165期
2016 年 8 月 10 日
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不只遊戲夯!VR技術打造醫療新利器
吳碧娥╱北美智權報 編輯部

在醫學領域中,VR技術是醫療教育的新選擇,醫生戴上VR 眼鏡,就可以沉浸式體驗親自操刀的感覺,不但能全面瞭解手術的各個環節,還能從第一視角觀看手術的細節。透過VR直播手術過程,打破了傳統醫科教學的限制,新一波的醫療教育變革即將掀起,高度互動性和擬真度正是這場革命的核心!

2016年6月7日,上海六院張長青教授完成大陸首例骨科VR手術視訊直播,時隔一週,在6月14日上午八點,北京協和醫院翁習生教授完成全球首例人工全膝關節換置手術VR教學APP直播。同一時間,有6,700多位醫生正在手術室外,戴著VR眼鏡透過VR頻道同步感受這台手術,一邊學習翁教授的操刀技巧。

圖一、透過VR裝置觀看手術直播將帶動醫療教育新革命。

圖片來源:好醫術官網

這是全球第一個人工全膝關節置換VR手術教學直播。在醫學教育領域中,VR技術是醫生學習的新選擇,醫生只需要戴上VR眼鏡,就可以沉浸式體驗親自操刀的感覺,不但能全面瞭解手術的各個環節,還能從第一視角學習手術的細節,超越了3D的效果。VR直播手術過程,讓醫生不用進手術室也能身處手術的現場學習,新一波的醫療教育變革即將掀起,高度的互動性和擬真度正是這場革命的核心。

在傳統的醫科教學中,現場觀摩人數非常有限,以往只能透過人體模型練習,如今透過虛擬的現實,利用VR技術,醫生可以「第一視角」觀看並學習,有利於醫生真正意義上的臨床操刀,提高手術精準度,同時也兼顧了醫療教育的及時性和公平性。「好醫術」是大陸的醫生線上教育學習平台,未來將提供更多VR手術教學直播,協助醫生進行臨床學習。

VR、AR醫療應用市場 2020年突破25.4億美元

過去幾年因為產品尺寸限制和零件成本太高,阻礙了虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)的發展,但隨著零組件成本下降,以及手勢識別系統的逐步改善,已經看到AR和VR在醫療系統市場上的復甦。AR技術是跨應用廣泛使用,如外科應用、復健、微創手術與仿真等;VR是涉及整個診斷,可用在治療恐懼症、牙科、創傷後障礙治療等應用,目前兩者正廣泛運用於各個醫療領域發展中。

根據美國研究機構Industry ARC報告,VR、AR的醫療健康市場將在2020年達到25.4億美元,主要營收來自模擬訓練以及康復治療兩大塊;2014年VR、AR醫療應用總產值約為12億美元,其中又口腔醫療類的VR應用為占比最大,約為2.23億美元。若以地區來看,北美的需求最大達52%,其次是歐洲、第三是亞太地區。2013年至2020年,北美地區年複合增長率約為18.8%。

圖二、VR、AR的醫療健康市場產值分布(按地區)

資料來源:Industry ARC

北美洲帶動了VR醫療市場,其次是歐洲和亞太地區。在AR和VR醫療保健市場上的領先企業包括Aruba Networks、Foursquare、Qualcomm、Atheer、OrcaMD、Droiders、Hologic Inc.、Virtalis、Unity Technologies、Middle VR、Oculus VR Inc.、Gowalla等公司[1]

按照醫療領域來看,AR醫療應用主要在教育訓練、醫療復健、手術應用、醫療諮詢等領域;VR醫療應用則涵蓋全3D沉浸式手術室模擬、VR模擬、VR診斷、VR暴露治療、VR復健、疼痛注意轉移治療等領域。

表一、AR和VR在醫療中的應用領域

AR醫療應用領域

VR醫療應用領域

  1. 教育訓練(TrainingMedicalEducation)
  2. 醫療復健(Rehabilitation)
  3. 手術應用(SurgicalApplications)
  1. 3D沉浸式手術室模擬(FullyImmersive3DOperationRoomSimulations)
  2. VR模擬(Simulation)
  3. VR診斷(Diagnostics)
  4. VR復健(Rehabilitation)

資料來源:https://yoyovrar.tw/、資策會智慧網通系統研究所提供

VR醫療實際應用

意識上的麻醉藥

方向聯合數位科技有限公司創辦人陳思嘉舉例,許多疾病的治療過程都非常痛苦,透過虛擬場景的設置,來轉移患者的注意力,進而達到治療的目的。若在遊戲中設置虛擬的冰雪世界、冰冷的河流和瀑布,還有雪人和企鵝,病人可以飛躍冰雪覆蓋的峽谷或是投擲雪球,此時他們注意力集中於冰雪世界,就無暇顧及傷痛。美國羅耀拉大學醫院(Loyola University Medical Center)就利用一個名為"SnowWorld"的VR遊戲,來為燒傷病人緩解換藥的傷痛。

圖三、利用VR的虛擬場景可做為病患意識上的麻醉藥。

圖片來源:2016/7/29「新一代智慧醫療VR應用趨勢論壇」方向聯合數位科技有限公司陳思嘉簡報資料

心理治療

另外,VR技術同時也可以作為壓力型精神衰弱的治療工具,包括創傷後壓力心理障礙症、驚恐障礙或恐慌症,藉由VR技術為患者提供一個安全可控制的鍛鍊環境,讓患者與他們害怕的東西接觸,進而得到治療;或是利用VR模擬引導冥想過程,讓病患沉浸在一個能讓自己快樂和放鬆的環境,減少生活壓力和焦慮。

化繁為簡 回歸需求端

資策會智慧網通系統研究所組長林敬文指出,混合虛擬與實景的「混合實境」(Mixed Reality,簡稱MR),在實際在應用面上,還有來自電力與運算能力定位與資訊疊合操作介面使用者體驗等多方面的挑戰。因為VR和AR裝置要承載大量且複雜影像即時運算,電力與運算能力是最重要的關鍵,以智慧眼鏡Google Glass為例,電池容量只有570mAh,連續錄影僅可使用約45分鐘。要解決電池續航力的問題,必須努力改善硬體,像是增加電池數量或是加大電池容量,但因受限於電池的體積與重量,以及電池容量的技術發展,仍無法加快運算的速度。

此外,要讓虛擬影像具有真實感,必須具備精準定位與3D建模,因此定位定向技術需要不斷精進,利用電腦視覺剪影法,可處理虛擬物體與真實物體之間的疊合。最後一個挑戰,還是要回歸使用者最真實的體驗,像是視角不夠大、操作介面不夠直覺、戴起來不舒服、使用上不方便,是各種AR或VR裝置仍待解決的問題。

林敬文指出,AR與VR的醫療應用前景看好,AR多應用於手術輔助,VR則多應用於模擬。雖然創新應用必須仰賴技術輔助,但仍須多注重需求端本質,才能被市場所接受。未來AR與VR的醫療裝置設計,會繼續朝「化繁為簡」邁進,提供「自然直覺」的使用方法,才能夠滿足使用者需求。

備註

 

作者: 吳碧娥
現任: 北美智權報資深編輯
學歷: 政治大學新聞研究所
經歷: 驊訊電子總經理室特助
經濟日報財經組記者
東森購物總經理室經營企劃

 

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