新加坡国立大学医学组织开展全息医疗研究

导读

只需通过一副全息头戴设备，就能将患者的脑部扫描通过3D全息影像的方式投射于空间之中，待进行手术时再叠加在患者头部，外科医生便能从不同角度观察患者的脑部3D全息影像，甚至只需挥一挥手，或是透过声音，便可提取资料、更改和控制已叠加在患者头部的全息影像。

凭借一副混合现实头戴设备便能“看穿”头颅，直接在手术台上确定颅内肿瘤位置，科幻电影中常出现的“透视”绝技，或已不再仅限于幻想。

新加坡国立大学医学组织（简称国大医学组织）已就全息医疗在临床护理中的应用展开研究与开发。这个研究项目旨在支持下一代临床应用的研发，提升病患安全，加强临床流程，并强化本科和研究生方面的教育。尽管全息技术在手术室内的应用仍处于初期阶段，国大医学组织希望能将这一技术用于各类手术领域中。

国大医学组织负责监督全息医疗项目研发工作的首席技术官严居渊副教授指出：“全息技术或能从根本上改变行医方式。尽早采纳让国大医学组织能站在医学混合现实方案发展的前沿，使我们成为在临床上使用这类科技的开拓者。”

全息医疗是医学界一个崭新领域，过去一年的发展已日益突出。负责国大医学组织全息医疗项目的新加坡国立大学医院（简称国大医院）肝胆外科副顾问医生高羽嘉补充：“全息医疗善用混合现实的概念，不仅能让我们充分利用真实环境，更允许我们与叠加在现实世界里的虚拟世界互动，让我们即便只是动一动手，也能控制处于真实世界里的虚拟物体。”

图片来源：新加坡国立大学医学组织

全息技术在脑部手术中的潜力

国大医院一组由神经外科医生所组成的团队已展开一项研究项目，评估能否在为患者做手术时使用全息技术来为脑瘤进行空间定位的可行性。

只需通过一副全息头戴设备，就能将患者的脑部扫描通过3D全息影像的方式投射于空间之中，待进行手术时再叠加在患者头部。通过由apoQlar推出的名为Virtual Surgery Intelligence (VSI)的 3D医疗软件，患者的电脑断层扫描就可以转换成全息影像。外科医生将全息图像叠加于患者头部后，便能从不同角度观察患者的脑部3D全息影像，甚至只需挥一挥手，或是透过声音，便可提取资料、更改和控制已叠加在患者头部的全息影像。

国大医院神经外科主任兼高级顾问医生姚进财临床副教授解释：“全息技术让我们能看见大脑内部的结构、看见血管。更重要的是，能辅助我们快速且精准地确定肿瘤位置，让我们能判断进行切口的角度和位置。30多年来，我们都在使用一种手持导航系统帮助我们导航及识别肿瘤位置。相比之下，这个新的混合现实系统能提供更直观的体验，因为我们能直接看见患者的头颅内部，不再需要在进行手术时不断抬头参照电脑屏幕上的图像。”

随着医生有可能更精准且快速地确定肿瘤位置，给予患者的照料与安全性也随之提升。不仅如此，一副混合现实头戴设备仅重约500克，或有一天能取代手术室内的一些大型器材，甚至能减少一些手术的辐射风险，例如脊椎手术就须利用X光扫描来引导金属植入位置。

国大医学组织已完成包括一项概念验证（proof of concept）研究在内的全息医疗首阶段研究计划。国大医院的多个部门，包括神经外科、整形外科和眼科等也已针对混合现实设备进行评估，并就其未来的发展领域进行探讨。进行评估的目的是为确认使用案例（use cases）；了解医生对这一技术的接受程度；就系统进行评估，以及评估长期与大规模使用全息技术的可行性和可持续性。

国大医学组织已制定一套全面的全息医疗路线图。这包括短期和长期研究项目、与现有医院系统做结合、让更多人使用这个技术的程序，以及提升医院基础设施来更好地支持这套系统。一些潜在的使用方案还包括实时传送图像等，以及使用人工智能等进行图像处理与预测性分析。与此同时，患者也可借助微软HoloLens 2更好地了解接下来需进行的手术步骤。

在能够采纳全息医疗技术作为主要临床方案之前，临床验证研究和各类测试至关重要。这包括将混合现实科技与现有临床实践等方面的黄金标准方案进行对比。对比内容包括混合现实科技的准确性、稳定性，以及潜在的风险与局限。这项科技也须在包括新加坡卫生科学局在内的相关监管机构注册后，才能直接用于治疗患者上。

持续加强业界合作

国大医学组织团队连同新加坡国立大学工程学院的工程设计与创新中心，已于2021年3月获得由国大医学组织与国立大学提供的10万新元工程医学科研经费。这笔资金将供团队开展一项与超声波扫描相关的项目。

与业界合作是国大医学组织研究与发展全息医疗的重要一环。国大医学组织分别与微软与apoQlar就全息医疗展开合作。国大医学组织接下来也会在现有合作基础上，继续探索新的合作机会，从而进一步推动混合现实在医疗领域的发展。

国大医学组织也有幸成为全息医疗协会的创始成员之一。这是一个由积极从事全息医疗相关研究与开发的临床医生、科学家和领域伙伴所组成的国际组织。这个协会的创始委员会中，有12人来自国大医学组织。这有助国大医学组织与世界各地的医院、研究机构与企业伙伴展开合作项目。

严居渊副教授强调：“我们不仅仅是全息医疗的终端用户，我们也希望能成为积极研发者，来验证这个科技在医学上的用途。我们会与伙伴机构合作，使全息医疗能客制化的同时，也更易于使用，以及适用于临床用途。”

微软全球医疗事业部亚洲业务负责人Keren Priyadarshini博士说：“过去一年的经验告诉我们，科技可以强化医疗工作者的能力，并辅助他们保护与拯救患者的性命。国大医学组织的全息医疗研究进一步证明了科技的创新使用方案，例如混合现实方案与微软HoloLens 2，有可能对医疗带来巨大的影响。善用科技的神经外科医生所进行的手术可能更安全、获得更好的效果，最终为患者提供更好的护理。我们很荣幸能与国大医学组织，以及区域内的其他临床医生合作，在未来的几年探索科技在全息医疗的各个领域中的全部潜能。”

apoQlar总裁Sirko Pelzl先生则指出：“全息医疗有潜力就多数甚至是所有医疗领域的医疗标准起到革新作用。我们很高兴能与国大医学组织这一世界知名教育医学组织合作，进一步提升给予患者的治疗水准与安全性。”

严居渊副教授补充：“科技的进步，尤其是混合现实领域的进步，为医疗业者开辟了新视野。通过融合人工智能、实时图像识别，以及模型预测，混合现实设备得以让临床医生具备那些以往被视为遥不可及的能力。”国大医学组织希望能在不久的将来，将全息技术推广至医学组织旗下的所有医院与医疗机构。