虚拟现实医疗应用发展

赛迪智库

以虚拟现实为代表的新兴前沿技术正广泛应用于医疗行业，助力提高医疗资源供给能力、降低各种医疗保健复杂性和危险性、应对医疗健康服务需求增长。与此同时，随着医疗健康领域的发展，将产生更多的诊疗方案，进一步推进虚拟现实技术在各个医疗健康领域的应用，拓展虚拟现实的应用场景，催生新的模式业态，带来潜力巨大的市场。本文选自《虚拟现实医疗白皮书（2019年）》，分析了国内外虚拟现实医疗应用发展现状，梳理了我国虚拟现实医疗的发展方向。

发展现状

全球范围内，由虚拟现实等信息技术应用所驱动的医疗健康服务的数字化转型正在展开。在数字化医疗趋势的推动下，国内外医院正在逐渐使用虚拟现实技术进行培训和手术，虚拟现实医疗正获得更多医生和患者的认可与肯定。

据IDC数据，虚拟现实医疗应用市场规模正逐年扩大，预计2022年将达到17亿美元，2018年到2022年的市场复合增长率预计为105.6%。

虚拟现实在医疗领域的应用涉及手术模拟、技能培训、手术辅助、心理治疗等多个领域。现有国内虚拟现实技术方案主要集中在医学教育领域，覆盖市场率在60%以上。

在临床方面，虚拟现实技术使用率较低，体验感还没有得到医生和医疗机构的普遍认可，尚处于科研拓展阶段，还未形成完善的商业闭环。

（一）国内发展状况

1.VR 医疗发展现状

VR技术与医疗融合的主要应用方向包括虚拟手术培训、强化临床诊断、远程医疗、心理疾病治疗、护理学和康复训练、产品研发等。在模拟手术领域，经验丰富的外科医生可以利用虚拟手术室学习和探索新技术，或者进一步深化掌握具体手术操作步骤。在培训领域，医学生能够以身临其境的方式学习人体解剖、临床等相关知识。

国内典型应用案例如下：

（1）VR剖腹产手术模拟

主要通过VR技术模拟真实手术室环境，全方位沉浸式体验剖腹产手术流程（图1）。软件使用高精度孕妇模型将皮肤、内部脏器、胎儿完全模拟真实人体解剖结构。

用户在操作过程中能获得实时交互反馈，还能接受理论知识考核，实现交互实操与理论相结合。

软件还能模拟突发状况，训练用户临场应对能力，同时包含教学模式与考核模式，以更好地掌控用户的学习进度。

（2）VR胸腔穿刺术模拟

通过VR技术模拟胸腔积液或气胸患者，利用胸腔穿刺抽取积液或气体模拟手术。系统完全还原患者病情，操作时会对用户逐步提示，用户每一步操作都会有相应反馈。

（3）VR手术直播培训

由于医学生无法进入手术室学习，VR直播可同步播放手术室中的实时情况，使医学生能身临其境地观摩学习手术。国内已将VR技术应用于脑脊髓血管解剖、脑血管造影手术的专业直播与技术培训中。

（4）VR解剖学教室

国内相关院校已设置VR解剖学教室，可供多人同时进入同一虚拟场景空间，突破学生学习立体解剖空间的瓶颈，大幅提升学生的学习兴趣与成效（图2）。

虚拟场景解剖软件可支持300人同时上线，在模拟环境里拆解、旋转人体中超过4000个不同解剖部位，静态或动态观察脏器的活动。

2.AR医疗发展现状

AR技术与医疗融合的主要应用方向包括医学教育、中医药教育、辅助手术、远程医疗、医疗检测等。

国内科技公司现有的AR医疗产品主要针对医院和第三方实验室，包括硬件、应用软件等。

在医学教育方面，已经成熟的应用有利用AR技术寻找静脉注射用血管。在实际医护工作中，小孩的血管比较纤细或者部分患者血管凹陷的情况给护理工作带来了很大挑战。AR技术可以在患者身体上投射出血管图形，让护士准确定位注射用血管，避免操作失误对患者的伤害。

在中医药教育方面，将AR技术与中药材图谱相结合，可将中药植株和饮片立体地展现出来;在针灸教学过程中，AR技术可以为学生展现出虚拟人体模型，演示穴位定位、进针手法等教学过程。

在远程医疗方面，可以通过AR眼镜直接给远方专家组传输手术情况，专家可以通过远程辅助技术远程给手术主刀医生提供意见。

在医疗检测方面，部分医院进行了一些尝试，如通过AR全息眼镜观察人体结构、通过AR 技术监测患者生命体征等。

国内典型应用案例如下：

（1）AR技术辅助下颅内血管畸形切除手术

2018年11月，国内某医院完成AR技术辅助下儿童颅内血管畸形切除手术。手术借助AR技术将患儿的病变位置、血管和组织以三维（3D）图像方式呈现给医生。以往，医生在查看二维（2D）影像资料时，需要通过空间想象来叠加，AR技术能三维再现影像，提高手术的精准度和安全性。

（2）救护车内5G+AR医疗急救

2019年7月，国内某医院顺利完成5G+AR医疗急救演练。在接到急救电话后，医院调配置 5G城市应急救援系统的“5G救护车”前往，从患者被抬上“5G救护车”的一刻起，车上的急救人员与医院急诊抢救医护团队实现“零时差”对接。

救护车内的医护人员采取5G网络联动方案，佩戴AR眼镜，与医院内专家进行远程AR诊疗。通过AR眼镜，院内专家可实时监测患者病情变化，进行远程会诊指导急救，争分夺秒抢救患者。

（3）5G+AR智慧医疗

2019年7月，国内某医院通过5G+AR技术成功实现了远程协同介入手术。县级市人民医院医生借助AR眼镜，将手术实况实时回传至相距千里的国内顶级三甲医院专家（图3），在心内科专家的指导下顺利完成冠脉介入治疗手术。

通常国内中小型醫院医生在面对一些复杂手术时，希望有大型医院专家的协助指导。邀请外院专家会诊存在路途遥远、专家时间冲突、患者费用和病情能否允许等一系列现实问题。不同地区的医生之间的信息传递主要依靠微信等方法，难以实时同步手术全过程信息，在与生命的赛跑中很可能出现“慢半拍”的情况。

5G+AR技术可以解决大型医院专家的远程协助问题，将大型医院的技术能力下沉辐射到更广泛的区域，有效助推分级医疗制度，缓解广大群众就医难的问题。

3.政策环境发展情况

2017年以来，我国多个部委陆续出台了多份推动虚拟现实技术产业发展及医疗领域应用的相关政策，持续提升对虚拟现实医疗技术研发、产品消费、市场应用的支持力度。

（二）国外发展状况

1.VR 医疗发展现状

VR技术与医疗融合的主要应用方向包括机器人手术、恐惧症治疗、手术模拟和技能培训等。此外，VR医疗在患者教育、心理健康和心理治疗等方面也发挥着重要作用。

典型应用案例如下：

（1）VR手术模拟器

VR+医疗的主流应用领域是通过VR技术训练外科医生。国外VR公司将3D技术和VR相结合，研发出各种手术模拟器。外科医生戴好特定的VR眼镜后，可以通过模拟器实施各种手术。其中手术刀的角度、操作力度等均能体现在虚拟患者身上。

（2）VR病灶重现

在VR技术的帮助下，患者可以和医生一起“走进”他的身体里，进而制定更精准的治疗方案。国外有VR公司为每名患者量身定制一个360度的虚拟现实世界，通过VR技术将患者身体的病灶重现（图4）。医生可以邀请患者一起“钻”进这个世界，共同商量制定治疗方案，并通过反复模拟操作最终实现手术风险的显著降低。

（3）VR改变幻肢感受

国外某研究院利用VR技术和神经刺激技术，帮助截肢者改变“幻肢”感受，结合视觉和触觉诱骗截肢者的大脑，让假肢的使用更简单、自然。截肢者戴上VR头盔可以看到虚拟假肢。

通过对截肢患者残肢的神经施加人工触觉，同时虚拟假肢的食指会在受刺激的触摸感觉中同步发光，从而产生幻肢和假肢是同一个肢体的错觉。

2.AR 医疗发展现状

在AR技术与医疗融合领域，国外研究机构正在开发AR系统，可以将计算机体层摄影（CT）、磁共振成像（MRI）、X射线或超声扫描的2D诊断图像转换为3D图像。该技术可以提供患者正常解剖和病变图像，这些图像在手术中可显示在患者体表，协助医生准确定位，节省手术时间。

在远程手术中，世界各地的外科医生团队还可以通过AR技术协同工作。该技术已基本成熟，但远程手术需要能够在大约70毫秒内显示信息，网速还是一大挑战。

典型应用案例如下：

（1）AR辅助脊椎手术

国外已经开发出一套结合AR技术的医疗影像处理系统，该系统可以让医生事先了解患者身体结构情况，然后根据其结构特点来制定手术方案，以便更加精确地放置植入物，整个手术时长缩短，减轻了患者和医生的负担。

同样，当植入物放置完毕或手术完成后，医生也可以通过该AR系统来观察手术效果，无需患者额外接受检查。

（2）AR解剖教学系统

国外医疗创企开发出可以显示8200个不同解剖结构的医学AR应用系统。通过该系统，学生不需要在实验室对尸体进行解剖，在宿舍就能模拟解剖。

该系统能够单独放大特定的身体区域和器官，促进学生之间真正的互动合作。医务人员也可以通过该系统实时向患者展示身体运行机制、解释病情等。

（3）AR静脉扫描仪

AR静脉扫描是用于医疗护理的辅助系统，通常新入职护士在首次静脉注射时只有60%的成功机率，如果面对老年或儿童患者，更加难以穿刺成功。通过AR技术与手持扫描可以帮助找到静脉准确位置（图5）。

研究表明这项技术将首次找准静脉的可能性提高3.5倍，大幅提升患者的就医体验。

（4）AR手术视觉指南

美国食品药物监督管理局（FDA）已批准首个用于AR头戴式显示器的医疗视觉辅助系统，该系统通过2D、3D和4D图像技术，让医生在手术开始前获得可能在术中遇到问题的视觉指南。该系统可以呈现患者2D和3D图像，并将其准确地叠加在患者身上。

主要发展方向

（一）虚拟现实+医学教育培训

将虚拟现实技术与医学教育相结合进行人才培养，发展虚拟现实医学教育是当前的重点。

根据2018年《中国卫生健康统计年鉴》，2018年我国卫生技术人员已达758万，预计到2020年全国卫生计生人才总量将达1255万人。

按照卫健委要求，我国医院的医生和护士比例应为1：2，重要科室医生和护士的比例应是1：4。但全国实际的医护比例仅为1：0.61，与1：2.7的国际水平相差很大。医护比例短期内存在5～20倍差距，医护人才培养空间巨大。2018年有60所一本类院校开设护理专业，毕业人数1.2 万人，每年人才缺口达10万～20万。

每年财政划拨给医务人员教育的款项、医药企业用于医生教育的市场费用、医生每年用于培训的个人花费共计约260亿元。

根据QYResearch数据，2017年我国虚拟现实医学教育市场规模2.1亿美元，预计2025年将达到10亿美元以上，年复合增长率22%，高于全球市场水平。

虚拟现实在医学教育方面的典型案例如下：

1.VR全景视频培训

近年来，医疗领域逐步开始通过VR技术进行医疗培训。VR医疗培训能提供全方位沉浸感的专业服务，让被培训者在虚拟环境中深度学习，快速提高技能。国外部分大学正致力于通过VR技术培训医护人员。研究人员使用專业级全景相机记录教学全过程，并使用头戴式显示设备让学生身临其境地观摩学习。

VR全景视频培训通过构建一个高还原度的模拟环境，让学生身临其境地感受整个救护过程，从中学习实践经验与应对技巧，而不仅仅是通过课堂上教学者的讲解来获取理论知识。

这种真实的临场感所特有的紧张和压力可以让学生更熟悉救护场景，了解如何应对这种场景带来的压力，有助于最大程度地减少人为失误所导致的医疗事故。

2.VR手术模拟培训

VR手术模拟培训是通过VR技术，构建一个虚拟仿真手术室场景，模拟真实患者、医生、护士和手术室环境，然后使用VR设备，在虚拟场景下进行手术培训（图6）。

VR能有效提高培训效果。国外研究表明，与仅接受传统骨科手术培训的学生相比，经过VR培训的医学生的整体水平测试分数要高出130%，同时正确率高出38%，速度也快20%。相比之下，接受传统手术培训的普通外科住院医师毕业生中，约有30%无法独立完成手术。

VR能降低培训成本。随着医疗设备越来越复杂、昂贵，医生在操作过程中必须足够小心，尽量避免因失误而损坏仪器。

通常，为熟悉某种手术，外科医生需要进行10～20次手术才能熟练操作，随着复杂程度增加，医疗设备损坏的几率也将增大。因此，VR手术模拟训练不仅能提高外科医生对于医疗设备的了解，降低设备损坏概率，而且能显著降低训练成本。

VR能保证医生的培训安全。在部分手术中，所使用的医疗设备具有放射性。如经皮肾镜取石术，需要X光机辅助手术。因此医师每年都要监控自身所受X光辐射的总量，VR手术模拟培训能很好地解决这一问题。

另外，VR手术模拟培训可以让外科医生随时随地多次练习，有助于完成培训目标;能为外科医生提供一些困难且少见的案例，提高医生诊疗水平;可以为受训医生评分和反馈，帮助他们学习和提高;能将培训中专家和非专家用户的数据进行对比，计算出不同医疗机构中外科医生的整体表现，帮助医生之间互相学习，推动整体医疗水平的提高;能支持远程课程，为医疗资源较缺乏地区的医生提供医疗培训。

（二）虚拟现实+个性化健身

虚拟现实技术一方面能增进健身的趣味性，让高强度的训练变成舒适的游戏体验;另一方面能提供精准的技术指导，有助于用户更快的学习技术动作，更有效达到训练目标。

虚拟现实在健身方面的典型应用案例如下：

1.VR健身场景模拟

VR领域有很多健身项目，比如带上VR眼镜，用户就可以从小房间中枯燥无聊的划船机上摆脱出来，进入到虚拟场景中，就像在真正的大江大河里漂流。

有很多VR创业公司与运动品牌商开始尝试将VR与运动健身进行结合，开发了新型的APP与配件，并且认为这将改变人们的健身生活方式。

2.VR健身场景模拟+数据化

美国运动类App科技公司开发了一款VR健身模拟软件，并将VR中的运动数据连接至手机App供用户查看，包括时间、距离、消耗的卡路里和心率数据纳入统计数据。

用户只要购买一个合适的运动传感器，就能够体验到将日常普通的健身场景虚拟化+健身数据化。

3.AR虚拟健身教练

开发者运用130台单反相机对健身教练的动作进行捕捉拍摄和构建3D动画模型，高品质的3D模型能完全复制教练的健身动作（图7）。

用户可以360°无死角观看健身教练的动作。与传统健身教学视频相比，一些不容易理解的教学动作能够更直观的表现出来。

4.AR健身鼓励软件系统

AR技术能够将运动转化为竞争性游戏，以提高用户的积极性。某科技公司开发了一款AR 应用软件系统，通过游戏化的方式催促着用户在跑步健身时持续向前，从而达到鼓励健身目的。

（三）虚拟现实+心理障碍治疗

虚拟现实技术在国外已较多应用于治疗各种心理障碍疾病，如退伍老兵创伤后遗症、残障人士幻肢痛、儿童多动症、自闭症和认知功能障碍等，甚至对于改善恐高症、幽闭恐惧症、飞机恐惧症都有效果。

我国的精神卫生服务人员是10万人口的水平，在全球范围属于较低水平。随着国民经济逐步发展和人民整体素质的提高，心理问题会越来越得到重视，对精神卫生服务的需求会显著增长。

虚拟现实在心理治疗方面的典型应用案例如下：

1.VR焦虑恐惧治疗

心理学家通过VR技术实现传统的“暴露疗法”，进行恐惧与焦虑等心理疾病的治疗。VR 虚拟场景能够以安全放心的方式将患者暴露在某一让他们感到不安的情境之下，然后患者可以告诉医生感受和想法。

该VR心理治疗还接入了街景服务，利用这一提供世界各地道路及其它地点全景影像的庞大在线数据库，再现户外场景。美国有相当多的心理医生已经通过这些虚拟的街景治愈患者。

2.VR恐高癥治疗

VR恐高症疗法是通过在虚拟世界中模拟高山悬崖的玻璃栈道，让患者戴上VR头盔模拟站在玻璃栈道上的感觉，从而进行恐高症的暴露疗法治疗。

3.VR强迫症治疗

VR强迫症治疗是针对强迫症患者，通过VR 模拟出让患者不适的虚拟场景，使用患者佩戴的检测脑电波与心跳的设备来采集患者的实时数据。医生可以通过实时查看患者的脑电、心电数据，调整患者所在虚拟强迫症场景的等级，最终达到治疗的效果。

（四）虚拟现实+医学护理

新入职护士在护理操作中相对容易出错，可能加重患者痛苦。因此需要提升操作技能，获得认识问题的经验，提高解决问题的能力。可以借助VR技术针对特殊病症、复杂的临床手术以及一些难以在现实中模拟的场景展开培训、教学，还可以通过VR中内定的安全操作范围对学员培训进行约束及提醒。

学生通过虚拟设施训练，与现实教学基地有同样的效果，并且不受地点、时间的限制。学生可以完全沉浸于虚拟环境中，更易于集中注意力、全身心地投入训练中，而且能够自主选择或组合虚拟场地或设备，真正掌握学习的主动权，提高学习效果。

虚拟现实在护理学方面的典型应用案例如下：

1.VR导尿术模拟

VR导尿术模拟，通过VR技术模拟导尿术。在模拟操作中，系统会对使用者进行提示，使用者根据提示进行模拟培训，从而掌握相应的导尿术流程规范。

2.VR乳腺癌术后护理

VR乳腺癌术后护理提供给乳腺癌患者，在术后康复时使用VR全景模拟，能够让患者身临其境，跟随场景中的护士，进行术后恢复操锻炼，从而达到促进患肢痊愈的效果。

3.VR围术期压疮管理

VR围术期压疮管理，是通过VR的形式普及手术围术期知识。软件能够在模拟的手术室场景中演示不同的手术体位，以及如何对该体位进行压疮管理，让患者、家属和护理人员了解患者在手术过程采用何种体位，以及应该注意哪些部位容易出现压疮等。

4.VR心肺复苏教学及考核

VR心肺复苏模拟培训软件，根据国际标准的心肺复苏急救训练流程而设计，遵循专业医学指南。

在VR中模拟真实的人体结构以及状态变化，如按压时肺部变化、血流变化等，从而进行心肺复苏急救技能训练及考核。

軟件会提供实时的操作信息，如按压深度、频率等，对应考核标准，方便护理人员自主学习、强化训练。

该软件系统核心模块由VR头显、计算机、手柄组成。随着急救技能的普及，该系统拥有广阔的医疗普及空间，VR心肺复苏模拟培训系统也会是急救领域不可缺少的产品。

（五）虚拟现实+康复训练

VR康复训练是指有各种运动障碍的人群，通过在3D虚拟环境中做自由交互以达到自理生活、自由运动、解除心理障碍的训练。

传统的康复训练不但耗时耗力、单调乏味，而且训练强度和效果得不到及时评估，很容易错失训练良机，而结合3D虚拟仿真技术的康复训练可以较好解决这一问题，对完全丧失运动能力的患者也有独特效果。

VR康复训练系统通过输入设备（如数据手套、动作捕捉仪）把患者的动作传入计算机，并从输出反馈设备得到视觉、听觉或触觉等多种感官反馈，最终最大程度地恢复患者的部分或全部机体功能。

这种训练方法不但大大节约了训练的人力物力，而且可以有效激发患者参与治疗的积极性，变被动治疗为主动治疗，提高治疗效率。

虚拟现实在康复训练方面的典型案例如下：

1.VR 肢体运动训练

VR康复训练系统可以使患者置身于软件提供的多种人造游戏景物中，并在游戏的原理上设计了诸多康复程序（图8），在肢体作业康复方面主要以身体的肩、肘、腕、膝关节等多个大关节进行主动康复训练，同时以游戏方式实现原有康复动作，在训练的过程中如出现失误，不会对患者的身体造成损伤，可用于慢性病治疗及生活技能丧失者的康复。

2.VR认知功能训练

VR康复训练系统促进了计算机技术和认知科学更高层次的结合，在认知障碍的康复训练方面表现出传统方法无法比拟的优势。

VR技术可以使人沉浸在计算机实时产生的三维环境中，通过各种游戏反复训练能维持和提高患者的逻辑推理、思维、记忆、协调、注意力等认知功能。

3.VR防治老年痴呆

国外开发出的一款使用运动传感器的VR 认知康复系统，由14种使用视觉感知的日常训练游戏组成，通过智力刺激提高解决日常生活所遇问题的认知能力。该系统不仅对预防痴呆症成效显然，而且对脑损伤患者的理解力恢复富有帮助。

（六）虚拟现实+视力障碍治疗

2010年，世界卫生组织发布的《视力残疾全球数据报告》指出，全球约有2.46亿人视力低下（患病率3.65%），3900万人目盲（患病率0.58%），其中我国共有6726.4万人视力低下（患病率27.3%），824.8万人目盲（患病率20.9%）。

针对这一问题，市场上主要是提供助视器给患者，让患者通过适当的训练，能够最大限度地独立生活。

然而，这类产品使患者无法自由参与外部活动，且需要借助多个产品（如阅读器、盲杖、导盲犬等）来辅助生活，使用条件苛刻。

新近也出现App类移动端产品，但功能相对有限。用户体验不佳与日益增强的消费需求催生了一些新产品，如借助可穿戴设备帮助出行、通过虚拟现实技术治疗或辅助视力受损。虚拟现实在视力障碍治疗方面的典型应用案例如下：

1.VR眼球追踪治疗视力障碍

黄斑区是视网膜的一个重要区域，主要与精细视觉及色觉等视功能有关。黄斑区病变常导致视力下降、眼前黑影或视物变形等症状，而VR眼球追踪可用于治疗部分视力障碍患者。美国医疗科技公司与纽约州立大学合作，通过VR技术治疗视力障碍，提高弱视、斜视等眼部疾病的治疗水平。

该公司的眼球追踪技术可以刺激双眼视网膜，指导神经元工作。

公司推出一套视觉治疗系统，结合VR游戏为每位患者定制的治疗测试，其目标是取代部分传统疗法。

2.VR距离调节治疗视力障碍

国外医疗科技公司推出基于智能手机的 VR系统，旨在帮助视力障碍人士感知世界。该系统包括VR头戴式显示设备和智能手机，手机能够录制用户周围的环境，并在其外围视觉区域实时显示画面，大脑不会在视觉中心感知到盲点，且该设备能够自动聚焦，自由切换近景或远景。

实验研究表明，该系统可以将患者视力提高至20/30（接近正常视力范围）。

（七）虚拟现实+临床辅助

随着虚拟现实技术的逐步成熟，AR和VR 技术正在向患者管理、医疗运营维护、检测诊断、治疗康复等环节扩展。

通常情况下，实习医生只能通过反复观摩手术操作录像，学习外科手术操作技巧。即使是资深外科专家在动手术之前，也需要花费大量时间去反复仔细研究患者的各种2D图像，以确定最佳手术方案。

VR和AR技术可以有效提高医生操作技巧，提高诊疗效率。虚拟现实在临床辅助方面的典型应用案例如下：

1.VR镇定剂

国外有研究在超过350例外科手术中运用VR技术来辅助手术，一方面减轻患者疼痛，另一方面减少昂贵镇静类药物（如芬太尼和咪达唑仑）的使用，使手术费用降低了25%，并减少手术并发症。

例如医生为一名脂肪瘤患者制定了手术治疗方案，若患者处于清醒状态，由于血压偏高，手术需要强效的止痛药和镇静剂;但医生给患者戴上VR眼镜，让其沉浸在虚拟世界中，随后患者的血压逐步下降，在整个手术过程中，医生未使用准备好的镇静剂。

这种方式不仅降低患者疼痛感，还减少了手术费用。研究人员希望将患者的注意力从真实世界中转移出来，让患者沉浸在计算机生成的三维场景。

研究显示，使用VR仿真软件降低患者疼痛感的有效率可达50%，同时也能降低大脑疼痛相关区的活动。

2.AR+3D医学成像技术

国外某公司开发的交互式3D平台可以将2D 图像转换成能够用手写笔操作的3D图像，帮助医生从各个角度了解患者身体内部器官的情况。

3D图像可以根据程序要求进行定制，医生可以对图像进行缩放，单独提取或用3D技术打印出图像中有疑问的部分，以进一步研究发现病变部位。

该技术大幅缩短了医生诊疗和术前准备时间，同时减少了医院和患者所花费的时间和治疗成本。

3.AR外科手术可视化系统

国外某公司开发出一款用于脊柱外科的 AR头戴式显示器，该设备可以在手术过程中为外科医生提供X射线视觉，让外科医生透过皮肤和组织看到患者体内解剖结构，以便更轻松、迅速和安全地进行手术。

该系统可以实时确定手术工具的位置，并将其叠加在患者CT数据上，利用头戴式显示设备将数据投射到外科医生的眼前，从而真正看清楚患者体内的解剖结构（图9）。据研究测试发现，利用该系统可以使脊柱螺钉的放置准确率接近97%，整个系统的精度约为1.4毫米。