AR/VR應用於智慧醫療的創新案例

國立交通大學光電系教授暨研究發展處副研發長黃乙白。

AR/VR也能應用在醫療手術？加州大學洛杉磯分校醫院就有實際案例，醫生透過VR虛擬成像，在手術前先跟病患做溝通。又或是在醫生培訓階段，透過VR模擬，搭配生理結構、血管的3D重組模型，讓實習醫生預習做手術練習。

還有哪些是AR/VR應用在智慧醫療的案例？國立交通大學光電系教授暨研究發展處副研發長黃乙白指出，像是醫學美容，客戶在進行隆乳或抽脂等手術前，能體驗預期效果。又或是搭配腦波偵測的醫療神經復健，美國新創公司Neurotrack Technologies就致力開發做非侵入式AR/VR檢測工具，提早3？6年預測病患是否有阿茲海默症。

除了預防醫學或術前應用，在術後復健或是醫療訓練，也能看到AR/VR身影。例如醫學院學生透過穿戴觸覺感應手套，做開刀程序模擬規劃。又或是虛擬實境技術用在病患復健，透過手部連續被動運動復健系統，訓練手搖速度增減，藉由回饋控制來觀察腦波的波動變化，追蹤病患肌肉復健程度。

所以說，AR/VR在智慧醫療的創新，可說是連結視覺與大腦的前瞻研究。不過目前AR/VR的硬體設備、影像效果還是有侷限。尤其當眼睛跟大腦認為是看到真實動態影像時，身體卻仍處靜態，這時大腦半規管便感到錯亂，就會產生所謂Motion Sickness暈眩感。因此AR/VR目前要深入應用到醫療領域，還是存在挑戰。黃乙白解釋，目前頭戴式顯示器(HMD)為了視角成像大，體積自然難縮小、設備偏重。

顯示器螢幕跟體積縮減如何達到兩全，目前業界有一些嘗試方案：1. Reflective Waveguide (例如Google Glass、Lumus，對位精準才能看到影像，AR角度達55度)。2.Freeform Combiner(前端利用自由型曲面，但製作相對困難，體積也無法做到太小)。3.Hologram Waveguide(Hololens包含互動系統，有三個Hologram反射片。不過會產生光暈，有漏光無法達到沉浸式效果)。4.Contact lens (Innovega隱形眼鏡，把透鏡系統做成隱形眼鏡，中間部分是凸透鏡，光影聚焦在顯示螢幕上，剛好可看到一個放大的顯示影像)。

除了顯示器尺寸跟視覺角度之外，黃乙白還提到另一技術應用挑戰是AC-Mismatch，也就是當使用者戴上VR頭盔後，觀看立體影像時，光角與視差因子的誤差引發暈眩感。例如當虛擬成像是距離眼睛一公尺，而另一實體距離為5公尺，當眼睛聚焦在實體上，虛擬成像就會產生模糊。

為了在虛實影像的疊合上做到更精準，黃乙白提到目前業界幾個相關創新應用案例。包含Magic leap的Multiple Projection System、Time-multiplexing 、Dual Layer Light Field Stereoscope、Light Field Super Near Eye Display等。

所以回歸到討論AR/VR在醫療應用，黃乙白說目前還仍是純AR或純VR的導入。以VR為例，VR被用來偵測視網膜病變。病患戴上VR測試腦波變化，經由觀察腦視神經的反應。當訊號有減弱或不見，就意味視網膜可能有病變。同時可用來偵測青光眼、黃斑部病變等不可逆的眼疾問題，透過即早發現來降低發病風險。

所以若VR相關光學、成像技術更加進步，診斷型的VR設備就能朝微小化、家用型發展。一旦AR/VR穿戴式設備成本降低，像是偵測慢性疾病，或是居家復健等，就能快速在家中做簡易量測，並配合穿戴聯網功能，將各項生理數據上傳到雲端。如此一來，可望達成居家智慧醫療機制，為個人及遠距醫療邁向下個里程碑。