AR/VR应用于智能医疗的创新案例

国立交通大学光电系教授暨研究发展处副研发长黄乙白。

AR/VR也能应用在医疗手术？加州大学洛杉矶分校医院就有实际案例，医生透过VR虚拟成像，在手术前先跟病患做沟通。又或是在医生培训阶段，透过VR模拟，搭配生理结构、血管的3D重组模型，让实习医生预习做手术练习。

还有哪些是AR/VR应用在智能医疗的案例？国立交通大学光电系教授暨研究发展处副研发长黄乙白指出，像是医学美容，客户在进行隆乳或抽脂等手术前，能体验预期效果。又或是搭配脑波侦测的医疗神经复健，美国新创公司Neurotrack Technologies就致力开发做非侵入式AR/VR检测工具，提早3？6年预测病患是否有阿兹海默症。

除了预防医学或术前应用，在术后复健或是医疗训练，也能看到AR/VR身影。例如医学院学生透过穿戴触觉感应手套，做开刀程序模拟规划。又或是虚拟实境技术用在病患复健，透过手部连续被动运动复健系统，训练手摇速度增减，藉由回馈控制来观察脑波的波动变化，追踪病患肌肉复健程度。

所以说，AR/VR在智能医疗的创新，可说是连结视觉与大脑的前瞻研究。不过目前AR/VR的硬件设备、影像效果还是有局限。尤其当眼睛跟大脑认为是看到真实动态影像时，身体却仍处静态，这时大脑半规管便感到错乱，就会产生所谓Motion Sickness晕眩感。因此AR/VR目前要深入应用到医疗领域，还是存在挑战。黄乙白解释，目前头戴式显示器(HMD)为了视角成像大，体积自然难缩小、设备偏重。

显示器屏幕跟体积缩减如何达到两全，目前业界有一些尝试方案：1. Reflective Waveguide (例如Google Glass、Lumus，对位精准才能看到影像，AR角度达55度)。2.Freeform Combiner(前端利用自由型曲面，但制作相对困难，体积也无法做到太小)。3.Hologram Waveguide(Hololens包含互动系统，有三个Hologram反射片。不过会产生光晕，有漏光无法达到沉浸式效果)。4.Contact lens (Innovega隐形眼镜，把透镜系统做成隐形眼镜，中间部分是凸透镜，光影聚焦在显示屏幕上，刚好可看到一个放大的显示影像)。

除了显示器尺寸跟视觉角度之外，黄乙白还提到另一技术应用挑战是AC-Mismatch，也就是当使用者戴上VR头盔后，观看立体影像时，光角与视差因子的误差引发晕眩感。例如当虚拟成像是距离眼睛一米，而另一实体距离为5米，当眼睛聚焦在实体上，虚拟成像就会产生模糊。

为了在虚实影像的叠合上做到更精准，黄乙白提到目前业界几个相关创新应用案例。包含Magic leap的Multiple Projection System、Time-multiplexing 、Dual Layer Light Field Stereoscope、Light Field Super Near Eye Display等。

所以回归到讨论AR/VR在医疗应用，黄乙白说目前还仍是纯AR或纯VR的导入。以VR为例，VR被用来侦测视网膜病变。病患戴上VR测试脑波变化，经由观察脑视神经的反应。当信号有减弱或不见，就意味视网膜可能有病变。同时可用来侦测青光眼、黄斑部病变等不可逆的眼疾问题，透过即早发现来降低发病风险。

所以若VR相关光学、成像技术更加进步，诊断型的VR设备就能朝微小化、家用型发展。一旦AR/VR穿戴式设备成本降低，像是侦测慢性疾病，或是居家复健等，就能快速在家中做简易量测，并配合穿戴联网功能，将各项生理数据上传到云端。如此一来，可望达成居家智能医疗机制，为个人及线上医疗迈向下个里程碑。