面臨外科手術的病患往往想問醫師「到底會怎麼下刀」，希望知道自己可能面臨什麼樣的手術過程，但即使醫師透過各種檢驗圖像解釋，往往還是有力不從心之處，病患也聽得霧煞煞，台大醫院團隊為幫助患者與醫師溝通、也為了保留急、重、難、罕病徵手術的重要教學資料，為患者建立 1:1 的 3D 建模影像，並導入「元宇宙」概念，讓患者能透過 VR「看到」自己的病。
37 歲的唐小姐是台大醫院「元宇宙手術模擬平台」的起點、也是首例收治個案，近一年前因右上背部疼痛與右手臂酸麻，在美國經檢查發現一顆 5.1 公分的纖維樣瘤，且已侵犯到第一到第三對肋骨，且腫瘤緊貼右手鎖骨下的動脈、靜脈與神經叢，手術稍有不慎，就會導致右臂癱瘓。
3D 建模幫患者了解病情
唐小姐說，台大醫院外科部主任陳晉興看到她的 CT 和 MRI 影像時眉頭緊蹙、久久不發一語，並告訴她這個手術難度很高，但接著告訴她，可以用 3D 儀器把腫瘤神經都展示出來，手術前用 3D 透視的方式，把腫瘤和周邊骨骼、血管、神經等位置展示出來，她才第一次知道腫瘤的位置長這樣。
此外，唐小姐表示，團隊做出的 3D 透視建模不只讓她看到自己的腫瘤位置，醫師也用那個圖告訴她團隊會怎麼下刀、怎麼切開、怎麼把腫瘤拿出來，「讓我對手術理解、對手術信心提升幫助非常大，對病人與病人家屬手術前判斷有很大幫助，甚至可能降低醫療糾紛發生可能性」，術後 3 個月她也已經能像以前那樣彈奏最喜歡的鋼琴、也能像以前一樣開車接送孩子。
3D 建模打造「數位孿生器官」
陳晉興說，纖維樣瘤即使在大型醫學中心，一年也不見得能遇到 10 例，屬於相當少見的病徵，且藥物治療、化學治療的效果都相當有限，最有效方案是手術切除，但也有因為纖維樣瘤導致手臂必須切除的情況，且患者術後高機率出現右手癱瘓，因此相當棘手。
針對本次採用 3D 建模的方式來對患者展示病情，陳晉興說，此一概念其實是要用虛擬 3D 列印來打造「數位孿生器官」，是未來應對高難度、跨科別手術的新里程碑，除了唐小姐提到的用於病情討論、醫病溝通外，也可用於醫師術前模擬、統合為教育訓練平台，應用於急、重、難、罕病徵。
在虛擬世界尋找最佳方案
此次與台大醫院團隊合作、提供技術支援的台大資訊網路與多媒體研究所教授洪一平表示，此類 3D 建模的概念屬於「元宇宙」的應用，是「以假修真」的策略，患者器官建模透過各類醫學影像資訊整合產生，醫師可以在這樣的數位孿生器官做手術模擬，失敗了還能重來，藉此尋找最佳手術方案。
陳晉興也提到，此次唐小姐的手術也有透過數位孿生器官進行模擬，最終才決定從正面動刀、切除腫瘤，另一位罹患縱膈腔類癌的患者也有應用到此一技術，當時患者腫瘤已經超過 10 公分大，並包圍心臟龐大血管與氣管、造成患者呼吸困難，考量手術的複雜性，當時也透過 3D 虛擬實境進行術前模擬。
保留重要罕病資訊
此外，台大醫院教學部主任盛望徽表示，醫學生從實習到住院醫師、再到醫生養成並不容易，需要有學習機會與經驗累積，元宇宙虛擬學習可以提供好的平台、突破既有醫學教育，更保障病人安全，讓醫師事先熟練、規劃手術，進而與患者溝通討論，確保學習者權益，得到應有的經驗累積。
陳晉興說，相關技術還在研發階段，目前應用於 2 位患者，因牽涉患者個資、需要把原始個人影像上傳到電腦，提供給非醫療的技術人員操作，故需要經過病患授權，且已通過倫理委員會審查、正在持續推進中。
對於相關教學應用，陳晉興說，希望未來只要做好一個病人的實體、虛擬 3D 建模後，都可以放在教學部，讓後來的學生學習困難胸腔手術時可以去查詢、調閱，並擴展到外科、外科系，如骨科、泌尿科等都很重要科別，拓展成全台大醫院、全台灣的教學系統。
文／林志怡 圖／孫沛群
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