名列全球最佳醫院 北榮雙軸轉型接軌國際
北榮名列 2024 年美國《Newsweek》公布的「全球最佳醫院」第 218 名,是臺灣唯一在前 250 名上榜的醫院,院內 AI 智慧計畫多達 78 項,其中 35 項已經落地,更結合智慧醫療與綠色永續,以雙軸轉型接軌國際趨勢,落實 ESG 理念等智慧計畫。
採訪/林振輝、施鑫澤 文/鄭宜芬·刊期/2024.09
ESG 是全球關注的議題,醫療機構除了善用科技提升醫療品質,也紛紛納入低碳節能策略,不僅促進民眾的健康福祉,此策略更是攸關企業未來的競爭力。
臺北榮民總醫院副院長李偉強指出,智慧與綠色永續發展是聯合國與歐盟的重要趨勢,臺灣無法自外於國際社會,醫療與生技產業勢必迎向智慧及綠能永續發展,唯有整合上中下游形成生技產業聚落才能有機會成功。臺灣很多醫院智慧醫療發展不亞於歐、美先進醫院,唯仍需系統性國際推廣,同時「以醫帶商」,方能促進相關產業的共榮發展。
鑒於聯合國永續發展目標已經擬定到 2050 年,李偉強 2023 年代表臺灣醫界與經濟部赴瑞典與芬蘭,參訪綠色轉型、最新資通訊及智慧醫療,包括瑞典 AstraZeneca 斯德哥爾摩生物製造中心、Karolinska 大學醫院,芬蘭國家科技研究院(VTT)及赫爾辛基大學醫院(HUS)等機構,並將國際經驗引入臺灣。
北榮早從 2013 年起就展開一系列節能減碳計畫,並且在 2023 年獲得國家級的永續發展有功獎,近年來更加速數位轉型,並且從病人就醫過程(patient journey)的角度切入,導入 AI、BI、Blockchain、Cloud applications、Dataverse、Edge computing、FHIR、5G 遠距醫療與生成式 AI 等技術,以達到持續改進醫療品質與安全、提高服務效率減輕醫護人員負擔,並且加速落實永續發展的三大目標。
北榮一號雲 叢集式超級運算平台
李偉強表示,國際智慧醫療競爭激烈,北榮 2023 年營收約 10 億美金(折合新台幣約 320 億),其中約 2% 用於資訊投資,包括購置電腦、汰換硬體、建置 WiFi 等項目,這還不包括專案計畫,充分展現數位轉型的企圖心與決心。
近期最受矚目的專案當屬 2023 年 12 月啟用的「北榮一號雲」,由 4 節點共 32 張 NVIDIA A100 GPU、NVLink 和超高速網路交換器組成,達到 980 個TFLOPS,並且擁有全方位的資料中心、創新的運算架構及多功能的軟體工具,推動生成式 AI 及 LLM 應用於醫學領域,包括疾病預後預測、基因序列資料分析、數位病理和智能藥物開發、術前模擬、自然語言處理或語音平台建置,甚至還有 AR/VR 的 3D 模型訓練等領域。
北榮的資訊架構包括了底層基礎設施(IaaS)、中層數據中台(PaaS),上層軟體式服務(SaaS)三大層架構,具備私有雲與公有雲兩者優勢,並與 NVIDIA、華碩整合 APP 與 AI,存取時不需進入下層,透過中層的安全數據中台去進行處理更有效率。
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零信任防護 資料乾淨度世界頂尖
資安同屬企業實現 ESG 成效改善的重點項目,北榮是國、內外重要人士就醫首選之一,一年門診量超過 235 萬人次,住院超過 12 萬人次,手術近 8 萬人次,擁有巨量的醫療個資,但也因此常被駭客試圖入侵,有時攔阻甚至高達百萬次以上,是資安攻防的一級戰區。且北榮屬第一層級國家關鍵基礎設施(CI),重要性堪比國防部,因此政府要求做到國家級的網際網路安全中心(CIS)防護措施。特別採用零信任架構(ZTA)的原則,加強層層防護。
至於精準的分析則仰賴資料乾淨度及系統性整理與分類,北榮「大數據中心」擁有 20 年以上完整資料,與哈佛大學合作「北榮Dataverse」,資料乾淨度與完整度可謂世界頂尖,為發展 AI 及 BI 奠基。
對於衛福部邀集北榮共商次世代 HIS(醫療資訊系統),李偉強表示,北榮早已著手發展 FHIR 的架構,有助與衛福部未來的系統接軌與交換資料,更是國際趨勢。
而且臺灣的醫療資訊強項在於健保署有建置醫療資訊雲端查詢系統(NHI MediCloud System),將全部納保人的檢查數值、住院病歷、就醫服務等全部上傳,民眾可透過全民健保行動快易通/健康存摺 APP 查詢,而醫療端藉由健保醫療資訊雲端查詢系統,即使跨院轉診都能持續追蹤病人就醫情形,可減少重複檢查與藥物浪費,「是其他國家想像不到的。」
同時,北榮新一代電子病歷(EMR)3.0 使用語音輸入辨識,並與華碩合作 AI coding、與台灣微軟及緯謙科技合作生成式 AI 輔助醫師病歷,可自動抓取病人生理量測與影像檢查等記錄,與病人每日病情發展,自動合成結構化病歷,醫師只需審閱確認即可完成,未來亦將擴展到護理、手術等紀錄。
35 項計畫落地 AI 輔助診斷的數位病理為強項
北榮 AI 輔助門診 2019 年正式上路,發展日新月異,而數位病理與 AI 輔助醫師診斷更為強項。例如 DeepMets 可從頭部磁振造影(MRI)影像裡,自動辨認出前庭神經鞘瘤、腦膜瘤及腦轉移,提早並快速診斷大腦腫瘤;AI 輔助大腸鏡檢查,更有利於辨識大腸瘜肉或是惡性腫瘤。
全數位化的電子切片,透過「數位病理及 AI 輔助診斷」模型,可以協助醫師分析各種病理切片,如攝護腺癌、肺癌,神經內分泌腫瘤等,可將癌症判別時間從 40 分鐘大幅縮短到 4 分鐘。也利用 AI 進行特殊染色與自動標識,有助醫師判斷癌症分期,以擬定治療策略與評估預後。
AI 除了應對重症還能與急症賽跑。李偉強舉例,腦中風奪命快速,以往病人出現中風跡象,照電腦斷層後須等待將近 90 分鐘才能辨別中風類型,透過「Rapid AI」可縮短至 25 分鐘,協助醫師掌握黃金治療期,擬定策略搶救生命,減少病人失能機率。
還有,洗腎時突然掉血壓恐危及性命,北榮發展的「洗腎心衰風險預測模組」利用 AI 分析血壓與心跳等資料,可評估洗腎過程中的休克機率,以利臨床醫護人員調整血液透析速度;12 導程心電圖(EKG)可預測嚴重心臟疾病的風險,防範猝死憾事;「AI 敗血症預測系統」,擷取生理資料並將參數加入演算法,讓預測時間從 4 小時縮短至即時預警。
針對遺傳性疾病,自然語言處理技術 PubmedKB 可協助評估異常基因與疾病的關係,準確性達 83.6%;耳底鏡視診能將影像轉成 AI,以卷積神經網路(CNN)處理圖像增強資料,以利醫師判讀中耳疾病;APP「認知保護王」可協助診斷失智症;就連精神疾病也能使用 AI 與深度學習機制來識別。
SMART ICU 手術室混合實境高效應用
北榮每年多達 70,000 台手術,其中達文西機械手臂手術擁有電腦導航系統,利用 Mask R-CNN 偵測物件與分割影像,建立清晰的 3D 圖。住院醫師進行模擬訓練時,AI program 也會根據操作熟練度自動調整難易度;3D 列印技術不僅廣泛應用於各項手術,甚至能填補捐贈者大體,進而撫慰家屬的心。
智慧手術室還能結合智慧眼鏡與術中影像即時整合,輔助遠距手術及會診,例如混合實境應用於胸腔外科手術,將實體影像、電腦斷層等所有影像輸入智慧眼鏡,投射到病人身上,可自動以顏色辨別腫瘤與動靜脈位置,協助醫師精準下刀;還有「手術器械滅菌追蹤管理系統」不怕器械失蹤;產婦術後也可透過 APP 協助居家傷口照護。
北榮早在疫情期間就推動遠距醫療及調增隔離病床,如今疫情高峰已過,但北榮為因應未來新興傳染病,投資逾 1 億元新建 17 間智慧負壓隔離加護病床,以 AI 協助預測與提醒醫師病人的住院中風險,免接觸即可監控病情。例如進行放射性碘-131 治療時有輻射風險,也導入機器人送藥品與餐食,便可保障醫護人員安全。
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BI 管理病房 護理站宛如塔台
北榮有高達 3,160 床,每天的出、住院數平均將近 400 人次,利用微軟 360 Power BI Dashboard 管理 KPI,透過即時監控,將資料轉換為視覺化儀表板,而且從補給作業、行政事務、人力資源管理、電腦管理、環境管理甚至 ESG 都可數位化,以利經營者盤點與管理。
以往病人照 X 光與電腦斷層總是大排長龍,宛如機場塞機。北榮透過勤務整合作業系統(HHKS)排班登記提升效率,李偉強表示:「每個病房就是一個塔台,醫院的資訊化管理就是塔台管理。」
此套管理也能應用於送藥流程,因院內藥物多達 1,500 種,用藥不慎易引起交互作用,AI 會根據病人診斷結果,輔助醫師臨床決策,降低交互作用風險與抗藥性。同時,癌症病人用藥複雜、藥物副作用嚴重,點滴滴速會影響病人療效及安全,化療藥品追蹤系統透過機器傳輸核對機制,追蹤開藥、配藥、用藥進度,可減少出錯機率與提升效率。
護理師在流程中可以透過手機上 APP 同時掌控多位病人用藥情形,「每個護理師的手機都是一個小的監控塔台角色,全院都有 WiFi,每個護理推車上也都有 WiFi,而且頻寬不同,不會影響其他設備。」這套管理模式也得到德國 BNT 藥廠的肯定, 共同研發次世代癌症疫苗,打造精準醫療新里程碑。
而由於北榮一年門診量超過 235 萬人次,因此開發 APP 以利民眾掛號、繳費、用藥及排程檢查提醒、探病、證明疫苗接種等,就連簽手術同意書、家屬觀看手術施行等,都能透過 APP 完成,大幅縮短候診時間與提升就醫滿意度;抽血流程也全部以電腦化管理,結合全自動生化免疫檢測整合軌道及住院檢體自動分類點簽收與傳送系統,吸引韓國三星醫院觀摩。
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吸引人才 盼打造生技生態圈
然而,臺灣雖有不少醫療資訊新創,但時常叫好不叫座。李偉強指出,這是因為後端沒有專業醫療團隊加值與參與解讀資料,例如壯年世代或亞健康族群自認健康,但其實身體已經出現潛在問題,若不及時掌握,等到昏迷才送醫恐為時已晚。
有鑑於此,李偉強與國科會合作規劃 4 年的計畫,跟榮民之家與榮民醫院合作,利用 IoT 監測長者的血壓、心跳、血氧、睡眠與肌力,資料上傳到雲端後,由專業團隊進行分析,打造精準的個人健康管理。另外,嬰兒照護也可利用 5G 嬰兒遠端智慧監測系統,由醫師分析資料守護健康。
北榮雙軸轉型歸功 IT 與團隊合作,然臺灣少子化造成百業缺工,如何留才以推動永續發展?李偉強表示,IT 人才多被科技業高薪誘因吸引走,北榮除了提供優渥薪資,讓大部分單位周休二日,也以自身產業知識強項吸引科技業或產學合作、招募新血。
北投人文薈萃,除了北榮,還有北士科、振興醫院、北市聯醫陽明院區、新光醫院、陽交大陽明校區、北體大、國北護、北藝大等,李偉強也看好未來適宜發展醫資與生技業,期盼吸引包括 NVIDIA 研發中心等國內外大公司到此發展,打造完整生態圈。
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