科學人雜誌
2021科研發光

AI與智慧醫療照護

2021/04/19 國立臺灣師範大學光電工程所楊承山教授、科學人廣告部企畫製作
科研發光《前進未來 青年講堂》臺北場第一場座談在4月11日登場,邀請科技部補助臺灣大學人工智慧研究中心執行長杜維洲主講「AI與智慧醫療照護」,帶領大眾進入精準醫療、健康照護的科學世界!


人工智慧可以下圍棋、玩連線遊戲、問答互動、人臉辨識,也可以應用於智慧醫療照護。舉個例子來說,中央研究院資訊科學研究所廖弘源所長與王建堯博士去年發表全球最快最準的物件辨識技術YOLO-v4,原本用於交通車輛辨識,也可以運用於辨識醫學影像病灶,在防疫期間,還能夠偵測未戴口罩者、計算人們是否保持社交距離。


當AI技術在一項任務可達到足夠準確度並導入應用,解釋性與可信任度就十分重要。杜維洲舉例,需要AI解釋性的領域包括健康醫療照護、製造業、保險業、自駕車等,尤其在健康醫療照護領域,當透過AI模型診斷病患罹患某種病症,勢必要加以解釋,否則就算準確度再高,醫師與病患都無法接受。


AI已經導入智慧醫療照護領域,2017年Google鎖定眼底鏡影像,進行「Google糖尿病視網膜病變AI判讀系統」,使用12.8萬張照片訓練,在實驗室內準確率高達90%。2018年底與泰國公共衛生部合作,在清邁11家眼科診所試用,結果卻不如預期,關鍵就在於實驗室與偏鄉環境大不同。杜維洲進一步說明,在實驗室每張照片的解析度、環境光皆受到控制,但泰國偏鄉診所缺乏穩定光源的眼底鏡攝影空間,攝影完成後需回傳影像至伺服器進行模型判讀,過程中又可能受網路連線不穩影響,病人久候卻得不到診斷結果。


工研院宏碁研發 助攻糖尿病照護

在台灣,工業技術研究院自2014年開始投入眼底鏡整合平台,向國內3家醫學中心取得31萬張眼底圖,由50位眼科醫生標註影像,在2017年發表糖尿病視網膜病變AI診斷模型,是國際唯一可偵測4種主要病徵並清楚標示位置的模型,準確率達92%,並與醫療器材結合,把訓練完成的模型以桌上型與攜帶型兩種方式呈現,分別應用於規模比較完整的診所與偏鄉診所。


宏碁則與臺大醫院聯手,取得國外EyePACS平臺臨床5萬張、臺大醫院2000多張臨床糖尿病視網膜病變患者眼底照片,透過5位眼科醫師標記,訓練AI模型,共同開發「眼科AI輔助診斷軟體」,判讀糖尿病患者視網膜病變,精準度高達95%,產品已獲得食品藥物管理署認證,將推廣供醫院使用。


改善流程幫助醫界維運

在智慧醫療照護領域,AI可以應用於防疫、預防、診斷、治療、照護、復健、輔具、新藥開發、精準醫療、精準健康等,幾乎每個領域都可套用AI。杜維洲以防疫為例,AI能夠進行口罩辨識、社交距離偵測、非接觸量測、變種病毒追蹤、疫苗開發等。


「AI工具的強大之處,就在於能夠做到以前工具做不到或難以做到的事,在單點突破之外,最重要的就是要改善流程!」杜維洲說明,例如科技部補助臺大、榮民總醫院、臺北醫學大學,建置影像醫學資料庫,已經開放學研使用,以往醫生以肉眼辨識病灶,費時費力,如今可由AI模型幫忙計算是否出現癌細胞、骨髓細胞是否發生變異。其他的例子還包括,陽明交通大學團隊以AI算出新冠肺炎解方、臺大醫神AECOPD可提前七天預測系統慢性肺阻塞、新創AHEAD協助醫師7秒診斷血癌等。


除了單點突破,透過AI技術還可以幫助節省人力、成本、時間、醫護人員負擔,協助醫界維運、優化流程。杜維洲總結,AI是威力強大的工具,仰賴模型/演算法、領域知識與數據三大方面,必須建立完整資料與營運流程,持續納入新資料,修正標註,優化模型、持續監督確效與調整。有了生生不息的流程循環,才是AI真正落地造福人類的樣態。


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