脑室底造瘘术（ETV）的方法，这个研究组与3D打印以及影视特效专业人士合作，创造出了一种逼真的、解剖结构正确的全尺寸的头和大脑，而且其具有人类颅骨和大脑组织的触感。
3D打印与影视特效技术的融合按照原尺寸完整复制了一名14岁儿童的头部，其原型是是一名真实的脑积水患者，脑积水是儿科神经外科领域最常见的疾病之一。这个模拟的头部的特别功能还包括了一个重现流动的脑脊液和大脑搏动的电泵。该模拟器的其中一个版本是如此真实，以至于它拥有面部特征、头发、睫毛和眉毛。
为了检验这个模型，Cohen和他的团队让4名神经外科进修医生和13名医学住院医生随机配对，在超真实模拟器、或在一个没有头发、睫毛或眉毛的分辨率偏低的模拟器上进行神经内镜第三脑室底造瘘术（ETV）。
在完成了模拟手术之后，每位进修医生和住院医生都使用了5分制对模拟器打分。平均起来，外科进修医生和住院医生对该模拟器在促进神经内镜第三脑室底造瘘术（ETV）训练的有效性上给出的分数（5分制的4.88分）都高于对它的美学特征的分数（4.69分）。受训医生的模拟手术过程还被录了下来，而且之后由两名经验丰富的神经外科医生在无法认出受训者身份或其所处训练阶段的情况下观看手术录像并评分。
这两位神经外科医生使用诸如�手术流程�、�器械操作�以及�时间与运动�等标准评估了受训者的表现。
在所有经过衡量的标准中，神经外科医生对进修医生的评分一致高于住院医生，这准确反映了他们更为高级的训练经验和知识，并且证明了这种模拟器区分新手外科医生与专家外科医生的能力。Cohen说，还需要进一步的测试从而确定这种模拟器是否会真正地改善医生在手术室中的表现。�凭借研究人员的这种独特组合，我们有能力开发出一种用于微创神经外科手术的高保真的模拟器，它真实、可靠、可重复使用，并且具有成本效益。这些模型可以被设计成针对特定病人，让外科医生能够在进入手术室之前对手术过程进行练习，� Cohen说。
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这项研究的资金是由波士顿投资会议的一项资助提供的。该研究组感谢来自美国加利福尼亚好莱坞的获得艾美奖的特效团队FracturedFX在开发这些外科模型上的贡献。这组科研人员报告说，模拟器的成功不涉及财务股份或经济利益。 该论文的其他作者包括来自美国约翰�霍普金斯大学医学院的Roberta Rehder，以及来自美国波士顿儿童医院Peter Weinstock、Sanjay P. Parbhu、Peter W. Forbes和Christopher Roussin。