NGENUITY
製造商：愛爾康（Alcon）
顯示器：4K OLED 3D顯示器
立體視覺方式：偏振方式
特點：專為視網膜玻璃體手術設計。可選術中OCT整合。配備數位濾鏡和對比度增強功能。目前最普及的商業系統。
眼科手術中的3D顯示系統
一目瞭然的要點
Section titled “一目瞭然的要點”1. 什麼是3D顯示系統？
Section titled “1. 什麼是3D顯示系統？”眼科手術中的3D顯示系統（抬頭手術/3D數位顯微鏡）是一種將手術顯微鏡的光學系統透過攝影機拍攝，並在大型3D螢幕上顯示影像，術者觀看螢幕進行手術的方式。術者不直接觀察顯微鏡的目鏡，而是佩戴偏振或液晶快門式3D眼鏡，看著螢幕進行手術。
歷史背景：抬頭手術的概念於2010年由Weinstock等人首次報告。隨後，Eckardt和Paulo報告了其在玻璃體視網膜手術中的應用，並在眼科領域得到普及。
在傳統光學顯微鏡手術中，術者需要將眼睛靠近目鏡，長時間保持前傾姿勢。3D顯示系統是一項從根本上消除這種姿勢負擔的技術革新。
Q
抬頭手術改變了什麼？
A
傳統顯微鏡手術中，術者保持眼睛靠近目鏡的前傾姿勢，而抬頭手術中，術者以抬起的自然姿勢觀看大型3D螢幕進行手術。這減輕了頸部和腰部的姿勢負擔，也便於多人同時觀察以用於教學目的。
2. 主要特點與優勢
Section titled “2. 主要特點與優勢”以下是3D顯示系統與傳統光學顯微鏡相比的主要優勢。
人體工學（姿勢改善）：62%的眼科醫師有頸部症狀，術者的健康維護是嚴峻的課題。3D顯示系統使術者能以抬頭的自然坐姿進行手術，大幅減輕頸部和腰部的負擔。
對教育與協作的貢獻：手術視野影像可同時輸出至多個顯示器。指導醫師與研修醫師可共享同一影像進行手術，提升教育效率。參訪觀察者與手術室工作人員也能以相同視野確認術中情況。
數位影像增強：可對攝影機取得的數位影像進行即時處理。術中可應用對比度增強、降噪、數位濾波和色調校正，用於提高內界膜（ILM）染色的可見性等。
減少視網膜光暴露：3D顯示系統可在低照度下進行手術，與傳統顯微鏡相比減少視網膜的光暴露1)。這是降低光毒性所致視網膜損傷風險的重要特性。
提升術者舒適度：長時間手術中術者的疲勞減輕，有助於維持專注力1)。
3D顯示系統與傳統光學顯微鏡的主要特性比較。
| 特性 | 3D顯示系統 | 傳統顯微鏡 |
|---|---|---|
| 術者姿勢 | 抬頭（自然姿勢） | 前傾（目鏡直視） |
| 光暴露 | 減少1) | 標準 |
| 影像處理 | 可數位增強 | 僅光學系統 |
Q
3D系統是否影響手術成效？
A
3D顯示系統已被證實與傳統光學顯微鏡具有同等有效性1)。在手術成效（視力恢復和解剖學結果）方面不遜於現有光學顯微鏡，並且在人體工學、減少光暴露和數位影像增強方面具有更優特性。
3. 適用手術
Section titled “3. 適用手術”3D顯示系統可應用於多種眼科手術方式。
白內障手術：TrueVision系統是作為3D抬頭白內障手術的先驅平台開發的。水晶體核分割、超音波乳化吸除和IOL植入均可在3D影像下完成。
視網膜玻璃體手術：這是抬頭手術得到最廣泛評估的領域。在黃斑裂孔手術中，3D顯示系統已被證實與傳統顯微鏡具有同等有效性，並減少了視網膜光暴露1)。玻璃體切除、膜剝離和雷射光凝也可在3D影像下進行。
角膜手術：對於DSAEK（角膜內皮移植術），已有nDSAEK（超薄DSAEK）的報告。超薄植片的操作和氣泡注入可在數位影像下精確進行。
青光眼手術：也有報告應用於小樑切開術和濾過手術等眼前段手術，適應症範圍正在擴大。
4. 主要系統
Section titled “4. 主要系統”以下是目前實際應用的代表性3D顯示系統。
TrueVision
Sony HMS-3000MT
比較三大系統的規格。
| 系統 | 解析度 | 立體視覺 |
|---|---|---|
| NGENUITY | 4K | 偏振方式 |
| TrueVision | HD至4K | 主動快門 |
| HMS-3000MT | HD | 頭戴式顯示器方式 |
5. 技術特點
Section titled “5. 技術特點”介紹3D顯示系統搭載的主要技術。
HDR（高動態範圍）顯示：再現從高亮度到低亮度的廣泛對比度。自然顯示暗玻璃體腔與明亮照明光之間的差異，提高組織可見性。
4K至8K高解析度：當前主流是4K解析度（3840×2160像素），下一代正在開發8K支援。高解析度提高了內界膜和細微視網膜結構的可見性。
數位濾鏡：術中可即時應用濾鏡處理。可利用內界膜染色（如亮藍G）的色調增強、對比度校正和偽色顯示。
術中OCT整合：已開發出將光學同調斷層掃描（OCT）整合到手術顯微鏡中，並將斷層影像即時疊加顯示在3D監視器上的技術1)。可在術中確認黃斑裂孔閉合和評估膜剝離。
訊號放大與低照度拍攝：透過提高相機感測器的靈敏度，可以在減少照明光量的同時獲取高品質影像。這是減少視網膜光暴露的主要機制。
6. 原理與機制
Section titled “6. 原理與機制”立體視覺的生成方法
Section titled “立體視覺的生成方法”3D顯示系統的立體視覺透過向左右眼呈現獨立的影像來產生深度感知。主要使用兩種方式。
主動式立體視覺（主動方式）：使用帶液晶快門的眼鏡。眼鏡交替高速遮擋左右鏡片，與顯示器同步逐幀切換左眼和右眼影像。TrueVision系統採用此方式。
被動式立體視覺（被動方式）：使用帶偏振濾光片的眼鏡。顯示器同時顯示水平偏振和垂直偏振的影像，透過對應的偏振眼鏡分離左右眼影像。NGENUITY系統採用此方式。優點是眼鏡輕便且無需電源。
HMS（頭戴式）方式：影像直接顯示在術者佩戴的HMD上。由於影像直接呈現在術者眼前而不經過顯示器，因此易於適應個人的瞳距。索尼HMS-3000MT採用此方式。
數位相機與訊號處理
Section titled “數位相機與訊號處理”相機單元透過手術顯微鏡的分光鏡獲取光線。CMOS感測器拍攝的影像經過即時處理後輸出為3D影片。最小化延遲是維持手術精確度的關鍵問題，當前系統已將其抑制到不易察覺的水平。
Q
佩戴3D眼鏡是否會影響手術精確度？
A
無論是偏振方式還是快門方式，延遲（影片延遲）都被抑制到不易感知的水平，對術者手術精確度的影響被認為極小。此外，3D顯示系統已被證實與傳統顯微鏡具有同等有效性1)。作為適應問題，初期引入時存在學習曲線是公認的。
7. 最新研究與未來展望
Section titled “7. 最新研究與未來展望”8K超高解析度：作為當前4K解析度的下一代，8K相容系統的開發正在進行中。8K解析度（7680×4320畫素）有望以前所未有的精確度觀察內界膜的細微結構和視網膜血管的細節。
頭戴式系統（HMS）的發展：完全適應個人視覺特性（瞳孔間距、屈光矯正）的HMD改進持續進行中。專為外科手術設計的高亮度、低延遲的下一代HMD正在開發階段。
與擴增實境（AR）的融合：將術中OCT影像、螢光造影、患者資訊等即時疊加顯示在手術影像上的AR手術系統研究正在進展中。目標是實現術者無需轉移視線即可存取多種資訊的環境。
裂隙燈的抬頭式應用：有報告嘗試將3D抬頭方式不僅應用於手術顯微鏡，也引入門診檢查用的裂隙燈顯微鏡。優點包括改善檢查時的人體工學和便於影像記錄。
與AI影像分析的整合：利用人工智慧（AI）即時分析取得的即時影像，進行組織識別和剝離輔助的系統正在開發中。與手術輔助機器人的組合也在研究中。
Q
3D顯示系統將來會成為標準配備嗎？
A
隨著技術成本的降低和臨床證據的累積，3D顯示系統的普及正在擴大。術者人體工學改善、光暴露減少、數位影像處理等多個優點獲得認可，特別是在大型設施中採用率正在增加。預計未來將與術中OCT和AR進一步整合，發展成更高功能的平台。
8. 參考文獻
Section titled “8. 參考文獻”- The Royal College of Ophthalmologists. DRAFT clinical guideline on idiopathic full-thickness macular holes. 2023.