促進健康 醫療科技的重要課題

除了生產線上的巨型手臂之外，機器人已經深入生活的各個角落，尤其是在需要極端精準與細緻的外科手術上，機器人在醫療環境中扮演起愈漸重要的角色。圖片：台灣大學智慧機器人及自動化國際研究中心

科技快速發展，讓各類領域的應用也跟著急速進步，智慧醫療就是一個最好的例子，讓醫療保健也更加「科技化」了。

想像一下：開刀時，外科醫生不再拿著手術刀站在病人身旁，在無影燈下進行手術，而是「坐」在控制台前，眼盯3D立體螢幕操作指令，讓機器手臂代替自己的雙手，在病人身體裡進行各種切割、剝離、止血、縫合等動作。這種看起來是科幻小說的情節，事實上已經發生在我們身邊。

事實上，除了生產線上的巨型手臂之外，機器人已經深入生活的各個角落，尤其是在需要極端精準與細緻的外科手術上，機器人在醫療環境中扮演起愈漸重要的角色。以外科手術為例，如果將傳統純以醫生執刀技術為中心的手術定義為第一代外科手術的話，透過機器手臂整合智慧裝置來進行的新型態手術，則可以說是第三代外科手術。

手術風險如何降低

外科手術的重點，在於精準處理病灶，傳統手術純粹依靠執刀醫生的技術，在精準度與術後照護上都有相當大的考驗。早期傳統的開腹手術，外科醫生總被教育：手術，就是必須把視野開到最大，但也基於如此，傳統手術最大的缺點就是創傷大、傷口大，雖然它達成了治療的結果，但隨後復原期間需使用大量止痛藥，加上傷口會暴露於空氣中的傳染源，所以引發感染的機率就會較高。

對病患來說，開刀就是對於身體的傷害，因此讓病患身體上「開口」縮到最小，以及讓手術時間縮到最短，則是醫生在手術時所需面對最重要的課題，而第二代的微創手術就應運而生。

微創手術雖然傷口比較小，對病患來說負擔比較低，但這類手術仍有些限制。所謂的微創手術，其實主要是透過內視鏡來進行手術，手術時醫生會在病人身上打洞，然後透過旁邊的一個螢幕來進行操作。

由於眼、手方向不一致，加上螢幕只能呈現平面影像，醫生必須花更多時間去「轉化」人體內的三度空間，一場少說3小時的手術，甚至更久的長達7、8小時都有，操作內視鏡要一隻單腳要隨時踩，另一隻腳要懸空，然後雙手同時操作刀具，有時候還必須擺出各種奇奇怪怪的動作，很多醫生在長期操作內視鏡手術，反而讓自己椎間盤突出，脖子、頸椎也常有「運動」傷害，如何降低手術時及術後照護的風險，成為醫界人士努力的重要方向，愈漸精密的機器人就成為外科手術的重點選項之一。

用機器人開刀

早從1972年就有人提出開發「醫療用機器人」的構想，但在當時仍屬技術開端的智慧機電產業，醫療機器人的概念仍屬於一種狂想。然而，隨著通訊技術的快速發展，以及虛擬實境技術的出現，醫療領域也出現開發醫用機器人的熱潮。

在電腦CPU運算能力倍增，以及感測系統的快速發展之下，機器人可做的事情愈來愈精細，尤其是高階設備甚至可透過多軸控制模擬人類的細緻行為，做出比人類更為細膩而精準的動作，自然而然人們就把需要極度精準動作的工作轉交給機器人來「代理」，外科手術就是其中最重要的一環。

目前，第三代外科手術的技術，多是使用一般稱之為「達文西手術系統」(da Vinci Surgical System)。達文西系統基本上由3個部份組合而成，包含4隻機器手臂的手術台車(Patient Cart)、醫生主控台(Surgeon Console)、中央影像系統(Vision System)，它整合了機器手臂、視覺系統及遠端控制等系統整合。

醫生可以透過3D-HD的視覺影像，以及放大數倍的高解析度視野，觀察手術中需要注意的重要神經、血管和組織器官；多軸機器手臂可經由醫生操控來執行精膩動作，操作精細的手術器械來執行精準的切除、修補和縫合，更可消彌傳統手術不必要的手部顫抖；而透過影像傳遞與網路傳輸，讓醫生可以坐在主控台前即時控制機械手臂執行手術。

這說起來簡單，但開發系統的難度頗高。首先，由於醫生是坐在主控台前操作設備，而非直接站在手術台上觀察病灶，所以影像訊息與操作指令的即時性變得格外重要，醫生在主控台的「一個口令」，手術台上機器手臂的「一個動作」，兩者必須接近零時差，才不會有任何誤失。

另外，包括影像與指令傳遞必須十分精準，因為人體並非工廠生產線，機器出錯時只要排除瑕疵品就可以解決，因此訊息傳遞的容錯率必須降到極低，讓影像可以最即時清晰地傳遞到醫生主控台，而主控台所發布的操作命令，也必須精確地傳遞到執刀的機器手臂，才能讓手術順利地進行。因此在近期視覺系統與工業通訊的發展逐漸成熟之際，智慧醫療也才隨著這些技術發展，邁入成熟之林。

機器人的研究與設計是一門廣泛的科學，從電腦科學、微生物學、心理學、醫學到電子和機械工程的領域，更需要整合軟體業、學術界及製造業等不同產業，才能製作出真正實用的機器人。從製造物品到照顧人體，機器人的「眼光」已經完全不同。

科技加持  仍需完整系統支援

近年，全球醫療費用每年合計超過5兆美元、美國每年因醫療失誤而損失170億至290億美元、超過6成的美國醫院必須同時管理超過百種以上的資訊系統及介面、英國病患等待入院手術的時間平均為4週。

對於面臨重重挑戰的全球醫療體系而言，以上的數字只是冰山一角。

醫療服務體系是社會安定的基石，為了解決其中糾結複雜的問題，醫療改革在世界各國幾乎都成為主流議題及政策方向。在醫療改革的千頭萬緒裡，醫療資訊技術改革是極為關鍵的一環，原因就在當前醫療服務體系的運作必須仰賴多重資訊系統的支援，系統愈是強大靈活，就愈能彰顯運作效益。

事實上，隨著資訊及通訊技術的日新月異，許多企業、產業甚至是國家都重新思考其運作體系，並以各種嶄新方法來運用資訊及通訊技術，以更智慧的方式運作。

以台灣為例，現在台灣主流醫療院所的「電子化」，最重要的一項，即是世界上許多國家都在積極推動的「電子病歷」。事實上，病歷電子化確實已成為全球有志推動智慧醫療的國家，有志一同的政策。

受全民健康保險制度之賜，台灣醫療院所病歷資料電腦化的狀況相當普及，根據衛生署在2005年底所進行的「醫療院所病歷電子化現況調查」結果顯示，當時就已有5成以上的醫院病歷資料進行電腦化，約3成醫院病歷電子化已進展至院內整合階段，並逐漸邁向院際之分享與交換應用，顯示過去幾年推動病歷電子化之發展已具初步成效。

有了資料  如何使用才是重點

科際整合後，在資訊科學上，應用領域包含眾多機會。尤其在雲端運算技術成為「顯學」後，各種技術運用，都與雲端運算相關。透過雲端技術，資料與軟體服務被移往網際網路上大型、共用、可延展的資料中心。凡具備連網能力的電腦終端裝置皆可存取雲端資料中心所提供的運算、儲存及應用程式，就如同超級電腦一般。

透過虛擬化運算技術、平行運算技術及虛擬終端技術，雲端運算在功能上因而能分別提供一機共用、多機分工及桌機遠端代管等功能。在架構上，整個雲端是由底層雲端基礎架構及上層雲端應用軟體所構成，該運算架構所帶來的顯著效益包括：公用運算、降低使用者成本支出、資源分享及擴展、IT管理的簡化、集中化安全提升、多備援點之高可用性等優勢。

但電子病歷在推廣上，除了所需要的費用不低外，由於醫院及其他醫療環境的工作流程非常複雜，眾多工作人員包括醫生、護士、技術員以及各類行政人員，經授權後皆可進入電子病歷資料檔，如何有效地保護這些電子病歷的安全，不致於造成病人的隱私權遭到侵犯，也成為電子病歷推動過程中的主要挑戰。

病歷電子化能否成功推動，除了要提高醫療機構導入電子化的誘因外，醫界與民眾對使用電子病歷的信心與信賴更是關鍵，除了與醫療資訊隱私保護相關之法律議題宜詳加檢視，並適當調整外，醫療資訊安全技術未來勢必會扮演更重要的角色，這也是醫療科技發展的重要項目。