【医疗】全球首创AR科技应用 港准医生破微创手术难关

撰文: 陈彦婷
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“火葱鸭在你左边!”友人大叫,你转身向左,手机萤幕原本的背景随即显示出1只精灵。近来Pokemon GO游戏热潮令大家对扩增实境(Augmented Reality,简称AR)有多些认识,但AR科技除了可玩外,原来亦可应用在医疗手术上,拯救生命。

仪器上的白色贴纸印上小点,程式阅读过后便能显示影像,原理与日常用的QR code二维条码技术大同小异。(伦星扬摄)

“试想想你每手各拿著1根筷子放进1个黑盒内,然后要将内里的1颗鱼蛋夹上来,难度会否比纯粹用1双筷子困难?”实习医生陈宝玲(Catherine)眼见现时医生执行微创手术时需要一心二用,加上在就读医疗机械工程硕士课程时受到启发,于是便创出全球首次把AR技术呈现的电脑影像引进微创手术上,以科技追踪进行手术的确实位置。

微创手术确能令伤口比一般大刀切的做法为细小,但对医生来说,有关过程却是一大考验。“医生进行平常的手术时,可以一刀切开肚皮,相对轻易目睹要处理的组织,但微创手术只能开3小孔,在视野受阻的情况下,会加重医生手术操作上的压力。”以微创肝脏手术为例,医生要1手拿著设有摄影镜头,只能用于观测肝脏表面的仪器,另一手则要握著超声波仪器去侦测肝脏肿瘤,找到准确的位置才下刀。由于2个镜头分别接驳实景屏幕与超声波萤幕,医生在动刀其间需要“左顾右盼”。Catherine虽为实习医生,但亦有很深的感受,“医生要拿著2支棒状仪器,看著2个萤幕,脑海中要把影像合2为1,再要顾及肚内的东西,其实是要做很多mental exercise。这种协调比起传统大刀可以一眼看清有分别,亦就是微创其中1个最难的地方。”

由她引进的新技术,能有效把2个萤幕的资讯结合为一,将实景与超声波影像结合显示在同一屏幕上,并提供即时追踪功能,让医生无需再要分心。如此发达科技,必令人认为是什么精密仪器,其实,一切只需要1张贴纸。

在传统的微创手术,医生在过程中需同时兼顾实体影像(右)与超声波的图像(左),并自行评估下刀位置。(伦星扬摄)
在引入技术后,同一个画面上便可同时出现实体影像与超声波的图像。(伦星扬摄)
Catherine以猪肝模拟手术情景,但人肝其实比猪肝小几倍,可想像手术难度亦更提升。(伦星扬摄)

当然,这贴纸是大有来头。贴纸上印上小圆点编码,只要实体镜头能捕捉编码,程式便会自动配对影像,即时投放在萤幕上。“这是我们研发的追踪方式,当摄影机看见贴纸,便可以靠它来直接做影像定位,从而知道超声波的位置,再把影像融合。”

利用镜头作追踪的电脑影像科技,比起在手术房放置更大仪器的磁化追踪,或只可套用在固定仪器上的光学追踪有较大弹性,而且系统成本甚至可低于港币1万元,比起需要5、6万元的磁化追踪经济,“我们希望这套系统可以被广泛应用,不只在有资源的医院。”但她指此技术仍有改善空间,因它的定位(registration)与(tracking)未够精准。若对位不正确,或程式在配合上便有时间滞缓,导致追踪不够敏锐,影像不稳定,那怕是1、2厘米,亦很容易导致错误判断肿瘤位置,出现下错刀的情况。所以她打算在2年内把技术再作改良才推出市场,并希望能应用在任何微创手术甚至机械臂上,大大减轻前线医护人员的压力。

Catherine说超声波仪器可探测的范围只有大约3厘米,顾要改良系统的敏锐度。(伦星扬摄)