高齡化浪潮湧現 醫療科技不斷躍進
醫學X科技 精準健康邁大步
高齡化社會來臨 各國積極發展相關技術 提升醫病效率 延長民眾壽命
各國逐漸邁向高齡化，隨之而來的便是日漸攀升的醫療支出與社會照護成本。高齡化的國家為解決相關議題，皆積極推動數位科技、預防醫學、精準醫療等技術發展，期盼藉由加速先進醫療科技的發展與生活智慧科技的應用，來達成提升醫病效率與延長健康餘命的目標，由維持健康生活而達成健康老化。
大多數疾病在初期是可治療或可控制，延長健康餘命的關鍵便是能早期發現健康的變化，積極介入改善或實施精準治療。過去精準醫療基於個人的基因表現，以選擇最適合的治療方法；隨著科技進步，精準健康的概念興起，基於個人遺傳或基因表現、環境、生活型態而精準預測、診斷、治療與照護疾病之相關科技的發展，於是成為先進國家近年因應高齡化來襲下的科研與健康政策的重點。
如2018年美國國家衛生研究院NIH啟動全民健康研究計畫「All of Us Research Program」，蒐集100萬名志願者十年電子病歷、健康與生活數據、生物樣本等，以增進對健康變化的了解，而發展因應遺傳、環境、生活背景不同族群之精準預防醫療策略以及新的疾病診斷與治療方法，台灣在2021年將「精準健康」列入「六大核心戰略產業推動方案」，產業範疇包括提供個人化預防、醫療、照護方案而促進健康的相關產業，以達成技術區分可分為數位健康、精準醫療、再生與免疫醫療三大類。
達成精準健康的關鍵技術包括：在健康與亞健康時，藉由平價或方便使用的檢測診斷工具，以提高檢測頻率來早察疾病風險，由個人生活中持續產生的健康數據引導促進健康的生活，以及提升疾病早期診斷效能的新興生物標記與智慧醫療方案；疾病治療時佐以伴隨式診斷對症下藥或客製醫療製劑或器材，並發展標靶治療、再生醫療、微創手術等醫療科技，使治療標的更精準、更少副作用；在照護方面，有賴慢性疾病管理個人化、自動化之數位科技，或以便利、個人化的復健或賦能裝置，精準的彌補損失、退化的身體功能。
其中，數位健康已在健康、疾病、照護三階段提供許多重要科技，新冠疫情更益彰顯智慧醫療應用的重要性。在醫院端，整合多種醫療資訊的輔助診斷、臨床決策支援的智慧醫療產品在疫情嚴峻醫療緊繃的情況下，提供醫院多種自動化、輔助決策的解方；在急診室中，能即時支援X光影像判讀、判別是否需緊急處理或須隔離之感染者之AI應用，其精準、自動化的功效加速病患分流的效率；在重症照護室中，即時分析病患監測數據判別風險而自動通報的AI大幅節省照護人員看護勞力，並提供遠距照護解方。
在這波疫情下，非感染或非重症者的醫療需求也使遠距醫療市場蓬勃發展，相關廠商提供更多元的服務，運用更多的數據驅動臨床決策支援，業務由原本的虛擬問診與遠距病患監測，進一步增加心理治療、居家復健與治療的項目，發展擴及居家住院衍生之應用。
根據市調公司Frost & Sullivan預估，2021年全球數位醫療市場規模為1,783億美元，2021-2026預估CAGR為15.2%，遠高於醫療科技產業成長率7.2%。經濟部技術處為助產業搶攻數位健康應用市場，以科技專案支持智慧醫療資訊平台「智慧醫療助理解決方案」發展，有望加速醫療數據串接，使醫院提供更個人化的醫療服務。
此外，精準醫療關鍵技術—伴隨式診斷（CDx），隨著次世代基因定序（NGS）、生物資訊、機器學習大數據探勘以及生物樣本處理技術的進展，大幅提高檢測靈敏度並發現新的檢測標的。從過往必須由侵入式病理採樣才能檢測，現在已能藉液態生物檢體樣本來進行用藥決策檢測，讓病人即使在組織檢體樣本取得有限下，仍能透過血液檢測篩選，而有更多標靶治療藥物的選擇，還可便於治療期間監測抗藥性與術後追蹤。
近年還陸續發展出能提早檢出癌變的各種血液篩檢技術，使癌症疾病管理有更全面的解方，技術處亦以科技專案亦支持研發法人開發「癌症精準診斷與動態監測技術」，運用液態生物檢體提供癌症病人精準治療與監測，預期將可帶動台灣精準醫療產業鏈，在全球精準健康大趨勢下順勢起飛，創造台灣醫療科技產業發展新方向。
（作者李爾芳；經濟部技術處產業技術基磐研究與知識服務計畫成員）
液態切片 癌症診斷神隊友
大量的科學證據指出，癌症源自於基因突變，人們可能因為與生俱來的先天遺傳基因，或後天受到環境或生活因素的影響，使關鍵基因或其調控產生變化，導致細胞在複製分裂過程中失控形成腫瘤。因此分析基因變異與表現，能協助醫師更精準判斷病情，找出最適合病人的治療方式對症下藥，這也是精準醫療中標靶藥物（Target therapy）與確認基因變異配合用藥所需的「伴隨式診斷」的概念。
癌症治療中，診斷與療法需要相互搭配，透過辨識癌細胞的分子特徵來採取對應的醫療措施。過去，組織切片與影像判讀是判斷罹癌的標準，取得腫塊或疑似異常的部位進行病理檢驗，並搭配影像判讀輔助診斷。然而這些方法並非萬能，因為組織切片是採侵入性的方式取得檢體，無法經常執行，且某些病變位置不易取得組織，也不適用所有病患。
另外，除非再度進行全身性檢查，否則也難以用來評估癌症的轉移，因為腫瘤多處轉移時，很難判斷該取何處的檢體，在影像技術上要檢測微小的轉移病灶或殘留更是困難。
取得檢體是癌症診斷上一直以來的挑戰，組織切片雖是一般所用之黃金標準，但有其侷限性，因此開發出創新的檢測方式「液態切片（Liquid Biopsy）」又稱為「液態生物檢體」，可運用各種體液如血液、尿液、肺積水、腹水等，以分子診斷方式來偵測基因體變異，並能分析RNA和蛋白質表現。
經濟部技術處長期投入生醫前瞻技術，特別是在精準診斷中，針對極具發展性的醫療工具「液態切片」也以科技專案支持台灣產業發展相關技術。一般說來，癌細胞會將腫瘤循環核酸（ctDNA）、腫瘤循環細胞（CTCs）和胞外泌體（EVs）釋放到周邊血液中，液態切片運用這三項重要標的，來判別是否有腫瘤細胞的存在。2016年美國FDA核准首例腫瘤循環核酸伴隨式診斷上巿，開啟液態生物檢體於臨床治療上的應用。
精準診斷在未來醫療模式是不可或缺的一環，其中液態生物檢體是極具發展性的醫療工具，曾被《麻省理工科技評論》評選為2015年的十大突破性科技，更是癌症精準檢測的神隊友，具有非（低）侵入、容易操作、節省資源的特性，技術處遂而支持工研院投入生醫研發，持續發展有相關檢測需求之腫瘤技術，如大腸癌、肺癌、乳癌，開發「癌症液態生物檢體檢測技術」，在僅需一小管血液的條件下便能篩檢出癌症突變基因。
為配合檢測需求，工研院亦建置第一個列冊登錄之實驗室自行研發檢驗技術（LDTs）認證實驗室場域，目標是建立All-in-one的「液態生物檢體檢測一站式解決方案」，以系統模組化建置智慧化、標準化、具可追溯性的液態生物檢體分子診斷平台。
除LDTs場域外，在技術處科技專案支持下，工研院導入與整合臨床資訊、基因序列與表現分析等大數據，建立演算法應用於腫瘤循環核酸與外泌體生物標記開發，藉由數據分析基礎，提升生物標記開發速度與有效性，並優化臨床試驗設計。目前已完成發展游離核酸分離純化、腫瘤外泌體分離、目標基因分子檢測、檢體處理及診斷等模組與技術。
不論在精準醫療或是液態樣本分析中，液態生物檢體都是極新穎的研究主題，在整個技術流程上，第一步會面臨的重要關卡是如何快速且高效率的從複雜體液中分離純化出檢測標的，這個前處理流程的品質與數量將影響後續的診斷分析結果，工研院以勇奪「全球百大科技研發獎」（R&D 100 Awards）和「愛迪生獎銅牌獎」兩項國際大獎的磁珠技術核心強化前處理流程，來增進相關品質。藉由投入開發精準診斷技術，瞄準癌症病患的變異基因診斷，來提升精確用藥與醫療處置的精準醫學應用，液態生物檢體技術能動態監測病人癌症發展，協助藥物選擇，提供棘手癌症診斷輔助治療方案，避免臨床錯用標靶與免疫藥物付出的高額成本。
此系統目前已逐漸整合上游原料及模組、中游檢測試劑至下游系統，有望助攻產業切入高利基的精準醫療產業鏈，帶動台灣生技醫藥產業發展。
（作者陳廷碩、江佩馨；經濟部技術處癌症精準診斷與動態監測技術開發計畫主持人及協同主持人）
智慧醫療創新 實現四贏
受新冠肺炎疫情影響，醫療照護科技創新解決方案的需求也必須與時俱進，此外，2021年McKinsey報告也指出，全球智慧醫療的投資總額在遠距健康照護解決方案、行動健康裝置、電子健康紀錄（EHR）等皆有顯著的提升，可見疫情不但改變人類的生活型態，同時間也加速健康醫療照護的數位轉型。
經濟部技術處著眼於此，致力於提升並推動智慧醫療創新服務，期望透過整合軟硬體，包含ICT業者、醫材業者、醫療院所、患者，共創四贏的醫療服務新模式。
世代變遷下，壓力、飲食習慣的改變以及環境賀爾蒙，皆使許多重大疾病的好發年齡層逐漸年輕化，精準醫療更顯重要。台灣擁有舉世無雙的健保資料庫、健全的癌症登記、完善的電子病歷、優質的醫療人才，再加上資通訊的強項，具備一切發展精準醫療的先決條件。
然而，目前各家醫療體系使用之醫材檢測裝置所取得的數位影像資料格式及系統皆不同，如何讓生醫數據能被有效溝通與整合，快速取得授權交換，並符合健保署及國際標準與安全，使臨床醫師能夠即時、有效及精確預測最適當的臨床實踐行動過程，達成以病人為中心的個人化醫療，是一項困難任務。
經濟部技術處投入科技專案資源，支持工研院研發智慧醫療資訊平台「智慧醫療助理解決方案（iMAS）」，這是一套基於醫療影像智慧輔助診斷判讀之系統，可跨科別、跨機構整合分析數據資料，並串接輕量化醫材，透過病徵數據可視化，提供醫護第一線即時使用。
其特色包括：智慧閘道器（Smart Gateway）資料整合，提供無紙化電子病歷、醫材快速配上傳提升作業效率（設定、傳輸、登打、查詢等），醫護免去紙上作業，把精神心力放在病患身上；免寫程式建置資訊平台，以問卷設計方式新增資料欄位，可建立關鍵值（Key value）彈性資料表單，溝通更迅速；最後，以病患為中心之協作群組，透過就醫紀錄、個管資料與醫師連結形成個案醫系圖，自動分派醫令傳回後台紀錄，符合國際標準格式（FHIR／DICOM），並可加密進行跨醫療院所進行資料交換，保障病患健康醫療資訊做到滴水不漏。
近年來在少子化、全球疫情等影響下，遠距診療需求大幅增加，加速5G通訊、數位科技以及人工智慧在智慧醫療的應用。iMAS串接輕量化醫材，包含開發口袋型傷口機、手持式超音波、免用螢光劑的牙菌與牙齦血氧檢測儀等智慧醫療技術在遠距醫療上的應用，等同於把都會區的醫療能量帶進社區、居家與長照機構。
此外，iMAS還可以整合家醫科醫師巡迴醫療時常用的手持式眼底鏡、五官鏡、心電圖、肺量計等，變成可彈性組合與行動的醫療箱。在社區篩檢時，可快速部署；居家訪視時可離線作業；回到醫院診所時即可健保或長照申報，不但能減輕醫護人員的負擔，對於醫療資源不足的偏鄉居民，也可以科技創新服務來弭平城鄉差距，實現健康平權。
（作者黃素珍；經濟部技術處智慧醫療科技應用與跨場域驗證計畫主持人）
本文同步刊登於2022/11/20經濟日報A12產業追蹤