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導入物聯網、巨量資料分析及雲端運算的醫療4.0

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製藥產業也正朝醫療4.0的願景而努力。PEXELS
製藥產業也正朝醫療4.0的願景而努力。PEXELS

回顧前面三次工業革命,可以發現,每一次工業革命的變革,多半都是由新科技的出現所引發。如第一次是瓦特發明蒸汽機,利用水力及蒸汽的力量作為動力源,也因此成為輕工業的基礎;第二次則是1870年使用電力為大量生產提供動力,奠定重工業的發展基礎;第三次工業革命則是使用電子設備及資訊技術(IT),來增進工業製造的自動化。換句話說,科技發展不僅為製造業生產力帶來改變的契機,同時也改變相關產業的營運模式。

醫療4.0的定義

醫療4.0的願景之一,在於減少傳統的醫療及用藥方式可能出現的人為錯誤。Wikipedia

醫療4.0的願景之一,在於減少傳統的醫療及用藥方式可能出現的人為錯誤。Wikipedia

醫療產業不例外,東京女子醫科大學與早稻田大學共同研究所共同尖端生命醫科學專業教授伊關洋指出,第一次醫療革命,是始於消毒和殺菌的醫療現代化;第二次醫療革命,則是引入顯微手術和內視鏡手術的微創治療;第三次醫療革命,則是引入使用X光、CT裝置和MRI的術前及術中診斷,以及使用導航儀的資訊引導治療。

物聯網、巨量資料及雲端運算等資訊科技,不但開啟了工業4.0,也就是「第四次工業革命」,連帶也開啟醫療產業的「第四次醫療革命」。換句話說,醫療4.0的成型,也是透過物聯網技術將醫療器械相互連接,並使用傳感技術將蒐集的資訊傳送到雲端的伺服器,透過巨量資料分析技術,優化手術的效率,構建出對任何病例都能即時下達最佳決策的導航儀系統,與工業4.0可說是異曲同工。

事實上,醫療設備的日益精進,對醫生其實也是一種負擔。如東京女子醫科大學醫院的手術部,2014年使用的手術器械多達296種,而且這些器械基本上都是單獨工作,如果不能匯總各種器械在手術中收集到的資訊,就無法分析術中所發生情況之間的關聯,進而得到更有價值的資訊。

如伊關洋正在開發的「SCOT(Smart Cyber Operating Theater)」新一代手術系統,能將手術室內的醫療器械聯網,將醫療器械的基本數據、術中圖像、手術器具的位置資訊、患者的生物資訊等加以整合,即時分析各手術台設備的運轉情況和醫療人員的活動等,再將分析結果反饋至手術導航儀等設備上,顯示手術資訊、引導手術進行,或是監控器械的運轉情況,而手術中收集到的各種資訊,還可作為分析術中發生情況之間關聯的資料庫,用來幫助改善治療品質。

製藥產業也受醫療4.0影響

不只是醫療院所,醫療4.0也已成為製藥產業升級的推動力。如上海醫藥近日宣佈與京東達成戰略合作,未來將在處方藥、非處方藥、醫療服務等領域建立合作關係,並共同增資,在流量導入、IT系統、物流體系方面,快速建立市場競爭優勢,全面落實公司在醫藥電商領域的戰略佈局與業務發展。

全球藥品包裝解決方案廠商Palladio集團與E-Ink元太也已宣佈共同推出專為藥品包裝打造的先進解決方案——PhutureMed智慧型藥盒,除可偵測藥物運送與存放的環境變化以確保品質,亦能記錄病患用藥歷程,同時還能協助其遵照醫囑服用藥物。

PhutureMed整合E-Ink電子紙顯示器與傳感器,可持續監控藥物週遭的環境變化,並透過E-Ink電子紙顯示相關資訊。即便在電池沒電的情況下,所有訊息仍可持續保留於螢幕上,讓病患與客人對於使用藥物的品質感到放心。

PhutureMed透過觸發裝置(activation triggers)來顯示上一次用藥時間,能有效地協助病患排除用藥與否的不確定性因素,大幅改善病患用藥習慣。而記錄於PhutureMed中的完整用藥歷程,可經由無線傳輸技術,回傳到醫院的遠端健康管理系統,實踐遠距醫療、雲端照顧的願景。

PhutureMed顯示器模組內建溫度傳感器、計時器與觸發裝置,藉由計時器與傳感器能記錄藥品的儲存環境和取用歷程。E-Ink電子紙能在不受電力因素干擾的情況下,持續顯示資訊,記錄藥物是否儲存在適合的溫度區間,確保藥物品質。PhutureMed目前仍處在開發階段,可以根據不同藥廠的實際需求進行客製化應用。

由於傳統的藥品流通方式,長期受到供應鏈冗長、終端資訊用戶難以掌握、供需資訊不通暢等問題掣肘,醫療4.0的出現,可望打破這一僵局,實現工業等級的生產與需求的快速對接,從而大大提高藥品流通效率,降低成本。

醫療4.0為醫藥行業帶來的巨大變革,其實就是工業4.0所建構的兼具個性化和數位化的產品與服務生產模式,突破傳統的產業界限,催生出多種新興活動領域和合作形式,進而創造新的價值網路或鏈條,提升製藥業水準,重構誠信體系。

醫療4.0帶來潛在商機

衛生福利部國際合作組暨資訊處處長許明暉以「ABCD」來形容智慧醫療的未來,包括分析(Analytics;A)、大數據(Big data;B)、雲端(Cloud computing;C)、穿戴裝置(wearable Devices;D),除了政府需要制定標準推動還資於民,如健康存摺和雲端藥曆,讓民眾自主健康,以及民間發揮創意提供服務,如何以商業化機制實現個人化服務,將成為智慧醫療的根本。

隨著物聯網、雲端運算、巨量資料分析等技術的應用日趨成熟,醫療服務和健康管理都有了許多新突破。如馬偕紀念醫院的資訊系統運作架構與環境,設定許可權及監控落實安全管理,讓管理者已可隨時隨地及用任何移動式設備,取得同步管理決策資訊,達到精簡作業流程,提高管理者的決策與管理效能,而馬偕也以web App介面開發,建立跨平台的行動醫療資訊系統,推動病歷無紙化作業,大幅提高臨床照護品質與效率。

醫療4.0也代表著科技產業未來的重要商機。根據IDC預估,2015年大陸醫療產業在IT的支出費用將達到人民幣268億元,比2014年成長14.9%,預計2017年將達到人民幣336億元。

而進一步觀察大陸2011年至2017年在醫療產業IT花費的成長率,儘管在2013年後有成長緩和的趨勢,但仍維持每年10%以上的成長,預估2012年至2017年的年複合成長率(CAGR)將達14.5%,顯示大陸自2011年頒布「十二五」規畫綱要後,投資在醫療產業的IT費用呈現逐年增加的趨勢。

實現醫療4.0尚需多方共同努力

但要實現醫療4.0的願景,仍有許多困難需要克服,如建立一個符合醫療4.0標準的醫院,需要投入大量資金,適逢全球經濟復甦腳步緩慢,政府補助經費難以提高,投資回收期又長,如果醫院資訊部門在醫院管理的地位不夠高,都可能會導致許多醫療機構抱持觀望的態度。

此外,智慧醫療市場目前仍缺乏統一的醫院資訊系統建置規範和技術標準,不同地區醫療保險系統亦不同,導致電子病歷或影像檔案的傳輸或交換,均面臨巨大挑戰。更重要的是,由於醫療產業涉及許多個人隱私問題,透過無線傳輸技術將病患資料傳到雲端平台上,必須要格外注意資料安全性及病患隱私保護的問題。

但醫療4.0願景若能實現,醫院在提供病患服務時,不只可以依賴熟練醫生的經驗和技術,還可根據科學運算的結果,運用資料庫、電子和機械設備,自主決定對現場提供的支援,設法實現對每位患者的最佳治療,不僅對醫院、醫護人員或病患,甚至製造及相關科技業者,都是一大福音,值得大家一起努力。