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VR新視界 醫學教育大翻轉
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VR新視界
醫學教育大翻轉

文 / 許凱程  中國醫藥大學附設醫院
人工智慧醫學診斷中心主任

智慧醫療浪潮來襲,VR(VirtualᅠReality,虛擬實境)在科技的快速發展中成為新的潮流。VR結合三項重要元素(3I):融入性(Immersion)、互動性(Interaction)及想像性(Imagination)。(曹雨,2016)讓體驗者於三維立體空間中,對空間內事物產生控制感或與其互動,進而產生身歷其境的沉浸感,與近來熱門的元宇宙的概念密不可分。
隨著醫學教育不斷精進與發展,醫學生的學習方式也隨科技演進而不停地改變。因應有限的醫療訓練資源,促使醫師逐漸採用虛擬實境技術作為自我訓練、教學、手術前置作業、初步診斷、緊急訓練、疼痛與壓力管理治療等各種健康照護與醫療應用。

借助VR輔助解剖醫學  提升教育訓練品質
因應醫療行為的特殊性,許多醫療情況或環境往往因素無法重現,以至於在分享經驗或是制定標準流程時,只能用憑空想像的方式進行討論或是經驗傳承。而VR醫療提供之沉浸式學習環境,創造出擬真的環境與突發事件可增加特定任務培訓機會,降低醫療疏失發生及大幅提升醫療品質。
VR應用於醫學教育解剖學是第一步,進而擴及臨床技能訓練、診斷、手術、分散疼痛等。多數醫學院校在上解剖課時,因大體的捐贈數量有限且無法重複使用,學生能夠練習的機會不多,外科醫生很難磨練其技能。中國醫藥大學率先引進VR虛擬解剖桌和手術模擬平台,借助VR輔助解剖醫學,可多角度自由審視肌肉及各個器官到骨頭、神經、血管等,並依個人需求逐一拆解、旋轉任一結構,並於面板上出現相應的文字說明(圖二)。數位化解剖此項輔助工具,大幅提升臨床醫療教育訓練品質。
術前規劃也是VR醫學的一項重大應用,VR提供醫療及護理人員於執行困難複雜手術之前,事先做好準備。如VR應用在困難的顱底手術,更能避開腦神經血管,讓手術傷害降到最低(圖三)。

VR實境診視  在南投地利村啟動
在CPR急救之前,VR可協助確認周遭環境之模擬訓練、排除危險的事物(如:火源、易觸電物),再進一步至CPR時的按壓速度、頻率、深度,軟體都可以精準測量,告訴使用者是否準確(圖四)。
未來醫療科技想像,也可能出現虛擬醫生,促進醫病共享決策SDM (Shared Decision Making),提升醫療水準及病人健康安全。例如:虛擬臨床診療訓練系統,醫學生可利用VR模擬問診,虛擬病人以即時提供語音回饋來評估問診是否切中核心。搭配內建醫學知識庫、生理訊號模擬器及AI人工智慧,提供沉浸式單人或多人參與式模擬問診間。如中國附醫在南投信義鄉地利村啟動導入AI智慧醫療及VR實境診視,提供眼科、皮膚科、耳鼻喉科和急診診療。醫師與護理師穿戴VR裝置即時診視長者皮膚狀況(圖五)。

中國醫藥大學  VR應用在中醫和復健醫學
VR在中醫的應用也非常廣泛,中國醫藥大學於中醫VR應用有:1.中醫針灸VR:系統整合人體解剖,如皮膚、呼吸系統等人體器官系統與結締組織,扎針過程當中深度角度的模擬、旋轉、放大、縮小以及教學考核等等,都融入到系統。2.中藥辨識VR透過虛擬採藥模擬系統,模擬採集和辨識全國各地各種藥用植物,模仿中藥材產地加工,或加工直介面服飲片、艾灸條等,瞭解中藥材生長環境、植物形態與粉末,標本製作和鑑定的全過程。
此外,VR也可應用於復健醫學,除了可增加即時互動關係,也增添復健運動之趣味性,如:VR練氣功。VR還能夠協助醫生在治療過程中,以有趣、溫暖的情境來移轉病患的注意力,有效降低治療的疼痛感,例如:血友病抽血過程、燙傷病患的換藥流程、手術後各種類型的復健等等。美國聖地牙哥的新創公司DreamStreamᅠVR的虛擬實境頭戴顯示器(Oculus Rift headsets)也是VR分心療法的其中一種運用。

VR軟體開發更純熟  新興教學更普及
在神經及精神性疾病治療方面,可利用視覺化多媒體技術模擬情境,幫助失智病人的懷舊治療,矯正及治療創傷後壓力症候群(PTSD)、憂鬱症、妄想症、被害妄想症、暴食症、懼高症、吸毒和賭博成癮等精神疾病,在醫師的指導下自閉症兒童還能從中重獲社交技能。
結合在醫療上的多元應用,相信未來VR將可觸及更廣泛的領域。根據ABIᅠResearch(國際商學期刊全文資料庫)預估,醫療與健康照護產業的虛擬實境服務產值將從2017年的890萬美元,2022年預估增加到2.85億美元。說明隨著VR技術不斷發展,許多醫療組織都開始嘗試新應用之趨勢(黃嬿,2017)。然而,VR雖為現今科技產業趨勢,許多廠商爭相投入開發,但鑒於部分限制,如:長期配戴易產生眩暈感、硬體成本高及適用對象未達全面等。最關鍵的是大多教師對於此新世代的科技相對陌生,故VR在醫療教育的推廣與發展僅處於起步階段,實際應用案例仍很少見。
若待未來VR硬體價格更親民、VR軟體開發更純熟之時,此新興教學才能更為普及。未來從解剖生理教學、客制化VR學習教材開發、臨床技能訓練 (OSCE)、藥物開發、疼痛管理、到復健等將會更廣泛應用。其中,最為代表性的應用為遠距醫療。透過VR,將不再侷限於地域限制,除了遠距會診教學,在線VR協作可讓世界各地的用戶共同協作並解決各類問題,從而幫助學生學習、老師教學、醫事人員進行訓練及醫病溝通等,顯著提升學習成效及醫療品質。

參考文獻:
1.  曹雨(2016)。虛擬實境狂潮:從購物、教育到醫療,VR/AR商機即將顛覆未來的十大產業!台北:商周出版
2.  高毓霠(2016)。虛擬實境 VR、AR 進入生活。禪天下,137 期。34-39。
3.  湯其暾(2017)。虛擬實境結合實地解剖實驗 醫學生訓練手術有請VR老師。2017 年 5 月 21 日。聯合報。取自
https://health.udn.com/health/story/10561/2473517
4.  關嘉慶(2017)。虛擬實境精準醫學北榮導入 VR 手術訓練。 2017 年 5 月 19 日。聯合報。取自 https://www.health-news.com.tw/news/article/34341
5.  黃德昌(2000)。影像處理與虛擬實境在醫學上的應用。中央大學機械工程研究所。
6.  黃嬿(2017)。治療應用見成效,2022 年醫療 VR 應用產值達 2.85 億美元。科技新報。 2017 年 10 月 31 日。取自 https://technews.tw/2017/10/31/medical-vr/


圖說
圖一、VR的演進過程與技術發展 (圖 / 許凱程 ; 資料整理自台灣電信月刊106年1-2月號)
圖二   多人體驗VR團體教學空間示意圖 (圖片來源:Microsoft HoloLens官網)
圖三   外科醫師術前準備示意畫面 (圖片來源:HTC VIVE官網)
圖四   Lifesaver VR教導市民做心肺復甦法 (圖片來源:The British Red Cross Society、ETR、英國復甦協會、Wanadev)
圖五、中國附醫皮膚科醫師與南投信義鄉地利門診利用VR視訊遠距門診 (圖片來源:自由時報 2021/09/08 23:0)