友善列印 - 臺科大電機團隊結合MR導航提升髖關節手術精準度

臺科大電機團隊結合MR導航提升髖關節手術精準度

國立臺灣科技大學電機工程系謝易錚教授帶領研究團隊，結合混合實境（Mixed Reality, MR）技術，透過頭戴式裝置將病患骨骼3D影像即時疊加於醫師手術視野中，可協助判斷人工髖關節植入的位置與角度。

「即視髖人工髖關節手術導航系統」（AccuHip）透過即時影像導引，讓醫師在手術中精準辨識病灶、重要血管或神經，讓Safe Zone(安全區域)可視化。

謝易錚教授表示，系統的研發源於臨床需求。傳統人工髖關節置換手術高度仰賴醫師經驗判斷，而現有高精度導航設備或機械手臂系統成本昂貴，因此團隊與臨床醫師合作導入MR技術，發展更直覺且更具效益的手術輔助方案。

系統透過人體骨骼模型（sawbone）在實驗室模擬測試，並依照實際手術流程進行驗證，確保系統精準度符合臨床需求。

謝易錚教授指出，透過MR技術，醫師在手術過程中無須頻繁查看外部螢幕，而能在同一視野中即時掌握關鍵資訊，達到「眼到手到」的直覺操作。系統可即時顯示植入物的傾斜角與前傾角，有助降低手術誤差，同時減少對額外影像檢查的依賴，在提升手術精準度的同時降低輻射風險。

臺科大學電機工程系謝易錚教授(左一)帶領學生利用示波器開發電機相關技術。

在系統開發過程中，團隊也面臨多項技術挑戰，包括如何在動態且高干擾的手術環境中維持影像定位精準度，以及如何將醫學影像資料轉換為可即時計算的演算法。博士班學生、團隊隊長鄒承儫表示，目前系統主要透過人體骨骼模型（sawbone）進行模擬測試，並依照實際手術流程進行驗證。團隊會在模型上模擬完整手術步驟，並透過光學量測平台分析定位誤差，以確保系統精準度符合臨床需求。

為使系統設計更貼近實際醫療情境，團隊亦曾進入手術室觀摩完整手術流程。團隊成員電機系博三鄒承儫表示，透過觀察臨床手術，工程團隊能更深入理解醫療現場的需求與限制，進而調整系統設計。他也提到，第一次近距離觀察手術時需要克服心理壓力，但這樣的經驗也讓團隊對醫療工作的專業與嚴謹有更深刻的體會。

在系統開發過程中，團隊成員各自發揮專長分工合作。電機系碩二林哲揚負責將醫學文獻中的手術步驟與解剖定義轉換為數學模型，並開發相關演算法；電機系博三吳家瑄負責實驗設計與精準度驗證，並與醫材廠商交流定位技術；另一名博士生電機系博一陳淳則專注於系統測試與模型調整，透過反覆驗證提升整體穩定性。

本研究亦與輔大醫院骨科醫師張書豪合作，將臨床經驗導入系統開發。謝易錚教授指出，醫工跨域合作的關鍵在於「以需求為導向」，臨床醫師能提供第一線需求與建議，協助研究團隊更精準掌握實際應用情境。他也強調，跨領域合作往往需要長時間溝通與磨合，對學生而言是一段相當寶貴的學習歷程。

臺科大電機工程系謝易錚教授(中)帶領研究團隊陳淳(左一)、吳家瑄(左二)、林哲揚(右一)、鄒承儫(右二)參加「資訊應用服務創新競賽」榮獲資訊應用組（IP9）第一名。

謝易錚教授(左一)和輔大醫院骨科醫師張書豪(中)合作，以「人工髖關節手術結合MR導航輔助系統」獲得國內生醫與健康科技領域重要指標性獎項的「第21屆國家新創獎」，臺科大國際事務長葉穎蓉教授(右一)亦共同參與此作品。

團隊在去(2025)年參加「2025第三十屆大專院校資訊應用服務創新競賽」，不只以「人工髖關節手術結合MR導航輔助系統」榮獲資訊應用組（IP9）第一名，更獲得國內生醫與健康科技領域重要指標性獎項的「第21屆國家新創獎」殊榮。獲獎不僅肯定團隊在智慧醫療研發上的成果，也展現臺科大長期推動跨域學習與實務應用的成效。謝易錚教授進一步表示，研究訓練除了培養學生的技術能力，更重要的是讓學生學會面對真實問題並持續嘗試與修正。未來團隊希望爭取經費以持續優化系統，朝通過台灣醫療器材認證（TFDA）與臨床應用推進，並評估應用於手術教學與醫師訓練等領域，以提升手術品質並拓展智慧醫療應用。

謝易錚教授（右一）帶領臺科大電機系學生進行系統研發與實驗，他長期指導學生參與研究與競賽，培育許多具備跨域研發能力的工程人才。