裸視3D醫療顯示器 用於 x ray & CT

行動醫療走向可視化 顯示器技術上層樓 工商時報 拓墣產業研究所產業顧問柏德葳 2014年02月23日 01:272050年，在某區高速公路發生連環追撞車禍，緊急醫療隊透過垂直升降機從大型醫學級醫院趕至現場，消防隊早已把傷者移至安全地點，緊急醫療隊把29吋行李箱大小的緊急診療裝置移至傷者旁邊並打開，X醫生熟練地從裡面拿出佈滿精密電子感測器的手套套上，接著這雙已套上特殊精密手套的雙手，便握著其中一位傷者腿部檢查是否有骨折症狀。X醫生接著戴上可顯示3D影像的頭戴式透明顯示器，而這雙手套已把所診斷部位的影像與數據，透過無線傳輸到緊急診療裝置，再傳至X醫生的頭戴式透明顯示器，同時也透過人造衛星把診斷影像與數據傳至20公里外的醫院，與院方醫師共同診療傷者。最後X醫生透過診斷影像看出這是粉碎型骨折，且傷者有內部出血，需啟動緊急空中運輸支援。在分秒必爭下，一架垂直升降機火速趕到現場，消防隊與X醫生共同把重度內傷及骨折傷者移至垂直升降機，同時X醫生把兩片已下載診斷影像並顯示出來的可撓式顯示器彎折，分別安置在傷者的腹部與腿部上方，以利醫院急診小組快速判斷並進行有效的處理措施。垂直升降機以高速飛行抵達醫院降落平台，急診室小組緊急將傷者送至手術室，並透過兩片可撓式顯示器診察患處傷口情況，接著開始進行接骨、內視鏡微創手術清除骨頭細微碎片，以及吸引、縫合出血部位。這個2050年虛構場景，雖然類似電影情節，絕對是有可能發生的。透過即時診斷患處的可視化，讓緊急醫療隊快速診斷，在短時間為傷者進行有效的手術與處理，提高傷者存活機率，也是醫療服務及傷患所追求的目標。雖然現階段醫療電子器材裝置與技術未能做到上述情境，但在面板廠、醫療器材廠商與醫學級醫院等機構已開始合作開發醫療顯示器及產品實用化，未來行動醫療可視化的趨勢將日益明顯。

平面顯示器成長停滯新應用成燃眉之急 目前在醫療場合 上，利用TFT-LCD/AMOLED相關平面顯示器技術來進行醫療行為的情況並不常見；對面板廠、醫療器材廠商與醫學級醫院等機構而言，這正是一項備受期待的新應用領域。從醫療領域的可視化來說，最常看到的是X光片的拍攝與讀片、電腦斷層掃瞄、內視鏡診察及超音波掃瞄等，若能透過平面顯示器技術來優化部份的醫療可視化技術，將有助於提升醫療效果與效率。而面對既有市場的成展停滯，平面顯示器相關的廠商更應加速思索如何把握機遇，積極開拓新應用市場。

看好3D/4K於醫療應用日系大廠紛紛投入 以3D/4K的顯示器技術來說，是近期最受關注的技術。製造商端如日本松下、索尼、東芝等大廠，都十分看好3D/4K顯示器技術在醫療領域的應用，而且發展程度也不僅只於看好而已，即將進入快速發展階段，特別是以內視鏡進行手術的領域，發展最快。此之，影像診斷3D化在這2～3年內的發展也是相當迅速，為了符合醫療現場的穩定性、精確性等要求，相關廠商也積極運用各種原理，而開發支援可3D影像顯示的LCD顯示器裝置。日本索尼、台灣奇菱等大廠，在2D顯示醫療用顯示器的發展投入也相當積極。以索尼為例，2012年底發表用於醫療放射領域的20.5吋、2048×2560畫素、單色顯示的AMOLED顯示器，主要是利用OLED面板比LCD面板的黑色再現性等更為出色的優勢，將其作為能夠實現與X光膠片同等的醫療用影像顯示器方案。當然隨著3D/4K顯示技術在醫療應用的案例日漸增加，也促使市場需要性能更好的錄影機來記錄手術影像，而松下在2012年發表可支援3D影像的醫療用錄影機，索尼在2012年9月開始銷售支援3D顯示的錄影機，這些都隱含著醫療用3D錄影機市場需求的興起。至於在3D/4K醫療顯示器市場，東芝醫療系統公司於2013年9月宣布上市可裸視觀看醫療用立體圖像的醫用裸視3D顯示器，並作為東芝醫療系統的X光CT裝置Aquilion ONE/ViSION Edition的最高階選配件銷售，預計運用於腦外科手術及內視鏡手術等的術前模擬、向患者作說明和醫學教育等用途。其實東芝醫療系統早在2011年就開始與日本國立癌症研究中心共同推進，將裸視3D LCD TV技術應用於醫療領域的研究。而為了將X光CT裝置獲得的數據，轉換成具有臨床意義的3D影像，東芝也採取了與製造裸視3D LCD TV不同的處理措施。例如為了處理原始數據容量極大的X光CT裝置圖像，配備基於高性能GPU的高速模擬引擎，並且還基於全景方式的解析度特性，配備可使重點關注的數據區域一直保持最佳立體感的控制軟體。而東芝醫療系統也表示除要將其應用於產品線中其他X光CT裝置外，還計劃應用於X光CT裝置以外的圖像診斷裝置。至於在內視鏡手術的3D HMD與3D Monitor，索尼在2013年7月發表內視鏡手術用途、支援3D顯示的頭戴顯示器系統。系統主要由兩部分構成：（1）對內視鏡的影像訊號進行輸入輸出及控制等頭戴影像處理器單元；（2）佩戴在頭部的頭戴式顯示器。索尼2013年8月於日本上市，售價約為150萬日圓，年銷目標為1,000台。這套系統主要是設想與3D內視鏡組合使用，著眼於支援3D的內視鏡已逐漸進入市場，預計2015年外科用內視鏡將有20％支援3D顯示；另外，索尼與奧林巴斯的合資公司（Sony Olympus），醫療解決方案也著重於開發3D內視鏡。

技術發展雖好 瓶頸確實存在3D醫療顯示器技術與市場門檻相當高，除了需要高對比度、高解析度與高可靠度等規格外，還得符合每個地區如美國與歐盟等對於醫療器材管理法規的細項規定；也就是說，每個地區都有自己的醫療器材市場遊戲規則。目前如日系大廠商索尼、東芝、松下與奧林巴斯等，才能有本錢切入市場規模小、潛在商機大的醫療顯示器市場，畢竟這塊市場需要金錢與時間去通過繁瑣的醫療器材管理法規，才能進入攸關人命的醫療現場。而任何醫療器材包括醫療顯示器等，輸出到美國市場，必須根據美國境內的強制性規定，提交510（K）「Pre-market Notification（上市前通知）」予美國食品藥物管理局（FDA）進行合法批核。所謂的FDA 510（K）審查是美國政府強制為某些特定的全新上市，以及重新包裝後再上市的醫療與體外診斷器材，進行市場銷售的合法把關，由於其相應FD&C Act第510章節，故通常稱510（K）文件。除了美國之外，歐盟也有自己的管理辦法，台灣也有類似的醫療器材管理辦法，其中的第16大項，放射學科用裝置，P2010～P2050都是規範醫學影像的接收、轉換、顯示、儲存與數位處理的一種或一種以上功能的器材，甚至有類比數位轉換器、影像列印裝置等。其硬體組件可能包括工作站、數位化器材、通訊器材、電腦、錄影機、磁或光學磁片，或其他數為數據儲存器材及影印器材。其軟體組件可能提供有關影像操作、加強或量化的功能組件。根據日經報導，手術支援機器人相關高解析度醫療顯示器在全球市場年需求量可達約20萬台，並結合其他診療裝置如CT、MRI、X光與超音波掃瞄等設備搭配及系統整合，潛在商機龐大。除了韓系大廠如三星積極整合資源與其他廠商合作並切入醫療器材市場外，台灣業者如奇菱科技、鈺緯科技、佳世達、群創與鴻海等，亦積極開發這塊利基型市場。至於面板廠方面，除了日廠Japan Display、Panasonic LCD、Sharp與NEC LCD持續耕耘醫療用TFT-LCD面板市場外，群創（原奇美電子）可說已是全球醫療用顯示面板的第一大廠，其高解析度、高亮度及高對比的醫療面板產品，獲得醫療產業界認可，還擁有完整規格的產品線，可提供從130萬畫素至1,000萬畫素的產品，其中醫學影像用的超高解析度顯示器，可幫助醫生正確判斷病情。此外，投入頭戴式顯示器開發的晶奇光電，也曾投入醫療用的頭戴式顯示器的開發，不過礙於需通過相關醫療器材法規，才能上市銷售，至今僅止於少量客製化產品。由此可見，未來台廠若想切入醫療用顯示器市場，與醫療器材廠商、大型醫學院及當地政府相關單位如何密切合作仍是關鍵。