醫生人在哪?觸覺科技:手術室裡的3D實境

六月 18, 2013
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遠端手術:要去離你最近的醫院嗎? [資料來源Slate.com]

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位元和位元組摸起來是什麼感覺?是像你打的美式足球電玩裡球員被擒抱後,手中的遙控器所發出的那股轟隆感嗎?還是像飛行器的模擬控制輪遇上亂流時產生的顛簸?有如3D黏土那種橡膠似的彈力?還是有如滿佈細小裂縫的考古遺跡般脆弱易碎?

以上皆是。

一個倫敦的外科醫生,替一位遠在約翰尼斯堡的病人動手術時,這些位元和位元組,摸起來是否就如同人體多變而獨特的組織?一點也沒錯。

我們此刻所談的這種科技就叫做「觸覺學」,絕大多數的我們,其實都體驗過這種科技形式,最普遍能見的例子就是具有震動功能的手機。觸覺科技提供兼具動覺與觸覺的力回饋,給置身數位世界的使用者,有時還伴隨著真實的3D導覽。因為能夠「感覺」到虛擬物件,觸覺科技讓我們穿越單面的虛擬體驗,進到一個更貼近真實、更完整,並在某些情況下,更安全的互動交流。觸覺科技與原本已具驚人潛力的3D攜手合作,更能成為走在時代尖端且造福人群的醫療應用。這點我們稍後很快會談到。

首先,要先談談醫療機器人的部份。自從1980年代中期,醫療機器人已經在各種類型的手術上佔有一席之地,它們精準、容易使用、能避免因疲勞而起的手震(例如AESOP, ZEUS 和da Vinci Surgical System等外科手術機器人),因而造福了許多人。有這些系統輔助,外科醫生基本上能在手術房將這些機器視為自己身體的延伸。不過2011年的Lindbergh operation—位在紐約的外科醫生幫遠在法國的病人動膽囊切除術—又是另一個新開端,表示克服遠距離障礙、執行遠端手術這件事的可能性隨之大增。然而,有機器人協助的外科手術,尤其是遠端手術,仍不如想像中普及。為什麼?大部分原因,是出在這些系統還無法產生觸覺與力回饋。

最主要的考量還是病人的安危。當外科醫生無法感覺到自己的動作力道時,她必須倚賴其他感官來進行手術。問題是其他的感官不如觸覺有效率,且醫師容易對原本應自動化的動作與步驟過度思考。因此,手術過程要是出現併發症,缺乏觸覺會影響醫師的應變決策,特別是當醫生人根本不在那裡時。在視覺還沒來得及分辨前,觸覺能警告醫生,為他判斷是否切得太深;觸覺還能讓醫生控制每一台儀器的一舉一動。

更深入來說,絕不能低估人類的觸覺在醫學中所扮演的角色,因為醫學的本質始於人性。換言之,醫學之所以可行,是由某一人來扮演另一群人的機械師,他必須瞭解所有醫療行為的重要性,然後運用必要的感官加以執行。觸覺,是醫生與病人之間的連結。

這帶我們回頭思考觸覺科技這件事,以及未來它可能為醫療帶來的巨大進展。想像一下,當遠端手術的科技介面變得非常真實,真實到就算是遠隔重洋外的倫敦外科醫生,也能清楚感覺手術切割時的阻力、關節內窺鏡的穿刺感、和縫合傷口時的拉鋸。想像一下,世界知名的醫學專家,利用遠端手術深入偏僻或醫療資源缺乏的地區,安全地治療病人,讓病人不必離家太遠,或因地理因素而無法就醫。Lindbergh的手術案例告訴我們,這樣的未來並非遙不可及。能列入考量的還有此例:就在今年四月30日,來自波士頓兒童醫院的醫生,示範了首次的「矇眼」模擬手術;模擬過程中,外科醫生憑藉機器來執行手術步驟,除了觸覺以外,其餘感官都沒用上。醫生們利用觸覺科技完成了這個挑戰。現在只是時間早晚問題,等到網絡條件充足了,機器人、醫學和觸覺科技終究會合而為一,讓一切成真,並普及世人。

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Warren Selman醫生,和Surgical Theater的觸覺手術演練平台 (Surgical Rehearsal Platform, SRP)

同時,已經有外科醫生積極使用觸覺設備和病人專屬的3D虛擬模型,來佈署複雜的手術、演練過程、並使用開創性的技術。觸覺科技甚至也應用至雕塑與設計先進的醫療植入物,在植入手術前確保適用。有了觸覺的幫忙,醫療的璀璨未來,容我這麼說,「觸手可及」。

隨著這些發展與進步,身為發明家的我們也正努力不懈地往前邁進,期盼走向虛擬位元及位元組能與現實融合的境地。我們可以憑雙手雕塑數位設計,可以同時身處兩地執行遠端手術,可以模擬各種緊急事件與併發症。我們可以進一步探索那些長久以來看似不可能實現的選擇,化不可能為可能。讓我們持續發明創造吧!

– 3D 煉金術士

(和Josh O’Dell共筆)

 [原文]


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