「精準手術」結合元宇宙與數位孿生技術：縮短手術時間、自動警示降低風險，單孔微創手術成功率再提升

手術進入元宇宙時代，結合數位孿生與延展實境（XR）科技，醫師能提前「進入」病人體內模擬操作，顯著提升精準度。台大醫院與廣達電腦合作開發的OpVerse平台，最快10分鐘完成1:1數位分身，手術導引更即時，誤差縮小至1公分，大幅降低風險。系統不僅協助微創手術定位，還能即時警示重要組織、加速醫師經驗養成。未來，相關技術將推展至更多外科領域與防疫應用，邁向個人化精準健康新時代。

健康平權, 元宇宙

採訪報導｜郭家和

元宇宙結合數位孿生　延展實境「導航」實現精準手術

融合數位孿生與元宇宙延展實境科技，外科醫學已能突破影像限制，落實精準手術願景。台灣大學、台大醫院與廣達電腦共同開發的「元宇宙手術模擬平台 OpVerse」，利用延展實境（Extended Reality, XR）技術，將病患的電腦斷層（CT）或核磁共振（MRI）影像轉換為1:1的數位孿生（Digital Twin）模擬，透過即時的虛實資訊重疊，與精準定位導航，大幅提升手術精準度。

台大醫院外科部主任陳晉興醫師指出，傳統手術主要仰賴電腦斷層影像，醫師需以經驗推測病灶與解剖結構的相對位置。「元宇宙手術模擬平台」可事先將患者身體結構資訊合成可互動的立體影像，讓醫師在手術前「進入」病人體內模擬操作，預先掌握血管分布、腫瘤深度與手術挑戰，建立更精確的手術計畫。

台大醫院外科部主任陳晉興醫師指出，結合元宇宙延展實境與數位孿生技術，現今外科醫師能在術前，利用OpVerse平台將CT或MRI資料快速轉化為1:1立體模型，並於虛擬空間中模擬操作、規劃手術路徑，大幅精化切口位置與病灶定位。這套系統不僅實現皮膚、血管、腫瘤等解剖結構的即時視覺化比對，還能在手術進行時自動警示，協助醫師精準切除，顯著縮短手術時間及提升成功率。OpVerse亦設有互動面板與免輻射訓練，幫助新晉外科醫師練習扎針、定位等技能，在安全環境下迅速提升操作經驗。未來，隨著設備日益輕薄，該技術將拓展至膽囊引流、肋骨與骨盆腔手術，甚至應用於神經外科及醫學教育領域，推進精準醫療的發展。

數位分身最快10分鐘完成　縮短手術時間誤差小於1公分

陳晉興醫師表示，以往數位孿生最大的困難是「數位分身」產生的時間與手術時的落差，現在OpVerse最快能在10分鐘內將CT影像重組數位孿生模型，並以1:1比例精準重疊於手術台上的真實病人。外科醫師透過原宇宙面罩進行操作就能「透視」皮膚、肌肉與骨骼，清晰辨識器官與腫瘤位置，不只可以即時指引病灶所在、協助判斷切除路徑，並在接近重要血管或器官時自動發出警示，降低手術風險。

以肺癌現今主要外科術式單孔微創手術為例，通常切口小於兩公分，對一公分以下微小結節的定位極具挑戰。陳晉興醫師指出，OpVerse系統可透過內視鏡模擬，決定最安全、最合適的入刀位置，目前收案結果顯示，使用OpVerse可幫助縮短手術時間將近13-14分鐘，而胸腔手術定位誤差僅只有1公分，對單孔微創手術的精準度與成功率而言有明顯提升。

虛擬提示可互動面板化　降低外科醫師第一例手術風險

陳晉興醫師指出，對於缺乏經驗的年輕醫師而言，首次手術往往充滿挑戰與風險。OpVerse的導航輔助功能可在手術過程中即時提供視覺化指引，幫助資淺醫師以接近資深醫師的視野及判斷力操作，也能避免因病灶預測定位失準，在手術中多次下刀而增加傷口數量等狀況，顯著減少外科醫師第一例手術的各項風險。

此外，OpVerse在訓練環境中提供了無輻射的定位模擬，取代過去需反覆使用電腦斷層進行定位練習的方式。醫師可透過虛擬提示面板學習扎針與定位技巧，該系統會以綠色表示正確路徑、橘色表示偏離方向，讓新晉醫師在完全安全的情境下熟悉操作流程，加速經驗成長曲線。

OpVerse元宇宙手術模擬平台結合延展實境與數位孿生技術，讓醫師在無輻射、虛擬環境下反覆練習扎針定位。透過互動式提示面板，即時顯示正確與偏離路徑，協助新手外科醫師安全掌握扎針技巧，有效降低臨床操作風險。

膽囊引流、肋骨骨折與骨盆腔手術可應用　十年內有望出現更輕薄裝置

陳晉興醫師表示，外科手術結合元宇宙技術的應用藍圖，最終將能推廣至全身各項手術。甚至應用於精準度要求更高的神經外科領域以及。目前明確可帶來手術幫助的範疇包括膽囊引流、肋骨骨折定位修復及骨盆腔骨折手術。未來將能進一步模擬不同下刀位置對肺活量損失的影響。此外，也將作為沉浸式的解剖學教育平台，提升整體外科醫師技術素質。

目前使用OpVerse系統，醫師仍需要配戴頭戴式面罩，廣達電腦技術長張嘉淵博士表示，延展實境設備正朝向更輕、更薄、更小的方向快速發展。未來5-10年內有機會出現體積大幅縮小的XR裝置，甚至實現如眼鏡般輕便的視覺設備，或發展出無需佩戴的裸視3D和透明顯示器技術用於手術領域。廣達電腦和台大團隊正共同努力，為打造醫療元宇宙研發更新銳、輕巧的穿戴裝置。

OpVerse結合元宇宙與數位孿生技術，能精準提升手術效率與安全，並應用於多項微創手術及沉浸式醫學教育。未來延展實境設備預計將更輕巧便利，為醫療元宇宙開創新局。

數位孿生結合定位模擬　公衛防疫進入「精準健康」階段

除了精準手術的應用，數位分身亦可用於模擬流行傳播、政策評估與健康教育，匯集個人化的精準追蹤協助快速防疫。台灣大學公共衛生學院陳秀熙教授表示，傳統疫調的最大難點在於判斷接觸者追溯的時間範圍（如60天、30天、14天或7天），往往耗費大量人力，而台灣研發的精準定位系統結合數位孿生的定位模擬，打造元宇宙動態數位雙胞胎模型用於精準傳染病防疫，能找出最佳追疫調追蹤範圍，其成果已發表於國際期刊。

陳秀熙教授指出，在數據整合的深度與廣度上，傳統的電腦模擬主要依據歷史資料或統計模型進行推估，侷限於既有參數與靜態資料。當加入數位孿生系統且配合足夠算力，可進行「多模態融合」（Multimodal Fusion），同時整合實體資料、AI技術及關鍵的基因資訊，跨入以基因醫學與分子檢測為預測核心的精準健康階段。

台灣團隊研發的動態元宇宙數位雙胞胎模型，能精準追蹤疫情傳播範圍，大幅降低人力耗費並提升防疫效率。該系統整合多模態數據、AI與基因資訊，不僅突破傳統疫調侷限，更進一步推動以基因醫學和分子檢測為核心的精準健康管理，成果已獲國際期刊肯定。

脫離一站式監管和統一隔離　數位孿生帶動預防醫學減少過度診斷　

陳秀熙教授表示，數位孿生技術與演算力不斷進步，未來的新興傳染病防治將告別「一站式」監管如統一隔離7天或14天的策略，改以個人化監測為核心。根據個體的感染風險與生理資料，提供更精準的防疫建議。亦可結合大型語言模型（LLM），讓使用者以對話方式輸入需求或症狀，系統可同時提供兩層資訊，包括針對民眾的健康教育回應以及提供專業醫護的防疫建議，例如追蹤或隔離天數等。

此外，數位孿生技術亦有推動初級、次級與末端預防三道公衛防線的潛力，形成個人化的防疫與健康管理機制，陳秀熙教說明，未來可將數位孿生延伸至癌症篩檢等公共衛生領域，以大數據判斷降低大腸癌過度診斷的疑慮，建立更理性、精準的健康管理策略。透過數位分身技術，各項篩檢結果可以產生精準的個人化健康指導，提升整體國民健康。