由於AR/VR技術(shù)可以突破時空與地域性限制，且隨著技術(shù)的進步和設(shè)備的低成本化，相信未來在醫(yī)療救治支援和教育的導(dǎo)入應(yīng)用，將會越來越容易。在即將到來的5G時代，更可以達到毫無延遲地進行大量的資訊傳輸，讓XR + 5G 的平臺在醫(yī)療的領(lǐng)域有著更廣大的應(yīng)用性。

由於5G、雲(yún)端計算和人工智慧（AI）的技術(shù)逐漸成熟，在醫(yī)療領(lǐng)域也持續(xù)將這方面的技術(shù)導(dǎo)入到遠端醫(yī)療或教學(xué)。5G已於2020年春季在日本投入商業(yè)使用。儘管一般的消費者還沒有感受到5G帶來的好處，但隨著越來越多的智慧手機與該系統(tǒng)相容，5G正逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠帧?/span>

5G通訊提供高速、高容量、低延遲和多終端連接，在導(dǎo)入一般消費性應(yīng)用之前，已經(jīng)在公共基礎(chǔ)建設(shè)上進行各種各樣應(yīng)用的開發(fā)，包括自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等，但其中人們對於在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用期望值相當高。由於先進影像與通訊技術(shù)不斷的開發(fā)，因此醫(yī)療領(lǐng)域也非常期待可在不久的將來能應(yīng)用於遠端治療和教學(xué)上。

電信業(yè)者正積極跨入XR + 5G +醫(yī)療

很多人在聽到XR（VR/AR/MR…）時可，大多都只會聯(lián)想到娛樂，但近年來各種商業(yè)應(yīng)用一直在擴大。例如，醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)是VR應(yīng)用的先進領(lǐng)域之一，而各種驗證計畫在這兩年也持續(xù)提出來，尤其日本各大電信業(yè)者無不全力投入這方面的開發(fā)和驗證。

針對遠端手術(shù)的應(yīng)用，NTT DoCoMo正積極展開一系列的XR + 5G + 醫(yī)療驗證計畫。在2021年4月，NTT DoCoMo與神戶大學(xué)、Medicaid、神戶市政府合作，利用5G來進行遠端手術(shù)機器人的驗證。

在這次遠端手術(shù)的驗證中，採用了日本Medicaroid所開發(fā)的日本第一個手術(shù)支援機器人「hinotori手術(shù)機器人系統(tǒng)（hinotori Surgical Robot System）」。這套系統(tǒng)已經(jīng)被神戶大學(xué)醫(yī)院的國際癌癥中心（ICCRC）成功地和MeDIP進行日本第一次遠端模擬手術(shù)。這也是世界上第一個成功驗證計畫。展示的視訊影片中，近乎即時的遠端手術(shù)支援，沒有出現(xiàn)任何延遲，這證明了可以透過5G和機器人進行遠端醫(yī)療支援。

而這樣的遠端醫(yī)療支援，更可利用來幫助缺乏經(jīng)驗的醫(yī)師，即使處在偏遠地區(qū)，也能夠獲得資深醫(yī)師的指導(dǎo)。進一步的，未來還將可被用在培訓(xùn)，以及遠距協(xié)助年輕醫(yī)師進行外科手術(shù)。

另外，NTT DoCoMo還與東京女子醫(yī)科大學(xué)合作進行「行動SCOT」。 這個概念是在卡車的內(nèi)部，安裝了由東京女子醫(yī)科大學(xué)、DENSO和其他公司開發(fā)的網(wǎng)路化治療系統(tǒng)，透過5G通訊網(wǎng)路，將已經(jīng)高度物聯(lián)網(wǎng)化的行動SCOT，和醫(yī)院的策略辦公桌連接，使醫(yī)生之間能夠即時交換資訊，並支援遠端手術(shù)，來達到「可行走的智慧手術(shù)室」目標。此計畫從2019年開始進行驗證，經(jīng)過2年的時間，成功的多次傳輸外科醫(yī)師的手部和4K內(nèi)視鏡的高解析影像。

NTT DoCoMo也在2020年9月與Holoeyes公司展開策略合作。整合Holoeyes的?Holoeyes MD?與DoCoMo的XR（VR、AR、MR總稱）元件?Magic Leap 1」，向醫(yī)療機構(gòu)提供遠距的影像傳輸服務(wù)（圖1）。

圖1 : 整合Holoeyes MD與Magic Leap 1的應(yīng)用。（source：PRTime）

利用5G和XR技術(shù)進行遠端手術(shù)的實驗

2021年7月，軟銀、Holoeyes和Dental Prediction共同合作，驗證透過5G和XR來進行遠端手術(shù)的可靠性和實用性。這項計畫是利用5G、XR技術(shù)和3D列印，對於一名年輕牙醫(yī)提供診斷和治療指導(dǎo)，並透過VR/AR影像技術(shù)來進行手術(shù)。

目前多數(shù)年輕牙醫(yī)的醫(yī)療經(jīng)驗學(xué)習(xí)，大多都是診所的資深醫(yī)師利用臨床診治機會進行傳授；但問題是大部分知識和技能的獲得，幾乎都是取決於現(xiàn)場資深醫(yī)師的指導(dǎo)方式（圖2）。

圖2 : 驗證實驗中使用的3D影像和3D列印模型與現(xiàn)場（source：神戶市政府）

這次的驗證實驗是針對牙齒缺失（因蛀牙或牙周病而拔除）時，進行的植牙手術(shù)。具體來說，東京現(xiàn)場（軟銀總部）指導(dǎo)醫(yī)生和大阪現(xiàn)場（5G X LAB OSAKA）的年輕牙醫(yī)，所使用的都是使用Holoeyes的VR設(shè)備「Holoeyes XR」，以及遠端線上共享會議服務(wù)「Holoeyes VS」。Holoeyes XR是Holoeyes為各種設(shè)備提供的醫(yī)療影像顯示服務(wù)開發(fā)的技術(shù)，而Holoeyes VS則是提供遠端線上共享會議服務(wù)。在網(wǎng)路方面是利用軟銀的5G網(wǎng)路來進行VR和AR影像的傳送和接收，以及提供醫(yī)療指導(dǎo)和手術(shù)支援。

基於這個實驗的結(jié)果，Holoeyes的目標是，在未來建立一個遠端手術(shù)支援解決方案，對牙科診所提供商業(yè)服務(wù)。整個驗證實驗分為2大部分，首先，指導(dǎo)醫(yī)師利用病人的頜骨3D列印模型進行教學(xué)，同時在AR空間中操作3D模型，而年輕的牙醫(yī)將在觀看AR影像的同時，可以透過在模型上鑽孔來體驗和練習(xí)一系列的植牙手術(shù)。最後，年輕的牙醫(yī)將會在大阪市的一家牙科診所為真正的病人進行手術(shù)，而指導(dǎo)醫(yī)師則是透過東京的AR影像為他提供支援。

利用虛擬空間技術(shù) 建構(gòu)藥物的分子結(jié)構(gòu)和器官3D影像

針對虛擬空間技術(shù)應(yīng)用，大日本住友製藥和KDDI進行深入合作，針對藥物的分子結(jié)構(gòu)和器官，利用虛擬空間技術(shù)，進行3D影像的建立，只要透過智慧眼鏡「NrealLight」，就可以讓醫(yī)療相關(guān)人員更輕鬆地體驗器官、細胞和藥物分子結(jié)構(gòu)的3D影像。

這是日本企業(yè)首次將此一技術(shù)全面應(yīng)用於醫(yī)療。初期預(yù)計這項技術(shù)將應(yīng)用於線上簡報和講座，並於2020財政年度期間作為MR和醫(yī)療人員之間的一種新的溝通方法。

為此，大日本住友製藥成立市場戰(zhàn)略推進室，推動數(shù)位技術(shù)作為MR和醫(yī)療專業(yè)人士之間的通訊與資訊傳遞。目前大日本住友製藥透過「iMRs（遠端專用MRs）」進行的預(yù)約式交流平臺，以及最新開發(fā)的「vMR"（虛擬MR）」技術(shù)，提供視訊內(nèi)容。

大日本住友製藥和KDDI將強化兩個領(lǐng)域的合作，包括：為充分應(yīng)用智慧型眼鏡所能呈現(xiàn)的視覺能力，將大量建立3D視訊內(nèi)容，以及為線上資訊會議和講座，將利用與各種VR設(shè)備建立一個虛擬交流空間。這個交流空間的內(nèi)容和主題，不受參與者的位置或地理限制，可以非常便利地參與和觀看，藥物的詳細資訊，以及器官、細胞和藥物分子結(jié)構(gòu)的3D影像。

倫敦醫(yī)生使用微軟的增強現(xiàn)實護目鏡減少COVID-19暴露

根據(jù)BBC新聞報導(dǎo)，在疫情爆發(fā)期間，英國已有100多名國家衛(wèi)生系統(tǒng)的工作人員死亡，而且還有更多的人受到感染正在醫(yī)治當中。許多學(xué)者專家都表示，對於醫(yī)護人員來說，目前並沒有足夠的個人防護設(shè)備，因為至少還要在COVID-19的環(huán)境中生活一年，可能會更久。因此期望能夠有一個安全的解決方案，來讓醫(yī)護人員安心的進行診治的工作。

倫敦的醫(yī)院正在測試微軟的HoloLens技術(shù)，期望能以降低醫(yī)生接觸冠狀病毒（COVID-19）患者的數(shù)量，該計畫如果能成功，可能會在整個國家衛(wèi)生服務(wù)中推廣。戴著具有擴充實境能力智慧型眼鏡的醫(yī)師，可以利用微軟的Teams視訊會議軟體，將病人檢查的影像和音訊播放給房間外的同事。利用這樣的技術(shù)平臺，可以最大限度地降低醫(yī)護人員暴露在高風(fēng)險環(huán)境的次數(shù)，也減少了所需的防護設(shè)備數(shù)量，根據(jù)微軟提供的資料，這些設(shè)備使醫(yī)療人員接觸疾病的時間減少了83%（圖3）。

圖3 : 利用HoloLens成功使醫(yī)療人員接觸疾病的時間減少了83%。 （source：微軟）

另一方面，也能讓患者利用遠端視訊在無壓力下，輕鬆得和醫(yī)師交談，以及聽取檢查的結(jié)果。冠狀病毒的大流行，推動了各醫(yī)療機構(gòu)大量採用這樣的技術(shù)平臺，這些平臺允許病人和醫(yī)師在毫無疾病傳播的風(fēng)險下完成診療。

然而迄今推動HoloLens在醫(yī)療中的應(yīng)用，並不是非常順利，因為許多醫(yī)生都反映個人防護設(shè)備經(jīng)常擋住感測器，因此產(chǎn)品似乎還需要進行一些修改。此外，這個產(chǎn)品平臺還必須符合資料管理規(guī)則，將設(shè)備連接到國家衛(wèi)生系統(tǒng)的網(wǎng)路。目前，HoloLens的訂價是3000英鎊，也可以利用智慧手機進行多人視訊會議，並且同步存取醫(yī)療記錄和X光片。

在醫(yī)療的各種應(yīng)用紛紛展開

醫(yī)學(xué)教育

VISIBLE BODY 的「人體解剖圖譜」是一款 AR 應(yīng)用平臺，可以3D方式查看男性和女性解剖模型。只要利用手指就可以在解剖模型上旋轉(zhuǎn)、放大和縮小，並從各個角度和比例下，觀察人體解剖結(jié)構(gòu)。同時還可以再現(xiàn)肌肉和骨骼運動的影片，更深入地了解人體結(jié)構(gòu)。

由Jolly Good、日本醫(yī)科大學(xué)醫(yī)院、京都化學(xué)聯(lián)合開發(fā)的「急救救生VR」是一款可在VR中體驗急救醫(yī)療。在與時間賽跑的過程中，急診室的人和物的移動，與正常手術(shù)室的移動有很大的不同。通過在真實VR中以重複模擬緊張感，獲得更多的急救經(jīng)驗和熟悉度。

美國斯坦福大學(xué)開發(fā)的「The Stanford Virtual Heart」，讓學(xué)生利用VR學(xué)習(xí)和瞭解患有先天性心臟病的心臟。戴上VR頭盔後，透過控制器旋轉(zhuǎn)VR空間中描繪的心臟，觀察心臟內(nèi)部，以準確識別心臟的結(jié)構(gòu)、血流和異常區(qū)域（如室間隔缺陷和瓣膜疾病）。更可以在手術(shù)前，用來向病人的家人解釋手術(shù)，幫助他們更清楚地瞭解疾病和手術(shù)內(nèi)容（圖4）。

圖4 : The Stanford Virtual Heart可以利用VR技術(shù)學(xué)習(xí)和瞭解患有先天性心臟病的心臟。（source：stanfordchildrens.org）

應(yīng)用在復(fù)健

日本mediVR的「mediVR Kagra」是一種利用VR技術(shù)的復(fù)健醫(yī)療設(shè)備。它定量評估了步態(tài)障礙患者的姿勢平衡和認知能力，主要是患者坐在椅子上，在進行伸手動作時，在可以透過VR技術(shù)建立的三維空間中伸手尋找座標。而所獲得的定量資料將被用於復(fù)健訓(xùn)練內(nèi)容，因為復(fù)健訓(xùn)練內(nèi)容往往取決於個別治療師的能力，並在適當?shù)臅r候進行指導(dǎo)（圖5）。

圖5 : mediVR Kagra可以透過VR技術(shù)建立三維空間座標。（source：mediVR）

遠程醫(yī)療應(yīng)用

「STAR（增強現(xiàn)實遠程指導(dǎo)系統(tǒng)）」是美國為了軍事目的，利用AR技術(shù)所開發(fā)的遠端醫(yī)療系統(tǒng)。透過STAR系統(tǒng)，可以讓當?shù)氐耐饪漆t(yī)生將視野分享給遠端的醫(yī)療專家，再透過AR指導(dǎo)外科醫(yī)生在病人身上的切口位置，以便能順利地進行手術(shù)。

位於英國的Proximie也有類似的系統(tǒng)產(chǎn)品。最初開發(fā)的目的是利用音訊、視訊和AR技術(shù)，為醫(yī)療資源有限地區(qū)或高風(fēng)險地區(qū)的外科醫(yī)生，提供遠端教育和支援，目前該技術(shù)已經(jīng)能夠進行即時手術(shù)，不僅在英國，在其他歐洲國家、美國的醫(yī)院也已經(jīng)被廣泛採用（圖6）。

圖6 : 目前Proximie已能夠應(yīng)用在進行即時手術(shù)。（source：Proximie）

在世界各地都存在著醫(yī)師集中在大城市，醫(yī)療院所分佈不均，甚至農(nóng)村地區(qū)的醫(yī)師嚴重短缺的問題。所以，可以突破時空與地域性限制的AR/VR技術(shù)，相信在醫(yī)療救治支援和教育的應(yīng)用，未來將會變得越來越重要。

另一方面，隨著技術(shù)的進步和設(shè)備的低成本化，AR/VR技術(shù)也越來越容易被導(dǎo)入應(yīng)用，在即將到來的5G時代，更可以達到毫無延遲地進行大量的資訊傳輸，而讓XR + 5G 的平臺在醫(yī)療的領(lǐng)域有著更廣大的應(yīng)用性。

**刊頭圖 （source：Training Industry）