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Big Data點燃智慧醫療火苗

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台灣醫療機構通過美國JCI國際醫院評鑑者不在少數,顯見具備國級醫療水準,輔以不吝針對PET、MRI或CT等先進儀器進行投資,由此觀之,台灣醫療業競爭實力不容小覷;在此堅實基礎上,若能進一步結合巨量資料分析,可望產生極大效益。

放眼全球,台灣醫療機構在於醫療記錄的詳實細膩程度,堪稱有目共睹,甚至凌駕於歐美先進國家之上,因此推展巨量資料分析應用的空間,也就格外遼闊。

某服務於醫療機構的資訊人員指出,以中大型醫院而論,每天問診達數百、甚至上千件,進出數十個、甚至上百個床位,絕對不成問題,依此規模,單單一天即能產生大量資料,就算後續再加以正規化,至少也是破百個交易檔案,然這些檔案一旦進入資料庫,通常被分散儲存於不同空間,彼此的Table也大相逕庭,因而難以讓管理者綜觀全局,所以過去即便運用商業智慧(BI)工具,分析效果也不大。因此巨量資料分析技術的出現,被視為活化醫療資訊、實現智慧醫療的一大觸媒。

串聯分析不同科目的醫療資料,究竟能產生何等價值?簡單來說,即是針對藥材、耗材、醫療品質等不同型態的資訊,分析彼此因果關聯,藉此促進醫療品質的提升,甚至能進一步透過研究發現更多病根,凡此種種,都蘊含莫大想像空間。

另值得一提的,台灣自1995年迄今,實施堪稱獨特的全民健保制度,藉此累積了健保開辦以來全民的就醫資訊,因此早已具備一套醫療Big Data;而在某一年,健保局將前1年度的健保資料匯出,將身分欄位遮罩後交予國衛院製作「全民健康保險研究資料庫」,國衛院透過此一基礎,從全台10萬個肝癌病患,篩選出518位B型肝炎加肝癌患、並於術後接受口服核苷抗病毒藥物(ATZ)治療的患者,將之歸類為「治療組」,另挑選4,051位B型肝炎加肝癌、術後未服用此藥物的患者,列為「對照組」,歷經多年驗證,治療組復發機率足足減少3分之1。

運用Big Data分析 肝癌研究不需耗時9年
此一重大發現,實令醫學界備感興奮,但話說回來,此項研究計畫從2003年開始執行,爾後共計耗時7年進行資料蒐集,直到2010年才啟動相關的分析、統計、編撰、審核與出版作業,額外再花兩年時間,因此縱然台灣善用得天獨厚的健保資料,成功找出降低肝癌復發機率的方法,但前後歷經9年時間,未免太過漫長。

然而台灣的醫療資料,除了來自全民健保資料庫外,尚有更為複雜多樣的來源,只因多數台灣醫療院所都已投入數位化,所以不管是病患個人資料、問診資料、血液檢驗資料、全身影像資料、心電圖、腦波、即時生理監測資料…等等,都已逐步轉為數位檔案,顯見醫療業界的Big Data,絕對比一般人想像要多得多。

醫界人士透露,一家醫學中心每年所產生的X光數位資料容量,即高達9~10 TB,至於核磁共振(MRI)與電腦斷層(CT)產生的資料量更大,可能突破100 TB大關。在此情況下,毋需懷疑巨量資料分析對於醫療應用的重要性,因為它不僅能有效支撐醫學研究、新藥研發的推展,也極可能讓原本歷時9年的肝癌研究成果,得以加速出爐,讓更多人命獲得拯救,著實意義重大。

遠端醫療照護 使醫院獲益良多
醫療業可以將巨量資料分析技術,運用在哪些地方?首先是臨床診斷,例如作為臨床決策支援系統的輔助措施,當醫師開立醫囑時,可藉由系統分析比對,判斷該醫囑是否違反醫學指引,倘若有,即在第一時間對該醫師加以提醒,藉以降低後續可能發生醫療事故、索賠糾紛的機率;除了上述的預防性運用外,透過巨量資料分析,也可讓臨床決策支援系統功力大增,可藉由對於X光、CT或MRI等影像資料的分析,或是挖掘醫療文獻資料建立專家資料庫,進而給予醫師更加精確的醫療建議。

同樣有關臨床診斷部分,借助巨量資料分析,也有助於醫療院所推動「比較效果研究(CER)」,意即針對病患特徵資料、費用資料、療效資料進行全盤剖析,再多方比對各種干預措施的成效高低,讓醫師能向特定病患提出最具成本效益的治療建議,促使醫療服務品質大幅提升。

其次則是加速落實遠端醫療照護。舉例而言,醫療院所可透過感測裝置、晶片藥片等措施,針對糖尿病、充血性心臟衰竭或高血壓等慢性病患者,遠端監測其生理狀態,再藉由巨量資料技術來處理並分析這些資訊,一方面可將分析成果回饋給感測機制,好讓病患獲知自己是否遵從醫囑無誤,另一方面這些資訊也即時傳送至電子病歷資料庫,並且幫助醫師判斷是否需要啟動緊急治療措施。

伴隨遠端醫療照護服務成形,不僅可令慢性病患者受惠,對於醫療院所本身也是一大利多,因為它足以降低門診預約需求與急診數量,並大幅減少病患住院時間,從而撙節龐大醫療成本,稱得上是一舉數得。

剖析基因組資料 實現個人化治療
當然,巨量資料分析,亦將對於加速醫療研發多所助益。對於藥廠而言,新藥研發往往是一條漫漫長路,而且過去很難做到資源配置的最佳化,因而必須不斷試煉與琢磨,方能找出正確途徑,導致研發成本居高不下、研發效率持續不彰,如今運用巨量資料分析技術,即可預先建立預測模型,從而根據藥品的安全性、潛在副作用、療效及試驗結果進行綜合分析,研判當下的資源配置決策是否得當,終至加快研發步調,及早將成果推向市場,順勢獲取可觀利潤。

另一項備受關注的醫療研發議題,即是所謂的個人化治療(Personalized Medicine),也是頗能發揮巨量資料分析價值的應用場域所在。簡言之,個人化治療即是顛覆過去的對症下藥觀念,而是針對病患個人的體質來下藥,比方說,用以抗癲癇與治療三叉神經痛的Carbamazepine藥物,某些病患服用後,會出現史帝文生氏強生症候羣(SJS),尤其是帶有HLA-B*1502變異的病患,罹患SJS的機率更是正常基因者的1,500倍,嚴重的話甚至有危及性命之虞,值此時刻,自然不宜僅憑病患的癲癇或三叉神經痛症狀,就冒然開立Carbamazepine醫囑;相同的道理,據統計有超過4成的哮喘患者,即便服用乙型致效劑(Beta-2 Agonist),也未見成效,而10~30%的高血壓病患,服用ACE抑制劑,也難以產生作用。

何以罹患相同症候的病患,服用同一種藥物,療效竟然大異其趣?主因在於,每個人的基因序列不盡相同,因而造成體質上的差異,而單憑臨床實驗,只能看出多數人對此藥物的反應,但此一反應,卻未必放諸四海皆準,所以要想強化臨床決策,除了參酌臨床實驗結果,還需一併參考基因型資料,更有甚者,光是基因型資料尚且不夠,還得進一步援引表現型(Phenotype)資料,譬如在細胞中互為抗拮的MDM2 mRNA與p53,前者是後者的負調控子,不宜過大,倘若因動情激素接受體的存在而影響SNP309,便會使MDM2 mRNA表現強過p53,有此體質的人,形成腫瘤的機率即會大增。

由於個人化治療橫跨遺傳變異、對特定疾病的易感性、以及對特殊藥物的反應關係等多重因子,其間自然蘊含極為龐大的資料量,絕非傳統分析技術所能因應,唯有借助巨量資料分析技術,方可透析箇中奧妙。