虛擬實境讓健康科技如虎添翼

March 9, 2020 Brandon Lewis

醫學影像, 醫療保健科技, 健康科技

手術患者歷經的過程一開始是諮詢,然後接受治療,最後康復,每個環節可能都是折磨。患者與醫師之間的溝通更是一大挑戰,壓力有增無減。

外科醫師學有專精,還具備實戰經驗,因此醫師與患者之間的鴻溝更是難以消弭。另外,儘管醫師竭盡所能提供協助,患者往往還是會產生不知所措又無助的感覺。

醫療專業人員為患者說明病理學時,傳統上多半借助影像掃描,但是大多數人根本對判讀影像掃描一無所知,所以只能跟著點頭,不懂裝懂。然而,有了虛擬實境 (VR),患者再也用不著假裝了。駕駛員演練飛行時使用的虛擬實境引導模擬器的技術,也能夠將患者的 2D 醫學影像重建為 3 維的 360 度模型。這個虛擬「雙胞胎」演變為自己的環境,讓外科醫師和患者能在此一起體驗虛擬實境。

這個 360 度身歷其境的環境,透過全方位結合 CT、MRI 的造影儀器以及 DTI 與 BOLD 這類先進的後期處理影像的方式轉譯,其設計讓外科醫師一腳踏進來,就能「飛越」患者重建後的解剖學與病理學。患者只要上下左右轉頭就能探索自己的解剖學,外科醫師還能一邊解釋及演示醫療團隊打算在手術時使用的外科病理 (圖 1​​​​)。

VR 讓醫療保健更上層樓。(資料來源:Surgical Theater)
圖 1。VR 讓醫療保健更上層樓。(資料來源:Surgical Theater)

促進交流與教育的健康科技

如果沒有 VR,患者乖乖坐著等醫師將資料輸入電子病歷 (EHR) 系統,就是一般的手術諮詢過程。Surgical Theater 的營運長 Alon Zuckerman 表示:「儘管 EHR 這套工具號稱能促進患者互動,但螢幕其實只是雙方之間的障礙物而已。」加上幾張判讀不易的 2D 影像和深奧的醫學術語,甚至是塑膠模型 (例如腦部模型),其實也無濟於事。

Surgical Theater Precision VR 平台提供虛擬橋樑,化解了在這類棘手時刻帶動患者互動以及教育患者的難題。Zuckerman 表示:「醫師與患者確實能像駕駛員或太空人一樣飛進去,熟悉重要的區域、形勢與威脅。」

聽到「這是大腦、這是視神經」,以及看見甚至是體驗自己的病理學,差異就在這裡。舉例來說,患者可以親眼看到腫瘤與某個重要的器官結構太近,因此無法手術切除。與其懷疑照護品質,患者對於避開不必要的風險這件事反而或許會心存感激。

即使承受著無比的壓力,但是患者在 Precision VR 的協助之下,能夠清楚瞭解諮詢內容,這是少了虛擬實境絕對無法達成的境界。

醫療影像附加價值

這個資訊傳輸方式簡單容易,因此 Precision VR 成了知情同意的絕佳工具。不過它在手術規劃過程方面的價值甚至更非比尋常。在某些情況下,3 維資訊的出現,讓原本利用標準 2 維影像所擬定的手術計畫必須修改。舉例而言,醫師戴上 VR 眼鏡後,或許會決定從眉上下手,而不是穿過鼻子,因為這個解決方案讓他們看到單靠傳統影像所看不到的畫面。

某位因為脊髓腫瘤而不良於行的患者,充分展現了 VR 的威力。他第一次手術時用的是 CT 掃描,後來判定腫瘤無法手術。這位患者不願意放棄診斷,決定尋求第二意見。這位患者第二次諮詢時,找了不同醫院的外科醫師。這位外科醫師利用 Precision VR,發現了一個傳統影像看不到的微小開孔。醫師安全完成手術,讓患者重拾行動能力。

而這並非特例。VR 不僅讓您看到傳統 2D 影像所看不到的東西,還有助於您瞭解如何規劃手術。Zuckerman 表示,某大教學醫療中心的一項分析顯示,在使用 Surgical Theater VR 系統的外科醫師中,有百分之 24 的醫師,根據平台提供的額外資訊,調整了計畫。有時醫師則是在實際手術過程中即時修改計畫。

這套平台也用於提供即時 360 度擴增實境的手術室,能夠將手術顯微鏡/內視鏡的光學景象,與最新的電腦輔助導航和患者專屬 VR 模型同步。Zuckerman 表示:「外科醫師可以從許多不同的角度看到患者的解剖學。他們幾乎可以環視角落,預想下一步動作。」

白手套服務

雖然 Precision VR 系統除了傳統醫學影像外,不需要任何其他特殊科技,但 Surgical Theater 提供了一套額外服務,有助於醫院充分利用這套系統。舉例來說,他們可指派專屬 VR 技師,一週到醫院支援五天,或甚至是派代表到手術室支援手術團隊及維護技術。在其他情況下,公司會培訓手術室或其他臨床員工,讓他們自行提供這類支援。

醫院打算從單一系統升級為多重系統時,Surgical Theater 提供了一套企業解決方案。Centralized Control Room Model 這套技術架構,能夠驅動全企業的 VR/AR 平台。這套架構能夠存取儲存於醫院網路任何站台醫院資料庫內的任何 360 度 VR 病例。病例是在 Control Room 所建立,這裡的一切活動都受到監測,並且獲得遠端支援。VR/AR 應用程式可以在支援 VR/AR 的機器執行,也可以在功能較少的用戶端上執行。

Intel® 已成為這項成果不可或缺的一環。它協助了 Surgical Theater 打造了這套企業解決方案的架構,並且將軟體最佳化,搭配 Intel 處理器時更如魚得水。

Zuckerman 表示:「VR 和 AR 需要動用許多運算資源。」「我們每秒重新整理影像 90 次,必須以毫米為單位轉譯詳細的 360 度現場。此外,為了通過 FDA 在手術室使用的標準,細節或效能都馬虎不得。」

作者簡介

Brandon Lewis

Brandon is responsible for Embedded Computing Design’s IoT Design, Automotive Embedded Systems, Security by Design, and Industrial Embedded Systems brands, where he drives content strategy, positioning, and community engagement. He is also Embedded Computing Design’s IoT Insider columnist, and enjoys covering topics that range from development kits and tools to cyber security and technology business models. Brandon received a BA in English Literature from Arizona State University, where he graduated cum laude.

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