重症照顧 AI相助 奇美醫院研發「早期預測成功脫離呼吸器時機之人工智慧系統」
2023 06-29 記者 蘇旋/報導
奇美醫院醫務秘書暨加護醫學部部長陳奇祥(中)率領品質管理中心主任暨加護醫學部主治醫師
2022年12月底，一位COVID-19(新冠肺炎)染疫病人，因為肺炎合併敗血性休克及多重器官衰竭，插管使用呼吸器住進專責加護病房。經過醫療團隊的細心照顧，病情逐漸改善，並準備脫離呼吸器。由於無法有家屬陪伴及探視，病人開始情緒激動，幾度想要扯掉身上管路並走下床。加護病房團隊使用輕度鎮靜藥物讓病人休息後，依傳統呼吸器脫離方式，偵測病人拔管脫離指數，發現成功機率小於50%。於是又運用「早期預測成功脫離呼吸器時機之人工智慧系統」，發現人工智慧精算出來的脫離成功可能性高達80%，最後醫療團隊決定依此移除氣管內管，而病人在移除後呼吸順暢，一開口就感謝醫療人員的照護，並於隔日順利轉出加護病房。
主講者品質管理中心主任暨加護醫學部主治醫師陳欽明及其講題
奇美醫療財團法人奇美醫院品質管理中心主任暨加護醫學部主治醫師陳欽明說明，呼吸器是一把雙面刃，它是加護病房(Intensive Care Units,以下簡稱ICU)病人續命的重要維生儀器，但是也可能引起呼吸器(Mechanical ventilation,MV)相關的合併症，如感染、肺損傷等，同時它也會造成醫療資源龐大的支出，因為使用呼吸器的重症病人比起一般住院病人，整體的住院天數、儀器、藥物、費用跟死亡率都會比較高。因此照顧插管的重症病人，縮短呼吸器輔助時間是一個重要的參考指標。
雖然臨床上70%病人能嘗試呼吸器脫離及移除，但是脫離呼吸器的最佳時機有時難以判斷，過早或過晚脫離呼吸器都可能引發相關不良反應：如有時醫生低估病人呼吸能力，造成病人自己拔除管路，引起聲帶受傷；若延遲拔管，病人可能每天增加1至3%的呼吸器相關肺炎機會。因此掌握適當時機移除呼吸器，在醫療品質與醫療成本上均相當重要。
傳統的呼吸器脫離評估準則無法適用於各種病人，且無量化數據；而且醫療人員工作繁忙，無法事事即時精確。過去雖有許多文獻針對預測呼吸器使用作過探討，然而對於臨床應用上卻少有說明，較無法做為臨床參考運用。有鑑於此，奇美醫療財團法人奇美醫院加護醫學部以人工智慧(Artificial intelligence,以下簡稱AI)技術，於2016年率先拋出「以儀器資料拋轉整合管理平台建構呼吸雲」，並以物聯網技術建立奇美「呼吸雲」，透過呼吸雲來接受數據，提升模型預測能力，榮獲2017年國家醫療品質獎的智慧醫療類醫療機構組金獎。
經過不斷的測試與改良，前後費時近兩年，克服技術挑戰，將現有ICU系統與呼吸治療系統結合，於2018年完成「早期預測成功脫離呼吸器時機之人工智慧系統」，輔助醫療人員準確預測重症病人脫離呼吸器的臨床決策。
奇美醫療財團法人奇美醫院品質管理中心主任暨加護醫學部主治醫師陳欽明運用早期預測成功脫離呼吸器時機之人工智慧系統，評估病人脫離呼吸器免不良反應
早期預測成功脫離呼吸器時機之人工智慧系統優勢歸納如下：
- 實現個人化精準醫療：可依個人不同狀況而有精準時機預測，提升醫療品質與病人滿意度，亦可有效醫療資源利用。
- 助益醫病溝通與決策：有量化數據可跟病人家屬討論可能的脫離呼吸器時機，實現醫病共享決策目的。
- 具互動功能超前預測：醫療團隊可以手動調整參數數值而重新預測，藉以比較調整前後之差異，期能掌握關鍵參數，調整治療計畫以改善結果。
- 附帶技轉商機，開發呼吸器附加AI脫離自動提醒功能，提高呼吸器之附加價值；同時AI軟體(奇美醫院開發軟體、他院用自己的資料重新訓練輸出軟體或設計多種環境的預測APP由雲端平台統一提供各種預測服務)可以供他院使用。
早期預測成功脫離呼吸器時機之人工智慧系統於2020年中旬上線使用至今，具體效益亦逐漸顯現。奇美醫療財團法人奇美醫院加護醫學部調查ICU導入AI輔助前後之差異，發現平均病人使用呼吸器時間有減少之趨勢且整體成功脫離率增加。若以每人約節省0.75天，平均ICU費用為15,000/天，奇美醫院一年約有2,500插管人次，每年可望節省2,800萬元的ICU費用；同時這幾年因為AI介入後，ICU非計畫性拔管的人次及比率有明顯下降(介入前後三年分別由60降到42位，佔呼吸器病人比率由0.9到0.63%)；AI運用在最近新冠疫情的專責ICU，同樣也大幅降低呼吸器(平均14.4天降到7.7天)及ICU天數(平均15.8天降到9.8天)，成功拔管率也大幅提升(72.7上升到86.4%)。
奇美醫療財團法人奇美醫院推出早期預測成功脫離呼吸器時機之人工智慧系統參賽屢獲大獎：不僅榮獲生策會主辦之2020國家新創獎，也獲得醫策會主辦之2020國家醫療品質獎智慧醫療類佳作之殊榮，後續更取得經濟部專利。此外，獲獎之後相關單位邀約演講不斷，例如台灣護理資訊學會(2021/2/21)，臺北市立聯合醫院(2021/2/26)、臺中榮民總醫院(2021/10/24)、醫策會(202/4/23)等；林口長庚醫院(2021/11/11)及大林慈濟(2021/12/14)還特別來院專訪。在2022年國際研討會中，我們運用AI成效分別獲得SECC-Best of SCCM Congress 2022 Taipei國際會議傑出海報獎及銀獎；第49屆日本重症醫學會及第一屆台日交流論壇演講獲得Joint Congress Award，同時將我們成果發表成2篇國際期刊。2023/2/4有日本醫科大學的醫師教授來訪；2023/5/13應邀去京都ICMHI演講；並預計在2023/8/28韓國首爾的國際品質年會應邀發表2篇文章。我們也取得科技部2年期計畫案(160萬經費)及台中榮總2022年台灣智慧醫療聯盟計畫，運用奇美AI的經驗，在三家合作的醫學中心執行聯邦學習。
經由自己成功的經驗，我們希望不只獨善其身，未來更能兼善天下！重症照顧，若能得到AI相助，讓這些危急病人可以得到更妥善的照顧，也是我們行醫的初衷！
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