最佳化手術團隊：AI 在手術室的角色

March 13, 2024

Christina Cardoza

手術室中的人工智慧

當你或親人面臨手術時，自然會希望確保有最熟練的外科醫師動刀。更不用說，手術必須配備最現代化的設施，採用最先進的技術，保證達到最好的治療效果。畢竟風險可能非常高。一直到最近，外科醫師在手術室中都沒有決策支援的資源，這種情況很讓人不安。

雖然醫療科技在過去幾年迅速發展，但在手術室中採用這些先進技術的步調卻比其他領域慢半拍。外科醫師習慣依賴他們精練的手法還有從經驗汲取的知識，這是有其中的道理。但是，醫療技術並不僅限於機器人手臂和 AI 引導手術；將醫療保健資料從傳統的閣樓解放出來，並且讓外科醫師在手術室中隨時取得這些資訊，就能讓醫療界往前邁進一大步。

我們與數位手術平台供應商 Caresyntax 的創辦人兼執行長 Dennis Kogan 近一步討論這個議題，還有手術室所面臨的挑戰、夥伴生態系統的重要性，以及 AI 輔助手術如何提升病患的治療成效 （影片 1）。

影片 1. Caresyntax 執行長 Dennis Kogan 討論把即時 AI 資料帶到手術過程中，強調這項技術在外科手術中的關鍵時機和對外科醫師的影響。（資料來源：insight.tech）

手術室中的技術發展如何改變人們對醫療保健的期望？

我的爸爸是一位外科醫師，幾年前我還在上大學的時候，我跟他談到過運動員在績效管理、狀態意識還有分析等等方面所得到的決策支援。他告訴我：「我們在動手術的時候沒有這種東西。我們雖然有很新奇、很重要的醫療設備，也不斷接觸到臨床上的創新技術，但實際上沒有什麼在使用資料還有決策支援。」

直到幾年前，這種狀況還是停滯不前。醫療設備上有很多創新技術，但最後還是停留在幫助外科醫師用手操作。現在我們看到的發展能讓手術團隊有更好的決策支援機制。

我覺得越來越多人期待外科醫師不要只考慮手術過程中的風險。外科醫師需要支援，需要更多資訊來評估風險。所以只依靠自己的大腦去思考可能已經行不通了。

把創新技術帶到手術室裡有什麼挑戰？

相較於其他治療方式，病患可能對手術室的情況比較不了解。當然是因為他們處於麻醉狀態。他們最關心的是自己手術成功的機會。我覺得病患應該會很驚訝，手術團隊擁有的整合式決策支援沒有像他們想像的那麼多。

在手術領域採用創新技術的挑戰在於手術是即時的干預，一定要整合 AI 還有軟體，才能夠在那個環境裡面執行。手術室裡面幾乎不能有任何延遲的時間。這本身就比在其他醫療保健裡面用到的資訊技術門檻更高。當然，品質還有運作效率的標準也是很要求。

手術環境隨時都有可能改變。那外科醫師在手術過程中要怎麼適應不斷變化的臨床情況呢？而且這不僅涉及可以量化的活動還有技術，跟溝通和團隊合作也有關。手術其實就像是團隊運動。手術結果的一部分取決於外科醫師的特定技巧，但另一部也仰賴他們跟護理人員和麻醉師的溝通。整個過程非常複雜，幾乎不可能在可見的未來被人工智慧被取代。

但是，正因為其中的變化多端， AI 在把正確的資訊和選項帶給醫生的方面有很多可以發揮的地方。在一天之內，手術團隊可能會幫非常不同類型的病患動手術：一下是一個健康的 25 歲女性，一下又是一個重病的 85 歲男性。團隊必須要能夠調整很多因素，還有做出大量的決策。

認知過度負荷可能會導致做出次佳決策或是錯誤。大概每七個個案中就會有一個出現某種嚴重的並發症，機率超過 15％。所以我們在這裡談的是透過狀態意識，透過自動化來進行積極風險管理。這是藉由減少和消除認知過度負荷和臨床情況不斷變化所帶來的不必要差異。我們現在看到最好應用 AI 的個案是顯示特定病患和手術過程的具體資訊，這樣能夠引導整個手術的過程，讓結果在這種支援的情況下更好。

結合 AI 跟病患資料的好處有什麼好處？

首先，真正整合的手術決策支援涉及到手術前後的所有環節。因為手術前後發生的每一件事都非常重要，最好的整合平台可以在手術室還有手術前後的空間、時間和活動之間連線。

在病患進到手術室前就會需要做決定，比如準備正確的器械、藥物，還要確定手術檯旁邊站的是合適的人員。這還包括電子病歷，因為裡面有很多關於病患還有他們易患病體質的資料。接下來就是手術室裡面的情況，醫療設備還有攝影機要可以連線。然後還有手術後，瞭解病患離開手術室面臨的風險可能會改變他們接受照護的流程。他們可能可以回家，可能需要待在加護病房，也有可能需要更多抗生素。

要有最好、最正確的見解，你就得需要完整手術前後的臨床還有過程記錄，但最重要的還是術中的空間，因為這當然是最關鍵的部分，差錯可能就是在這裡出現。就是因為這個原因，而且手術室很即時的特性，整個複雜的程度又高更了。從技術上來說，這對雲端來說不是特別容易的領域。所有過程都在邊緣上，因為沒有辦法依賴雲端的兩秒上傳和下載。所以在這種情境下，邊緣運算還有 Internet of Things 技術工具組就非常重要。

同時，這項技術解決從部署還有成本角度來看，必須非常強大又有吸引力。因為說到底，任何太貴或太笨重的東西都行不通，像是又要把另一台超大台的機器搬到已經擠到不行的手術室。

在 Caresyntax，我們在幾位技術夥伴的協助下，花了幾年的時間來開發這個平台，讓它達到所有這些參數。但我知道這是有可能的。雖然我們還在起步的階段，但我知道在下個十年，大概每個手術室都會配有這種系統。而在 10 年後，醫生們會想當初沒有這種系統是怎麼動手術的。

醫院要怎麼讓要怎麼讓這種投資跟上未來趨勢呢？

每個產業都會經歷一個週期，一開始由少數供應商建立封閉式的生態系統，然後使用會漸漸希望能越來越靈活地增加價值和新增應用程式。我覺得手術和醫療保健也需要經歷同樣的變革。

醫療設備領域有很多專有的智慧財產權，這是有它的理由在的。從歷史上來看，這也一直是醫生的主流觀念，在某種程度上，他們把手術室視為設備和供應商的延伸。所以首要的投資應該是重新塑造和調整這種思維。手術室不應該被看作是頂尖設備平台的延伸，而應該是達到最佳結果的一個過程。

你有任何使用者個案或是客戶案例可以分享嗎？

我們已經可以證明在手術室採用這些進階平台可以提高成效的水準，不僅對外科醫師，對其他醫生還有臨床合作夥伴也有同樣的效果。譬如說，對護士來說也是一樣。在疫情之後，很多人在沒有經過像過去那麼完善的訓練就投入護理工作。現在手術量很大，所以很多都延期了。這就是為什麼非常多新手護士需要迎頭趕上。我們在越來越多的手術室部署一種互動式的逐步指南。對那些可信心還有經驗不太夠的人員來說，在手術過程適當的時機有這種逐步的支援會很有幫助。

Caresyntax 怎麼跟夥伴合作，把這些平台引進手術室？

身為手術專家，我們對終端應用程式和使用個案非常瞭解，但在建立基礎設施方面沒有太多經驗。我們缺少其他在嚴謹性、實際架構上相似的使用個案的基準還有可以對比的資料。要有即插即用的智慧手術平台，智慧水準要很高，但在硬體方面不會太龐大，還要能夠產生資訊，同時具備接收演算法和產生 AI 的能力跟頻寬，又要即時顯示出來，這一整套需求其實蠻複雜的。

Intel 一直是我們密切的合作夥伴之一，他們幾乎就像是我們團隊的一份子，共同努力來實現這個目標。設計架構、找到合適的元件、採用他們的一些元件，像是OpenVINO^™ 讓 AI 的滲透和使用成為可能，所有這些事情都非常重要。如果沒有像 Intel 這樣的合作夥伴，我們至少步調會慢很多，自己一個元件、一個元件慢慢找，可能還會出更多差錯。

當然，除了 Intel 之外，我們也跟包括 AWS 還有 Google Cloud 的雲端解決供應商合作。因為一定要實現邊緣到雲端的過渡。就像我前面提到的，這是一個術前、術中和術後的空間，所以得要不停在邊緣和雲端之間來回，來讓資訊可以互換。事實上，Intel、Google 和 AWS 這幾方之間都在合作，成果也非常豐碩。

當然，疫情曾經是創新技術的絆腳石，但是最近已經有所趨緩。我覺得大家都在評估手術，然後在說：「動手術比坐飛機還要危險，甚至不像其他醫療程序那麼安全。是時候改進了。」要實現這一點，需要有一個生態系統的參與者。