戴3D眼镜做手术——腹腔镜技术和3D电影的奇妙碰撞
2018/2/1 9:00:00 兰世亭

    

     据说，现在的医生都带着3D眼镜做手术，这是在看电影吗？

     腹腔镜手术的难题

     腹腔镜手术就是通过腹壁上人工切开的几个小孔，伸进光源、摄像设备以及手术器械，进而实现体外的医生进行体内手术的。手术过程中，医生通过大屏幕进行操作。和传统的开腹手术相比，腹腔镜手术创伤小、术后恢复快，更受广大患者喜爱。

     然而，对于医生来说，腹腔镜的视觉体验是非常艰难的。若是开腹，视野中腹腔里的各种脏器尽收眼底，双眼可以清晰直观地判断各种脏器的比邻关系；但如果是腹腔镜的屏幕，就跟我们在看2D电影一样，只有二维的图像，不能直接表现远近等立体效果，手术者只有通过近大远小的概念和烂熟于心的解剖知识才能间接判断脏器组织的远近深浅，更别说要在这样的视觉环境里进行关键的手术操作了。长期以来，腹腔镜的学习周期很长，难度大，是对外科医生的一项巨大的挑战。

     为了解决这一难题，3D腹腔镜应运而生。正如同2D电影向3D电影飞跃一样，3D腹腔镜也引起了腹腔镜领域的一场革命。它究竟是怎么回事呢？我们就从立体视觉和3D电影说起。

     立体视觉从何而来

     因为左眼和右眼有一定的距离，我们看物体时，左眼和右眼看到的东西其实是略有差别的。大脑接收双眼的信息之后进行整合处理，将两个画面融合，我们就能看到物体的立体形象，这就是双眼效应。

    

     双眼是按“同时视-融合视-立体视”的功能升级逐步实现的。换句话说，双眼“同时”需要看到位置形状“基本一致”的图像，保证图像能“融合不重影”；又要看到“略有差别”的图像，才能加工构建“立体有远近”的效果。

     3D电影是怎么回事

     原来，3D电影拍摄时用到了两个并轨的摄像机，并且这两个摄像机的镜头有着一定的距离，这就模仿了我们的双眼。

     两台摄像机完成拍摄之后，就得到两个视频。在放映时，依然要用两台放映机同时放映。但两台放映机发出的光与我们日常生活中的光不一样，叫做偏振光。

    

     光具有波粒二相性，平日里，一束朝前传播的光线中，里面的光子可以上下振动地前进，也可以左右振动着前进，各个方向都有，这就是非偏振光。但当光通过特殊装置处理后只剩下一种振动方向时，就成了偏振光。我们使用的两台放映机就分别使用不同方向震动的两束偏振光。

    

     可就算是并轨摄影，又是偏振光投影，可如果不戴3D眼镜，就只会看到两幅基本一样的画面略微参差地重叠在一起，完全没有3D效果!

     这时候就得靠3D眼镜了，3D眼镜采用的镜片是偏光片，这种镜片只能让一个振动方向的光波通过。而左右两边所装的偏振片方向不同，保证分别只能通过对应的放映机发出的光，所以每只眼分别能看到一个画面，两个画面的内容一致但又有差异。我们的大脑再将接收的画面进行处理，就得到了一幅幅立体画面。

    

     当然，镜片和放映机要求是对应的，如果倒着戴3D眼镜，那么左眼看到的是右摄像机拍的画面，大脑就会觉得信息错乱，合成不了立体视觉。

     神奇的3D腹腔镜

     与 3D 电影的原理一样，3D腹腔镜由双镜头拍摄的画面重叠显示于屏幕，术者佩戴 3D 眼镜观看屏幕而获得立体视觉。在手术时，术者需要正对屏幕并且距离适当，就跟看 3D 电影观众席正中的位置一样，不需要抬头低头也不需要转头，就能获得最佳视野。

     在立体视觉的保障下，术者对脏器的位置关系、操作工具的活动幅度的把控更有信心，实现更加精细和精准的手术操作。这项技术既保留了传统腹腔镜手术创伤小的优势，又克服了立体效果不佳的缺陷。而且，结合VR技术的推广，对于手术演示、手术直播等传播来说更是功效显著!

    

     3D腹腔手术引入国内至今刚满5年，科技对于医学发展的推进还能做得更多，让我们共同期待。

     (本文图片来自网络)


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