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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

387期2024年08月號

出版日期:2024/08/14

正方形 Icon 創新之鑰 Innovation

AI加速智慧醫療新紀元

撰文/陳怡如

工研院開發「軟性管狀醫療手術機器人」, 運用AI輔助導引,達到體內自動導航,讓肺部 手術更加精準安全。
工研院開發「軟性管狀醫療手術機器人」, 運用AI輔助導引,達到體內自動導航,讓肺部 手術更加精準安全。

醫療與資通訊都是臺灣的優勢,AI則是將兩大優勢緊密整合的重要關鍵。工研院積極推動智慧醫療技術,致力於建立智慧醫療生態系,運用科技提升醫療效率,並拓展至醫病關係、精準醫療及健康照護價值鏈上,緩解醫療人力短缺問題,迎接智慧醫療帶來的挑戰和機遇。

根據市場調研公司Grand View Research報告指出,智慧醫療全球市場規模預計到2030年將達到3,852億美元,換算新臺幣超過10兆元,年複合成長率達12.8%,前景可期。

面對新時代的機會與挑戰,工研院執行副總兼AI策略長余孝先表示,AI是當前最重要科技革命,更是引領我國產業轉型的關鍵,善用AI創新力量成為配合賴總統打造「健康臺灣」願景的致勝關鍵。根據美國基層醫療醫師調查顯示,近75%醫師認為應用資訊科技能降低人為錯誤事件,而AI能使15%醫療照護工作自動化,各科醫師則能減少2-12%的工作,故將AI導入醫療是打造「健康臺灣」的重要策略。

近年來,工研院積極串聯臨床、產業和場域驗證,運用跨領域所累積的專業知識與數據庫,淬煉出AI創新技術的最佳養分。在智慧醫療的推動上,工研院致力於建立智慧醫療生態系,從軟體跨硬體、醫療跨科技,以跨域整合促進創新研發與產品應用,更加速AI在醫療領域的落地、普及,協助產業迎接智慧醫療帶來的挑戰和機遇,攜手打造「健康臺灣」。

語音轉文字 「小智醫生」加快病歷產出

面對醫療人員短缺、工作負擔重等問題,工研院研發「小智醫生SmartDoc」,透過生成式AI、大型語言模型、語音辨識等技術,協助醫護人員產出初診病歷、護理紀錄、會議記錄等,縮短交班時間,有效減輕醫護工作量。

「小智醫生」可透過語音辨識,將醫生與病人間的對話,直接轉化成文字紀錄;同時搜尋過去針對類似症狀的治療方式,預先給予醫生建議,縮短診斷時間,加快產出病歷。

當護理人員巡房,須詳實記錄病人狀況,傳統得花1小時撰寫,藉由「小智醫生」語音辨識,將聲音化為文字,只需15分鐘即可完成,大幅加速護理交接班的點交流程。

「小智醫生」也能運用在醫學會議記錄上,即使是長達數小時的會議,一樣可以產出文字紀錄;每天的初診或護理紀錄,系統還會整理自動摘要變成週報;亦可針對醫生輸入的指令,整理病例資料,宛如一位智慧助理。

工研院生醫與醫材研究所醫療長許凱程指出,臺灣看診常是中文、臺語、英文夾雜,醫療語音辨識容易發生困難。「小智醫生」能精準辨識多語言轉換,結合多模態生成式AI技術,能快速處理病歷、影像資料,如電腦斷層掃描、X光片,協助解讀醫學影像,並自動生成影像報告;過去大型語言模型(LLM)較常遇到的幻覺產生問題,可進一步運用增強資料庫RAG技術,加強LLM功能並減少幻覺,提供醫師專業的治療建議參考。「小智醫生」將與多家醫院展開合作驗證,未來可望減輕醫療人員短缺問題,有效提升醫療效率。

軟管機器人登場 肺部手術更精準

肺癌蟬聯臺灣十大癌症之首多年,慢性阻塞性肺病也是全球第三大死因,肺部疾病不可輕忽。在進行肺部手術或組織採樣時,透過內視鏡手術可以減少經皮穿刺所造成的傷口出血、感染和氣胸等併發症風險。

但肺部內的支氣管錯綜複雜,宛如樹枝不斷分岔,醫師在手術當下可能出現體內迷航的問題,為此工研院開發「軟性管狀醫療手術機器人」,運用AI輔助導引,達到體內自動導航,讓肺部手術更加精準安全。

這項技術結合快速支氣管3D建模,以及手術路徑生成導航,工研院機械與機電系統研究所組長黃甦表示,這就像是建立一張肺部的Google Map,透過精準定位的方式,醫生可在遠端遙控機器人,準確到達病徵位置,再搭配不同的醫療器械進行治療,如熱消融、噴灑幹細胞,或是進行組織採樣等。過去醫生在手術中,需要透過拍攝X光進行定位,藉由這項技術也可大幅減少醫生暴露在輻射環境中。

此外,為了更加適應彎曲的支氣管通道,團隊特別將機器人打造成軟管模樣。傳統管子採用一節一節的拼接作法,組裝難度高,體積也較大。團隊發想出以雷射雕刻的方式讓管子一體成形,外直徑只有4.4公厘,比起傳統管子外直徑超過5公厘,更加微小化,方便在支氣管內移動。

目前這項技術正在動物實驗階段,未來可應用於醫學機構,建立訓練機制、平台以及組織回饋資料庫,也有機會應用在其他器官的手術治療上,開拓新的智慧醫療應用市場。

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