編輯手札：此為介紹 NVIDIA 2016 全球影響力大獎五名決賽入圍者系列文章之一。NVIDIA 將頒發15萬美元給運用 NVIDIA 技術，在解決社會、人道與環境問題方面有突破性進展的研究人員。
光是聽眼部顯微手術就是一項大工程，實際執行起來更是難上加難，而且直到近日眼部外科醫師在手術房裡都還是憑著自己的感覺進行。
醫師們使用懸吊在病患眼部上方的手術用顯微鏡，來矯正角膜與視網膜上可能會造成失明的疾病，只是這些儀器的深度感有限，迫使醫師得靠間接照明的光線來辨別器具相對於敏感眼睛組織的位置。
不過杜克大學工程學教授 Joseph Izatt 及他由研究生組成的團隊將改寫那個局面。他們使用 NVIDIA 的技術讓外科醫師在進行手術的同時，即時看到 3D 立體畫面。
「醫師要進行手術的位置極為脆弱，尤其又是寶貴的靈魂之窗，實在是一項高難度的手術。」Izatt 說。
杜克大學是 NVIDIA 2016年全球影響力大獎五名決賽入圍者之一。NVIDIA 將頒發15萬美元給運用 NVIDIA 技術，在解決社會、人道與環境問題方面有突破性進展的研究人員。
比較眼前部分傳統渲染（左）與運用去雜訊技術提高光線投射程度（右）的畫面。
超越標準操作規程的兩個步驟
眼部顯微手術的標準操作規程要求病患進行術前掃描，醫師利用掃描得出的影像來找出病灶和規劃手術方式。術後再次對病患的眼睛進行掃描，以確認手術是否成功。
先進的顯微鏡則是更進一步，使用光學同調斷層掃描術（optical coherence tomography，OCT）在五到六秒鐘的時間內產生 3D 影像；而 Izatt 的研究則是再進一步，除了拍攝完整的 3D 立體影像，還會每十分之一秒更新一次，從兩個不同的角度進行成像，即時在顯微鏡的兩個目鏡產生立體畫面。
二十餘年來不斷研究 OCT 的 Izatt 說：「我一直對如何將科技用帶改善人們生活的這件事，感到無比的興趣。」
他的團隊採用 NVIDIA 的 GeForce GTX TITAN Black GPU、CUDA 程序庫及 3D Vision 技術來開發解決方案。外科醫師們無需進行術前和術後掃描來評估手術成功與否，而是手術中就能立即查看結果。
解析度達微米水準的精細3D 影像
在進行全層角膜移植術中解決異常虹膜粘連的情況。上排為通
過操作顯微鏡（左）、立體 OCT（中）及橫切面掃描影像（左），
在一般正面手術畫面裡看到的異常虹膜粘連情況（紅色箭頭）。
下排為醫師注入黏彈性材料來解決異常的粘連情況（綠色箭頭）。
單顆 TITAN GPU 承載原始 OCT 資料流，加以處理、繪製成 3D 立體影像，並且將這些解析度僅幾微米的影像投入顯微鏡的目鏡，而 CUDA 的 cuFFT 元件庫和特殊功能單位提供即時處理、除噪和渲染影像所需的運算能力。使用顯微鏡的外科醫師和觀察手術過程的團隊搭配符合 NVIDIA 3D Vision-ready 規格的顯示器及 3D 眼鏡，便能即時看到這些立體影像。這是一項實用的訓練和演示工具。
Izatt 說：「在術前和術後取得這類資料的最新一代OCT 影像儀器，只要五到六秒鐘就能繪製出一張立體影像，而我們只要十分之一秒就能取得相同影像，速度簡直快了五十倍。」
因此杜克大學眼科中心與克里夫蘭臨床中心科爾眼科研究所有超過90項手術使用 Izatt 的方案。而在醫療市場裡，各公司還在爭相將即時 2D 畫面進行商業化，不過 Izatt 預估他的團隊的 3D 方案在幾年內便可進行商業用途。
Izatt 說：「現在都在大型醫學中心進行這些最複雜的手術，然而有些病患得千里跋涉才能獲得診治。有了這類工具，希望能解決更多人的病痛。」
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