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人工智慧的醫療照護應用

人工智慧正悄悄轉變你我的生活, 包括在醫療保健方面的應用, 對人類生活將產生巨大的影響。
 
 

近年來,國內外積極推出智慧健康照護機器人,銀髮族藉由聲控方式與機器人對話,從對話與數據傳輸進行遠端諮詢與簡單健康檢測。
▲近年來,國內外積極推出智慧健康照護機器人,銀髮族藉由聲控方式與機器人對話,從對話與數據傳輸進行遠端諮詢與簡單健康檢測。

人工智慧的巨變來臨

 

人工智慧(AI)正悄悄轉變你我的生活,最常見的就是人手一支智慧型手機。AI在手機內已有許多應用,像是能對話的語音助理、記錄與統計個人日常習慣、行程提醒、地圖導航、健康管理等,使生活更省時有效且便利。但在眾多的AI新技術中,醫療保健方面的應用特別受到重視,也會對人類生活產生很大的影響。

 

日本於2017年公布醫療保健產業是其AI三階段工程之一。韓國也於2016年選定AI為國家戰略計畫,將成立國家級AI老人照護中心。英國於2018年宣布,將從愛丁堡、牛津、里茲等城市開始推動全新的AI保健產業,應用AI技術協助醫療診斷,預估15年內可降低國內10%的癌症死亡人數。同時,倫敦大學醫院將與圖靈研究所合作,成立AI系統接手該院部分醫事人員的工作,以提升醫療服務效率。除了許多國家積極推展AI醫療照護政策外,著名的科技大廠也都積極在AI醫療生技領域布局。

 

醫療運用的推動

 

近年來,AI也廣泛運用在各式產業中,不單應用在生產機器上。資誠聯合會計師事務所的《全球人工智慧研究報告》指出,AI對產業潛力影響指數,依序在醫療、汽車、金融服務、運輸、物流、技術、通信、娛樂、零售、能源、製造業等之中,已創造出有別於傳統的產業經營模式。

 

這個功能強大的AI到底是何方神聖?簡單說,就是把人類的智慧利用學習演算法教導機器,使機器經過學習後能精確呈現其功能。機器通常需要依據大量的資料蒐集與數據統計,然後有效學習人類能做的事,建立模擬人類智慧的處理系統。系統具有類似人類的智慧,但有更快速、穩定且不會疲累的特性。

 

AI醫療影像診斷會越來越廣泛地應用到各種疾病的臨床診療中,使診斷的時間縮短、準確度與可靠度提升、更快速呈現數據統計資料,以便直接有效幫助臨床醫療與照顧,避免人工過勞、精簡醫療成本。

 

美國食品藥物管理局於2018年批准AI眼部診斷軟體IDx-DR上市,是第1款獲准上市的AI醫療診斷軟體,能協助醫師更早發現糖尿病患者的視網膜病變。IDx-DR是一不需經臨床醫師解讀影像,便能直接提出診斷篩查的器材。由於醫療人士不見得都具眼科專業,因此這器材對他們而言相當實用。

 

谷歌旗下的DeepMind公司利用大量視網膜圖像,訓練AI算法用以檢查眼疾,其診斷結果能達到與醫生相似的水準。另外,也針對視網膜病變建立影像資料庫,開發AI判讀軟體。此外,針對各種不同的疾病,各式深度學習技術也正快速建立具高效率與準確度的系統。人類各種器官與各類疾病的病理與治療,都有團隊積極投入研究。

 

另一方面,醫院已開始運用初階的醫療機器人。例如,英國的AGV醫療機器人能送餐、消毒及攙扶病人。至於高階的AI醫療機器人,則以醫療手術為發展重點。台灣許多醫院也已購入機器人手臂「達文西」或其他機器人,把影像導引手術實際運用在手術房內。

 

在智慧醫院的應用方面,則希望能改善醫療品質,縮短看病的繁瑣流程,減輕醫護人員的負擔。在硬體方面,從所有設備的安裝設置,一直到管理中心的建立,必須讓醫院能整體有效地串接運作。因此,如何運用設備、保護病人的資料安全,醫院都應有詳細的規畫。系統的智慧化與人員的教育訓練也需受到重視,同時提供諮詢,避免因醫護人員的錯誤造成醫療糾紛。智慧醫院服務可多元化推廣延伸,譬如社區或居家醫療也可提供網路諮詢,增加醫療照護的深度與廣度。

建置具多層次學習能力的語音對話居家照護機器人:圖片來源:蔣榮先教授實驗室
▲建置具多層次學習能力的語音對話居家照護機器人:圖片來源:蔣榮先教授實驗室

智慧照護與照護機器人

 

2018年,內政部指出台灣社會人口結構已正式進入高齡社會,人口老化的速度快到難以想像,銀髮族的照護工作將何去何從?目前,台灣老人健康照護的需求與照護人力快速失衡。老人照護除了亟需人力外,費用也大幅度提升,造成許多家庭的龐大負荷,和人力資源供需不平衡的問題,現在大多仰賴國外看護移工。但這並非長久之道,如何利用AI提升老人照護的效率與品質值得重視。

 

因應照護人力的短缺,可把智慧照護導入每個家庭。首先,希望能藉由遠端平台利用網路讓銀髮族可以線上問診。其次,提供資訊互動平台,銀髮族每天可在家自行測量生理指數,結合手機APP把資料上傳至雲端照護系統,使銀髮族在家就能提供健康狀態,並與醫療人員聯繫。

 

近年來,國內外積極推出智慧健康照護機器人,銀髮族藉由聲控方式與機器人對話,從對話與數據傳輸進行遠端諮詢與簡單健康檢測。機器人甚至還有陪伴的功能,能緩解照護人力的不足。

 

對於銀髮長者而言,新的AI照護機器人將可提供日常運動教練、營養諮詢與輔助醫療照護。在有醫療需求時,更可即時協助關注長者健康狀況,提供醫療與照護,是子女有效關注年長父母的好幫手。另一方面,在一般民眾家中,居家照護機器人藉由語音對話,依個人需求提供服務,使家中成員能享受簡單的醫療服務與方便獲得生活資訊。孩童也能利用圖像表情和聲音互動學習,增添生活樂趣。

 

醫療數據資料庫

 

AI在醫療領域中的應用,都需要建置大數據的資料庫。過去,患者看病問診大都依感覺敘述及基本檢查,由醫生經驗診斷再加以治療。精準醫療則利用基因檢測、蛋白質檢測,再加上患者的個人資料,彙整成人體基因資料庫,從中比對分析,提供更準確且個人化的治療方式。如果能把人體資料庫追溯到過去,了解整段疾病的發展,透過科學研究探討疾病的因果關係,更可達到有效預防。

 

目前,中研院針對精準醫療的需求,建置「台灣人體生物資料庫」,蒐集國人生物基因數據,提供學者研究使用,希望能改善國人健康,有效預防疾病。但資料庫所需的資料蒐集還需花好幾十年的持續追蹤才能廣泛運用。

另一方面,台灣從實行全民健保至今,已擁有數千萬筆的看診資訊,成為一個巨量的資料庫。今後期望能妥善結合健保資料和AI技術,把資料變成數據平台創新應用,讓醫療達到最好的效果。但除必須做到資料的去除識別與妥善運用外,對於病患的個人隱私、公眾利益等問題,也需要依法審慎處理。

AI照護機器人可以提供銀髮長者日常運動教練、營養諮詢與輔助醫療照護。(圖片來源:種子發)
▲AI照護機器人可以提供銀髮長者日常運動教練、營養諮詢與輔助醫療照護。(圖片來源:種子發)

國內AI醫療運用的研究

 

在我國政府大力推動AI研究與產業發展的政策下,科技部於2018年啟動AI創新研究中心計畫,從五百餘件構想書中選出67件研究計畫,分別在臺、成、清、交4所大學成立AI創新研究中心。

 

成功大學的「科技部人工智慧生技醫療創新研究中心」專注在生技醫療的研究,涵蓋智慧醫療、智慧照護、智慧生技等領域。智慧醫療研究包含結核分枝桿菌鑑定、肝活體組織切片影像分析、阿茲海默氏症早期檢測、核磁共振影像快速重建、生醫影像類神經電路驗證平台。

 

智慧照護研究則包含老年人和糖尿病患者的居家照護機器人、高齡健康促進系統、超高齡社會的健康生活等。智慧生技養殖與人工智慧倫理方面也有3件研究計畫。除了積極進行各項技術研發外,也進行生醫影像及醫療紀錄的大數據資料庫蒐集。

 

台灣的醫療水準優異,資通訊技術基礎雄厚,加上醫療照護需求日增,已經具備讓AI醫療照護技術與產業發展的良好條件。雖然醫療照護產業通常需要較久的熟成期,但在產官學研強力投入下,將能有效培養產業所需的AI人才,提升專業與應用的水準。

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