1. 台灣社交距離APP(Taiwan Social Distancing APP)
社交距離APP是AI Lab與行政院合作的專案,其目的在協助減少傳染病傳 播。這款APP不需要使用GPS定位技術,而是利用行動裝置的藍芽訊號來 估算使用者與他人接觸的社交距離。
值得注意的是,在開發這款APP時,為了保障使用者的隱私,採取「去中 心化(Decentralization)」的架構,使用者不需要註冊,不需要傳送任何個 人資訊到任何中心化的數據庫,下載後即可開始使用。
2. 健康回報APP(Health Report APP)與電子圍籬系統
健康回報APP整合現有的防疫措施,與入境檢疫系統,加快行政流程,使
3. 武漢肺炎胸腔X光輔助診斷系統(AI SARS-CoV-2 Classifier)
在介紹這套系統之前,我先簡單說明一下當前人工智慧在影像判讀的科 技發展。
最近一篇Radiology期刊的研究論文,以「Deep Learning-based Automatic Detection (DLAD)」技術進行「肺部惡性節結 (Malignant Nodule)」的檢 測,其Area under ROC Curve (AUROC)已達0.92~0.99,相當的驚人。若與 醫生相比,18個醫生當中,可以比15~17個醫生還要來得好。得到AI的幫 助後,自動影像分析獲得了很大的技術進步(見圖5-4)
資料來源:Nam JG et al., Radiology, 2019, 整理自主講人簡報。
圖5-4 Deep Learning-based Automatic Detection for Lung Cancer on CXR
又例如「低劑量電腦斷層掃描(LDCT)」等立體影像生成科技,也因為深 度學習(Deep Learning)的應用,取得不少進步,例如圖5-5即是一位由該技 術所發現的早期肺腺癌病例。類似這樣的技術目前已經相當普及,而且 也得到美國食品藥物管理署(U.S. Food and Drug Administration, FDA)的 核准。
資料來源:Ardila D et al. Nature Medicine 2018, 整理自主講人簡報。
圖5-5 End-to-end Lung Cancer Screening with 3-dimensional Deep Learning on LDCT
不只如此,利用深度學習可將不同類型的肺腺癌進行其組織型態的分類。
根據在Lung Cancer期刊的一篇研究論文,其準確率(Accuracy)在常規影像 (Conventional Features) 是 84% , 在 複 雜 放 射 體 影 像 (Complex Radiomic Features)可以達到92%。(見圖5-6)
這些例子顯示出,影像分析在人工智慧的協助下,已取得強大的進步。
資料來源:Yang SM et al. Lung Cancer 2018, 整理自主講人簡報。
圖5-6 Radiomics of Lung Adenocarcinoma Subtype Based on IASLC/ATS/ERS Classification
除了對於未來發展遠距醫療相當重要,也對於未來的防疫科技有相當的 助益。例如在防疫期間,醫生可透過遠距醫療的影像,判讀病患狀況,
未來我們就能夠達到所謂「零接觸診斷」的目標。
這種影像判讀技術也應用到了這次新冠病毒疫情防治上,台灣的確診病 例不多,許多醫生對新冠肺炎確診患者的影像判讀缺乏經驗。但是AI Lab 發展的武漢肺炎胸腔X光輔助診斷系統,透過AI的幫助,可以對疑似病例 進行即時偵測,10到20秒就可以得到判讀結果,目前該系統已經佈署在 衛生署、健保署、疾管署,還有其他醫療機構等。
4. 病毒株溯源平台
為進行病毒株的溯源,AI Lab設立了一個平台,以AI演算法耙梳個案基因 及其非結構性歷史資訊,所有訊息經過數據結構化和資料關聯性處理後,
即可提供案例間的地域性、接觸史及親緣相似性等三種不同觀點的關聯 性結果,對於病毒的來源還有傳染途徑的追蹤有蠻大的幫助。並可利用 此系統找出與未知傳染源案例具高度親緣相似度的樣本,藉此回推可能 的病毒來源及傳染途徑。
台灣的病例不多,且大部份都是境外移入,如果不包括敦睦艦隊士兵,
本土感染個案數只有55例,其中有10例的感染源未知。利用本平台的定 序資訊,有兩個案例找到可能的境外傳入途徑。
5. 武漢肺炎老藥新用工具(SARS-CoV-2 Drug Screening)
AI已經在治療新冠肺炎藥物研發,扮演一個很大的角色。例如美國阿貢 國 家 實 驗 室 (Argonne National Laboratory) 利 用 「 AI-driven Molecular
Dynamics Simulations」的方法,進行新冠肺炎藥物的研發。
至於台灣,雖還沒有像美國Argonne實驗室或何志明院士一樣,直接研究 出最新抗新冠肺炎的藥物,但是以老藥新用(Drug Repurposing)的想法做 為出發點,建立了一套老藥新用工具(SARS-CoV-2 Drug Screening),以 AI模擬病毒蛋白跟藥物分子結構的結合狀況,早於今年的2月4日就提出 的結合,找出最有效的三個抗體進行雞尾酒療法(Complementary Therapy」,現在 已經進入動物實驗階段;中央研究院其他研究同仁,也利用AI快速找出新冠病毒
者是否跌倒或離開病房的即時警報。這個系統目前已應用在國內醫療院 所的負壓隔離病房,對於防疫工作有很大的貢獻。(見圖5-8)
瑞昱開發的藍芽智能紅外線測像儀系統,結合AI人臉辨識系統,判斷對 象是否有戴口罩,或穿戴方式是否正確,進而發出警示;另外,還可記 錄追蹤每個人的溫度軌跡,進行分析與預警。(見圖5-9)
資料來源:Cyberlink, https://tw.cyberlink.com/faceme/solution/health。
圖5-7 訊連科技的FaceMeHealth
資料來源:Realtek Semiconductor Corp., 整理自主講人簡報。
圖5-8 瑞昱半導體的跌倒警示與電子圍籬系統
資料來源:Realtek Semiconductor Corp., 整理自主講人簡報。
圖5-9 瑞昱半導體的藍芽智能紅外線測像儀
3. 研華
研華科技除了利用AI判斷分析PACS影像之外,也生產呼吸機、醫用紅外 線熱像儀、超音波設備、血液分析儀、監護儀、5G測溫巡邏機器人等儀 器設備,並加以系統整合,於防疫期間廣泛應用於醫療院所與公共空間。
(見圖5-10)
資料來源:Advantech Co., Ltd., 整理自主講人簡報。
圖5-10 研華科技的科技防疫設備
這些國內民間單位、學研機構與產業界的研發成果,都展示於「台灣國際醫 療暨健康照護展(Medial Taiwan 2020)」,當中有很多應用人工智慧於防疫科技產 品的發展,大家有興趣可以去看一看。我昨天也到現場參觀,印象最深刻的是外 貿協會(TAITRA)的展覽區,看到台灣公司已經可以發展AR、VR的技術模擬分子 結合過程,這類技術對於藥物的研發相當有用。