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AI化身「防老」神器

科技、醫界強強聯手 預防疾病更智慧
文 / 滕淑芬蔣濬浩    攝影 / 張智傑
2020-02-10
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AI化身「防老」神器
台北榮總長青樓內的「遊詣居」日照中心。
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AI創新應用已隨處可見,甚至可幫助人類對抗老化,面對失智症等未解之謎,靠著好幫手AI的協助,已有預防之道,「長生不老」或許不再是天方夜譚!

位於台北榮總長青樓內的「遊詣居」日照中心,是照顧失能失智長者的托老所,初始造訪,映入眼簾是與一般托老設施相同的陽光室、復健室,但事實上,在遊詣居內,處處藏著人工智慧的科技巧思。

首先,入口處一台筆記型電腦,只要長者進入,電梯門口上方的鏡頭就會自動捕捉其身形、五官,進行資料比對,因而不需仰賴照服員點名,藉由人臉辨識系統,就能清楚掌握長者的出入時間,確保安全。

更令人驚奇的是,掛在房內天花板上的數台攝像鏡頭,能偵測長者一天的狀態與情緒變化。經由每三個月大數據分析數千筆影像資料,即可推演並預測長者的認知、情緒、身體機能變化,儼然是「失智症」檢測儀。

北榮高齡醫學中心主任陳亮恭說,根據研究,長者步態若變緩或踱步方向、移動路徑錯亂,極可能是認知功能衰退的前兆,就需加強關懷,並及早讓醫療介入,以延緩惡化。

陳亮恭表示,「遊詣居」中有七成的長輩,患有程度不一的失智症。過去,照服員難以時刻掌握所有病情;如今,相同的人力,卻能一次關照到所有長輩。

這套「辨識認知功能衰退的演算法」,是由身兼陽明大學教授的陳亮恭研究團隊和宏碁集團創價中心共同開發,屬科技部「人工智慧生技醫療創新研究中心」四年(2018~2021年)大計畫之一,也是AI結合醫療創新應用的具體實踐。

影像測腦齡,評估失智風險

2018年當系統在日照中心建置好,有韓國醫療院所前來參訪當下即詢問,是否有商品化產品。足見各國對運用AI提升醫療照顧品質,十分渴求。該系統也於2019年底實際運用在北榮高齡醫學病房。

近年來,人工智慧被運用在許多領域,而醫界最常見的應用則是偵測皮膚癌病灶、病理切片、影像報告……等,另外,亦能分析論文,找出某種疾病有關的基因或蛋白質,甚至可根據病患數據和生理表徵給予診斷建議。

陳亮恭說,AI診斷某些癌症的成功率已經接近專科醫師,近來,甚至能識別6000種人類無法判斷的病毒。不過,這些都是電腦科學的勝利,並沒有超越或改變醫療本質,因為醫療最重要的是診治過程,最後下判斷的還是醫師,而AI只有input(輸入)和output(輸出結果)。

「AI和醫師PK,沒有懸念,就是贏不了,」他開玩笑問,如果AI說這個診斷是陰性,但醫師真的敢放過就不檢查病人嗎?萬一發生醫療糾紛,該由誰負責?告醫師還是砸電腦?畢竟AI無法像人一樣負起行為責任。

在陳亮恭擔任研究主持人的「以人工智慧建構超高齡社會之健康生活」的大主題下,陽明大學研究團隊蒐集宜蘭、雙北各2000筆50歲以上健康民眾的基因體、代謝體、蛋白體等生理指標和腦影像資料,並比對健保資料庫,利用AI運算工具,希望逐步解開人類走向老化的生理機制秘密,打造不失能、不失智的健康方程式。

尤其對於目前沒有治癒藥方,一般人最害怕罹患的失智症,如今透過「腦齡」偵測,也能提早預知風險。

2019年10月,陽明大學團隊推出的「腦影像算命」模型,更在國際科技機構Photon主辦的「預測分析大賽(Predictive Analytics Competition, PAC)」中,擊敗康乃爾大學、倫敦政經學院等歐美名校,獲全球第四、亞洲第一殊榮,深受國際肯定。

蒐千筆資料,找出抗老關鍵

計畫主持人、陽明大學神經科學所教授林慶波表示,由於每個人的成長環境、基因、生活習慣不同,若單用身分證年齡判斷一個人的健康狀況,不夠精準。

傳統上,醫師只能用人眼判讀大腦神經影像,但受限於人眼能捕捉到的訊息有限,許多潛藏在大腦影像的細節,難以有效捕捉。而AI可快速比對大腦部位的變化,掌握顏色、明暗、輪廓等訊息細節的能力,遠勝過人腦。

林慶波的研究團隊以零輻射的磁振造影(MRI)蒐集2000筆健康民眾的腦影像資料,加上國外的腦影像數據庫,用AI演算就能得知腦齡。再比對身分證年齡,若腦齡大於身分證年齡,代表大腦正處於加速老化的階段,而超齡大腦易有神經與精神病變風險,甚至提升致死率。

舉例來說,三位72歲的長者,一位腦齡72歲,一位60.8歲,一位77.9歲,可發現腦齡77.9歲者的腦灰質萎縮、黑影多,腦室較空洞;而60.8歲者的灰質多、黑影少,腦室相對小。國外研究顯示,72歲以上長者的腦齡,若與實足年齡相較,每增加一歲,死亡風險相對就提升6.1%。

宏碁集團創辦人施振榮曾接受過陽明大學的腦齡測試,實際年齡73歲的他,腦齡僅有60歲。雖然施振榮曾發生過小中風,但活動力旺盛的他,透過多動腦、多運動、健康飲食,仍能保有一顆年輕的腦。

林慶波說,腦齡是近五年腦神經科學很關心的議題,大腦運作的基本機制就是「用進廢退」。施振榮的例子證明大腦可以被訓練,可以型塑改變,多運動確實可以活化腦神經連結。 

預防控制疾病,AI廣泛應用

「一個人有好幾個生理時鐘,而影響老後生活主要有神經、骨關節、心血管這三大系統,」陳亮恭表示,腦齡估算只是這個大研究計畫的其中之一,他們將先找出三大系統各自的小時鐘,未來會串成大時鐘,並建立一個測試平台,把運動強度、吃哪些保健食品、做哪些健康促進活動都拿到平台來測試,以此得知哪些方法能扭轉生理時鐘的運轉速率,有效抗老。

不論是AI級日照中心、腦齡計畫,或是使用就醫資料預測罹病風險,AI應用醫療的目標,是結合產業,建立一套可以自主健康管理,預防疾病惡化的機制。

提到AI醫療,陳亮恭醫師強調,人類與AI之間,不該是相互競爭,而是相互協作,找出AI的應用方式,技術才會活起來。圖/提到AI醫療,陳亮恭醫師強調,人類與AI之間,不該是相互競爭,而是相互協作,找出AI的應用方式,技術才會活起來。

2018年10月,富邦人壽就根據陳亮恭的研究成果,針對糖尿病友推出名為「智糖人生」的保單,保單訴求首年就依血糖控制情況,給予「分級回饋」機制。保戶的糖化血色素檢測數據分為五個級別,如果達標,保費最高有六折優惠,讓保戶有感。

之後台灣人壽及南山人壽也推出類似保單,都以保費折扣及獎勵金等機制,鼓勵保戶定期測量並注意控制血糖,搶攻國內227萬人的糖友市場。

儘管目前壽險業推出的糖尿病保單「叫好不叫座」,賣出的保單不算多,但陳亮恭和林慶波都認為,健康者和可能罹患慢性病、有失智風險者的理賠出險機率差很多,未來根據個人罹病風險,以及是否提早介入健康行為來設計保單內容,已是趨勢。而這也將改變保險業150年來的遊戲規則。

「AI的決勝,是找到好的應用;有好的應用,技術才會活起來,」陳亮恭說。在AI技術已趨成熟的21世紀,AI與醫療強強聯手,將會是進入高齡社會的最佳幫手。

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