撰文／陳怡如
走過 5G 元年，5G 應用加速落地，在疫情之下，智慧醫療更大幅進展。工研院與秀傳醫療體系、仁寶電腦、達明機器人，合力研發全臺首創「5G 超音波遠距遙控診療技術」，善用 5G 優勢，以高畫質的遠距腹部超音波遙控及會診系統，打造遠距醫療新模式，讓地理位置不再成為就醫阻礙。
超音波探頭在病人腹部上輕巧移動，醫師卻不在身側，而是遠在異地透過搖桿操控機械手臂。這是工研院全臺首創的「5G 超音波遠距遙控診療技術」，透過 5G 高速傳輸，讓醫師在遠距也能精準又即時的操作超音波探頭，不僅在防疫期間能減少醫護感染的風險，未來更能優化遠距醫療照護，部署至偏鄉，用科技守護民眾健康。
根據愛立信（Ericsson）消費者行為研究室預測，2026 年全球 5G 醫療市場將達到 757 億美元，遠距醫療市場年複合成長率將達 16.9%。5G 一直是先進國家打造未來生活與產業競爭的核心，在疫情發生後，5G 智慧醫療帶來的新興應用，更被國際重視。
「5G 擁有低延遲、高頻寬、廣連結等特性，可望大幅推進遠距醫療應用模式，」工研院服務系統科技中心執行長鄭仁傑指出，以超音波為 5G 遠距醫療打頭陣，是基於幾個考量：首先，超音波是最多醫學專科廣泛應用的診斷工具，也是未來最快精簡為手持的醫療工具；其次，超音波檢查極度仰賴醫師的經驗，每個科別重視的細節也不一樣，有鑑於偏鄉專科醫師不多，若能遠距操作，將大大提升偏鄉醫療服務品質，避免醫、病舟車勞頓，提高醫師服務量能。
連結端網與行業知識 打造臺灣首例應用
在經濟部技術處科專計劃支持下，團隊歷經 1 年開發，5G 超音波遠距遙控診療技術去年底已在彰濱秀傳醫院實地驗證。該技術整合終端、網路技術與相關合作夥伴：包括仁寶提供使用者端的取像設備、壓縮技術與超音波模組調校；達明機械手臂提供精準的探頭位置移動；秀傳醫院則提供醫療行業知識和驗證場域；工研院負責系統整合、5G 核網布建，並將醫師需求轉譯為科技規格，建構出即時、高畫質的遠距腹部超音波遙控及會診系統，讓服務順利落地。
彰濱秀傳醫院院長黃士維表示，以遠距醫療來說，一開始從超音波切入是很好的選擇，一來超音波是常見的檢測項目，實用性高，卻又非常仰賴醫師經驗，若能由專科醫師執行遠距操作會更加精準；二來超音波屬於非侵入性，「比起開刀，在場域驗證或法規認證上相對更加容易，先透過超音波將產品優化，未來也能迅速建立商業模式。」
早在 2008 年，秀傳就和法國遠距微創手術中心合作，打造「亞洲遠距微創手術中心」（IRCAD Taiwan），對新創技術的接受度高，也因此當工研院探詢合作意願時，雙方一拍即合，為技術提供醫師專業觀點。
如何讓操作探頭的機械手臂，表現得有如真人手持？探頭壓在肚子上時，體表高低起伏，還會碰到骨頭，施力太小照不到影像，太大又恐怕傷到病人，少了真人的手眼協調，該怎麼做到動作順暢，遠隔兩地的醫師與病人都滿意？
為了確保安全，團隊特別在機械手臂上整合壓力和距離感測元件，在 0.01～0.03 秒內，就會立即回饋超音波探頭的位置與出力大小等資訊；並在手臂旁還設置 4K 視訊鏡頭，讓醫師可以和病人即時溝通互動。至於醫師實際使用後，回饋的手臂速度與操作手感問題，工研院與合作夥伴也都一一破解。
高品質 5G 網速 大幅降低延遲
穩定又高品質的 5G 網速是當中的關鍵。鄭仁傑表示，5G 應用在超音波遠距診療最大的效益就是減少延遲，在 4G 環境下，端到端應用時延（Latency）約 240 毫秒，容易讓醫師誤以為遠端超音波探頭還沒到達想要的位置或施力太小，因而增加移動距離與力道，輕者超音波成像不佳，重者可能傷到病患筋骨。
在彰濱秀傳場域實際測試後，採用 5G 時端到端延僅 160 毫秒，大幅減少超音波探頭施壓力道風險達 72%。雖然遠距遙控檢查，仍比現場直接檢查花時間。但從 4G 提升至 5G 後，感測回饋到命令送達的時間差變小，使得操縱延遲感降低，從起始遙控至掃瞄到器官的時間，跟 4G 比較起來有效提升 60%，也證明了 5G 低延遲與大頻寬等特性，確實對遠距醫療的操作有幫助。
除了用 5G 提升操作的流暢度與安全性，團隊更發展便利的操作方式來提升檢查速度。像是一開始機器手臂會高舉用鏡頭拍攝病患軀幹，之後醫師可以依據想要檢查的地方，直接點選軀幹部位，手臂就會直接到達定點，再做細微移動，至少可縮短 30 秒的操作時間。
跨專業、跨空間、跨系統的整合最具挑戰
針對臨床手感，團隊一方面研發技術，一方面也要理解超音波的檢測方式，在研發期間，與多位醫師不斷討論、試用及修改，才能讓技術更貼近臨床實務的需求。一般人可能以為超音波探頭的移動愈靈活愈好，但其實太過靈活容易亂飄或抖動，反而可能誤判影像，因此團隊在靈活度上特別費心。
「研發階段，緊密討論的過程非常重要，」黃士維直言，不管是什麼樣的醫材或技術，研發團隊和醫師之間的討論才是關鍵，工程師不能靠自己憑空想像，就設計出來，而是雙方必須不斷溝通改進，「畢竟醫師才是 end user（終端使用者）。」
鄭仁傑坦言，這項技術最難的地方就是跨專業、跨空間、跨系統的「整合」，研發團隊要理解醫療超音波的檢測方式、臨床操作手感與視角差異、5G 影音通訊與機械手臂控制等不同的領域知識，不斷優化遠距應用流程的順暢度，並以服務提供者的角度，整合發展解決方案，「同時照顧到科技研發者、醫護人員、病患，甚至病患家屬的需求。」
在彰濱秀傳初步驗證後，預計今年下半年會部署到偏鄉醫院再做場域驗證，往臨床認證的路邁進。去年團隊先以腹部操音波進行驗證，初步已證實可行，未來希望能達到多科別都能使用，有心臟超音波的醫師就很感興趣，團隊將持續投入，切合各科別操作的角度差異、施力穩定等使用需求。
最後是 5G 網路的穩定性與使用便利性。為了在偏鄉也能確保網路傳輸品質，以及連網時讓醫療人員也能容易上手，團隊將搭配行動小基站，擴充服務的移動性及範圍，整合成可自主營運的解決方案，以能夠出口的國家隊作為發展目標。
提升技術商業價值 布局遠距醫療未來
在服務開發上，黃士維認為，醫療是很在地化的，產品最好能夠從需求出發，確實解決臺灣醫療現況的問題。對醫療器材產品來說，最重要的還是商業模式。醫材不像藥品或疫苗，只要人體試驗有效自然就有市場，「醫療器材的價值常是改善現有方案，所以要能夠確實證明能有效改善，而不是有技術就好。」
目前 5G 超音波遠距診療技術已經證明技術的可行性，未來就要證明能否提供更好的價值，不管是在病人診斷的正確性上，或是從經濟效益的角度來看，能否為醫院或國家節省成本。黃士維建議，團隊下一步可再提供更多功能，例如在超音波探頭上加裝針頭，當醫師透過超音波看到積水，就能操作機器手臂穿刺引流，稍微具侵入性但又不到開刀的程度，提升技術的商業價值。
對於遠距醫療的未來，黃士維表示，全球的遠距醫療仍在發展中，在臺灣現階段只開放遠距問診，法規還未開放遠距的超音波檢查，更遑論手術，「目前不是技術問題，而是法規問題。」
在疫情催化下，遠距醫療法規持續朝開放的方向前進，2021 年政府宣布在 1 億元額度內，將遠距醫療納入健保給付範圍。黃士維對此相當樂觀，「遠距醫療未來會發展得很快，就像科技慢慢演進，突然就一步到位。現在看起來好像還很遠，但有可能未來 5 年、10 年後，遠距醫療操作已經是常態。」
鄭仁傑也認為，遠距醫療未來精進方向有三：新常態後，醫療社區化與居家化是未來的重點，合作醫療院所將不再是教學醫院，地區醫院、診所都將納入；遠距醫療解決方案不僅在本地擴散，還會組成國家隊，輸出海外；單一的遠距醫療服務廣被接受之後，會產生更多科別的診療需求與多科別的裝置，如「醫咖 Go」這類輕量化、整合性的行動診斷箱需求就會上來，系統整合會從單一科、單一裝置，走到多科別多裝置的整合。
2021 年被認為是「臺灣遠距醫療元年」，工研院善用 5G 科技，超前部署未來應用，延伸診療服務的觸角，以網路取代馬路，為打造「醫療零距離」的智慧醫療時代而努力。
轉載自《工業技術與資訊》月刊第 360 期 2022 年 3 月號，未經授權不得轉載。
