【醫療】全球首創AR科技應用 港準醫生破微創手術難關

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「火蔥鴨在你左邊!」友人大叫,你轉身向左,手機螢幕原本的背景隨即顯示出1隻精靈。近來Pokemon GO遊戲熱潮令大家對擴增實境(Augmented Reality,簡稱AR)有多些認識,但AR科技除了可玩外,原來亦可應用在醫療手術上,拯救生命。

儀器上的白色貼紙印上小點,程式閲讀過後便能顯示影像,原理與日常用的QR code二維條碼技術大同小異。(倫星揚攝)

「試想想你每手各拿著1根筷子放進1個黑盒內,然後要將內裏的1顆魚蛋夾上來,難度會否比純粹用1雙筷子困難?」實習醫生陳寶玲(Catherine)眼見現時醫生執行微創手術時需要一心二用,加上在就讀醫療機械工程碩士課程時受到啟發,於是便創出全球首次把AR技術呈現的電腦影像引進微創手術上,以科技追蹤進行手術的確實位置。

微創手術確能令傷口比一般大刀切的做法為細小,但對醫生來說,有關過程卻是一大考驗。「醫生進行平常的手術時,可以一刀切開肚皮,相對輕易目睹要處理的組織,但微創手術只能開3小孔,在視野受阻的情況下,會加重醫生手術操作上的壓力。」以微創肝臟手術為例,醫生要1手拿著設有攝影鏡頭,只能用於觀測肝臟表面的儀器,另一手則要握著超聲波儀器去偵測肝臟腫瘤,找到準確的位置才下刀。由於2個鏡頭分別接駁實景屏幕與超聲波螢幕,醫生在動刀其間需要「左顧右盼」。Catherine雖為實習醫生,但亦有很深的感受,「醫生要拿著2支棒狀儀器,看著2個螢幕,腦海中要把影像合2為1,再要顧及肚內的東西,其實是要做很多mental exercise。這種協調比起傳統大刀可以一眼看清有分別,亦就是微創其中1個最難的地方。」

由她引進的新技術,能有效把2個螢幕的資訊結合為一,將實景與超聲波影像結合顯示在同一屏幕上,並提供即時追蹤功能,讓醫生無需再要分心。如此發達科技,必令人認為是什麼精密儀器,其實,一切只需要1張貼紙。

在傳統的微創手術,醫生在過程中需同時兼顧實體影像(右)與超聲波的圖像(左),並自行評估下刀位置。(倫星揚攝)

在引入技術後,同一個畫面上便可同時出現實體影像與超聲波的圖像。(倫星揚攝)

Catherine以豬肝模擬手術情景,但人肝其實比豬肝小幾倍,可想像手術難度亦更提升。(倫星揚攝)

當然,這貼紙是大有來頭。貼紙上印上小圓點編碼,只要實體鏡頭能捕捉編碼,程式便會自動配對影像,即時投放在螢幕上。「這是我們研發的追蹤方式,當攝影機看見貼紙,便可以靠它來直接做影像定位,從而知道超聲波的位置,再把影像融合。」

利用鏡頭作追蹤的電腦影像科技,比起在手術房放置更大儀器的磁化追蹤,或只可套用在固定儀器上的光學追蹤有較大彈性,而且系統成本甚至可低於港幣1萬元,比起需要5、6萬元的磁化追蹤經濟,「我們希望這套系統可以被廣泛應用,不只在有資源的醫院。」但她指此技術仍有改善空間,因它的定位(registration)與(tracking)未夠精準。若對位不正確,或程式在配合上便有時間滯緩,導致追蹤不夠敏銳,影像不穩定,那怕是1、2厘米,亦很容易導致錯誤判斷腫瘤位置,出現下錯刀的情況。所以她打算在2年內把技術再作改良才推出市場,並希望能應用在任何微創手術甚至機械臂上,大大減輕前線醫護人員的壓力。

Catherine說超聲波儀器可探測的範圍只有大約3厘米,顧要改良系統的敏銳度。(倫星揚攝)



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