需放射治療之癌症患者

本部團隊發展的人工智慧技術，利用人工智慧輔助放射治療危急器官自動勾勒技術，將深度學習技術概念針對放射治療領域，搭配臨床知識洞見與技術力進行研發，此技術包含影像品質改善與多影像融合、合併影像之危急器官勾勒等創新技術。在臨床效益方面，相較傳統的人工勾勒方式，自動化的勾勒技術僅需原先約1/30的時間，並可支援多種醫療影像，自動勾勒全身多項危急器官、8種癌症腫瘤標靶。在系統連接度方面，可支援任何符合DICOM標準的放射治療計畫系統，其高準確度與均一性，有助於在消滅腫瘤的同時最大程度上保護周圍正常器官，提升效率並降低臨床上所需的時間成本，達到輔助醫師精準勾勒的目的。

本技術利用深度學習方法，旨在改善醫學影像的品質並實現多影像融合，以及危急器官的自動勾勒。在合併影像的危急器官勾勒方面，傳統的分割方法（如邊緣分割、區域增長分割和圖割能量最小化分割）各有局限，容易受到雜訊影響、參數設定複雜、計算效率低等問題。基於圖譜的自動分割（Atlas-based auto-segmentation, ABAS）雖在臨床上常用，但因解剖變異覆蓋有限、圖譜選擇困難等因素，仍需改進。為此，本技術引入深度學習輪廓（Deep Learning Contouring, DLC）方法，利用卷積神經網路（Convolutional Neural Network, CNN）和圖形處理單元（Graphics Processing Unit, GPU）硬體加速，實現危急器官的快速準確勾勒。 同時，技術中包含一個導入 Patching 前處理技術的模組單元，能夠結合符合 DICOM 標準的治療計畫系統（Treatment Planning System, TPS），處理接收到的 DICOM 格式影像。透過深度學習技術模組，自動描繪主要癌種及相關危急器官，並利用獨創的 Mask smoothing 後處理技術模組，對模型輸出進行修飾。最終，以 DICOM 格式和放射治療結構集（Radiotherapy Structure Set, RTSTRUCT）模式存儲，為臨床應用提供高效、準確的解決方案，減輕醫師的工作量，降低觀察者間的變異性，提高放射治療的精確性和效率。

本服務由放射腫瘤部多專業團隊共同推動，團隊包含醫師、物理師、放射技術師及護理師等共58名專業人員。2022年放射治療全年病人數達1,920人，治療開始病例數為2,417例，其中2,298例可於1日內完成完整治療計畫。系統導入AI器官自動勾勒技術，可支援頭頸部17個危急器官之自動辨識與輪廓勾勒，將傳統至少30分鐘的人工作業縮短至1分鐘內完成，提升放射治療計畫效率與臨床服務量能。自2023年起，我們正式引進並應用了器官自動勾勒系統。迄今為止，已經使用了約3500次數，醫師們對該系統的使用比例大幅提升，從最初的少數嘗試者逐步擴展到大多數醫師都積極採用。許多醫師對該系統的效率和準確性給予了高度評價，表示這不僅大大減輕了他們的工作負荷，還提高了治療計畫的精確性和患者的治療效果。我們收到了廣泛的正面回饋，這進一步鞭策我們繼續完善系統功能，提供更全面的支援。

本服務在效率、品質與安全方面皆展現明確成果。2022年1日內治療計畫完成率達95.1%，高於90%之目標值；加速器妥善率達98.8%，維持治療設備穩定運作；治療劑量異常率為0%，癌症診療重大事故為1例/年，皆符合安全管理目標。AI自動勾勒系統可於1分鐘內完成17個頭頸部危急器官勾勒，並於臨床驗證中呈現良好準確性，其中大體積器官DSC達0.90，中體積器官DSC達0.84，顯示系統具備提升效率與維持勾勒品質之成效。

放射腫瘤部制定了一系列品質指標，以確保治療的安全性、效率和高品質服務，包括：加速器妥善率每月運作時數與應運作總時數的比率應大於95%，確保設備穩定運作，避免病患等待；治療等候時間應小於2天，縮短新病患的等待時間；治療劑量異常率應小於0.03%，降低劑量錯誤風險，提升疾病控制率，並減少副作用和醫療糾紛；治癒性放射治療因副作用延遲超過兩週的比例應小於20%，確保治療的連續性；一日內治療計畫完成率應超過90%，保證治療計畫的及時性；放射治療摘要及時個人完成率應超過90%，促進醫療文書的完整性和及時性；癌症診療重大事故每年應少於2例，確保治療的安全性；兩日前放射治療規劃迅速完成率應達到75%以上，提升治療準備的效率。這些品質指標從設備運作、治療計畫的及時性、醫療安全到病患的滿意度，全方位提升放射治療的品質，確保為病患提供高效、安全、優質的醫療服務。而系統取得 FDA 510(k) 與 TFDA 醫材許可，以確保醫用軟體引進之安全性。

目前全台放射腫瘤試用該系統之比例已達48.7%，收穫諸多臨床放射腫瘤工作使用者好評。

為了提升醫療量能和持續擴展 AI 應用，我們與不同領域的團隊合作，致力於創造更優質的醫療計畫與 AI 技術，並將所開發的技術推廣得更遠。B2B 商業合作模式使各團隊各司其職，將能力發揮最大化；醫院端負責開發與驗證數據，長佳智能提供技術支援，協助產品取得專利和醫材許可證，並協助後續推廣。在國內，我們將所有執行放射治療的醫院作為潛在的推廣目標；在國外，與國際級醫材大廠如 Varian、GE Healthcare、Philips 等洽談放射治療領域的商業合作機會。此外，我們也致力於培育人才和增加就業，提供實際場域經驗，培育資訊、AI 工程師、數位醫療 AI 物理師、技術人員和商務人員，並延攬重要的國內外人才，增加生物醫藥、數位醫療及軟體業等領域的就業機會，帶動產業發展。本服務所應用之AI器官自動勾勒技術已完成醫材法規與國際化布局，於2022年取得美國FDA 510(k)許可及台灣TFDA醫材許可，展現其安全性與臨床應用價值。相關研究成果亦發表於國際期刊，包括Radiotherapy and Oncology及Journal of Medical and Biological Engineering等，提升本系統於放射治療AI領域之國際能見度。