隨著人工智慧(AI)技術越來越普及,它已成為我們日常生活中不可或缺的一部分,尤其是在醫療領域帶來了巨大的改變。奇美醫院智慧醫療中心自2019年成立以來(前身為AI中心),運用AI和醫療數據開發了多種疾病預測系統,讓病人能獲得更精準、更安全的照護。在這篇文章我們將分享這些AI系統是如何運作的、有哪些應用成果、展現哪些效益,並展望未來的發展方向,看看AI如何守護奇美病友的健康。
|AI疾病預測如何幫助醫療?
AI疾病預測主要透過分析大量的病歷和臨床數據,建立模型(model)來預測病人的健康風險。舉例來說,急診科的流感病情預測系統,就是我們發展的第一個AI應用。醫師們挑選出像昏迷指數、呼吸速率、過去病史等重要數據,再結合過去十年的病歷資料,建立五個風險預測模型-預測併發肺炎、併發敗血症或休克、死亡、轉住院、轉加護病房(ICU)之風險,幫助急診醫師快速了解病情可能的變化,規劃適當的治療建議。
現在,奇美醫院已經成功上線了32類AI系統,包括:呼吸器脫離、透析低血壓、新生兒低血糖等,應用範圍廣泛,全國領先。
|AI發展需要跨領域合作
高科技的發展需要投入大量資源,若無高階主管的全力支持,往往難以推動。然而,奇美醫院的董事會、院長及各級主管對AI的發展抱持高度支持,投入了豐富的資源,奠定成功的基石。
醫療AI的成功離不開三類專家的緊密合作:醫療專家、AI專家與資訊專家。奇美的AI開發團隊陣容完整,人才濟濟,充滿熱情:
1. 醫療專家:
像醫師、護理師、藥師、營養師...等等,他們提出臨床困難問題與AI專家共同尋找解決方法。
2. AI專家:
理解醫療專家的問題後,負責開發AI模型,從大數據收集、分析到演算法設計,為臨床提供技術支援。這類人才主要來自本院智慧醫療中心。
3. 資訊專家:
負責整理和提供可靠的醫療數據,並將AI模型整合到醫院系統中。這類人才來自本院陣容堅強的資訊室。
|AI發展須確保資訊安全與隱私保護
奇美用來訓練AI模型的大數據都是去識別的資料,也就是不會用到病人的姓名、身分證號、地址、電話等等敏感個資,確保資訊安全與隱私保護,並符合國家法規的要求。另,奇美智慧醫療中心已於2024年通過ISO27001資訊安全標準與ISO27701個資保護標準,足見奇美AI發展已做到國際級的保障。
|各科病情預測AI的應用現況
奇美發展的病情預測AI已遍布各臨床科,迄今(2019-2024年)已發展32類AI預測系統落地使用中。因場域特性,有些AI應用亦做成儀表板(dash board)形式,方便醫護同仁掌握全體病人的即時狀況,包含:急診八類病人、ICU呼吸器脫離、透析低血壓、新生兒低血糖、麻醉風險評估等。
急診
急診是奇美醫院最早發展AI應用的場域。智慧醫療中心為急診室開發了八類病人之風險預測系統,包括:發燒、高齡流感、胸痛、胰臟炎、高血糖危症、登革熱、肺炎、腦傷等病人。每種病人各有特定的病情風險要注意,例如:胸痛病人,我們著重在併發心肌梗塞與死亡風險的評估。這些系統能夠即時擷取急診病人的即時身體現況和病歷數據,提供各種精準風險預測,為醫療人員提供快速且準確的診斷參考,縮短急診等待時間並提升醫療品質與資源利用率。(如圖一)
內科
內科領域的AI系統主要涵蓋冠狀動脈阻塞、肺炎、糖尿病、腎病及慢性阻塞性肺病(COPD)等疾病的預測與管理。例如:營養科針對糖尿病病人發展長期血糖變化預測系統,是一個絕佳的醫病決策溝通的工具,可協助醫師為糖尿病人制定更精準的治療計畫。透析低血壓風險預測系統則可提前識別高風險病人,提早採用預防措施,以避免透析中低血壓之發生。(如圖二)
婦產科
人工生殖是奇美醫院婦產部的重要特色醫療之一。在這一領域我們結合人工智慧(AI)技術,成功開發了預測胚胎植入後懷孕率及多胞胎懷孕率的AI系統。此系統能精準預測治療結果,若AI預測懷孕率很低,醫療團隊可再評估後與病人討論,是否這次療程不要植入,待調理好身體後下次再來努力。AI可以協助醫師為病人制定個人化的治療計畫,減少無效治療,降低求診病人的經濟負擔。
兒科
新生兒低血糖AI預測儀表板是奇美醫院新生兒科的重要核心成果之一。該系統能即時監測並分析新生兒的血糖數據,快速篩查高風險嬰兒,協助醫護人員採取適當的照護措施,降低併發症的發生風險。同理,AI預測低風險嬰兒,就可維持觀察但降低扎針採血的頻率,減少不必要的血糖檢測,也避免嬰兒因扎針而感染的風險,並且節省醫療資源耗用。(如圖三)
此外,兒科所開發的女童性早熟AI預測系統,可準確識別性早熟的風險,幫助醫師決定是否需要進一步進行精密檢驗。該系統的應用,有助於及早發現與干預,減少不必要的檢查負擔,並為女童的健康成長提供更有力的保障。
重症醫學科
重症醫學科的AI主要用在ICU病人呼吸器脫離時機預測及多器官衰竭與死亡的風險評估。這些工具可以即時監控病人的生理數據與呼吸器參數,將複雜的數據轉化為易於理解的預測機率,協助醫療團隊快速且準確地判斷脫離呼吸器時機,也為緩和醫療提供科學的參考依據。這些智慧工具的應用,不僅有效縮短住院時間,提升醫療資源的利用效率,還增強了病人與家屬的滿意度,充分展現AI技術在重症醫學中的價值與潛力。(如圖四)
麻醉科
奇美手術麻醉風險評估系統是臺灣麻醉領域的一大創新,展示了AI技術在手術安全中的卓越應用。該系統通過分析病人的病史和即時數據,為麻醉醫師提供風險預警,幫助手術與麻醉團隊作出更具前瞻性的決策,有效降低麻醉相關併發症的發生率,保障手術的安全。目前,AI預測已成功應用於髖骨、胸腔及腹腔三大類手術,為麻醉醫師提供不同手術場景下的專屬風險評估支援。(如圖六)
放射科
放射科的AI系統包括:影像診斷輔助工具以及嚴重不良反應之預測,例如:預測病人斷層掃描使用顯影劑併發急性腎損傷的風險。這些系統能夠自動分析影像數據,協助放射科醫師進行精準診斷,提升診斷效率與準確性。
外科
外科領域的AI系統主要應用於術前風險評估,例如:燒燙傷病人病情預測。這些系統為外科醫師提供了全面的手術風險分析,幫助他們制定個性化的治療計畫,提升術後康復效果。
|優異成果獲國內外肯定
奇美智慧醫療中心自成立以來,累積了豐碩的榮譽與成果。在國內外重要競賽中已獲數十個大獎,包括:榮獲馬來西亞MTE尖端醫療保健和生命科學國際發明展、國家醫療品質獎(NHQA)、國家品質獎(SNQ)、國家新創獎、綠點子國際發明設計競賽等多項大獎(如圖五),展現了奇美AI技術對提升醫療品質與創新的巨大貢獻。此外,奇美在專利布局上同樣積極,已取得臺灣專利6件、美國專利1件,涵蓋急診高齡流感風險預測、呼吸器脫離時機預測、新生兒低血糖預測、透析低血壓即時預警、長期血糖變化預測、出血性腦中風預測及手術麻醉風險評估等多個領域,技術應用範圍廣泛且實用性強。技轉成果方面,中心成功將呼吸器脫離時機預測系統技轉給仁寶電腦公司進行商品化,目前亦進行軟體醫材TFDA認證中,充分顯示AI技術在臨床應用與產業化上的潛力。這些獎項與專利不僅突顯了奇美醫院的醫療創新能力,也奠定了其在智慧醫療領域的領先地位,為推動AI技術在醫療體系中的普及與深化應用樹立了典範。
|奇美AI發展嚴謹獲得學術期刊發表
奇美在AI研究領域的成果不僅推動臨床應用,亦在學術界備受肯定。至今已發表超過40篇SCI論文,涵蓋多個醫療照護領域,為AI技術在臨床應用中的發展提供了堅實的理論基礎與科學支持。奇美醫院在AI領域的發展引發了國內外多所大學及醫療機構的關注與仿效。智慧醫療中心主任劉忠峰教授迄今已受邀參與超過50場大小型演講,與業界分享奇美醫院的成功經驗,促進AI技術在更多醫療機構中的落地應用,進一步推動智慧醫療的普及與發展。
|AI智慧醫療的價值與影響
AI智慧醫療的價值不僅在於提升了醫療效率,更重要的是改善了病人的治療體驗。透過疾病風險的早期預測與精準判斷,醫病之間可以充分討論建立互信,病人也能及早接受適當的治療與照顧。
1. 提升醫療品質與病人安全:
奇美開發的32項AI系統涵蓋了急診、重症、透析及新生兒等多個醫療領域。其中,透析低血壓預警系統自上線以來,已顯著降低低血壓的發生率,並榮獲國家醫療品質標章的肯定。另一成功案例是手術麻醉風險評估AI,該系統能夠在手術前準確預測病人的麻醉風險,幫助麻醉師做出更精準的決策,從而提升手術成功率,降低併發症風險。
2. 降低醫護同仁的負擔:
AI提供即時與整合的預測資訊,不僅有助於提升醫療品質,還能減輕醫護人員的工作負擔。例如:透析低血壓預警系統的實施,使護理師能將更多時間專注於病人的整體照護,而非僅僅局限於數據監控。這種醫療模式的轉變,不僅提升了服務品質,也進一步增強了醫病之間的互信與合作,促進了更和諧的醫療環境。
3. 減少醫療資源浪費:
AI技術還大幅提升了醫療資源的使用效率。例如:呼吸器脫離時機AI上線後,病人使用呼吸器的時間約可減少22小時。新生兒低血糖AI預測自2023年上線以來,成功減少了許多不必要的血糖檢測,避免新生寶寶感染的風險,其不僅降低了醫療成本,也減輕了嬰兒與家屬的壓力。此外,透析低血壓預警系統上線短短一年內,便讓透析低血壓發生率降低一半,也因此幫助醫院節省了可觀的醫療成本。這些成果證明,AI不僅是醫護人員的好幫手,還是改善醫療成本效益的關鍵技術。
4. 跨院合作與技術分享:
奇美智慧醫療中心積極推動AI技術的跨院分享,縮短城鄉醫療數位落差。例如:急診胸痛病人與肺炎病人病情預測系統已透過安全的網際網路成功分享至其他醫院,幫助更多病人受惠。同時,這些跨院合作也促進了醫療資源的均衡分配,實現了智慧醫療的普惠目標。
|未來展望:智慧醫療的無限可能
展望未來,奇美體系將持續拓展 AI 技術的應用範疇,從急診、重症、預防醫學到全人醫療,讓民眾的健康獲得最好的保障。
1. 個人化全人醫療:
全人照護已成為國際醫療的發展趨勢,未來的醫療服務將更加注重個人化,涵蓋健康促進、疾病治療與長期照護等多方面需求。為應對此趨勢,AI模型將持續優化,提供全方位的智慧支援與服務,實現更貼近病人需求的全人醫療體驗。
2. 全球化合作:
奇美積極參與國際交流合作,分享AI技術與經驗,推動全球醫療科技的進步。2024年,奇美三院區已通過TriNetX全球健康研究網路平台的資料品質標準,未來將開啟更多參與國際臨床試驗合作的機會,進一步提升全球醫療研究的影響力。
3. 生成式AI的應用:
除了現有的預測式AI技術,奇美醫院自2023年起在生成式AI(Generative AI, GAI)領域亦取得顯著成就,廣泛應用於病歷文件整理、病人教育與醫護人員培訓等多元場景。未來,預測式AI與生成式AI的整合將釋放更大的潛力,為智慧醫療開啟無限可能,提供更高品質與人性化的醫療服務。
|智慧醫療,守護健康的新時代
AI在醫療領域的應用,已從理論步入實務,並為全球醫療體系帶來深遠影響。奇美醫院以實際行動證明,科技不僅是醫療發展的驅動力,更是守護健康的堅實後盾。隨著生成式AI技術的蓬勃發展,奇美醫院秉持以人為本的理念,持續創新應用於醫療情境,不僅要幫助病人更要幫助醫護同仁,減少病歷查閱彙整的負擔,增加醫病互動的時間。
當前,我們的目標是整合第一代預測式AI與第二代生成式AI,結合兩者的優勢,構建完整的智慧醫療生態圈。奇美醫院深信,人工智慧與人類智慧的強強聯手,將推動醫療照護服務不斷進化,進一步彰顯奇美「幸福職場、幸福醫院」的品牌價值與承諾。