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AR風向
- 2019-12-12
#077
AR在醫學領域未來發展潛力
AR為醫學臨床應用立下新的里程碑
燒燙傷患者最難熬的便是每天的換藥造成的疼痛，即使使用標準劑量的鴉片類藥物(含嗎啡及嗎啡相關之藥物)，超過86%的患者仍會感受到嚴重的疼痛感，且有鑑於每年鴉片類藥物奪走了成千上萬寶貴的生命。在過去20多年，華盛頓大學的研究人員、VR專家Hunter Hoffman和疼痛心理學家David Patterson持續研究能為燒燙傷患者緩解疼痛感的虛擬實境遊戲—Snow World。
Snow World將患者的注意力從痛苦轉移到冰冷的、藍白色系的虛擬環境中，遊戲任務中他們需要不斷投擲雪球，聽起還或許是很一般的遊戲，但燒燙傷患者能因為沉浸在VR遊戲中減輕35%-50%的疼痛，與中等劑量的鴉片類藥物減輕的幅度相同。
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擴增實境於醫療上之應用層面
AR不僅為教育帶來互動式體驗，且對大腦記憶和注意力有所提升，Forbes在2018年發佈了醫療保建五大客戶體驗趨勢，AR擴增實境便是其中之一，在整個醫療領域的應用又分出多個層次，我們一一討論，AR為醫病帶來了什麼實質用途與功能提升。
1. 醫學教育與培訓
AR為醫學教育帶來相當大的幫助，有許多醫療機構已使用在課程教授上，像是在模擬病患及外科手術的教學，讓學生在AR的情境中學習、犯錯，而非在未有任何經驗前，直接進行解剖實驗或技術操作，畢竟直接在醫院臨床學習有時風險太大、耗時，並難以有系統的組織起來，透過AR讓醫學培訓系統化，由簡易至複雜進程，將有效地獲取經驗，醫學生可在不受限於實驗室資源分配或臨床病例，達到全面性學習。目前醫學教學課程缺乏真實情境(例如: 手術室)培訓，透過AR進行培訓能夠技術錯誤及誤解，在實際稍作時減少錯誤，進一步提高患者的安全性。
2. 輔助醫療手術進行
現今醫學發展日新月異，技術資訊豐富且更新快速，手術室有各式醫學儀器、器具及豐富電子訊息輔助醫師，而外科醫師在執行手術必須相當專注，對於外部傳入的訊息會增加精神負擔，使用擴增實境技術能呈現虛擬於現實之特性，將訊息過濾後，輸入到外科醫師的視野之內，降低手術失誤的機率。想像一下這樣的應用，當病人的數據及電腦斷層掃描直接輸入當外科醫師配戴的AR眼鏡，醫師便可透過圖像，於手術前確實的了解患者生理結構，不必實際切開身體，便可以看到骨頭、肌肉及臟器的位置，準確地注射或進行手術，需進行緊急手術時，也能夠節省時間，讓醫生快速獲取病患訊息，不須透過紙本文件或電子病歷查詢。
3. 遠程醫療/院前護理
德國亞琛市建立個人醫療急救護理多年，透過緊急醫療服務(EMS)獨立軟體，醫師可以遠距為前線的急救人員提供醫療協助，幫助他們做出專業性的決定。雖這一部分尚未應用於災難醫療，但已有相關研究針對發生大規模傷亡事件時，前線急救人員如何透過有效率的系統協助分級，並將傷患送往最適當的醫院，研究中透過AR眼鏡技術輔助分診每一例會高出傳統方法約20秒，但準確率能達92%，比起傳統方式的58%高出許多，由此來看AR眼鏡對於災難醫療是有用的工具，可以讓急救人員在使用數位資料與遠端聯繫時，雙手能夠繼續作業，考慮到分流的質量，目前的延遲時間似乎是可以被接受的。
4. 輔助醫師診斷及療程
於門診看診時，有時病患無法準確地向醫師描述症狀，或出現醫師解釋症狀或治療方式病患無法正確地理解，Orca Health推出擴增實境APP，將常見的醫療狀況和治療方法，透過3D模型、動畫製作和圖像的建置，簡化了繁複的醫學概念，協助醫護人員說明，讓病患更清楚地了解。
全球約有5%的人受到閱讀障礙的困擾，患者在智力無缺損的狀況下，對於閱讀和書寫文字產生困難，有研究針對此一部分，以AR擴增實境為基礎開發APP，用以測試是否能改善學齡兒童對於讀寫的識別能力，進而讓醫生準確診斷，該研究在厄瓜多首都基多的一所學校進行，發現透過擴增實境能更準確檢測出閱讀障礙，對於早期發現具有相當好的效果。
近來整型醫學盛行，AR技術用於醫學美容、整形方面有較成熟的表現，美國新創公司ILLUSIO便將擴增實境用於整形術前諮詢，例如隆胸手術，病患穿著特殊的胸衣，醫生可以運用ipad鏡頭辨識影像，透過應用程式的調整成不同的罩杯及形狀，乳房模擬的影像可疊加在病人身上，讓患者可以直接了解術前與術後的改變。當然，這一部分的應用，更可以用於臉部整形，像是鼻子、眼睛及臉部拉提等。
AR眼鏡之醫療應用
微軟HoloLens與Novarad合作的OpenSight擴增實境系統，日前首次被FDA(美國食藥管理局)批准HoloLens 510(k)可用於醫療手術前計畫，醫生透過OpenSight獲取患者的2D、3D及4D圖像，透過HoloLens內建的攝影鏡頭和定位技術，直接在患者身體上呈現，無須外科醫師進行切口即能完成內部可視化，提高醫療執行過程的精準度、速度和安全性，同時，今年九月喬治華盛頓大學醫院成為採用該新系統的第一支醫療團隊。
在更早之前倫敦帝國理工學院和倫敦聖瑪麗醫院等醫院，已開始使用Hololens協助重傷傷患的重建手術，過去醫生需要使用手持掃描儀在傷口附近找到主要血管，現在只需要通過AR眼鏡中呈現的3D圖像就能幫助醫師主確找到主要血管。
AR醫療之未來機遇與挑戰
AR擴增實境持續改善醫師與病患之間互動的方式，為醫師提供更準確的資訊，給予患者最好的治療。根據統計，在2025年數位醫療市場預估達到5366億美元，全球各地的醫院積極採用創新科技來改善醫療照護。根據分析預測，在醫療領域，自2017年到2023年，全球AR市場的複合年均增長率將達到23%。
目前全球現代醫療持續發展，雖無法將醫療服務送達每個角落，但AR擴增實境應用於醫學確實能帶來幫助，除了前述的應用於醫學培訓、輔助手術等層面外，其實像一般衛生教育、個人照護，甚至是兒童健康知識的建立，都夠運用AR。另外，像是在遠程醫療的運用，也能彌補偏鄉醫療及資源不足的情況，以確保能夠挽救更多生命。
擴增實境導入醫療也是相當大的挑戰，有越來越多的研究證實AR技術能改善醫學成果，但由於要需應用在人體上，其中也涉及患者的健康及生命延續，便需要投注醫學、科技等大量資源，才能讓整體產業鏈串聯起來，造福更多的病患。
而AR眼鏡仍有不足，像如何更為輕巧，讓醫師穿戴起來方便舒適不影響手術操作，FOV的大小如何與手術環境達到平衡，系統輸入眼鏡的影像是否清晰準確，最主要的醫師能否有系統的導入使用，為開發商帶來更多的反饋等，這些問題未來幾年需要持續克服的。
