小耳畸形治疗虚实交互辅助系统HE-01的构建及辅助耳廓再造术的可行性研究

作     者：王爽 顾勤浩 何乐人 姜栋文 尚巧利 Wang Shuang;Gu Qinhao;He Leren;Jiang Dongwen;Shang Qiaoli

作者机构：中国医学科学院北京协和医学院整形外科医院耳整形再造一科北京100144 浙江省人民医院杭州医学院附属人民医院整形外科杭州310014 首都医科大学附属北京同仁医院整形美容中心北京100005 

出 版 物：《中华整形外科杂志》 (Chinese Journal of Plastic Surgery)

年 卷 期：2024年第40卷第2期

页      面：131-142页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100213[医学-耳鼻咽喉科学] 10[医学] 

基　　金：首都卫生发展科研专项项目(2022-2-4020) 中国医学科学院临床与转化医学研究专项(2021-I2M-C&T-B-075) 浙江省医药卫生科技计划(2023KY031) 

主　　题：先天性小耳畸形 耳廓 增强现实 影像导板 HoloLens 

摘      要：目的:构建基于HoloLens的小耳畸形治疗虚实交互辅助系统HE-01,并验证其辅助耳廓再造术的可行性。方法:以2021年8至9月于中国医学科学院整形外科医院招募的6名健康志愿者(男3名,女3名,平均年龄20.5岁)和6例小耳畸形患者(男3例,女3例,平均年龄7.6岁)为研究对象。运用Mimics Research 21.0和3-matic research软件构建虚拟耳廓三维模型,基于HoloLens和咬合夹板导航标记装置构建HE-01。通过志愿者重复试验评价HE-01的注册精准度、跟踪延迟度及不同颜色(红色、绿色、蓝色和皮肤色)虚拟耳廓导板的显示效果,通过小耳畸形患者重复试验明确操作流程并验证HE-01应用于耳廓再造术的可行性。结果:成功构建HE-01并明确操作流程。志愿者重复试验显示,HE-01在不同角度下注册精准度均较高,6名志愿者12侧耳廓不同方向(耳廓前-60°、-30°、0°、30°、60°方向)的重合误差率均在2.3%~2.4%[小于正常人双侧耳廓大小的差距(2.7%)];跟踪延迟度低(6名志愿者均小于0.1 s);绿色和红色的虚拟耳廓导板显示效果较佳。小耳畸形患者重复试验显示,HE-01可应用于耳廓再造术,导航标记装置佩戴无明显并发症,具有可重复性和稳固性。结论:本研究完成了基于导航套装、CT数据与HoloLens的增强现实辅助耳廓再造的概念设计,HE-01具有良好的注册精准度、跟踪速度和显示效果,为进一步的软件开发及临床转化做了良好铺垫。