手術邁向新境界：將擴增實境引進手術室

November 18, 2022

Christina Cardoza

AR引導手術

宛如科幻小說走進現實。醫生運用擴增實境這項通常與遊戲比較有關的技術，儘可能減少入侵的程度，並且儘量收集資訊，引導他們完成精密的手術。這項技術與人之間的聯盟，跟遠距醫療和遠距監控一樣，都是近年醫療保健驚人轉型的一環。

醫學與擴增實境的合作，潛在效益不僅只有輔助手術而已。先進醫療保健解決方案供應商 Novarad 的銷售副總裁 Shae Fetters，以及猶他大學神經外科、神經腫瘤學與顱底系的助理教授 Michael Karsy 博士，能夠同時從兩個角度分享經驗與專業知識。他們討論的範圍包括，這段實現目標的合作關係，為患者與執業醫師帶來哪些好處，以及這個醫療保健的新遠景未來還有哪些可能性。

擴增實境如何徹底改變醫療保健領域？

Shae Fetters：雖然我們是這項發展的先驅，但我們並不完全瞭解現階段有哪些可能性。取代醫生的工作並非我們的初衷。我們的任務，是將醫療影像與擴增實境結合，包括簡單的 X 光、電腦斷層掃描，以及核磁共振，為醫生提供額外資訊，讓手術更順利。可能是極為複雜的手術，或是透過影像輔助可能更安全的例行工作。

擴增實境也可用於患者衛教。我們發現，儘管醫生已經盡力向患者說明腦部和複雜的身體結構，但很多患者依舊對手術可能發生的事憂心忡忡。擴增實境可幫助患者，親眼看到外科醫生說明的內容。這有助於他們感到更自在，讓他們更有參與感。如果患者瞭解這些內容，也對此感到自在，就能協助全方位締造更優異的成果。

我們發現，擴增實境也可用於在手術和診間訓練新進醫生。擴增實境大幅提高了學習效果與速度。就醫療保健領域而言，這其實只是擴增實境現階段可能性的一小部分。

是否可以請您聊聊，在手術室使用擴增實境的情形？

Michael Karsy 博士：神經外科使用影像引導的歷史悠久，而且也是現今的照護標準，也就是我們利用引導系統，支援在手術過程中使用患者的 DICOM 影像、核磁共振或斷層掃描，協助手術進行。我回顧擴增實境過去在醫療保健領域的角色時，發現 Novarad 的技術領先群倫。該公司擁有一項技術已經通過美國食品藥物管理局核准，可用於手術術前規畫，以及用於脊椎減壓併鋼釘固定術。

我認為這項技術可能成為患者照護影像的下一步，而且跟這個團隊合作應該很有意思。我認為，就微創脊髓手術或顱內應用而言，手術導航的優勢，就是能確實瞄準複雜的解剖結構。

Shae 還稍微提到，外科醫生多半會在腦海中，建構出一種患者解剖結構的 X 光視覺，以及他們期望在手術中看到的畫面。但開發那種技術需要好幾年。我認為，利用擴增實境，基本上您可以將這些全像投影與 DICOM 影像，直接套用到您面前的患者。Novarad 讓我在大學安裝的軟體，光靠 Wi-Fi 就可以將影像上傳到他們的雲端系統、產生全像投影影像，然後將影像直接下載至頭戴式裝置。

他還提到，擴增實境在醫療保健方面的應用，其實才在萌芽階段而已。我們還不清楚它的最佳用途是什麼；我們不知道它會在哪方面帶給特定案例哪些特定的價值，因為這是項嶄新的技術。親手操作這項技術，以及觀察它日後的發展，真的非常令人興奮。

Novarad 如何實現擴增實境引導的手術？

Shae Fetters：公司上上下下在處理醫療影像，以及為醫院提供圖像歸檔系統方面，已經有 30 多年的經驗。現在我們可以將影像壓縮至頭戴式裝置，改變螢幕為醫生提供的功能。

VisAR 這套解決方案，是我們七年多從錯誤中學習的結晶，如今您只需要簡單的 QR 代碼，就能在 20 秒內將患者研究下載到頭戴式裝置。目前，下載、校準鏡頭、讓它學習工作空間，然後以精準的方式比對影像與患者的解剖結構，整個過程大約需要兩分半鐘。

我們與 Karsy 博士合作之後，摸索出更完善的工作流程，讓外科醫生與不同的醫院工作人員不再覺得這是恐怖複雜的過程；因此醫生在病例前或過程中說出「幫我拿頭戴式裝置。我們要用 VisAR 引導這次手術。」的話，其實也無須大驚小怪。雖然尚未達到盡善盡美的程度，但是無須大型設備就能在手術室達成這項目標，依舊是令人印象深刻的成就。

Novarad 與 Intel 等夥伴合作，對於開發這項技術來說的價值是什麼？

Shae Fetters：就業界標準而言，Novarad 算是小公司，因此唯有透過不同的夥伴關係，這類技術才有可能問世。Microsoft 有一款持續開發中的卓越頭戴式裝置：HoloLens 1 和現在的 HoloLens 2。因為除了軟體之外，我們還要將資源和時間用在開發頭戴式裝置，在我看來，我們永遠也跟不上 Microsoft 的腳步。那款頭戴式裝置內部零件採用的是 Intel 晶片。我們並未生產微處理器，那並非我們的業務。因此，與兼具創新思維和優秀人才的公司合作，實在是太棒了。

如果沒有 Karsy 博士這樣的聰明才智，我們絕對辦不到。國內很多醫生都對此感到興奮，也希望分享不同的看法。我們建立的是開放式的合作網路。我們之間沒有競爭，外科醫生之間也沒有競爭；他們一心想讓患者照護更臻完美，協助醫療保健進步。自私自利並非這項冒險活動的本質。

Michael Karsy 博士：從臨床角度來看，與業界合作是很棒的經驗；任何一個學術中心，絕對都不可能跟 Novarad 一樣，在 PACS、影像和 DICOM 方面深耕 30 年，然後以此為基礎開發出擴增實境。

我們全心全意投入專精的領域，也就是手術、臨床以及管理，然後我們與專精於放射線醫學與擴增實境的團體合作。這才是創新之道，而且我認為這個方法幫助我們締造了優異的成果。

您期待 AI 引導的手術日後有什麼樣的發展？

Michael Karsy 博士：我們剛提過 Intel 晶片。晶片功能日益強大、處理速度越來越快，能夠處理的作業也越來越多，它們還產生了能夠成就更多的技術。在我們看來，醫療保健的情況也一樣：我們擁有更優異的 HoloLens、更卓越的擴增實境系統，以及速度更快的軟體之後，工作方式完全都改變了。現在我們能夠用不同的方式，完成數十年來未曾改變的手術過程：縮小傷口，儘量減少入侵，並且提高精準度。

影像技術在神經外科的應用範圍廣泛，我們能夠預料，手術導航能如何改變手術過程。接著，其他科的外科醫生進入我們的病房，看到手術導航系統後嘆為觀止；許多其他外科領域都沒有這種系統。我認為擴增實境將改變這個情況。其他原本沒有門路，或是沒有需求，因此未採用這套系統的外科專科和醫療保健領域，預期將會紛紛引進影像引導和微創手術。

希望有一天我不必再進行腦部手術，因為這代表開發的藥物治療與放射線已經足夠，完全不需要手術了。達成這項目標需要很長的時間。然而，儘量減少對患者造成傷害才是終極目標。科技絕對是實現那個目標的推手。

您認為，Novarad 在實現那個未來方面，扮演了什麼樣的角色？

Shae Fetters：回顧 X 光、斷層掃描與核磁共振，還有我們如何將人放進一台小機器，然後短短幾分鐘就能透視他們的器官，過程完全無須開刀，實在是堪稱革命性的轉變。我們認為擴增實境也是類似的發展。

我們深信，在 10 多年後的照護標準中，每位外科醫生、每位醫生都會有專屬的頭戴式裝置，而且這項裝置是治療以及與患者互動的核心。

有任何總結嗎？

Michael Karsy 博士：越瞭解擴增實境這種技術，就越能想像它的其他用途。醫療保健領域依舊充滿許多未知，希望能有一項新技術，能夠讓大家有新發現，並且付諸實行。這是我的願景，而且能夠在我的職涯中看到這項技術持續發展，十分令人雀躍。

Shae Fetters：如果要口頭為大家說明這項技術，其實並不容易。但如果為對方戴上頭戴式裝置，在 30 秒到 1 分鐘之內，他們就會露出驚訝的神情，而且我看得出來他們都懂了；他們開始發現各種可能性。期待改善患者照護的醫師和大型醫療照護系統，不妨與我們聯絡。我們可以討論合作方式，為社區所有患者提供更完善的照護。