一、 沉浸式手術視覺化和導航平台(Immersive Surgery Visualization and Navigation)

1. 定義與範疇
手術視覺化和導航平台運用沉浸式技術，如虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）、混合實境（MR）來加強立體的視覺化，清晰顯示重要器官、血管和神經，並有效執行手術計畫和準確的引導。
2. 技術特點及優勢
該技術幫助外科醫生執行複雜手術，減少手術造成的創傷、縮短康復時間、降低術後併發症的風險。VR、AR、MR平台可以從核磁共振（MRI）、電腦斷層掃描（CT）和超音波獲取醫學影像，並利用虛擬現實頭戴顯示器（HMD），為外科醫生提供患者解剖的虛擬影像或是3D全像圖。其限制在於 VR平台使用的HMD體積較大，如果長時間佩戴會造成用戶不適；在較暗的手術室中使用AR較困難，加上視覺輻輳調節衝突，可能會導致用戶出現頭痛、頭暈、和視覺疲勞。
3. 現階段投入概況
器官的即時3D重建、組織的分割、精確的工具追蹤、更快的設置時間，將可擴大該技術之應用範疇。整體市場2024-2028年年均複合成長率為9.6%。在2022年和2023年間，約有5億美元的資金用於開發沉浸式手術視覺化和導航技術。政府資金主要支持公司的研發和臨床試驗，例如：2023年，Brainlab Robotics從歐洲投資銀行獲得5600萬美元的常規債務資金，進行基於AI用於影像導航的研發。
4. 創新案例
(1) Activ Surgical，美國
ActivSight™ Intelligent Light運用AR即時覆蓋、疊加真實世界的數據，支持外科醫生進行微創手術。該解決方案可以與腹腔鏡或機器人系統一起使用，適用於結直腸手術、減肥手術和食管切除術。ActivSight於2022年獲得歐盟醫療器材法規CE的認證。
(2) Pixee Medical，法國
該公司開發了用於骨科手術導航的AR追蹤技術，包括追蹤工具、專有演算法、相機和安裝在智慧眼鏡上的導航軟體，實現物體在空間中的精確定位。Knee+（全膝關節置換術用）已獲得CE認證和FDA認證。Shoulder+（全肩關節置換術用）於2023年獲得CE認證，目前正在等待FDA認證。
5. 未來展望
VR、AR和MR平台未來有機會進行統一安全架構的部署，避免重要患者數據被竊取或平台被盜用操作或控制等相關的威脅。VR、AR和MR平台將與觸覺反饋結合，檢測組織交互力並將觸覺訊息傳遞給外科醫生，使醫生能夠了解對包括軟組織的質地和硬度，對於準確檢測腫瘤非常有用。VR、AR和MR平台將被用於胎兒MRI圖像，臨床醫生可以測量胎兒包括腹部、腦部和胸部的圍度以及雙頂徑，提供產前病理更準確的訊息。整合6G網路技術後，專家將可在遠端進行評估並提供即時指示，提高手術成功率，並降低或減少手術指導者之參與成本(例如免去專家參與所需之旅程)，從而降低了醫療成本。

二、非侵入性神經刺激技術(Non-Invasive Neurostimulation)
1. 定義與範疇
非侵入性神經刺激技術係透過可穿戴設備（如腕帶、服裝、頭戴式耳機、襪子）經由多種途徑進行經皮刺激，用以調節神經，包括：迷走神經、三叉神經、經顱電刺激、經顱磁刺激、經顱微電流刺激療法。
2. 技術特點及優勢
非侵入性神經刺激能選擇性地刺激身體特定區域，包括皮層和皮層下區域，以及神經網絡，增強運動和認知功能、調節精神症狀、控制膀胱功能並減少疼痛。這些療法可以在臨床和非臨床環境中使用，如患者家中或工作場所。經顱電刺激和經顱磁刺激與侵入性刺激相比，能夠到達大腦更廣泛和更深的區域，但是該方法可能引起頭痛、噁心、頭暈、或是皮膚灼燒、過敏、發紅等副作用。
3. 現階段投入概況
驅動非侵入性神經刺激設備的市場需求之因素包含：慢性疾病的增加、藥物治療的局限性、侵入性神經刺激療法需要在體內放置植入物所引起的創傷，以及術後併發症的風險等。該領域整體市場2024-2028年之年均複合成長率為12.1%。從2022年至2024年，開發非侵入性神經刺激設備的新創企業和大學共籌集了約4.04億美元的資金，主要來自私人企業資金。而美國的機構如國家衛生研究院（NIH），亦積極向學術界和新創企業提供資金，政府和私人資金主要分別針對產品開發和商業化活動。
4. 創新案例
(1) Avation Medical，美國
該公司開發的Vivally系統包括腳踝穿戴的Vivally Garment、智慧控制器和Vivally手機APP。Vivally系統提供一種家庭用的可穿戴脛神經刺激療法，用於治療膀胱過度活躍症、尿失禁和尿急，患者僅須在家中進行簡短的30分鐘療程。
(2) Neurovalens，英國
該公司開發Modius Sleep的家庭用設備，使用經顱電刺激技術治療成人慢性失眠。Modius Sleep設備每晚佩戴30分鐘，在睡前經皮傳遞0至1500微安培的低電流，患者可以通過Modius APP輕鬆操作，可調整1到10級的功率，根據舒適度提供不同的電脈衝。
5. 未來展望
非侵入性神經刺激設備將使用肌電圖來建立個人化的治療，根據對特定神經刺激後的肌電圖活動檢測結果進行校正，同時透過AI演算法持續監測並調整參數，確保最佳治療效果。結合非侵入性神經刺激和靜息態功能性磁振造影（rsfMRI），可更精確針對大腦特定部位進行神經刺激，為中重度抑鬱症提供更有效的療法。非侵入性神經刺激技術將被用於針對新的大腦區域，如中樞黑皮質素系統、大腦下視丘弓形核、迷走神經背運動核、孤束核，改善代謝的調節並獲得更好的血糖控制，應用於第2型糖尿病和肥胖等。

三、精準病理學 (Precision Pathology)
1. 定義與範疇
精準病理學將AI、ML、深度學習演算法、大型語言模型（LLM）、生成式AI與數位病理學相結合，提供研究人員和病理學家快速且準確的診斷和分析，更精確地識別病理圖像中的罕見形態特徵。精準病理學降低了判讀的錯誤率並提高了可重複性。
2. 技術特點及優勢
精準病理學正透過自動化、智慧分析和更快速的處理速度來增進數位病理學之發展，並輔助病理學研究、藥物開發、空間生物學研究、臨床診斷和預後評估等等。該技術優勢在於提高了實驗室的效率、為病理學專家減低判讀之耗時、患者在臨床試驗中得以有效分層、加速治療決策、允許制定個人化的治療計劃等。技術發展主要受限因素為：高昂的採購成本、缺乏多樣且合適的數據來訓練和預測模型、使用AI演算法進行患者的挑選會造成治療上的偏見並且有倫理上的考量、嚴格的FDA標準等等。
3. 現階段投入概況
慢性疾病和癌症的日益普遍，加上病理學專家的日益短缺，將推動對精準病理學解決方案的發展，該領域整體市場年均複合成長率為52.1%。在2022和2023年期間，大約9.5億美元的資金用於支持精準和數位病理學自動化的技術。歐洲國家對基於AI的癌症診斷興趣增加，例如：2023年，英國政府宣布提供1.07億美元資金開發新的AI解決方案，其中約40%的資金將支持癌症診斷的複雜病理圖像分析技術的開發。
4. 創新案例
(1) Proscia，美國
Proscia提供兩種精準病理工具，Concentriq® Dx提供一個綜合工作流程，用於初步診斷；Concentriq® for Research加速了研發，以支持生物標誌物發現、定量評估、空間生物學研究。2022年，Concentriq Dx獲得了歐盟CE認證，目前尚未獲得FDA的批准。
(2) Aignostics，德國
該公司開發AI模型，用於分割和標註全片圖像，進行快速分析，並使用可解釋的AI預測結果。Aignostics Portal是一個軟體即服務平台，經過病理學家訓練的AI模型，識別和分析多種染色細胞，預測模型可以發現新穎的生物標誌物。
5. 未來展望
圖形卷積網路(Graph convolutional networks)在分類複雜圖像以及理解組織組成和發現細胞之間的空間關係非常有用，可以使診斷和預後更為精確。基於精準病理學的診斷工具可能會在2到3年內用於其他實體腫瘤，如肺癌、腎癌和皮膚癌，以及其他疾病，如阿茲海默症。大型語言模型（如ChatGPT）正在探索其在數位病理學中的應用，大型語言模型預計將幫助總結病理報告，解釋並傳達關於圖像特定區域的見解，並促進與患者的溝通。將數位病理數據與其他臨床診斷數據整合的概念已經出現，如放射學、下一代定序數據、蛋白質組學和其他數據與組織病理學整合。