用于颅底外科的全沉浸虚拟现实：手术训练及更广泛应用

目的：一种外科医生可在虚拟解剖上练习操作的虚拟现实（VR）系统，是尸检训练的具可扩展性与高性价比的替代方案。完全数字化的虚拟手术亦可用于借助现实中难以采集的测量评估外科医生技能。为此，我们提出用于颅底外科的全沉浸虚拟现实系统（FIVRS），其将手术仿真软件与高保真硬件装置结合。方法：FIVRS 允许外科医生在 VR 环境中遵循常规临床工作流。FIVRS 采用先进渲染设计与磨钻算法实现逼真骨消融。使用人体工效近似手术显微镜的头戴式显示器以提升沉浸感。系统记录多模态扩展数据以供事后分析，包括视线、运动、力与手术视频。亦设计了用户友好界面以降低 FIVRS 的学习曲线。结果：我们呈现一项涉及不同专业水平外科医生的用户研究结果。FIVRS 记录的初步数据可区分不同专业水平的参与者，为自动技能评估的未来研究提供前景。此外，参与者对系统直观性与沉浸感的非正式反馈为正面的。结论：我们提出 FIVRS，一种用于颅底外科的全沉浸 VR 系统。FIVRS 以逼真软件仿真结合现代硬件提升真实感。系统完全开源，并以工业标准格式提供富含特征的数据。