袁桧 邢修忠 孟波 高晓蕾 郁舒容 王秋生△

（宁波市第二医院疼痛科，宁波 315000 ）

目前，MR尚无普遍认同的定义，经典的定义源于1994年 Milgram等对MR技术内涵的深刻探讨。他们认为MR视觉显示是虚拟现实 (virtual reality, VR) 等相关技术的特定子集，与VR、增强现实 (augmented reality, AR) 在技术特征、实现方式等方面关联紧密，但MR技术独特之处在于更加强调虚拟世界和真实世界的无缝融合。同时，为更清晰表明MR的内涵，他们又利用VR连续体的坐标形式阐述了三者关系（见图1）。VR构建的是完全虚拟环境，这在一定程度上弱化了与现实的联系；AR虽实现了真实与虚拟融合，却无法给用户提供沉浸式的交互体验。而MR则处于真实和虚拟环境之间的连续空间内，在该环境下虚拟世界与真实世界相互交融、虚实难分。MR技术可为学习者提供自然的交互方式，使其形成视觉、听觉、触觉等多方面感知，促进使用者与MR环境建立紧密互动联系。

图1 虚拟现实连续体

MR的实现主要依赖于传感器技术、计算机视觉技术、VR技术、显示技术和交互技术等多种技术的结合。MR主要借助计算机生成的虚拟信息与真实世界场景实时交互，将虚拟的三维全息影像精准地叠加在现实环境中。具体来说，使用者可以通过佩戴特定设备（见图2），能够在真实场景中看到虚拟的全息影像，并与之互动。在现实世界、虚拟世界及用户之间搭建一个互相反馈的信号通路，以增加使用者的真实感受。

图2 使用混合现实头戴式显示设备穿刺时的视觉表现

（图片为团队经卵圆孔三叉神经半月节射频消融手术时拍摄）

MR技术是继 VR、AR技术之后出现的一种新型数字化全息影像技术。MR作为元宇宙的关键技术之一，正在改变人们对现实世界的认知和体验，通过无缝整合虚拟信息，为用户带来更加丰富多彩的数字化生活体验。MR技术特点主要体现在以下3个方面：

①虚实交叉融合：MR技术借助显示设备，将虚拟对象映射现实世界，或将真实物体添加到虚拟世界，从而营造出虚拟和现实融合的可视化环境，让使用者难以分辨虚拟和现实边界。

②高度沉浸感：MR技术通过建立虚拟空间与现实空间在三维方位上的映射关系，精准捕捉使用者的位置和体态变化，并据此实时呈现匹配画面，让使用者仿佛身临其境，以实现高度的使用沉浸感和真实感。

③实时交互性：使用者可以通过手势、语音等方式与虚拟的全息影像进行交互，形成视觉、触觉多维度感知。同时还能获得数字化的体验与反馈，实现与虚拟环境的自然互动。

微创手术在疼痛治疗领域中占据长期重要地位，具备创口微小、术后恢复迅速等显著优势，但微创手术仍存在一些“不容忽视”之处。为了更好地达到临床治疗效果，近年来新出现的 MR技术利用数字虚拟影像与现实环境相结合，实现手术路径规划、精准定位靶点、降低辐射风险、助力临床教学与实践等优势，为微创技术的发展注入新的活力。

借助MR技术，医师通过佩戴MR眼镜，可以从任意空间角度直接观察操作对象的解剖结构和穿刺路径的三维全息影像。有助于医师精准定位穿刺针角度和深度，快速到达最佳匹配位置，有效避免重要神经结构损伤。同时，可实时反馈穿刺针的位置以及与周围组织的关系，协助术者矫正穿刺操作。

MR 辅助导航系统，让医师拥有高维度“透视”手术区域工具。基于 MR 技术构建的三维可视化立体模型，能够帮助医师更好地理解复杂解剖的空间结构关系，使疼痛科医师较为容易获取肉眼无法看到的内部器官视觉和空间信息，并指导医师规划整个手术过程，让繁杂的手术方案变得更加清晰明了。

传统的C形臂X线导航在微创手术中广泛应用，但在使用过程中，需多次扫描以确认器械位置，不可避免地让病人和医护人员遭受辐射暴露。而MR技术作为一种新型手段，可基于病人原始DICOM影像数据重建3D模型，使医师依据其提供的实时影像，实现与人体匹配的精准穿刺，并最大程度减少术中X线扫描时间。

通过使用HoloLens等设备构建出高度真实的虚拟空间，全方位展示各类骨骼模型，将理论与实践相结合，能够有效提高教学效率和质量。Huang等研究发现，参与者高度认同MR技术可促进学习，且适用于医学训练。特别针对高风险手术，术前借助MR进行反复的个性化模拟操作，有助于医师提升手术的精度和准度，规避术中发生严重伤害。

疼痛科医师在微创手术中常用的穿刺方法，包括盲探法、X线定位法以及CT定位法。而对于微小病变，仅依赖于医师的术前触诊、脑中还原解剖结构、穿刺经验或影像学检查结果，往往难以实现精准定位。MR技术作为新型的人机接口和仿真工具，将真实世界活动和虚拟空间高度融合，为疼痛科医师在微创手术中的高效操作提供了有力支持。

经皮椎间孔镜腰椎间盘切除术 (PTED) 是疼痛科、骨科微创技术的典型代表，近年来广泛应用于腰椎间盘突出症 (LDH) 的手术治疗，其中定位穿刺是手术成功的关键。传统穿刺操作大多依靠X线透视，术中需反复调整及重复穿刺，进而导致该技术学习曲线陡峭、X 线辐射大和手术风险高等问题。

随着MR技术的逐步应用，推动了该微创手术的进展。蔺啸等研究通过MR技术引导与盲穿定位对74例LDH病人进行临床对比。研究发现，MR 技术可增加 PTED 的穿刺准确性，减少重复穿刺次数和放射暴露时间，同时减少了术后并发症。王长昇等回顾性分析 21例采用 MR 技术导航下进行 PTED病人的资料，结果显示 MR 联合PTED治疗LDH可行且有效，术后12个月采用改良 MacNab标准评价手术效果，优良率高达90.48%。且穿刺时间短、辐射暴露少，具有较高的安全性、微创性及创新性。Liu等研究表明，MR技术辅助PTED组的手术时间和整个手术过程中的辐射暴露显著减少，但MR组术中佩戴的头戴式显示设备，会导致使用者眼睛疲劳的发生率增加。

半月节射频消融术已成为临床治疗三叉神经痛的主要治疗手段之一。尽管其治疗效果理想，但由于穿刺疼痛、定位困难、术后并发症发生率高等问题仍限制了该治疗技术的推广。从早期二维、X光技术，发展到三维CT，再到如今的三维结合MR技术，医学影像技术的进步为三叉神经痛的治疗提供了更精准的支持。

随着早期影像技术的发展与临床应用，疼痛科医师在行半月节射频消融术时，先采用螺旋 CT机对病人颅底进行扫描，再经三维重建确定卵圆孔位置后，重建三维CT图像，以此确定穿刺方向及深度，并进一步评估该穿刺方法的可行性与安全性。包飞通过随机分配，对比了盲穿组（30例）和CT引导组（30例）行半月节射频消融术治疗三叉神经痛的治疗效果，发现治疗后CT引导组VAS评分和并发症发生率均低于盲穿组，治疗有效率为96.67%，显著高于盲穿组的60.00%。而在数字革命的当下，通过 MR技术的探索与研究，也使疼痛科在三叉神经手术治疗方面取得了重大突破。周亮等通过MR辅助射频治疗原发性三叉神经痛的临床试验发现，MR组穿刺次数明显少于常规组且无病人发生咀嚼无力，但术后疼痛治疗效果两组间差异无统计学意义。

脊髓电刺激 (SCS) 通过将刺激电极植入到相应脊髓节段，利用一定的电脉冲刺激阻断疼痛信号传导，从而缓解疼痛。SCS作为神经调控的主要方式之一，已广泛应用于临床，并为带状疱疹相关性疼痛的治疗提供了新的选择。

除此之外，现如今在医疗领域的实际临床应用中，MR技术与 SCS植入术相结合，也取得了令人瞩目的成绩。2024年7月，国内首次利用MR技术为医师装上“透视眼”，为带状疱疹病人成功实施了SCS植入术。术者借助全息投影智能眼镜，高度精准定位穿刺针的位置、角度、进针深度及穿刺路径，并准确到达靶点位置，实现“一针到位”，且穿刺过程未使用 X 射线。MR技术不仅可以协助医师在不使用透视的情况下制定术前计划、进行术中导航，在手术视野内获得病人成像的三维重建，还能让医师与手术室外的同事进行远程交互沟通，为手术的顺利进行提供了有力保障。

MR 技术在 VR 技术所提供的虚拟医学模型基础上，进一步实现了虚拟与现实的融合。借助该技术，医护人员不仅能够以沉浸式的方式观察手术场景，还能展开贴近实际的操作训练。Gao等研究对比新手医师使用 MR 辅助腰椎穿刺 (MRasp) 与传统体表标志引导的腰椎穿刺 (LGsp)效果，结果显示 MRasp 组的首次穿刺成功率高于LGsp组 (72.2% vs. 44.4%, P = 0.176)；MRasp组穿刺尝试的中位数次数显著低于 LGsp组 (1.0 vs. 2.0, P = 0.023)。Incekara等将MR技术应用于脑肿瘤病人的术前定位，与传统的神经导航定位方法相比，显著减小了定位误差，总体中位数差异为 0.4 cm（四分位间距为0～0.8）。MR借助头戴式显示设备展示的模拟三维模型，相比传统的二维图像，能将辅助临床评估时间缩短4倍。同时 MR 设备支持手势和语音操作，这一特性可确保在无菌情况下，术者能通过旋转、缩放等操作，将三维模型清晰呈现于视野中。MR技术在多维度的功能革新，为医疗行业带来全新突破。但如何将MR技术更深度融入临床，充分发挥其优势，是各个学科亟待思考并解决的关键问题。

尽管诸多文献证实了 MR 技术在医学领域中有着显著成效，但现有的研究仍暴露出一系列问题：

① 技术层面：MR技术目前面临最大的难题是虚拟模型与真实世界的匹配精度有待进一步提高。尤其考虑到人体呼吸运动这一因素，会导致腹壁、内脏器官等位置发生变化，进而影响匹配效果。Luzon等研究发现，MR 设备佩戴者的视角不同也会造成虚拟模型与真实世界之间的匹配差异。此外，术中操作会致使组织变形、移位等情况。因此，如何实现虚拟模型和现实中真实图像的统一融合是MR 技术发展的关键所在。

②手术应用方面：MR导航使手术操作变得更加直观清晰，但现阶段的MR导航主要侧重于视觉增强，在触觉等其他感觉体验的强化上，远不如视觉效果逼真。完全徒手操作对于早期开展经皮肾脏穿刺手术的医师是非常有帮助的，而且对于青年医师来说大量参与临床实操手术是成长的根基，而运用MR精准定位技术则是一种辅助方式。

③医学教育方面：MR技术助力使用者直观认识解剖结构，打破了医学教育在场地受限、教学资源匮乏等方面的桎梏，能显著提升学习效率。但MR设备不适宜长时间佩戴，否则使用者可能会出现视觉疲劳、头晕恶心等生理不适。且其展示的模型缺乏人体标本测量数据支持，特别是软组织的模拟仍有欠缺。能精确模拟人体标本且可预测解剖变异的AR/MR数字交互“课本”值得深入挖掘。

④ 伦理问题：目前已有医疗机构引入MR设备用于病人的手术治疗，但国内外关于MR在医学上的临床应用时间较短，样本量较少，有待进一步研究，并且相关设备的成本核算研究暂未见报道。除此之外，当前的 MR设备缺乏专门用于医学应用场景的量身定制软件，大多将商业用途的软件应用于医学实践中，其潜在风险尚不可知。随着MR技术的应用，数据的滥用与侵权、算法机制下的偏见与歧视等，逐渐产生了新的伦理问题。

⑤与人工能智能相结合：随着人工智能 (AI) 在医学领域的广泛应用，临床已开始尝试将AI算法与MR技术相结合，例如骨科领域已尝试将AI和MR结合应用于膝关节截骨手术规划。然而由于MR与AI的结合需要高度集成，但目前不同系统之间的兼容性较差，缺乏统一的标准化体系，影响了实际应用。因此，目前在疼痛领域将AI与MR相结合的应用未见报道，更多是将AI和VR、AR相结合应用于疼痛疾病的诊断、分类和管理中。Ortiz-Catalan等在Lancet 发表了一种利用AR与AI结合开发的治疗幻肢痛的新模型，该模型使用机器学习来解码病人在虚拟环境中执行幻肢手臂运动时的神经肌肉活动模式，研究结果证明了这种新方法在治疗幻肢痛方面具有临床效果和可行性。未来，随着 MR 技术的进一步发展和完善，在更广泛的医疗环境中 AI 和 MR 的结合将成为疼痛管理与治疗的重要工具。

针对当前研究中存在的问题，未来的研究应加强多学科团队协作，持续完善 MR 设备的数据支撑和技术成熟度。一方面，平衡各感官的体验，提升虚拟模型与真实世界匹配精度，使其与传统经验形成优势互补。另一方面，挖掘、优化医学教育设备，提升教研学习效果。建议深入研究接受 MR 辅助手术病人的实际需求和经济状况，合理平衡临床疗效与费用合理性。可开展 MR 新型设备的成本核算分析，扩大联合手术的样本量，验证 MR 技术的临床有效性、实用性。并且，应严格遵守法律法规和伦理规范，充分保障病人的知情权和选择权，对隐私问题、敏感数据加密处理，全面加强隐私保护。通过教育普及等方式，提高公众对伦理问题的认知，以应对所面临的挑战。

MR 技术作为近年来迅速崛起的一种新兴技术，其应用呈现出快速增长趋势。目前，MR技术多应用于骨科领域，且临床试验数据丰富。疼痛科在新型技术的应用方面尚处于起步阶段，现有相关应用多以新闻报道形式为主，提示目前该领域的实际临床应用案例相对较少，技术成熟度和普及度均有待提高。MR技术作为元宇宙的核心组成部分，为医学专业人员提供了独特的“透视”工具，搭建了沉浸式的训练和学习平台。借助该技术可让使用者更安全、有效地进行手术操作并掌握专业技能，同时极大地增强使用者的参与感与互动性。当下，MR技术与3D打印、人工智能、脑机接口等技术的融合研究正不断深入，未来有望实现更广泛、更深度的结合。鉴于 MR 技术的多项优势，在疼痛科微创手术中已展现出的重要价值，未来还有望在医学培训、疾病诊断、医患沟通、临床诊疗等多个方面发挥出更加意想不到的效果，推动医学的快速发展。

信源：袁桧 邢修忠 孟 波  高晓蕾  郁舒容 王秋生.混合现实技术在疼痛科微创手术中的应用[J].中国疼痛医学杂志,2026,32(1):63~68