智慧医疗相关新兴技术在整形美容外科中的应用

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　　[摘要]整形美容外科作为满足求美者对美追求的一门新兴学科，对精确度和美观的要求高，容错度低。智慧医疗作为生命科学和信息技术的融合产物，为整形美容外科带来了革命性的改变，其中健康云平台为患者提供了新型的就医模式。三维扫描技术和三维打印技术满足了求美者的个性化需求，虚拟现实技术增加了年轻医师的学习操作机会，手术机器人的应用使手术创伤小、恢复快，提高了患者的术后满意度。但智慧医疗在整形美容外科中大范围推广应用仍需解决一些问题。
　　[关键词]智慧医疗;整形外科;医疗网络平台;三维打印;虚拟现实技术;手术机器人
　　[中图分类号]R622    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455（2020）02-0159-04
　　Abstract： Plastic and aesthetic surgery ， as a new discipline to meet the beauty seekers ' pursuit of beauty，has high requirements on accuracy and aesthetics and low tolerance for errors.As the fusion product of life science and information technology，intelligent medicine has brought revolutionary changes in plastic surgery.The cloud health platform provides patients with a new mode of medical treatment.3D scanning technology and 3D printing technology meet the individual needs of beauty seekers.Virtual reality technology increases learning opportunities for young physicians.The application of surgical robot can reduce surgical trauma and improve postoperative satisfaction. However，there are still some problems to be solved in the wide application of smart medicine in plastic and aesthetic surgery.
　　Key words： intelligence medical;plastic surgery;medical network platform;3D printing technology;virtual reality;surgery robot
　　在人民物質生活日益充实的当今社会，对美的要求也日益增长，整形美容业在中国方兴未艾。整形美容外科作为一门新兴的学科，它的患者与其他临床学科患者的诉求存在很大的不同，求美者之所以选择整形美容是为了追求更高标准的美，患者对手术的期望值很高，所以整形美容外科不同于其他临床学科，对精确度要求高且容错度低。现实就医过程中往往存在患者对手术效果在术前缺乏具象化的立体感受，整形外科医师临床实际的手术操作包括对于医师培养的教学方面也大多依靠粗犷的个人经验，缺乏具体精准的数字化标准，年轻医师操作机会少等问题。智慧医疗及其相关技术的初现端倪也许会为整形美容外科带来革命性的改变。本文就智慧医疗在整形美容外科中的应用进行综述。
　　1  智慧医疗的简介
　　智慧医疗[1]是一门融合了生命科学和信息技术的新兴交叉学科，其关键技术是现代医学和通信技术的重要组成部分。智慧医疗通过打造区域医疗信息平台，利用物联网相关技术，实现患者与医务人员、医疗机构及医疗设备之间的互动，逐步达到全面信息化。目前，类似的概念很多，例如：数字医疗、精准医疗、无线医疗及移动医疗等说法，属于不同时期的说法，其概念范围有所交叉，智慧医疗是新时期涵盖了互联网医院、物联网技术、数字医疗及精准医疗相关技术等的新概念新名词，其代表性技术有健康云平台、三维扫描、三维打印、虚拟现实技术和手术机器人等。
　　2  智慧医疗在整形美容外科中的应用
　　2.1 互联网医疗为就医者提供新型就医模式：互联网医疗[2]是指互联网在医疗行业的新应用， 它包括了以互联网为载体和技术手段的医疗信息查询、电子健康档案、疾病风险评估、在线疾病咨询、电子处方、远程会诊及远程治疗等多种形式的健康医疗服务。互联网医疗主要有两种模式：一种面向医生，医护人员可以使用一些医用APP进行学习传播医疗知识，学术交流沟通，如：丁香园APP，丁香医生论坛等;一种面向患者，患者可以通过互联网，预先了解一些关于疾病的情况，进行网上专家预约挂号，向医生咨询疑惑，与医生实现远程诊治，查询个人的检查报告结果等。邵逸夫医院与卫宁·纳里健康共同建设的互联网医院整体解决方案暨邵医健康云平台3.0的正式上线，把“数据信息多跑路，病人少跑路”的理念贯穿于患者院前、院中及院后的就医过程，将服务的触角延伸到了基层，打通了服务基层患者、医生的“最后一公里”，实现了患者在家门口就能看名医，基层医生在家门口就能学技术，有助于建立分级诊疗模式突破医改瓶颈，改善基本医疗服务资源配置，为广大患者和基层医生提供了一种新型的就医模式。战力龙等[3]使150例包皮过长的患者术前加入互联网医疗平台，通过医疗网络平台进行术前评估、预约手术时间及推送手术相关注意事项;术后及时随诊、指导，预约复诊、拆线时间等。患者均顺利完成手术，术后恢复良好。医疗网络平台应用于日间手术围手术期护理中，可以更好地完成医患沟通，降低日间手术的医疗风险，提升患者就医体验。此外，圣保罗联邦大学（UNIFESP）整形外科部门在门诊和住院过程中已广泛使用了其自主研发的APP[4]，使患者在整个就医过程包括就医前、就医中及就医后都可以和医生及时互动，解答手术适应证，术前准备，手术方案选取，术后护理及手术效果等问题，帮助患者了解整形手术的一些潜在并发症并配合医生进行术前、术后的宣教和治疗[5]，从而使医生能及时处理可能出现的术后并发症等。厦门大学附属翔安医院烧伤整形科在临床实际中应用了微医平台，患者可以通过微信扫码在平台上向医生咨询，也可以视讯问诊，医生可以在术前通过平台告知患者手术的原理及注意事项，阅读患者术前辅助检查结果报道，充分做好术前评估，预约手术时间，节约了患者就诊排队等候及术前谈话时间，提高了门诊日间手术效率。整形外科手术区别于其他外科手术的手术范围，存在较高的私密性，术前通过网络平台进行医患间初步交流，可以缓解患者的就医紧张感。术后通过微医平台，患者在家里就可以实时上传术后创面的照片，医生根据平台患者上传的图片，对其预后情况及时进行掌握和评价，出现紧急并发症的情况下，医生还可以通过视讯问诊指导患者就医。 　　解决瘢痕问题是医学美容临床中常见的热门课题。瘢痕救治是一个连续过程，其从预防、救治、治疗及后续随访，提高就医依从性，持续性的就医过程。目前，临床科室均采用传统的管理方式和管理手段来管理瘢痕患者，存在瘢痕患者缺乏求医资源、不知晓行内专家、沟通渠道匮乏、就医依从性差等情况;医护工作人员人力不足，缺少时间做好解释沟通和告知，事务繁杂缺少时间系统跟踪患者，瘢痕患者在现有医疗环境下，缺乏有效的、系统的方法进行管理。大数据时代下，移动健康的兴起与发展不仅为广大瘢痕患者治疗带来福音，为瘢痕患者管理提供了新思路[6]，更为广大医务工作者进行临床科学研究提供可靠科研资料，该模式具有便捷性、高效性及低成本性的特点，是信息化社会的体现，医疗卫生领域中移动健康服务的广覆盖、随时接入、信息共享及远程监测的特点，给瘢痕患者管理带来希望。通过移动健康服务管理弥补其在实际运用过程中存在的缺陷，将管理方案实施落地。
　　此外，医美O2O（online to offline，线上线下服务）平台正在悄然兴起，目前上线的新氧APP等医美O2O平臺基本上都以 “社区+问答+电商” 模式为主，在患者和医院之间构建一个类似于闺蜜交流整形心得的平台，晒出自己的整形成果，同时平台上吸纳一些整形医师，讲解相关的知识，引导用户购买整形产品，通过提高消费者的信任度，来促成医美产品及医美服务的在线交易[7]。制约医美O2O模式的主要因素，在于整形产品的风险性、就医者对于虚拟网络的不信任性以及医美平台缺乏审查，参与者良莠不齐，鱼龙混杂和医疗安全缺乏第三方介入[8]。作为公立医院整形外科，未来我们可以在诊疗过程中结合这种线上线下的模式，抓住现有医美O2O平台的痛点，互联网医疗的热点，利用公立医院的权威性、安全性，开展自己的工作，就能够给予就医者实在的帮助。
　　2  三维扫描及打印技术在整形美容外科中的应用
　　三维扫描技术[9]是结合了光、数字化及计算机等方面的新兴技术，通过各种不同光线的投射获得物体表面各点的空间关系，经过电脑计算得到立体图像。整形外科治疗范围涉及体表皮肤、肌肉及骨骼等，对人体的形态学测量需求很高，三维扫描技术具有非接触、被测物无形变、重复性好及测量精度高等特点，更适用于整形外科人体形态的建模及三维数据测量，目前应用的有：医学模型的制造和评估、植入材料定制、颅颌面畸形的改造及整形美容效果的评估等。陈军宝[10]运用三维扫描技术对12例重度半侧颜面萎缩畸形需要面部软组织修复的患者进行术前术后的面部三维扫描，来科学、准确地评价软组织修复的手术疗效。李芳[11]运用了三维扫描技术制作精度达0.1mm的高精度3D模型，准确反映了创面和周围组织、动静脉血管的关系，协助患者拟定详尽的手术计划和安全的手术路径，提高医师的空间感，减少手术损伤，使手术的估计出血量由原来的（70.3±6.3）ml降低为（32.3±2.7）ml，血流阻断时间由原有的（25.4±5.2）min缩短为（18.7±2.0）min，手术时间由原来的（83±11）min缩短为（72±12）min，三维扫描技术在整形外科中的应用可有效降低手术风险，降低整形损伤率。
　　术前的数字化设计实现了从虚拟模拟到现实模拟的跨越，可在此基础上制定手术方案，并进行预演，找出其中的不足，然后对手术方案进行完善。该技术延伸了外科医生有限的视觉范围，且无需反复放入体内测量对比，手术规划更加直观方便，明显缩短手术时间，有助于减少手术创伤，减轻患者的痛苦，更好地发挥了医生的主动性和灵巧性，安全性、准确性均较高，有助于减少术后并发症发生率。
　　三维打印（three-dimensional printing，3D）技术是基于计算机三维数字成像技术和多层次连续打印技术的一种新兴技术。整形外科与其他外科不同，更加重视外形的改进与修复，有时改善外形是手术的唯一目的。此外，整形外科在疾病诊治中需要对一些复杂、精细结构进行处理（如：血管等软组织形态结构的三维重建，颅面骨骼三维结构的定位、移动、重建等），以达到降低手术风险的目的。目前，3D打印技术[12]主要侧重于实体形态制作，因其具有速度快、精度高及可操作性强的特点，很大程度上满足了整形外科的需要，为解决学科难题提供了新思路。1992年，Stoker等[13]首次将3D打印技术应用于整形外科的术前模拟。近年来，随着与3D打印技术相配套系统的不断完善，这一技术的应用在整形外科领域引发了巨大变革，主要体现在：术前准备和三维手术模拟、个性化假体设计制作、整形外科医师的培养与训练、再生医学与组织工程这四方面。三维打印模型的诊断与传统影像学诊断相比，手术设计准确性提高了38.12%，诊断正确率提高了29.60%，测量误差减少了36.23%[14]。张丽丽等[15]采用3D打印技术联合计算机辅助手术系统进行修复，取得了较好的临床效果，治疗后，实验组总有效率为95.00%，显著高于常规组的总有效率72.50%，该方法与常规颌骨重建手术相比临床疗效大大提升，通过观察发现能够更好地改善手术情况、减轻疼痛程度及降低并发症发生。3D打印技术联合计算机辅助手术系统在CT数据支持下可直观形象地显示三维实物模型，颌面部解剖形态能够真实再现，可用于术前模拟手术过程，切除模拟病变位置，并以此为基础，有助于选择正确、有效的手术方案;还可在术中指导手术操作，减少了常规颌骨重建手术中的盲目性。此外，该项数字化外科技术能够更精准地制备重建钛板，提升解剖复位效果，不但缩短了手术时间，还保证了手术精准度，有助于减少术中出血量，在提高手术效率的同时使患者获得更满意的修复效果[15]，目前临床所用假体均需经过医师术中自行雕刻、切削等步骤，假体置入后的效果在很大程度上取决于医师个人的感觉及经验，而个体化的3D打印人工假体或置入物能够在很大程度上简化手术步骤，优化手术效果。3D打印实体模型可以克服尸体标本缺乏等困难，帮助年轻整形外科医师理解复杂病变解剖部位的结构，进一步通过体外的手术训练来提高手术技能[16]。利用生物学及工程学方法修复、再造缺失或功能障碍的组织和器官是整形外科基础研究的热点，运用3D生物打印技术，克服原有的支架不能充分模拟体内组织生长的微环境缺点，构建更适应人体内环境具有生物活性的组织工程支架用于诱导组织再生或修复替代受损的组织或器官。 　　3  虚拟现实技术在整形美容外科的应用
　　虚拟现实（Virtual reality，VR）技术[17]是指由计算机生成的一种可以创建和体验虚拟现实世界的计算机系统，综合计算机图形、图像处理与模式识别，智能技术、传感技术、语言处理与音响技术、网络技术等多门科学，通过视、听、触觉等作用于使用者，使之产生身临其境的交互视景的仿真。VR技术在整形外科中首先用于手术模拟[18]。医师可以自由地与患者进行虚拟的实时交互，用于术前规划。同时医师可以移动触觉笔并引导虚拟刀具，任意切割软组织，从而使手术结果立即可视化。近年来，还扩展了以下应用[19]，包括：医疗外科的手术训练、术前计划、计算机辅助外科手术系统、交互式3d诊断成像、放射治疗规划与控制、医学教育培训、远程医疗三维可视化、远距离外科等。韩国三星长原医院手术室实现VR来帮助医生实施面部整形重建手术。作为一种无创、无副作用、有效的辅助技术，也越来越多地应用于术前缓解患者的压力以及术后康复[20]。此外，谷歌眼镜是一种被设计成眼镜形态的光学头戴式智能计算机，佩戴者可以通过语言命令与互联网进行通信。整形外科医生可以使用谷歌眼镜来拍摄患者和手术视频，快速浏览患者的病历，生命体征等相关数据[21]，Medstar Georgetown大学医院整形外科医师在术中使用了谷歌眼镜[22]，语音命令或眨眼即可捕捉图像，简化了手术操作，舒适度、易用性、图像捕捉的简易性及图像质量高。
　　4  手术机器人在整形美容外科中的应用
　　皮瓣和各种组织（如：神经、软骨、骨质、肌腱等）切取和移植是整形美容外科常用的手段。目前通常采用隐蔽部位延长切口切取组织，切口会导致切口瘢痕形成。传统的微创内窥镜技术，由于内窥镜灵活度和精确性欠佳，某些手术操作无法实施，如：乳腺切除后再造、腹直肌采取、局部神经采取术，还可能会引起一定的并发症，易造成继发畸形和局部瘢痕形成。Toesca等[23]首次利用改良版的机器人顺利进行了保乳切除术，在不损伤乳房及周边皮瓣组织的血供前提下，充分暴露术野，降低了乳房周围皮肤及乳晕坏死、变形的风险;乳房没有瘢痕，只在腋前线留下3～4cm的微创瘢痕，达到了美容与即时重建的目的。随着人们对微创手术认识的普及，患者对精准、精细的整形外科手术操作需求日益强烈，特别是涉及颜面外露部位和功能部位的创伤和整形修复，通过手术机器人系统可达到创伤小、精准修复、术后恢复快及瘢痕轻微，且能提高患者术后的满意度和局部美观要求。
　　5  展望
　　中国整形美容行业的市场规模目前已居于世界第三位。据相关预测，2019年中国医美市场规模将达8 000亿元，只有了解就医者的真正需求和消费痛点，然后基于这些需求和痛点提供有针对性的服务，才能真正吸引到患者。
　　医疗服务的本质是“面对面”服务，智慧医疗可以通过互联网医疗平台发送照片等形式了解术前及术后恢复情况，从而实现“面对面”诊疗。诸如各种体表肿块切除术、微创手术及皮瓣修整术等整形美容外科手术，亦可以通过医疗网络平台完成围手术期患者的管理。通过互联网医疗平台及时与手术患者进行交流，可以及时处理手术并发症，减少手术的医疗风险，有利于医患互动，使术式良好的手术效果得到推广，达到患者术中痛苦少、术后恢复顺利及外形自然美观的期望，显著提升患者就医体验，有利于缓解医患矛盾。移动互联网提供了极大的机遇，利用互联网，我们可以通过大数据分析或第三方服务，利用互联网平台解决市场痛点，了解就医者的需求与反馈，在线给予跟踪及指导，让就医者能够感受到我们的体贴关爱，消除其疑虑，形成需求反馈及跟踪解决就医者的进一步需求，进而解决这些需求的良性循环。
　　智慧医疗及相关技术在整形外科的应用也有出色的表现：手术模拟、计划制定;远程医疗协助，可减少手术风险，降低整形损伤率，减少医患纠纷;术后缓解患者痛苦，帮助患者恢复及整形美容效果的评估。但也存在一些问题：经济负担加重;准确性还有待进一步提高;3D生物打印如何实现多血管打印，支架组合，以及如何构建细胞外基质;VR技术可能会分散整形外科医生的注意力[24-25]，延迟其对意外事件的反应时间，患者隐私保护等还存在隐忧。
　　希望在不久的将来，可以研发出三维整形扫描设计系统，就医者可以先睹为快，看到“我能变成什么样子”。整形医师可以根据机器人制定“效果图”，再结合临床经验和手术技术与智慧医疗互联网平台进行整个医疗过程的患者管理，实现最满意的术后效果。厦门大学附属翔安医院信息平台建设以信息整合以及数据整合为原则，正在逐步将医疗数据、运营数据和科研数据进行汇总，建立中央资源库，形成中央信息资源中心，为建设医疗管理、辅助决策、科研研究及行业知识库奠定数据基础。提升医院对医疗数据的分析管理能力，方便医疗研究人员从海量的医疗数据中产生洞察，挖掘医疗数据的巨大价值，将对医院的科研水平提升发挥重要作用。
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　　[收稿日期]2019-09-21
　　本文引用格式：毛舒婷，贾赤宇.智慧医疗相关新兴技术在整形美容外科中的应用[J].中国美容医学，2020，29（2）：159-162.
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