「犯錯是人類的天性!」北醫團隊取經健保資料庫,用AI把關問題處方箋
「犯錯是人類的天性!」北醫團隊取經健保資料庫,用AI把關問題處方箋

理解用藥錯誤,可以從兩則歷史新聞開始。十多年前,新北市有醫院錯把肌肉鬆弛劑當成B肝疫苗,7名新生兒被施打後,腦部出現異常反應,不幸釀成1死6傷慘劇。更久遠前,曾有民眾被狗咬傷,求助北市知名的教學型醫院,急診室醫師開藥時,卻將抗生素盤尼西林(Penicillin)誤植為急救用的高濃度鉀離子(Potassium),該位民眾當場心臟驟停。

這些案例留下的教訓猶在,而藥物劑量錯誤、使用方式混淆等醫療糾紛,從0.5顆變5顆、外用變口服,在大醫院、小診所都有可能上演。透過人工智慧AI技術,台北醫學大學團隊開發出的「智慧型藥物安全系統」,將有效降低用藥錯誤的風險。

用藥錯誤四大類,處方錯誤最難挽救

用藥錯誤的情況有多嚴重?從數據來看,2013年美國因醫療疏失死亡的人數約為25萬人,高居全美前三大死因。但醫療疏失涵蓋甚廣,其中,因用藥不當導致死亡者,約在1萬7千人到3萬5千人之間。每年,美國政府需花費300億美元處理因用藥錯誤衍生的醫療問題。

台北醫學大學醫學科技學院院長、萬芳醫院皮膚科主任李友專表示,原則上,用藥錯誤可能來自四個階段,依發生時序分別是處方錯、調劑錯、給藥錯以及病人錯誤服用。其中,最嚴重也最常發生的,是醫師在處方開立階段就出現錯誤,「這很難挽救,藥師也救不回來。」

台灣方面,李友專預估,一年約有1千7百萬張的不適當處方,若以每人每年平均看診15次計算,台灣每年3億4千5百萬處方箋中,不適當處方率近5%,這個比例和美國相當,接近全球平均。

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為了從處方開立之時預防錯誤用藥,李友專團隊決定從台灣珍貴的健保資料庫下手。
圖/ 蔡仁譯攝

醫療錯誤是全世界重要的課題,人類的天性就是會犯錯,只要量大,就有一定的比例會出錯。 」特別是,當藥方和病症並非絕對的一對一恆等式,而是一對多、多對一,乃至多對多的複雜交錯關係,李友專說,「光是普拿疼一種藥,就可以用在1,500種病上面」,加上醫師的獨門處方,或是各種慢性病症相互牽制等變因,都會影響下藥時的判斷,也讓不適當處方的認定難上加難。

不過,隨著人工智慧(AI)技術成熟,且被大量應用在醫療領域,面對棘手的用藥錯誤問題,是否有機會「斬草除根」,從錯誤發生前就加以預防呢?

AI扮守門人,診間即時攔截問題處方

李友專團隊決定從健保資料庫下手,他們利用台灣健保資料庫、大型醫院提供的電子病歷資料,加上科技部資源,徹底研究醫師處方行為,在分析7億張處方箋後,推導出數百億筆診斷、用藥的排列組合,再用不同的AI演算法,進一步判斷任一張處方箋中,是否有藥物無法被病症診斷、或其他的用藥解釋。

舉例來說,類固醇可能導致胃酸過多,醫師下藥後,必須再開制酸劑中和胃酸,「所以我們除了計算『病症診斷與用藥』之間的關聯,也算了『藥與藥』之間的關聯性。」

最後,李友專團隊以串連機率與深度學習的方式,開發出「智慧型藥物安全系統」(Advanced Electronic Safety of Prescriptions,AESOP),一旦處方中出現無法被解釋的用藥,即被認定為不適當處方,AESOP系統會即時跳出提醒,診間醫師看到了,可以再次檢視醫囑和處方,避免用藥錯誤的風險。

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藥方和病症並非絕對的一對一恆等式,而是多對多的複雜交錯關係,這讓不適當處方的認定難度極高。
圖/ shutterstock

為了提高AESOP系統的準確度,該團隊也和醫學中心合作,持續兩年間,召集跨越10個科別、60個診間、60位醫師參與臨床實驗,檢視了約4萬張處方箋,目前可有效捕捉到50%至80%的不適當處方。而醫師在被提示的接受度上,也從初期的4成接受,導入機器學習後,提升到8成水準。

但李友專強調,每提示10次,有8次醫師可以接受,這又可再分兩大類,一類是真的會去改藥;另一類沒改的,也不代表處方就是錯誤,「因為可能沒有更好的做法,用藥沒有絕對的對錯。」

該團隊也發現,內科中的心臟科、腎臟科病因複雜,加上病患以年長者居多,容易受到其他慢性病用藥影響,醫師被提示錯誤的次數最多;相對來說,小兒科因用藥較單純,被提示的機率較低。

醫者仁心,人工智慧無法超越

具備醫師、學者和人工智慧專家的多重身分,面對醫師是否會被人工智慧取代的大哉問,李友專說,「沒有同理心的醫生最容易被取代。」

人工智慧成熟後,機器診斷、影像判讀等劃時代應用,都相對簡單,但如何表達關懷,流露醫者感性、人道的一面,在可預見的未來,仍看不到AI可以實現。或許,為醫病關係帶來正向循環,協助醫師專注本心和專業判斷,是這項研究、更是各種醫療AI應用背後的核心真義。

關鍵字: #智慧醫療
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總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予葉院士。
圖/ 數位時代

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

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