文/戴安瑋
為何外科會需要AI呢?林口長庚醫院骨科部脊椎科主任蔡宗廷說,外科可以運用人工智慧AI的運算,協助醫師群們面對高難度、高精密度手術時,做出最適宜的判斷,讓手術精準進行的精準醫療。
蔡宗廷醫師是林口長庚醫院骨科部脊椎科的靈魂人物。談到如何研發AI協助脊椎病灶判讀時的神情,他說:「我喜歡接觸新科技,喜歡參加論壇,在聆聽演講時,我會不停地思考如何將這些新科技運用在醫學上。」他的興趣加上大膽嚐試,讓他的團隊不斷精進、創新,成為長庚醫療集團閃亮的新星。
3D列印個人化導板 獲國家創新獎
2019年,他帶領的團隊發表了「3D列印個人化導板進行微創椎弓根螺釘植入固定手術技術」,醫師群們不需反覆透過電腦斷層影像調整植入路徑,大幅縮短手術時間,還能夠以微創手術方式,避免損傷脊椎骨周圍重要的血管和神經組織,不僅獲得國家新創獎,並且獲得國際期刊青睞刊登。
同一年他發表了全球首篇「脊椎量化AI」,只需要1秒就準確地從患者脊椎X光片中標出特徵點,計算出各種脊椎角度,大幅提高醫師在判讀X光片時的治療決策。因此,在國際期刊「臨床醫學雜誌」刊登後,立即引起世界各國醫學界廣泛關注及討論。
他說,「3D列印製作個人化的微創定位導板,操作者僅需要沿著導板上螺釘植入的通道,便可以成功植入椎弓根螺釘,大幅提高手術安全性,林口長庚醫院已申請專利」;「脊椎量化AI」,可節省醫師以往傳統判讀X光片需花半小時的時間,有助簡化手術前的繁複手續,以及精準預判。
「我和雲象科技葉肇元執行長組成的團隊,花了半年時間,讓AI深度學習後,能一秒判讀病人脊椎病灶」,蔡宗廷主任說。
如何讓AI深度學習呢?他表示,「我們使用AI約2210張病人的脊椎X光片讓AI深度學習,每張X光片先從頸椎到尾椎繪出二個點,讓AI抓出病患脊椎駝背情形,之後再多繪幾個點,讓AI運算,一張X光片最少標註了45個點,經過這樣的深度學習後,AI可以換算出各種角度,快速找出脊椎各種角度」、「AI是透過大數據的洗禮,它憑藉著這些大數據進行有效率的判斷,可以減輕醫師手術前傳統判讀的繁複負擔」。這項研究連續三次在國際期刊中發表,其中一篇更是全球首篇。
蔡宗廷主任是高雄出生的小孩,小學3年級時隨父母搬到台北生活,就讀仁愛國小、仁愛國中、建國高中後,考上中國醫藥學院(現中國醫藥大學)醫學系後,更進一步取得長庚大學臨床醫學研究所博士,目前是林口長庚醫院骨科部脊椎科主任,並擔任長庚大學醫學系專任教授。
他說,小時候父母親希望他長大後能當老師或醫師、工程師,由於講的次數多,這個期許深植他小小的心靈,全家搬到台北居住後,他運動之餘也努力唸書,如今他是醫師,同時也是工程師、醫學生的老師。
奇妙骨科之緣 註定成為脊椎科主任
與骨科的結緣,是小學五、六年級時有一天的體育課,他與同學比賽跳高,當身體越過橫桿並開始下墜時,他用手撐地,以致左手腕受傷,剛開始他以為是扭到,完全不在意,晚上還到補習班補習,深夜回到家時左手腕腫了一大塊,非常疼痛,媽媽帶他去看醫生,照X光片才知是左手骨骨裂了。那陣子他的左手臂打上厚厚石膏,寫功課等雖然不方便,但同學們玩耍互鬥時,他用石膏護體反而忘記疼痛了。後來同學還紛紛在他的石膏上簽名留念。
左手腕骨頭骨裂,讓他對人體骨骼構造產生極大興趣,唸中國醫藥學院(現中國醫藥大學)醫學系期間,他接受了七年的醫學教育及醫師養成,1996年進入林口長庚醫院當實習醫師,認識了長庚醫院骨科部主任、長庚大學醫學系教授陳文哲,並在恩師、陳文哲教授親力親為的教導下,決定以骨科為終生志業。
看到血不怕嗎?他說,「我從學生時代就開始在醫院見習,跟在主治醫師旁,看著他如何問診、如何診斷;也跟著主治醫師進入開刀房學習,並在開完刀後接下縫皮工作。是的,我是從縫皮開始,一刀一刀的學習,並在了解骨骼結構、神經結構後,主治醫師認為我的訓練已成熟,才會讓我主刀。第一次主刀,我冷靜沈穩,手術很成功」。
「從協助老師開刀,到自己收病患,自己主刀,心境完全不同」,他說,長庚醫院對醫師的培養,擁有一套非常好的訓練機制,這套機制可以觀察見習醫師是否適合走外科。
AI協助判讀 未來會愈來愈好
他在林口長庚醫院骨科部脊椎科20幾年。他說,骨科病患以外傷、骨骼退化兩大類為主,最怕碰到的是年紀大、骨質流失(骨質疏鬆)的病患,傳統手術是「大醫師大傷口」,需要權威的主治醫師主陣開大刀,手術期間要非常小心、高度專注;現在醫學發達,有電腦斷層、核磁共振、影像導航,甚至機械手臂等相助,手術成功率非常高,加上AI協助判讀與手術規劃,未來會愈來愈好。
未來會是AI的天下嗎?他淺淺地微笑說,「不會。因為AI無法取代人腦,AI只能在大數據中不斷進行運算,人腦則是靈活的、創新的,這是AI無法觸及的」。您會繼續關注新科技,並將新科技注入到醫學嗎?他點點頭說「會」,並表示,他的信念是「人生就像騎單車,需隨時保持平衡,穩紮穩打的一直向前邁進」。