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精准医疗:改善疗程、提升疗效,科技尖兵立大功

时间:2017-12-13 14:51来源:Compotech 作者:任苙萍 点击:
拜物联网 (IoT) 之赐,Sony"智慧手术室"解决方案能藉由机器对机器 (M2M) 通信串联医院所有工作流程,方便临床取得、共享数据,包括录制、显示手术过程的高画质 4K 图像;而将智能科技用于改善医疗流程的诱因之一就是:减轻医护人员的工作负担。
 
新汉"风采 365"简化洗肾流程,后续加值应用多
新汉公司物联网事业部产品规划处处长王政仁以俗称"洗肾"的血液透析疗程为例表示,病患在进到洗肾中心后,量测体重和血压是例行前导作业,之后才能依序上针、连接洗肾机,由人工记录疗程期间的机器设备数值、患者生理数据及状态描述,以便做必要紧急处理、执行并记录洗肾期间医嘱。任务完毕,为病患下针、断离洗肾机后,须再量测一次体重和血压。若能运用科技减少人工,可让医护人员回归专业,对医疗机构的整体形象、医疗质量、医护人员流动率和医病关系,皆有正向帮助。新汉"风采 365"系统便是专为洗肾中心开发的 IoT 解决方案。
 
病患可持感应卡自助报到,量测体重和血压时会有语音播报并显示与先前记录的差异,让病患了解自己的身体状况;所有数值皆会自动记录,规避人为疏失。据其统计,受益于人力记录/绘制工时的减少,每月可省下 90,000 张纸、400 小时无效工时及近 200 万元人民幣的人力成本。王政仁特别提到,"风采 365"可与 TSN-KiDiT 慢性肾脏病整合规划软件对接上传,自动导出所需档案、不须重复输入数据;所有数据都存储在医院的私云中,以防公云意外断线抓不到数据。更重要的是,还能就收集到的病患数据拓展后续加值应用。
 

照片人物:新汉公司物联网事业部产品规划处处长王政仁
 
例如,与地方政府合作改善复康巴士接送效率、安排居服员照护量测、规划透析餐配送,并建立智慧医院示范点。王政仁说明,与洗肾机对接的网关 (Gateway)——NMCB-101C,可将医疗设备标配的 RS232 接口与本地区域网 (LAN) 或 Wi-Fi 介接;3kV 信号隔离设计,能保证医疗设备不受外在干扰,避免突波伤害医疗设备;智能式数据收集会自动判断透析机运作模式、自动启停收集动作并过滤不必要的信息。他强调,"风采 365"已通过国际安规,可支持多种血透机品牌及机型,并获中国大陆三甲医院采用。
 
台湾骨王&盈予公司,用 AR 和 MR 为骨骼手术精准定位
有鉴于骨骼病变是老年人常见的困扰,担任台湾骨王生技与盈予公司研发顾问、同时也在勤益科技大学任教的王民良博士,则是对健康评估及复健的增强现实 (AR) 体感应用拥有多年研究经验。他介绍,欧美早在二十年前就投入发展穿戴技术;导入 AR 技术后,便能在固定地方看到虚拟对象;而混合现实 (MR) 的加入,更可进一步带入病患资料,让真实世界中的人事物在虚拟世界中完整呈现。电子工程出身的王民良回顾,由于早先曾在机器人制造商服务,后在因缘际会下与骨科有了密集接触,发现老年人易受压迫性骨折之苦,而必须接受手术治疗。
 

照片人物:盈予公司研发顾问王民良
 
此时,若能先行提供清楚的动刀信息并加以解说,能让病患倍感安心,也让身为设备供货商的他们真切感受到:既赚到钱、更赚到感谢的愉悦。受此启发,在集结丰富的骨科知识后,王民良决意深耕骨骼健康科技的相关领域,也看到了一些有趣现象。他透露,医师口中对于第几节脊椎的描述,可能大不相同。例如,医师们所认知的 L4,有人是从上往下数,却也有人是反向、从下往上数,所指当然不会是同一处,变异性实在太大;如果有影像科技辅助,可免去鸡同鸭讲的尴尬。再者,医师皆是盯着仪器屏幕做手术,但这些设备往往十分厚重、不易移动。
 
于是,王民良开始思索:不如干脆将所有手术信息显示在贴身配戴的眼镜镜片上。说来容易,当真正勇闯进去,才知道原来"水这么深";不单是每个人的近视、闪光程度不同,男、女医师的脸型差距也不小。经过不懈努力,终于成功将手术路径放进导引系统、通过 MR 技术显示在手术用眼镜的镜片上,且精确度误差在 2 毫米内;让医师能在最短时间直攻病灶完成手术,对于微创手术帮助尤其明显。此套系统在研发期间便已引起海外媒体关注,预估明年正式上市。说到机器人投身手术和复健行列,德国库卡 (KUKA) LBR Med 七轴机械手臂堪称代表。
 

图1:KUKA LBR Med 具备非常灵敏的关节扭矩传感器,可进行安全的人机协作,用于辅助内视镜检查、雷射手术切割骨骼或植入骨钉
资料来源:
https://www.kuka.com/en-de/press/events/2017/11/medica
 
初见苗头、仍处于萌芽期的 AI 医疗
台湾工研院 IEK 生活与生医研究组—生技医疗与医疗器材研究部的周文凯博士指其特色为:1.外部材料具有生物兼容性与耐腐蚀性;2.内建接口经过优化,符合医疗院所卫生标准;3.通过 IEC 60601-1 管理标准,确保在任何电子、机械或功能性单一故障时,对患者和操作者都不会构成无法承受的风险;4.轻型机器人的每个关节都有传感器,活动角度灵敏且可避免碰撞;5.可经由应用程序编程接口 (API) 与其他医疗设备整合。惟因涉及不同软、硬件专业,很难由某家公司独力囊括整个生态;从自身优势出发,借力跨业合作提供高价值解决方案,才能掌握商机。
 
继机器自动化与物联网后,人工智能 (AI) 毫无悬念随之粉墨登场。周文凯综整,现阶段AI 医疗的首要开发项目包括:病患数据及风险管理、医学影像与诊断、生活型态管理与监测,其次为急诊与医院管理、药物开发、穿戴设备、虚拟助理与心理健康等,有助疾病早期发现及处置,人数逐年攀升的阿兹海默症便是其一。意大利有学术单位分别对患者与常人做 MRI 扫描并训练 AI 模型辨认症状特征,预测发病可能性的准确率已达 86%;以色列新创公司 MyndYou 通过 AI 观察阿兹海默症患者的语言变化,期藉此掌握患者病情发展、及早发现疾病征兆。
 
IEK 数据显示,IBM、Google、Qualcomm 和 Intel 等国际大厂已竞相通过并购或合作迅速卡位 AI 医疗,最知名当属 IBM 注资 10 亿美元所打造的 Watson (华生) 系统,已与包括台北医学大学体系在内的多家医疗院所和私人保险单位合作,提供专业临床决策支持系统,并与运动品牌 Under Armour (UA)、医疗设备厂 Medtronic 等厂商策略联盟。前者以 IBM 驱动认知教练系统辅以 UA Record APP,担当随身健康顾问或健身教练;后者由双方共同开发应用,根据 Watson 存储的生理数据、饮食状况、消耗热量和血糖水平协助稳定糖尿指数、避免高危并发症。
 

有实质效益,说话才有份量
不过周文凯指出,IBM Watson 与休斯敦安德森癌症研究中心 (MD Anderson Cancer Center) 在今年宣布终止长期合作,缘由之一就是采用者认为此举并未有效降低医院成本。"医疗供货商在推销产品时,只陈述表面好处是不够的,必须具体化实质效益或提出降低医疗成本的数据,才能增加采用意愿",他补充说。此外,他提醒要留意法规问题:2012 年美国食品药品管理局 (FDA) 为数字医疗辅助判断程序制订法规,将影像扫瞄、标示可能病变区域并跳出警示的系统归在 Class 3;但今年中为加速数字医疗发展,将"警示"行为降级改列 Class 2。
 
吊诡的是,随着输入数据越多,系统辨别能力会不断提升,反而有违"须与当初申请产品上市保持一致性"规范;据悉 FDA 现正征集相关专家意见,着手改进。因智慧医疗带动,医用材料与医疗器材之间已形成"协同开发+需求回馈"的循环。例如,微创手术需在极细的导管中进行器械传输、抽样、光线照射等,结构设计须往单管多通道、增加涂布、复合材质与客制化面向发展,以发挥最佳医疗功效;手持式荧光成像利用紫外线照射伤口的可视化技术,能实时监测细菌分布状态、精确定位、判断照护是否得当并加速愈合。
 
要求精准医疗的还有新药研发。IEK 分析师申忠哲表示,高龄化 (50 岁以上) 和亚健康族群是新药研发的最大动力,治疗方法亦发生质变——免疫疗法逐渐受到重视;它与传统标钯药物最大不同之处在于:从关注病源或癌细胞本身,转为启动自体免疫机制,与之保持和谐状态。其次,是新兴技术在药物开发的应用;2016 年 3 月,FDA 首度批准以 3D 打印生产的速溶药物 SPRITAM (用于治疗癫痫或痉挛),正式在美国推出。另从药物探索、锁定攻击目标到产生疗效,需有大量数据分析和临床研究做模拟筛选以提高成功率,而 AI 可缩短新药探索或老药新用的学习曲线。
 

图3:Aprecia 公司的 3D 打印癫痫药物 SPRITAM,乃使用 ZipDose 专利技术 (3D 打印和配方科学的组合) 制成
资料来源:
https://www.3ders.org/articles/20160322-3d-printed-fda-approved-epilepsy-drug-spritam-now-available.html
 
东南亚医材看俏,但个中门道不少
最后,另一位 IEK 分析师蔡孟男对近年热议的东盟市场提出观察:东南亚医师培育缓慢,加上中产阶级崛起不久,医疗器材以"高性价比"为依归。整体而言,马来西亚医疗质量相对健全,国家支持的公医服务收费十分低廉;缺点是预约候诊旷日废时,等上个大半年至一年几成常态,导致自费看诊盛行。因此,"人均医疗支出"反而是东南亚最高的。加之,公、私医疗资源互不流通,器材会有闲置状况,市场成长缓慢——公立医院设备新旧混杂,私立医院多将预算投注在治疗设备而非检测。惟受惠于回教高档观光医疗发达,特殊就医环境堪与一流饭店媲美。
 
蔡孟男表示,马来西亚医材交易弥漫保护主义,当地公立医疗机构有两种采购途径:一是向卫生部提出需求,汇整出特许采购产品列表 (APPL),后根据《可负担医药法案》将大宗医药产品采购权交给 Pharmaniaga 公司一手包办;二是自行开立采购案,但规定只有具本地代表资格的公司才可投标 (Bumi Agent 制度,抽佣 8%)。至于菲律宾、越南和印度尼西亚则是"人均医疗支出"成长最快者;其中,菲律宾及印度尼西亚多是私人自费医疗支出,对器材相对讲究。印度尼西亚因为扩充基础设施,同样看好;但销售生态与马来西亚相似,同样充斥强烈保护主义。
 
菲律宾在 2012 年推行全民医疗保险 PhiHealth,预算年年提升,带动手术用品、敷料、注射与输液等基础耗材,以及整形器具、物理治疗等治疗医材需求;亦受观光医疗加持,医材市场蓬勃。特别的是,菲律宾医材的兜售对象并非医院体系,而以专科医师为主。一来他们并非医院雇员、会到处驻诊,且与病患关系亲近,对病患有极大影响力;二来医材包括在治疗费中,不当降价反会挤压到医师收费,须与他们保持良好关系。这些人有到医学年会找产品的习惯,且重视口碑,建议供货商可朝此一方向找出路。
(责任编辑:jane)
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