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我國與日本於醫療場域內應用AI技術之發展模式比較

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出版作者 洪尉淳、余佩儒、溫蓓章
出版單位 中華經濟研究院
出版日期 2019/08/23
出版類型 產業評析
所屬領域 醫療科技
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近年來,在產業界與醫療相關單位的合作下,AI技術已經被積極應用在醫療場域中,並且適用在不同對象上。國與日本皆已有許多廠商或醫院投入開發AI醫療產品與服務。本文將以「醫療場域內」為主,討論我國與日本在此場域範圍內應用AI技術的發展模式與特點。

 

一、醫療場域內應用AI技術之醫療產品與服務的對象及途徑

在醫療場域內,應用AI技術產出創新醫療產品與服務的對象有三種:

1.消費者(病患):提供醫療相關數據或資料後,利用AI技術減少其在醫療場域停留時間、提升看診體驗。

2.醫護人員:協助醫護人員決策、提升醫護品質、減少其勞動負擔。

3.醫療院所管理者:協助醫療院所管理者提升管理效率、減少行政錯誤等。

 

針對上述三種對象,開發創新醫療產品與服務的途徑,最重要的是「廠商與醫療院所的合作」,結合醫護專業知識與AI和ICT技術,才能開發成功的智慧醫療產品與服務。路徑一是由廠商開發產品或服務,提供上述對象(B2C、B2B),相較於台灣的廠商許多是由科技業廠商投入(像是宏達電、廣達、緯創),日本的業者主要是既有醫療器材軟硬體供應商;路徑二是由醫院主導產學研合作應用AI技術於醫療。以下將討論在我國與日本國內於在醫療領域應用AI的產業發展途徑與案例。

 

二、我國在醫療領域應用AI的產業發展途徑與案例

我國在醫療領域應用AI的產業發展與佈局,產業與醫療院所的合作是以「科技業廠商擴大或轉投資」以及「以醫院為主的產學研合作」為主要途徑,整理相關案例如表2。

 

表1  我國智慧醫療路徑發展主體及產品服務案例

 

資料來源:本研究整理(2019年/7月)。

 

路徑一,科技業廠商投入的以B2C模式提升病患看診體驗、以及B2B模式下提升醫療院所管理為主。就提升病患看診服務體驗來說,例如宏達電成立「DeepQ」AI平台,並與醫療院所合作,協助民眾在前往看診之前,可以先透過手機APP上傳自身症狀資料,由後台運用AI技術初步問診、協助判斷科別並記錄回答,讓醫師在看診時參考;還能在看診後進行衛教等。在提升醫療院所管理上,目前則有緯創醫學科技與恩主公醫院合作,提供「智能血液透析系統」、「ICD10智能推薦」、「手術室排程管理系統」與「智能醫療語音平台」等解決方案,結合AI、物聯網、感測器、語音辨識等新興科技協助打造智慧醫院。

路徑二,在協助醫護人員提升看診品質、減輕負擔上,以醫院主導之產、學、研合作是最主要途徑,例如中國醫藥大學附設醫院與長佳智能合作,於骨科、兒科、乳房外科、胸腔科、腎臟科、眼科、精準醫學與健檢中心等範疇中,結合中國醫藥大學附醫的臨床醫療資利用AI技術進行標記,產生醫療AI模型並且連接醫院資訊系統,推出「AI門診」,協助快速判讀醫療影像及病歷資料。台北榮總也與台灣人工智慧實驗室(AI Labs)打造臨床人工智慧腦瘤自動判讀系統」(DeepMets),甚至開設AI輔助門診,於心臟科、骨科及神經內科著手,針對心律不整、脊椎骨折以及腦瘤影像等,進行影像判讀、判斷手術風險與治癒率等。

利用AI技術判讀醫療影像之技術推展,目前更提升至國家層級的政策推動。科技部從2017年開始推動「醫療影像專案計畫」,結合台大、台北榮總、與台北醫學大學等醫學團隊,以及學術界AI專業研究單位等形成跨機構團隊,針對電腦斷層、核磁共振、X光影像等標註疾病資訊、建立「AI醫療影像標註資料庫」,進而判讀心臟冠狀動脈、腦部與肺部之各種疾病。目前將近6萬筆醫療影像,其中將近3萬筆已經標註疾病資訊,可以做為國內醫院未來投入AI技術協助疾病篩檢、疾病預警或早期診斷、精準醫療的重要基礎。在科技部「AI醫療影像資料庫」的基礎上,台大、台北榮總、北榮分別針對疾病的醫療影像標註資料,應用AI演算法/模型,協助後續研究、診斷、分析預測。以臺北榮總為例,腦及骨科方面疾病的醫療影像標註資料,並和交大、AI Labs合作AI演算法,將AI的醫學影像分析應用在四方面,腦內轉移腫瘤、心房顫動預測模型、青光眼診斷、壓迫性骨折。

 

三、日本在醫療領域應用AI技術的產業發展路徑與案例

日本在醫療場域應用AI技術的產業與醫療院所合作中,以「既有醫療軟硬體服務供應商結合AI與既有產品」及「以醫院為主的產學研合作」為主,主要應用在醫護人員及醫療院所上,其中又以協助醫護人員提高看診品質為最主要方式,應用產品或服務案例如表2:

 

表2  日本智慧醫療路徑發展主體及產品服務案例

資料來源:本研究整理(2019年/7月)。

 

路徑一,既有醫療軟硬體服務供應商在應用AI技術時,會將既有軟硬體系統或器材為基礎導入AI技術,並運用物聯網、大數據、AR與VR等新興科技,形成智慧醫療解決方案,希望減輕醫生工作負擔、讓醫生有更多時間面對病患,達成「醫療影像診斷工作流程最佳化」。例如富士軟片作為傳統醫療影像器材製造廠,結合其既有醫療影像辨識技術與AI深層學習,開發「REiLI」技術產品,應用在其醫療影像儲傳系統PACS產品上。REiLI技術可以使醫師快速辨識醫療影像中內臟的所在位置與形狀,並幫助快速判斷出可能的器官病變。OLYMPUS則在內視鏡診療上提出「ICT-AI平台」技術戰略,希望開發出適用各種不同廠牌之ICT醫材的「開放式電腦輔助診斷系統CAD平台」,藉此收集更多醫療影像;並在內視鏡檢查流程之插入、診斷、以及診斷報告等階段中,運用AI技術協助器材定位、找出可能病變之處、進而半自動化地協助醫師製作診斷報告。

路徑二,醫院(學術界)主導產學研合作也是主要模式之一。例如由東京女子醫科大學研究開發之「智慧治療室系統 (Smart Cyber Operating Theater, SCOT)」,是由該院與廣島大學、信州大學、日立製作所、Denso及其他多間學校及企業等進行醫工合作,以日本開發之ORiN(Open Resource Interface for the Network)中介軟體為核心開發出「OPeLiNK」介面,並以物聯網連結手術室內各項器材,統合各項醫療資料,打造以「術中MRI」為中心的智慧治療室;接著再利用AI技術判讀醫療數據,以協助醫師決定應採取之術式、腫瘤摘除率、預後預測等,降低術中風險與併發症。此項產品預計在2021年對外銷售。

至於在應用AI技術提升醫療院所管理品質上,日本仍在發展相關產品與服務中。目前較確切的案例為名古屋大學醫學部附設醫院。該院從2018年起與企業合作進行實證計畫,希望以IoT與AI技術連結電子病歷與各項醫療資訊,加上醫療器材遠距監視系統、病患身上的穿戴式裝置,及結合藥物及檢體運送機器人等,希望打造智慧醫院,目前此項計畫正持續進行中。另外,日本政府也透過國家型計畫「戰略性創新創造計畫Strategic Innovation Promotion Program(SIP)」研究開發「AI醫院」,希望導入AI技術至醫院進行問診、協助診療、病歷自動製作等,希望在2022年底前於多家醫院中適用。

 

四、我國與日本於醫療領域應用AI技術的產業發展路徑比較

從前述台日在AI醫療領域的產業發展模式來看,有以下幾點比較之處:

首先,就廠商投入AI醫療領域的發展模式而言,廠商與醫療院所在合作上所佔比重略有差異。由於台灣是以科技業廠商擴大業務範圍或轉投資為主,日本則是以既有醫療器材大廠投入較多。相對而言,我國科技業廠商大多不具有充足的醫療專業知識或開發經驗,必須仰賴醫療院所擁有的專業醫護知識與大量的醫療相關資料,才能研發應用AI技術的相關產品與服務;但日本既有的醫療器材大廠已經投入醫療領域許久,已經具有穩固基礎,可以進一步結合AI技術與既有醫療器材產品,為其重要優勢。

第二,不同類型廠商所投入開發之產品與服務的面向也會有所差異。在我國,如同前述,一般科技業廠商由於其具有的專業醫療知識相對較少,因此能夠投入開發的面向,主要針對提升病患(消費者)的醫療服務體驗、或是協助醫院提升醫院管理為主;但是日本的醫療器材大廠能夠利用其與醫療院所與醫護人員的連結,打造應用AI技術於醫療領域的軟硬體系統及服務,協助醫護人員提高看診品質、做出更準確的醫護決策;但是相對於台灣,其投入在提升消費者體驗或協助醫院提升管理的案例相對較少。

第三,就醫院主導產學研合作投入AI醫療的模式中,民間與政府投入的方向略有不同。在以AI技術協助判讀醫療影像資料上,我國醫院不僅自行與具有AI技術的廠商或學研單位合作,也透過國家力量推動,例如科技部推動的「AI醫療影像資料庫」是重要基礎。另外在醫院管理上,民間醫院也積極與科技業廠商合作,開發管理解決方案,目前已經有數間醫院運用相關技術邁向「智慧醫院」。相較之下,日本一方面是由醫院發展運用AI技術提升手術決策、或是影像判讀;另一方面在提升醫院管理上,除民間醫院現正起步發展之外,政府也在此面向上以國家型計畫打造AI醫院,並希望未來適用於更多醫療院所。

在前述幾點比較下,未來我國科技業廠商若要在醫療領域應用AI技術開發更多產品與服務,建議可以切入注重與醫護人員及醫院管理端的合作來補其不足。因為即使廠商有足夠的ICT與AI技術能力,真正具有專業知識的是醫護人員;實際在第一線服務病患是各醫療院所。若能與醫護人員與醫院管理端緊密合作,才能開發出同時符合消費者端與醫院端需求的智慧醫療產品與服務。找尋適合或有需求的醫療院所,針對需求與痛點開發產品,是科技業廠商欲成功跨足智慧醫療領域的重要關鍵。

值得一提的是,「新創公司」也可以是「產業與醫院合作」中的一環。未來不論是科技業或既有醫材大廠、醫療院所本身、或是新創企業,皆有機會在各種不同場域種應用AI技術,而能提供更精準的醫療產品與服務,打造更方便且完善的醫療環境,型塑每個人更健康的未來。

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