智慧醫材研發 深化資通訊 生醫鏈結
黃郁棻、國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心 發表於 2020年8月10日
圖、從設計思維到設計實踐：以人為本的智慧醫材研發
根據KPMG的預測，在人工智慧、物聯網及大數據等智慧科技應用的助力之下，醫療器材研發持續創新，亦促進市場強勁成長，預估至2030年全球醫療設備產業將達近八千億美元規模。然而到2040年，全球人口將達95億人，由於人類壽命延長及人口高齡化的趨勢帶來醫療保健體系的沉重負擔，Accenture預估全球醫療金融體系將於2040年之前面臨崩潰，因此醫療設備研發不再只追求技術提升及功能完善，更需透過導入智慧科技的創新研發及客製化來降低成本，提高醫療品質，且能更精準地回應使用者需求，以協助穩固各國的醫療支援體系。
近年來人工智慧及ICT技術的快速進展帶來醫療保健與健康照護領域的變革，智慧手機、互聯網及社交網絡不僅改變了人們互動的方式，也為監測健康、獲取醫療服務、追蹤及管理健康資訊提供了更創新的方式。譬如用戶可安裝第一款獲美國FDA批准的心電圖醫療套件，結合Apple Watch的心率與心律監測功能，當發生心房顫動等異常現象時可發送數據給醫生做即時診斷。此外，透過深度學習、3D列印及手術機器人的發展，使得臨床診斷、手術規劃與執行、遠距醫療、醫學教學及智慧醫院等實務面應用產生顯著的變革與深遠影響。
傳統的醫療器材設備由於專業度、精密度及功能複雜性等因素，需要由專業的醫療技術人員操作，民眾亦須親至醫療院所方能取得醫療服務。然而高齡化帶來龐大的醫療照護需求使得專業醫療人力缺口的挑戰更趨嚴峻，城鄉人口失衡亦凸顯醫療資源分配不均的問題，突發性的傳染病疫情亦使得民眾對於醫療院所敬謝不敏，當前人工智慧及物聯網等技術在醫材領域落地，且Alphabet、Apple等廠商帶著跨域科技應用大舉進兵，使得研發者必須重新思考在競爭態勢方興未艾的智慧醫材市場如何搶得先機。美國著名的老牌藥品連鎖企業CVS Health跨域開發居家血液透析設備，不僅降低設備使用的技術門檻，使患者可更便利地接受治療，更改變腎臟護理模式，提升患者生活品質，此類分散式及個人化的醫療照護解決方案將成為未來醫療設備的發展趨勢。
次世代的智慧醫療設備研發創新著重於以使用者的需求和體驗為首要考量，以人為中心的設計思維(design thinking)來解決複雜的、不確定性的問題，透過跨學科團隊的腦力激盪共同思考新產品、解決方案及診療流程，接著透過設計實踐(design doing)，結合產品設計專家、軟體開發人員及硬體工程師等多元化團隊迅速開發功能原型，經過使用者體驗與回饋來形成最佳解決方案，不僅縮短產品開發時間、優化使用者體驗，亦有效結合產品價值與市場需求。
2019年才被嬌生(J & J)公司重金收購的手術機器人製造商Auris Health便是採用設計實踐的概念開發對使用者友善的外科手術機器人。其獲得FDA核准的Auris Monarch是一款結合了使用者體驗、機器人技術、軟體使用、數據處理技術和內視鏡改進技術的創新解決方案，為整合實體和虛擬介面的直觀手術系統。智慧醫療設備由於精準性及功能複雜度，外科醫生往往需要花費數千小時熟練傳統的內視鏡機器人控制器，然而Auris Health從使用者體驗及易用性出發，僅經過12周的原型製作及使用者測試，便快速完成外科醫生更容易上手的控制器，且操作效果更好。
西門子醫療(Siemens Healthineers) 擁有超過170年歷史，長期致力於醫療設備研發，亦為電腦斷層掃描(CT)設備的創新領導者。由於醫療設備操作複雜，醫療影像部門往往面臨缺乏醫學技術人員、標準作業流程不易執行及診療時間長等挑戰，特別在面臨突發事件、影像掃描需求遽增時問題更加凸顯。西門子醫療在CT設備上搭載人工智慧驅動的人機介面MyExam Companion，2019年獲得FDA核准，可指導操作員進行任何CT掃描程序，自然地與患者和技術人員互動，可直觀瀏覽醫療成像結果，亦可根據患者情況客製化調整參數，以大數據為基礎有效地支援臨床決策，有助於實現精準醫療。
在數位科技為醫療器材產業注入強大動能的這波浪潮之下，臺灣的法規環境亦即時跟上國際腳步，政府不僅打算將「生技新藥產業發展條例」的施行時間延長十年，更擬將獎勵範圍擴及數位醫療及國家策略生技醫藥產品，深化資通訊技術與生醫技術的鏈結，以我國資通訊產業的完整供應鏈及先導技術為生技產業帶來活水，鼓勵國內產業跨域研發與應用，將來有機會將ICT X BIO形塑為我國生醫產業的特色。
（作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心研究員）
（本文刊登於經濟日報2020/08/09）
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