數位孿生與醫學影像
數位孿生與醫學影像
數位孿生與醫學影像
醫學影像暨放射科學系 林信宏助理教授
想像一下，如果醫生能夠在為您治療之前，先在電腦上創造一個「虛擬的你」，精確地模擬每一個治療方案可能帶來的結果。聽起來像科幻電影情節？這項被稱為「數位孿生」(Digital Twin) 的技術，正悄悄地在現代醫療領域掀起一場革命。數位孿生技術的核心理念，就像是在電腦中創造一個「數位分身」。舉個簡單的例子，我們在玩數位遊戲時會創建一個虛擬角色，數位孿生技術則是在虛擬空間中，精確複製現實世界中的物體或系統。在醫療領域中，這項技術特別令人興奮，因為它能為每位病人打造專屬的虛擬模型，幫助醫生做出更精準的診療決策。
要打造這個「虛擬分身」，需要許多先進的醫學掃描技術，例如我們常聽到的電腦斷層掃描(CT) 和磁振造影(MRI)。這就像是幫病人拍攝超高清的 3D 照片，再結合人工智慧技術，將這些影像資料轉換成精確的三維模型。在實際應用層面，這個「虛擬分身」並非一成不變，而是會隨著病人的狀況即時更新。通過各種感測器收集到的生理數據，讓虛擬模型能夠動態反映病人的即時狀況。這就像是給醫生一個魔法望遠鏡，能夠深入觀察病人身體內部的變化，幫助他們在治療前先進行模擬，或是預測疾病的發展趨勢。
近年來，人工智慧的突飛猛進更讓這項技術如虎添翼。就像我們的手機能夠自動辨識人臉一樣，先進的深度學習技術能夠快速且精確地在醫學影像中找出病灶位置。不僅如此，醫療團隊還能透過最新的虛擬實境(VR) 和擴增實境(AR) 技術，彷彿穿梭在病人體內進行觀察。年輕醫師們也能在這個虛擬環境中反覆練習手術技巧，就像是在一個超擬真的醫療模擬遊戲中學習，既安全又有效。
這項技術的未來發展令人期待。想像未來，每個人都能擁有自己的「數位健康分身」，醫生可以透過這個分身提前預測可能發生的健康問題，就像是擁有了預測未來的水晶球。在遠距醫療方面，即使病人身在偏遠地區，醫生也能透過數位孿生技術，精確掌握病人的健康狀況，提供即時的醫療建議。
當然，發展過程中仍面臨一些挑戰。就像是打造一個精密的機器人，我們需要確保每個零件都完美運作：資料的安全必須像是銀行金庫一樣牢不可破，模型的準確度要像是精密儀器一般可靠，而且需要強大的電腦運算能力來處理龐大的資訊。不過隨著5G通訊技術的普及，加上人工智慧技術的持續進步，這些挑戰正在逐一被克服。
為了實現這些願景，我們的團隊亦正在積極開發基於電腦斷層影像的數位孿生工具，運用深度學習技術優化整個放射與質子治療的計畫流程，並持續透過技術創新與臨床驗證，推動數位孿生技術在醫療領域中的應用，期望為患者提供更精準、更高效的診療方案。