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智慧醫療多元發展 陽明交大運用AI及早輔助診斷ADHD徵兆

整合資通訊技術提升臨床研究能量,從而提升醫療品質,已然成為醫療產業的必要趨勢,台灣近幾年大步邁開智慧醫療腳步,在多方領域取得亮眼成績,陽明交通大學交大校區生科系/電機系暨數位醫學暨智慧醫療研究中心中副主任柯立偉教授指出,台灣的醫療、資通訊兩大領域均位居全球領先群,在智慧醫療領域已有高度優勢,發展潛力十分雄厚。

 

段標:台灣智慧醫療漸入佳境 多元發展打造健全產業

智慧醫療須充分結合資通訊與醫療兩大領域,方能打造出貼合醫病雙方需求的系統。這兩大兩領域的專業知識、產業文化均不相同,發展初期不免問題叢生,不過柯立偉觀察到近期智慧醫療成功案例頻傳,這顯示磨合期已趨成熟,跨資通訊與醫學領域的雙方合作將漸入佳境,再加上政府積極著手修正法令,營造出良好的發展環境,吸引不同類型廠商投入,如今在全世界及台灣之智慧醫療產業環境已非常熱絡。

對於台灣智慧醫療的未來發展,各方人士認為台灣市場規模不大,在台灣建立運作模式,再將成功經驗輸出海外無疑是最佳模式,柯立偉也持相同看法,他表示聚焦海外市場本就是台灣企業多年來的重點策略,在科技領域尤為如此,近幾年積極發展智慧醫療的大型科技業者如宏碁、廣達、緯創、華碩、仁寶與佳世達等科技公司,一開始的智慧醫療戰略考量就以全球布局為主體,要輸出台灣的智慧醫療成果並非難事。

目前台灣智慧醫療相關研究正如火如荼的發展,相關研發成果也逐一浮現,柯立偉點出如果要讓發展更全面,研究方向必須更多元。他表示目前台灣智慧醫療的主流方向是運用人工智慧(AI)演算法進行生醫影像辨識,生理訊號資訊分析或AI輔助醫療決策等,以作為醫師輔助診斷病情參考,而目前運用AI演算法分析臨床數據資料大多數為磁振造影影像(MRI)、X光片、電腦斷層或病理切片等影像,創造出更多元的產業發展,而柯立偉所帶領的研究團隊則聚焦於腦科技智慧醫療領域,以穿戴式無線腦機介面感測裝置結合AI技術,研發「智慧型注意力不足過動症(ADHD)輔助診斷系統」。

 

段標:善用AI解決孩童ADHD注意力不足過動症三大臨床痛點

注意力不足過動症(Attention deficit hyperactivity disorder;ADHD)是孩童常見的神經性疾病,根據研究台灣地區6-18歲兒童及青少年注意力不足過動症盛行率為7.5%,然後過去國人對此症狀的病識感薄弱,且大眾對此疾病知識仍有部分誤解,病症因此延續到成人階段,患者在就學、就業階段均有程度不一的影響。


近來因醫界不斷宣導,社會對此疾病逐漸理解,相關醫療方式也開始介入,目前主要的臨床診斷方式是由醫師根據DSM-5準則在診間問診,並直接觀察確認孩童核心症狀,需要藉由家長提供詳細症狀史、發展史等,同時必須參考家長與教師填寫跨場域的行為量表、功能量表等,至於其他評估診斷方式則有心理衡鑑(包括注意力測驗)等,一般而言現場問診約數十分鐘,加上等候數個月後才排到的心理衡鑑(測驗時間往往超過3小時),期間須不斷回診追蹤狀況,再配合觀察期6個月以上的量表填寫,診療時間相當長。

柯立偉與新竹東元醫院復健科早期療育聯合評估中心主任陳怡君醫師(陽明交大跨領域神經科學博士)合作,陳怡君主任發現傳統評估方式有其不足之處,除了診斷流程繁雜冗長,須取決孩童良好配合度,有些病史及量表的資訊相對主觀缺乏信賴度,臨床觀察因是在診間實施,孩童的表現往往有不一致的狀況,有時候不容易觀察到典型核心症狀,另就注意力測驗的表現分數,也因為疾病異質性因素經常造成誤判。


再者,現在治療方式的主流為藥物治療,不過口服藥物一般建議在學齡期才開立,且有時候會出現體重減輕、食慾減少、 晚睡、失眠、思睡、 頭痛、胃痛等副作用,以學前早期療育的概念,應該思索更客觀有信效度的評估及更積極可近性的治療方式,她注意到此痛點後,即與柯立偉討論解決方式。

柯立偉分享當今ADHD的最新療法,是以遊戲為基礎的數位化治療模式。美國食品藥物管理署(FDA)於2020年已通過透過數位遊戲訓練可作為治療ADHD之處方簽,這是美國FDA歷經7年時間、審核多篇期刊論文研究成果,超過600名ADHD兒童進行測試,確認可有效幫助ADHD病患兒童所設計出的遊戲,命名為EndeavorRx,遊戲數位治療處方必須有配套措施。柯立偉教授團隊所設計的「智慧型注意力不足過動症輔助診斷系統」,即是整合AI技術、新穎穿戴式腦科技與基於認知功能之數位程序所打造的創新ADHD輔助診斷數位療法。

 

段標:AI結合遊戲 提供ADHD另一種治療選擇

柯立偉教授團隊的系統架構包括「穿戴式腦機介面」與「AI智慧輔助診斷系統」,受測兒童配戴陽明交大獨家研發之耳機造型穿戴式腦機介面裝置,此設備體積輕巧且為無線傳輸設計,穿戴者的行動不致因此受限,所使用的腦波感測器為新式石墨烯腦波乾式電極,亦解決過去必須使用導電膠才能精準偵測腦波的難題。穿著穿戴式腦機介面偵測玩遊戲孩童的腦波變化,並經由無線通訊技術傳輸到後端AI智慧輔助診斷系統,內建的AI模型可從細微的腦波微電流變化中,判斷孩童之腦波是否有過動傾向,此一神經訓練成效的回饋除可輔助醫師診斷,還可透過遊戲提升神經回饋訓練的參與度。

「智慧型注意力不足過動症輔助診斷系統」適用於學齡前(4-6歲)兒童的ADHD診斷與治療,陳怡君表示一般先進國家的ADHD患者比例較高,且有逐年增加之勢,美國兒科學會建議針對ADHD潛在患者給予一定的輔助診斷及治療,此系統則可落實及早治療目標,透過輕巧便於攜帶的穿戴式腦機介面,一般家庭就可讓受測兒童在家中進行處方遊戲,此介面再透過無線傳輸技術將所偵測的腦波,傳送至雲端上的智慧輔助系統,達到居家治療願景。

柯立偉教授團隊所研發之「智慧型注意力不足過動症輔助診斷系統」近兩年(2021-2022)已發表5篇國際頂尖期刊論文,並取得兩項台灣專利,並在2020、2021連續兩年分別獲得生策會舉辦之國家新創獎之學研新創獎與國家新創獎精進續獎,目前在新竹東元醫院與高雄長庚醫院已進行超過100例的ADHD學齡前及學齡期孩童收案,未來除預計拓展至全台北中南4家醫院以上,也將持續擴大病患收案數量。陳怡君指出目前臨床ADHD的療法仍以口服藥物為主,若能具備客觀視覺化腦波數據圖譜,可做為神經訓練回饋指標並量化成效、提供臨床兒童心理醫師治療參考等兩大特色的「智慧型注意力不足過動症輔助診斷系統」,將提供臨床醫師與家長除了行為藥物治療外,另一種治療介入方式,可避免口服藥物之副作用。

柯立偉最後表示,「智慧型注意力不足過動症輔助診斷系統」凸顯出智慧醫療多元發展的可能性,台灣在醫療與科技兩大領域的技術能量、彈性設計能力俱佳,未來可進一步擴大智慧醫療技術應用視角,為台灣的智慧醫療領域創造更多嶄新技術與發揮空間實際臨床效益上。

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