透明顯示手術導航輔助 助外科醫師越級打怪

05 / 21 . 2021
字級:

人的大腦是一個非常神秘的器官,一旦受損就很難完全恢復,而脆弱的大腦會發生的狀況難以預料,舉凡惡性腫瘤、腦血管堵塞等,都可能造成嚴重的受損或死亡。為了挽救健康,醫師藉由腦部手術處理病灶常常是必要的措施,而如何讓醫師能精準的在腦部下刀,一直是腦部手術的重要課題。

藉助手術導航工具輔助手術的進行已經大量的被醫師所接受,一般外科手術時,醫師在開刀時除了聽護理師不斷回報、確認患者的生理徵象,還得自己抬頭看螢幕以確認病灶與手術部位的相對位置。但這樣一來一回加上人命掌握在自己手中的心理壓力,很可能造成醫師在術中分神,尤其是腦部手術更需要極高的專注度,容不得一絲分心。

近年AR(擴增實境)、VR(虛擬實境)、AI(人工智慧)等技術逐漸成熟,延伸應用於醫療領域,國際間出現許多醫療手術相關解決方案。現已有國際大廠藉由AR輔助醫師進行手術、運用VR指導醫師術前訓練。然而目前無論是AR或VR的技術方案,都必須在頭部配戴顯示裝置,才能讓影像顯現。但根據醫師實際使用的回饋,頭戴式裝置的問題在於術間要反覆穿脫相當不易,也花時間,對於分秒必爭的手術室,使用非穿戴式工具又能達成AR手術導航輔助的產品,才能真正符合醫師的需求。

身為產業推手的經濟部技術處,為了解決外科醫師術中必須分神看醫療資訊的困擾及頭戴式裝置對於手術進行間的不便,以科技專案支持法人,將透明顯示虛實融合互動系統技術與實際醫療場域需求結合,委由工研院結合透明顯示器開發 AR手術導航系統,並規劃與業者合作推行產業化應用。

這套不用穿戴任何設備的手術導航輔助系統,是在透明顯示器上呈現模擬影像,協助醫師在術前確認下刀路徑。「你知道醫生進開刀房前做的第一件事是什麼嗎?就是冥想。」工研院電光所顯示與系統整合技術組產業化組長郝晉明說,團隊跟長庚醫師討論時,才知道醫師進刀房前,都會先靜下心來再想一次手術步驟的情境,才能走進手術室;而要養成一個腦外科醫師,就得花上六年的時間。

但這項技術最初不是想用在腦手術,而是羊膜穿刺。郝晉明說,因為太太懷孕時已屆高齡,必須進行羊膜穿刺以確保胎兒狀況,當醫師照完超音波就要下針時,郝晉明想,如果醫師在進行穿刺時可以有一個3D的疊合影像,就可以讓醫師確認下針的位置,也可以降低孕婦及家屬的憂慮。這樣的想法跟長庚的醫師不謀而合,醫師認為腦手術更有價值,於是出現了這樣「越級打怪」的產品。

研發團隊已先運用17吋的透明面板展示手術導航系統應用的雛形品,除了推動與面板大廠合作開發醫療用透明面板,現在也已經有系統整合廠加入,加上有醫學中心協助,可望加速透明顯示器AR手術導航系統的開發,後續進一步整合電腦斷層(CT)、核磁共振(MRI)等醫療數位影像傳輸協定(Digital Imaging and Communications in Medicine,DICOM)之醫療影像資料,同時整合病患監護儀(Patient Monitor)上的資料一併顯示在透明顯示器上,輔助醫生取得精準的手術資訊,將成為外科醫生的得力助手。

這樣的系統未來還可運用在神經外科、骨科、耳鼻喉科等手術,未來產品全球年產值上看百億台幣。經濟部技術處亦指出,目前法人開發的透明顯示器透明度已經達到60%,同時具備低繞射、高背景可視性的效果,相較於韓國面板廠的40%,臺灣產業已經贏在起跑點。在高透明、低繞射的顯示效果下,除了醫療,還能廣泛應用在智慧車窗、旅遊導覽以及百貨櫥窗資訊顯示,讓民眾生活更便利。