本文对增强现实（AR）技术在颅底（SB）神经外科中的作用进行了系统回顾。通过 PRISMA 方法对 PubMed 和 Scopus 数据库检索，分析了相关研究。研究发现，19 项纳入研究中 42.1% 在美国开展，77.8% 集中于近五年。实验对象包括幻影颅骨模型（31.2%）、人类尸体（15.8%）和人类患者（52.6%）。显微手术在 52.6% 的研究中是主要手术方式，18 项明确手术方式的研究中显微手术占比最高。多数研究（47.4%）仅将 CT 作为数据来源，光学跟踪是主要跟踪方式（47.3%），目标注册误差（TRE）在 0.55 - 10.62mm 之间。
尽管 TRE 有差异，但研究表明 AR 应用于颅底神经外科手术有成功结果且并发症少。AR 技术在该领域有诸多优势，可提高手术精准度，让医生在复杂颅底结构手术中更准确识别关键组织，如神经、血管，避免损伤；能优化手术规划，将二维影像转为三维模型与实际结构结合，便于医生术前模拟和选择最佳路径；还可辅助手术训练，为年轻医生提供熟悉手术操作的新平台。
不过，AR 技术在颅底神经外科应用也面临挑战，像设备实用性差，存在体积、舒适度和操作问题及稳定性不足；还有数据安全与隐私问题，患者影像数据处理过程需严格保护。但低成本 AR 设备的出现为其广泛应用带来了机遇。
一、引言在现代医学领域，科技的飞速发展正不断重塑外科手术的面貌。其中，增强现实（AR）技术作为一种新兴的技术手段，在颅底神经外科领域展现出了巨大的潜力。颅底区域解剖结构复杂，手术难度高、风险大，而 AR 技术的融入为神经外科医生提供了更清晰、更精准的手术视野和操作指导，有望提高手术的成功率和安全性，减少并发症，为患者带来更好的治疗效果。本文将对 AR 技术在颅底神经外科中的应用进行系统的科普介绍。
二、增强现实技术：是什么与怎么工作（一）AR 技术的基本概念增强现实技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。在我们的日常生活中，通过特殊的设备（如头戴式显示器、智能眼镜等），可以在看到真实环境的同时，叠加计算机生成的图像、模型或数据等虚拟元素。这些虚拟信息能够根据真实场景的变化实时调整，从而为使用者提供更加丰富和直观的视觉体验。
（二）AR 在医疗领域的工作原理在颅底神经外科手术中，AR 技术利用计算机算法和传感器来实现虚拟信息与真实手术场景的结合。首先，医生会通过 CT、MRI 等医学影像设备获取患者颅底的详细解剖数据。这些数据经过处理后，被转化为三维模型，并与手术现场的实际情况进行匹配。例如，在手术中，医生通过佩戴的 AR 设备可以看到患者颅底的骨骼结构、血管分布、神经走向等虚拟图像，这些图像就像是 “透明地图” 一样覆盖在真实的手术视野上，帮助医生更好地规划手术路径、识别关键结构。
三、AR 技术在颅底神经外科应用的研究现状（一）研究的地理和时间分布本次系统回顾纳入的 19 项研究显示，大部分（42.1%）研究是在美国开展的。从时间维度来看，近五年（77.8%）是研究的集中时间段，这表明 AR 在颅底神经外科领域是一个近年来备受关注的热点方向。这种趋势反映出全球医疗科研领域对新技术应用的积极探索，以寻求更优化的手术方案和更好的患者预后。
（二）研究的实验对象类型这些研究的实验对象主要分为三类。其中，幻影颅骨模型占 31.2%（n = 6），人类尸体占 15.8%（n = 3），而人类患者则占 52.6%（n = 10）。使用幻影颅骨模型和人类尸体可以在前期对 AR 技术的准确性和可行性进行反复测试和验证，从而为在真实患者身上的应用积累经验和数据。而对人类患者的研究则更直接地体现了 AR 技术在临床实践中的效果和价值。
（三）手术方式与数据来源、跟踪方式在 18 项明确了手术方式的研究中，显微手术是主要的手术方式（52.6%）。这是因为颅底区域的神经、血管等结构微小且复杂，显微手术能够在高倍放大下进行精细操作。大多数研究（n = 9；47.4%）仅将 CT 作为数据来源，CT 扫描可以清晰地显示颅骨的结构，为构建虚拟模型提供了重要的基础数据。在跟踪方式方面，光学跟踪是最常用的方式（n = 9；47.3%），它通过对手术器械和患者头部的标记点进行追踪，实现虚拟图像与真实场景的精确匹配。
（四）目标注册误差（TRE）情况目标注册误差（TRE）是评估 AR 技术准确性的一个重要指标，本次研究中 TRE 的范围在 0.55 - 10.62mm。尽管存在一定的误差，但各个研究都突出显示了 AR 技术在手术中的成功应用以及并发症的最小化。这说明虽然目前技术还存在改进空间，但 AR 在颅底神经外科手术中的积极作用已经得到了体现。
四、AR 技术在颅底神经外科手术中的优势（一）提高手术精准度颅底神经外科手术需要在错综复杂的神经和血管之间进行操作，稍有不慎就可能导致严重的并发症。AR 技术通过在手术视野中叠加虚拟的解剖结构信息，使医生能够更准确地识别关键结构，从而更加精准地进行手术操作。例如，在切除颅底肿瘤时，医生可以清晰地看到肿瘤与周围神经、血管的边界，避免损伤重要组织。
（二）优化手术规划在传统的手术规划中，医生主要依靠二维的医学影像（如 CT、MRI 片子）来了解患者的病情和制定手术方案。而 AR 技术将这些影像转化为三维模型，并与患者的实际解剖结构相结合，为医生提供了一个更加直观、立体的术前规划工具。医生可以在虚拟模型中模拟手术过程，选择最佳的手术路径，提前预测可能遇到的问题。
（三）辅助手术训练对于年轻的神经外科医生来说，颅底神经外科手术的学习曲线非常陡峭。AR 技术为手术训练提供了一个全新的平台。通过在虚拟环境或模拟手术场景中使用 AR 技术，实习医生可以更加频繁地接触和熟悉颅底的解剖结构和手术操作技巧，提高他们的技能水平，减少在真实患者身上的学习风险。
五、AR 技术在颅底神经外科应用面临的挑战（一）设备实用性问题目前，一些 AR 设备可能存在体积较大、佩戴不舒适、操作复杂等问题，这会影响医生在手术中的使用体验和效率。此外，设备的稳定性和可靠性也需要进一步提高，以确保在长时间的手术过程中不会出现故障。
（二）数据安全与隐私问题在 AR 技术应用中，患者的医学影像数据需要进行传输、存储和处理。这些数据包含了患者的敏感信息，如果发生数据泄露，将对患者的隐私造成严重侵犯。因此，需要建立严格的数据安全保护机制，确保患者数据的保密性、完整性和可用性。
六、低成本 AR 设备带来的新机遇尽管存在挑战，但低成本 AR 设备的出现为颅底神经外科领域带来了更广泛的可行性。这些低成本设备可以降低医院引入 AR 技术的门槛，使更多的医疗机构有机会尝试和应用这种先进的技术。同时，随着技术的不断发展和改进，低成本设备的性能也在逐步提高，有望在保证一定准确性的前提下，满足更多基层医院或发展中国家医疗机构对颅底神经外科手术辅助技术的需求。
七、结论与展望增强现实技术在颅底神经外科领域的应用已经取得了令人鼓舞的成果。尽管目前还面临一些挑战，但随着技术的不断进步和完善，AR 技术有望成为颅底神经外科手术中不可或缺的一部分。它将进一步提高手术的精准度和安全性，为患者带来更好的治疗效果。未来，我们期待看到更多关于 AR 技术在颅底神经外科中的研究和创新，例如更精准的目标注册算法、更便捷舒适的 AR 设备以及更完善的数据安全保护措施等。同时，也希望 AR 技术能够在神经外科其他领域得到更广泛的应用和推广，推动整个神经外科领域向更加精准化、智能化的方向发展。
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