高齡化趨勢成形,醫療資源與社會需求之間逐漸走向失衡,促使智慧醫療風潮崛起,期盼藉由ICT先進科技與傳統醫療行為的結合,提升醫療服務量能,有效化解供需間的失衡矛盾。向來堪稱醫療領域重中之重的外科手術,因攸關民眾生命與健康至鉅,智慧化的效益期望值更高,讓「智慧手術室」成為備受矚目的題材。
鑒於微創手術為主流,需藉由更精準的定位來確認病灶位置,然而在傳統手術室裡,執刀醫生須頻頻轉頭對照一旁螢幕、確認相關解剖位置,造成術中諸多不便。為此臺北榮民總醫院(以下簡稱『臺北榮總』)決定成立「手術創新模擬中心」,希冀借助AI科技力量,賦能傳統手術室轉型,提高手術精準度、更加確保病患安全,同時間也達成手術學習、經驗傳承之目標。
為使手術創新模擬中心真正發揮擴大醫療量能、提升手術效率等綜效,臺北榮總積極引入智慧創新元素,不僅在新建的手術大樓內建立複合式手術室(Hybrid Operating Room;簡稱Hybrid OR),更在其中配置錐形射束電腦斷層掃描儀(Cone-beam CT)及MRI磁振造影檢查儀,並導入Microsoft HoloLens 2的混合實境 (Mixed-Reality;MR)解決方案,期望透過3D影像、虛擬導航與Cone-beam CT的整合運用達到精準定位、增進手術效率。
成立手術創新模擬中心,翻轉傳統開刀思維
臺北榮總胸腔外科主任許瀚水表示,在去年(2021)5月疫情嚴峻之際,院方決定強化智慧醫療應用,由各科室發想各自主題,外科部積極展開研究,參酌全球智慧外科應用案例,發現以手術室搭配影像整合、遠距傳輸和中控室的整體概念,堪稱全球外科界討論度較高的交集,而諸多案例皆有使用HoloLens 2、乃至於專為HoloLens 2開發的VSI醫學影像平台,為臺北榮總的外科帶來莫大靈感。
於是外科部形成共識,決定在手術流程融入智慧元素,除確立手術創新模擬中心、Hybrid OR等建設方向外,也決定引進HoloLens 2醫學影像整合解決方案,藉此將虛實整合特色帶入手術室,讓執刀醫師就像戰術飛行員一樣,只要佩戴頭盔即可將3D患部影像投射於病患身上,快速制定準確的開刀決策。
許瀚水說,3D影像對於手術的最大價值,無疑就是定位及精準切除,有助於讓手術過程更順利、讓病人更安全。為實現上述價值,需要搭配運用相關科技工具,而臺北榮總外科選定之標的為HoloLens 2;主要是因為,HoloLens 2具備投射功能,使醫生能在虛擬環境下,看到經由VSI自動分層疊加而成的影像畫面,且能透過畫面旋轉、深入檢視諸如血管或腫瘤等細節。
換言之,執刀醫生只要戴上HoloLens 2頭盔,就無需像從前一般,為觀看電腦螢幕而不停移動。更有甚者,過去醫生在開完刀後,需隨即步出手術室進行CT或MRI掃瞄,確認剛才的手術有無問題,若沒有問題,再重返手術室關閉傷口。反觀今後在Hybrid OR場景下,醫生不必再費時進出手術室,即可就近利用Cone-beam CT掃出影像。
此外不管是CT掃出來的影像,或病人本身的影像、手術室裡的影像、開刀的影像、麻醉的影像,乃至於麻醉的生理偵監測影像,無論屬於術前或術中環節,通通會輸送至後臺中控室(意即臺北榮總的手術創新模擬中心)加以整合與儲存,便於外科部後續進行手術室利用率、手術時間長短等進階參考及分析。
藉由 HoloLens 2 與 Dynamics 365 Remote Assist 功能,醫生可將自己正在進行的特殊手術畫面,即時傳送至會議室內的數位白板 Surface Hub 2S 上,並同步進行手術指導。
HoloLens 2整合VSI,協助醫生精準解剖
在臺北榮總此次導入Microsoft HoloLens 2與VSI的過程,精誠資訊扮演要角,透過技術演示,把新興3D影像混合實境應用在醫療場域,於臺北榮總落地實踐。
難免有人好奇,為何選擇採用MR、而非VR/AR?許瀚水解釋,經過外科部的評估,確認VR/AR充其量僅能滿足醫學教育訓練需求,但HoloLens 2 MR方案具投射功能,有助實現手術過程的精準定位,故獲得外科部的青睞選用。比方說執刀醫生藉由HoloLens 2輔助,把3D影像模型直接投射在人體,藉此知道開刀位置,例如第幾節脊椎等等;換句話說,未來甚至不需進行術前定位,醫生便可借助投射技術而找到病灶,直接從該處下刀。
影響所及,爾後術中過程就不需要頻繁掃X光找尋病灶,耗費較多時間才下刀;透過HoloLens對準位置、直接劃刀進去即可,所以可預見未來手術效率必定因此而提高。
另值得一提,藉由HoloLens 2與Dynamics 365 Remote Assist功能,能幫助醫生實現遠距連結、將手術畫面傳送至其他分院,以接受遠地資深醫生的指導;又或者,醫生可將自己正在進行的特殊手術畫面,即時傳送至會議室內的數位白板Surface Hub 2S上,並同步進行手術指導等加值應用。
許瀚水指出,有關臺北榮總這次的智慧模擬手術室的建置,主要利用網路架構整合諸多軟硬體及系統,後續若要進一步擴充至像是骨科、神經等其他外科,甚至延伸到其他院區,其實都非常方便。隨著臺北榮總將HoloLens 2 MR導入手術流程後,期望未來與諸如微軟研發中心及精誠資訊等夥伴持續合作,發展更多創新應用,例如結合深度學習與3D影像、實現手術SOP提示,藉以觸發臺灣手術醫療領域的科技創新思維,一方面接軌國際先進醫療科技,另一方面提升全體民眾的健康福祉。
成功推動新興3D影像混合實境在醫療場域應用,臺北榮總 (圖為臺北榮總外科部部主任曾令民) 不僅積極接軌國際醫療科技,同時致力提升全體民眾健康福祉。
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