醫學影像AI化，提高診斷精確度
「臺灣醫療在AI所需的大數據上，是有優勢的，畢竟，美國的精神科醫師一天只需看四、五個病人，臺灣醫師則要看四、五十個。」北榮精神醫學部主任蔡世仁幽默說道，並分享在現有醫療仍很大程度依賴醫師經驗下，讓團隊從四年前開始與科技部、臺大AI中心攜手，進行以機器學習研究腦影像及基因大數據區分精神疾病的研究。
蔡世仁指出，精神疾病不若其他疾病可透過生物檢體檢測，即便團隊在2012年就開始以磁振造影（MRI） 蒐集個案影像資料，但因缺乏資源及合適分析方法，直到四年前在科技部計畫支持下，才開始將北榮累積的腦影像數據庫，以美國精神衛生研究院所提出的精神診斷研究準則（Research Domain Criteria）為依據，並整合數學、物理和計算神經科學，以量化複雜的腦影像及信號數據，發展精確分類精神疾病的方法。
陽明交大腦科學研究所所長楊智傑分享，就算知道醫界的痛點在哪裡，但因為精神疾病在腦部呈現的變異多數非肉眼可判斷，而是在結構上呈現細微差異，因此前一、兩年可說都處於摸索階段。
直到2020年，團隊研發出一套可解讀深度神經網路（Explainable deep neural network, EDNN），並結合以AI為基礎的網路診斷系統（AI-based web diagnostic system）後，發現用來診斷思覺失調症時，除可將腦部萎縮的構造3D視覺化，模型經過再次訓練後還可提升準確度。
在此基礎上，團隊更將研究主題延伸至失智、憂鬱症及更多精神疾病，在磁振造影腦影像的協助下，除了讓失智症診斷精準度從現有的71-76％，提高到91.7％，在憂鬱症治療療效預測上也獲得突破性進展，發現透過腦波檢測，可達到85.1％的準確度。
樂齡照護幫手：能守護身心的機器人
不過，結合深度學習加速醫學影像的判讀，只是臺大AI中心「全幅健康照護子中心」的研究主題之一，轄下的十個研究團隊，除了醫學影像、精神照護、輔助決策、智慧用藥外，更在近年加入倫理與法制，期望在AI加速智慧醫療發展時，也能同步考量後續的社會影響。
「過去四年，中心透過與NVIDIA、哈佛醫學院，及史丹佛大學急重症與心血管疾病等諸多國際重量級機構合作，就是為了結合產官學研醫，發展跨領域的整合性平台。」中心主任傅立成分享，其成果除了顯現在早期偵測診斷胰臟癌、AI篩選COVID-19治療用藥等前瞻學術研究上，也包含目前已和臺大醫院試行的「AECOPD 發作預測系統」。
而傅立成同樣也以「能守護人類生、心理之AI機器人」為題，整合資工、電機、物理治療與心理學，創建「AI機器人身心照護系統」，針對失智、中風或因年齡增長帶來的慢性病，提供早期偵測、中期治療和後期復健的三級預防系統。
傅立成認為，臺灣身兼醫療與資通訊產業兩項優勢，要整合並不困難，難的是為整合出的服務載具注入「溫度」。
「機器人如果沒有溫度，就只是機器，而不是機器人。」傅立成分享，當少子化與高齡化趨勢並行時，年輕的勞動人口為了忙碌工作與照顧自家生活已身心俱疲，實難有足夠餘力陪伴長輩，一旦長輩缺乏社交互動後，則會加速身心機能的退化。「所以，我們應該創造另一個機器人族群，用來協助陪伴長者，甚至擔任照護、復健的角色。」
投入機器人與人工智慧研究超過三十年，擁有「機器人教父」美譽的傅立成，很早就在硬體之外，積極向心理學、社會學取經。「目前AI的方向仍在於追求精準，但很多時候，人們需要的是情感的交流，這時，如果服務型機器人能適時提供一句問候，或結合影像辨識與情緒演算，陪長者透過照片話當年，都可豐富長者的生活，並延緩認知的退化速度。」
而這樣的理念，除了展現在華碩的首款商務機器人ASUS Zenbo Junior，在擁有對話、表情、動作、物聯，及可簡易開發各項應用的感測器應用程式介面下，更可輕鬆融合娛樂、陪伴、教育等功能，成為千萬家庭樂齡照護的好幫手。
以精準睡眠醫學，作為健康促進手段
而要全方位促進身心健康，除需將醫學影像、輔助決策、智慧用藥導入更多科別，並透過兼具功能與溫度的機器人，全面守護生理與心理，另一項最新顯學，則是透過「睡眠」。
「睡眠品質不佳，其實是高血壓、糖尿病等眾多慢性病的肇因，問題是，雖然失眠已經是現代人的文明病，但擁有睡眠問題的人口，遠比想像中的更多。」台北醫學大學呼吸治療系副教授劉文德分享，除了已有明顯失眠困擾的人外，許多人有呼吸中止、夜尿等問題，甚至醒來常出現咽喉發炎，或是一沾到床就睡著，其實都是睡眠品質不良的徵兆。
「研究顯示，失眠的人有29-67％會合併睡眠呼吸障礙的問題，而患有睡眠呼吸中止症的人，有39-58％會有失眠現象。」劉文德說，依據近年的最新研究，讓團隊決定以呼吸中止或呼吸障礙作為切入點，結合人工智慧與物聯網科技，發展精準睡眠醫學。
相較於過去，往往著重在以「橫斷面」討論睡眠障礙相關的疾病，讓治療偏向片面化、缺乏連貫，也無法深入人們的生活形態與飲食，這套系統除了將可能影響睡眠的各個環節，透過感測器與穿戴式裝置蒐集資料，更透過AI比對多維度的「縱貫面」數據，用來分析居家睡眠障礙的因子，並提供治療策略。
「更重要的目的，還是將這些成果分享給更多人，提醒人們透過運動、正常飲食、良好作息及減重，就能擺脫失眠與睡眠呼吸障礙之苦，並讓優良的睡眠品質，成為修復身體的最佳溫床。」因此在臨床診斷及演講時，劉文德常以自己每天規律運動，睡前兩小時絕不攝取白開水以外的食物，並將體重從減輕到學生時代的六十幾公斤為例，說明從日常生活做起，才是治療失眠的根本之道。
從腦科學與精神醫學的突破，到發展精準睡眠醫學，如何將臺灣在全球極具優勢的醫學軟實力，結合資通訊產業的硬實力發展智慧醫學，不僅是解決高齡化海嘯下，醫療量能不足的最佳解方，也將成為催生大健康產業，建立下一座護國神山的重要基石。
