台灣眼科醫師打造 AR 顯微鏡，擊敗麻省理工學院奪冠

白內障，是「致盲率」最高的眼睛疾病。全球 4 千萬名失明人口中，有半數是因為罹患白內障，卻未接受手術治療引起；台灣的白內障患者人數，更從 2013 年起正式突破百萬。

這項手術的意義重大，但對眼科醫師來說，要學習如何動刀，過程無比艱辛。

「 白內障手術最重要的關鍵步驟，需要在像是直徑不到 1 公分的鮪魚罐頭上面，打開一個完美的圓形開口。 」眼科醫師黃宇軒說，要是開口太大、裂開，就可能影響患者術後的視力。

▲ 實際執行白內障手術時，眼科醫師得像這樣，透過眼角膜表面切開的開口，用鑷子將囊袋撕出圓形。（Source：黃宇軒）

白內障手術「出師」慢，AR 來幫忙

難的是，一名眼科醫師要「出師」，獨當一面完整地執行手術，至少需要 2 年訓練時間。主要原因是，時至今日的訓練方式，是將「豬眼睛」、「矽膠眼」等輔助器材放置顯微鏡中，由學生操作模擬、老師透過副鏡（助手鏡）指導。可是鏡頭底下，只能知道犯了錯，卻不知道手部動作何時有誤，得不時抬頭轉移視線，過程並不友善。

另一方面，傳統教學診模式也沒辦法確保學生的學習進度，因為器材模擬終究與人體有所差異，而絕大部分的住院醫師練習不足，其實無法獨力完成手術，導致「出師」時間緩慢。這也是黃宇軒最在意的地方，該怎麼做，才能讓新手醫師快速地進步。

CatAR 顯微鏡，就是一款滿足基礎訓練與判斷學習成果的白內障手術教學儀器。

▲ CatAR 顯微鏡是由台大資訊與多媒體所 Scope+ 團隊打造而成，多次獲得國際會議肯定。（Source：黃宇軒）

2015 年，這台 CatAR 顯微鏡仍只是第一階段雛形，命名為 Scope+，卻在人機互動與使用者介面設計領域的頂尖國際會議  UIST 上，擊敗麻省理工學院、日本產業綜合研究所、迪士尼研究中心等機構，獲得 Best Demo 第一名。

負責領軍的黃宇軒，既是眼科醫師，同時也身是台大資訊網路與多媒體研究所博士候選人。骨子裡的資工魂，讓他一直對於創新這件事，難以忘懷。

現年 38 歲的他，從小學 3 年級就開始對寫程式有興趣；就讀長庚醫學系 5 年級時，也曾經和同學組隊參加全國程式設計競賽、通訊軟體競賽，寫出醫療軟體《掌心華陀》和遊戲《幻境迷城》，分別拿下亞軍和冠軍成績。

雖然沒有全力投入資訊領域，但進入台大眼科實習後，黃宇軒發現，「醫院裡很多事情仍是用傳統方式解決」，例如科內當時共有 13 種類型的儀器，數量僅次於 X 光科，但並都無法把影像送進醫療影像系統（PACS）裡，因此開始協助台大建置整合系統。

▲ 黃宇軒雖然擁有豐富眼科執業經驗，但無論是實習、工作，他都不斷思考如何將醫療結合資訊科技。

這段經歷，讓他重新以資工人的角度思考，是否可以加強自己，改善醫療院所的許多問題，「因為工程師和醫生溝通，往往會出現許多斷層，無法了解對方的專業語言。」

醫師身、資工魂，帶頭打造 AR 顯微鏡

因此，黃宇軒選擇攻讀台大資工博士，和學弟妹共同創造出這台 CatAR 顯微鏡。從過去的 Oculus、hTC VIVE 顯示器，結合 3D 列印機等零件，全手工拼湊而成，僅能告訴眼科學生如何「畫圓」；到現在，提升成雙眼 4K 解析度，並加入真實手術的操作鑷、擁有五階段的訓練課程，克服不少難關。

台大資工所畢業生、團隊成員之一的張皓宇認為，顯微鏡主題不只小眾更有困難度，因為過程中任何細微的改變，對於顯微鏡的干擾都很龐大。另外兩名成員游子杰和蔡沛軒，則是對當初熬夜 coding，大雨天跑去光華商城買零件的過程印象深刻。

雖然產品已在學術上獲得不少掌聲，但黃宇軒最大期待仍是將 AR 顯微鏡運用在眼科場域裡。因此在 2017 年 3 月，他展開了一場實驗，找來 28 位資歷不同的眼科醫師，「希望系統能夠判斷出菜鳥醫生和專業醫師使用上的差異。」

▲ CatAR 使用方式與一般顯微鏡相同，眼科醫師直視前方鏡頭，就會看到手部程式模擬教學。（Source：黃宇軒）

結果發現：透過電腦 3D 重建的操作場景，確實能讓眼科醫師更了解操作顯微鏡、撕開水晶體囊袋的過程。

「像打電動一樣很有趣！」三軍總醫院眼科部住院醫師林宜鴻認為，對於第一年的住院醫師來說，CatAR 確實能縮短白內障手術的學習曲線。台大醫院眼科部主治醫師劉欣瑜則表示，系統大小、解析度都比傳統練習用的豬眼逼真；對於壓迫傷口的警示系統也能提醒作者需要加強的部分！期待能正式應用在訓練手術的課程裡。

而這項研究，也即將在今年 4 月的人機介面研討會CHI上正式發表。

不過，眼科訓練白內障手術並非都是走傳統路線，目前還有一套德國生產的軟體，能做為訓練使用，但要價不斐，售價約在新台幣 500 萬至 1 千萬之間。

眼科同業按讚，下一步拚量產

對黃宇軒和 CatAR 來說，學術上的肯定已經足夠，下一步的考驗，就要直接面對市場了。

「 醫療領域其實很保守，95 分的新品牌和 90 分的舊產品，往往被採用的是後者。 」他表示，自己正在籌備成立公司、聘用人才並找尋投資機會，因為接下來要打的是長期抗戰，需要投入大量資金才有機會成功。

▲ 在 CatAR 顯微鏡裡，醫科醫師能夠操作鑷子碰觸紅點和白點，訓練手部穩定度。（Source：黃宇軒）

特別是涉及製造醫療器材、專利、銷售通路等面向，其實都不是醫師訓練過程裡會碰到的考驗，因此「創業真的需要熱情」。

他笑說，自己現在雖然會鼓勵醫界學弟妹出來創業，但有時候也會想，「他們賺錢賺得好好的，有什麼誘因吸引人家呢？」加上醫療領域創業在台灣不太容易拿到錢，所以若政府期待，能有越來越多醫師，願意成為創業家，至少要提供更好的環境。

「創業，代表不只要拋下休閒時間，有時候也會拋掉家人和工作機會。願意這樣做的人，始終不會太多了。」黃宇軒說。

（本文由 數位時代 授權轉載）