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傳統人工髖關節置換手術高度仰賴醫師經驗判斷,現有高精度導航設備或機械手臂系統成本又相當昂貴,國立臺灣科技大學電機工程系謝易錚教授研究團隊,結合混合實境(Mixed
Reality,MR)技術,透過頭戴式裝置將病患骨骼3D影像即時疊加在醫師手術視野中,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。系統也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。
謝易錚教授指出,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,並透過光學量測平臺分析定位誤差,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,團隊也曾進入手術室觀摩完整手術流程。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。電機系碩二生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;電機系博三生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;另一名電機系博一生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。
這項研究去年(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。