現代信息科技的發展也在影響著醫學的革，手術是醫學治療中中非常重要的手段，各種科技產品在手術中的應用也越來越廣泛。新頭戴式顯示器(HMD)、可穿戴終端、增強現實(AR)、3D打印機……。神戶大學研究生院醫學研究系特聘副教授杉本真樹的研究小組運用這些最尖端技術，在近未來手術研究方面走在了世界前沿。最近，該小組全球首次在外科手術中導入了可穿戴終端“Laser Eyewear”，該終端帶有利用激光直接在視網膜上描繪圖像的圖像顯示機構。該小組還在全球率先實施了與手術同時進行的、在同一手術室內用患者的臟器立體模型進行手術訓練的“同步手術(Synchro-surgery simulation)”。

杉本在“第29屆日本醫學會總會2015關西”的學術演講(2015年4月11～13日，在國立京都國際會館等舉行)分會“IT外科最前沿：輔助微創手術的3D圖像和臟器立體模型”上登臺，以“通過3D增強現實與生物質地3D打印技術來進行直觀手術輔助”為題，介紹了最新的相關研究成果。

杉本等人此前在外科手術中導入了多種導航工具。這些工具大致上分為三種。分別為手術醫生所需信息的(1)輸入(input)技術、(2)顯示(output)技術、(3)反饋(feedback)技術。

為手術醫生帶來沉浸感或增強現實感

相當于(1)的是可以進行直觀操作的各種用戶界面(UI)。這些UI充分考慮到手術中的操作性，積極利用了觸摸面板及手勢操作功能。

關于(2)，該研究小組運用了HMD、可穿戴終端、全息圖(空間立體顯示)、AR、立體投影(Projection Mapping)等多種技術。比如，在使用內窺鏡手術輔助機器人“da Vinci(da Vinci Surgical System)”的手術中，采用了虛擬現實(VR)用HMD“Oculus Rift”。以克服da Vinci的極限(手術醫生無法移動頭部)代替了獲得沉浸感，醫生可以隨意移動頭部，“能夠獲得感覺像置身于患者腹中一樣的手術區”(杉本)。

最近采用的Laser Eyewear是日本QDLaser公司與東京大學共同開發的眼鏡式可穿戴終端(參閱本站報道)。因屬于激光視網膜掃描式，無論用戶的視力水平如何，均可獲得清晰的圖像，并且無需對焦即可在視野中的任何位置獲得圖像。使用該終端來投影手術醫生所需要的圖像信息等，不僅可以減輕視野移動負擔，“還能夠消除眼部和手部動作的偏差”(杉本)。

該研究小組還導入了美國zSpace公司的沉浸型全息3D顯示系統。利用臟器圖像等看起來就像懸浮在空中一樣的“增強全息圖(augmented holography)”來輔助手術。研究小組將增強全息圖與名為“zView”的虛擬全息系統組合在一起，全球首次應用在手術輔助用途中。

連出血也可再現的臟器模型

關于(3)，該研究小組用3D打印機制作了每位患者的臟器立體模型，通過與采用(2)中的技術所獲得的圖像信息相結合，來提高手術效果。使用的是名為“Bio-Texture Modeling”、可再現臟器形狀和質感的三維模型。而且，還制作了可以再現手術刀切入后“出血”的臟器模型“BIOTEXTURE WET Model”，用其進行了肝臟局部摘除手術等的模擬。

最近實施的Synchro-surgery simulation是該研究小組與東京慈惠會醫科大學呼吸器官外科教授森川利昭的共同研究成果，使用了帶有骨骼的胸部臟器立體模型。在實施肺癌手術時，醫科學生在旁邊使用手術器具和該患者的臟器立體模型，同時再現了與手術醫生相同的技術。這是一項“可以實現手術自學(Self learning)”