AI 如何助對抗疫情?Appier AI 科學家孫民分析預防到治療人工智慧防疫

雖然疫情未來仍具有許多不確定性, 但借助 AI 可以加速以往需要長時間的流程!
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Photo Credit:Shutterstock/達志影像
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Appier 首席人工智慧科學家孫民,目前也是清華大學電機工程學系副教授的他,專精電腦視覺、自然語言處理、深度學習與強化學習,研究領域涵蓋 3D 物體辨識、人體 姿態辨識、場景理解、影像理解與文字摘要。

曾在由李飛飛所主持的 ImageNet 圖像識別研究計畫中,參與草創期的系統設計,也曾協助開發機 器人作業系統 (ROS) 及微軟 Kinect 人體姿勢辨識系統,在武漢肺炎新冠狀病毒(COVID-19)疫情延燒之際,他在上週也透過視訊分享更多 AI 用於醫療產業的應用與未來。

從預防到治療 AI 扮演角色

孫民表示,AI 可用於醫護系統的優化,協助研究人員從大量數據做出決策,像是可了解病因來自於細菌還是病毒,在實驗過程中產生大量數據,透過 AI 有助於開發治療方法、了解藥物與疫苗的可性度與穩定度,進一步分析可治療的機率等以及更有效分配醫療資源優先順序。

以電子病例 (EHR) 來說,就能利用 AI 對患者進行排名,從得分推測返回醫院的風險,透過患者的住院時間、入院率、出現併發症以及接受急診治療的頻率,減少重返醫院的比例,透過預先分配醫療資源節省多達 1,300 萬美元。

針對武漢肺炎新型冠狀病毒,孫民也提出許多 AI 可提供的防疫應用,舉例來說,電子病例和位置資訊能分析易受感染者,主動排序受檢、隔離等,自動化分配醫療資源。

孫民舉例,在預防方面,AI 能提供監測系統,提醒健康的員工勤洗手、監測獨居長者在封城或隔離期間的活動狀態、監控使用酒精消毒的情況、個體移動足跡分析、追蹤和分析臨床醫師手部衛生狀況。

另外,在疫情延燒之際,如何快速且大批量的檢測是啟動預防措施的關鍵,目前面臨到的挑戰其一就是檢測時間,目前 COVID-19 RT-PCR 篩檢最少需時 4 小時,AI 在 COVID 19 疫情上的診斷應用,AI 可以在幾秒鐘內分析 CT 電腦斷層掃描,也就是協助專家提升診斷效率。

透過 AI 數秒鐘跑完影像以後,再經由醫生判讀結果是否為 COVID-19 造成的病毒,提升醫療效率。孫民強調這些電腦影像並不能完全直接說明確診,但是可信度相對高的前期訊號,可以協助後續觀察或進入負壓病房處理。

AI 讓醫療優先順序 提高資源分配

在治療方面,透過比對 4 千多個遺傳序列監測 COVID-19 病毒的變異,能幫助預測病毒擴散的速度,協助預測特定病毒變異的危害程度。

Appier
透過比對遺傳序列監測 COVID-19 病毒的變異

另外,AI 根據病毒株上的蛋白質的胺基酸序列預測蛋白質 3D 模型 還能模擬鎖定治療方法,像是 IBM「Summit」超級電腦鎖定了 77 個優先測試的藥物,就是取決於 COVID 19 3D 模型的峰值。

從開發、測試、產出新的療法都需要很長的時間,然而疫情迫切需要在臨床試驗中測試現有藥物的治療成成效,雖然疫情未來仍具有許多不確定性,但借助 AI 可以加速長時間的流程。

孫民認為,這次在防疫上台灣相對好,但是對於世界各國許多政府卻不樂觀,實施社交疏離(Social distacing) 來預防,長期下來會對經濟造成不少的損失。若是政府能號召積極建置 AI 預防解決方案,能減緩長期經濟損失,對個人和政府 AI 能協助提升用戶自主健康管理意識,不該過於樂觀也不該過於悲觀,未來用也許能透過 AI  更有效益的限制活動,減緩經濟損害。

核稿編輯:Mia

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疫情影響民眾心理健康,頭戴式經顱磁刺激系統提供免吃藥治療新選擇

別小看憂鬱症的威脅!WHO曾預估,2030年憂鬱症將超越癌症,成為造成人類「失能」的最大健康殺手。隨著新冠疫情肆虐全球,恐將加速它的發生。新一代「重複式經顱磁刺激治療系統(Deep rTMS System)」透過更精準、無創的方式,成為治療的最新利器。
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今年台灣爆發本土疫情,確診人數節節攀升,在三級警戒之下,餐廳、教育機構、休閒場所被迫關閉,民眾工作及生活模式大受影響,也頓失紓壓管道,連帶出現憂鬱、焦慮、恐慌、失眠,以及心悸、胸悶等自律神經失調症狀,前來就醫的民眾比平時增加1-2成。

衛生福利部桃園醫院精神科主任蔡孟釗表示這個數字是有自覺、願意前來就醫的人數,而疫情對大眾身心的影響程度,遠比想像的還要更高。

根據衛福部國民健康署調查,全台約有200萬人口受憂鬱症所苦,其中重度憂鬱者約125萬人,當中僅有五分之一的患者願意接受治療。

因此,蔡孟釗主任呼籲,如果民眾發現自身或身邊親友出現以下症狀,就要當心可能是「小鬱」找上門,應儘速就醫、積極治療,以免對日常生活帶來負面影響:

  1. 失眠、難以入睡,或睡眠品質不佳,經常半夜驚醒
  2. 生理功能顯著下降,以前能做的工作、家事突然無法勝任或效率變差。
  3. 食慾不佳,活動力及專注力變差、體重下降。
  4. 情緒波動大,家庭及人際關係受到影響。

抗憂鬱症藥物作用慢,醫:6-7成患者第一次治療效果不佳

如果就醫被診斷罹患憂鬱症,接下來該怎麼辦?一定要吃藥治療嗎?聽說憂鬱症藥物副作用多是真的嗎?

蔡孟釗主任表示,抗憂鬱藥物是透過作用在人體大腦中樞神經來發揮效果。因此,根據服用藥物種類的不同,確實可能產生頭暈、精神不濟、便祕、口乾舌燥、體重上升、頭痛等副作用。但蔡主任強調,在持續服用藥物一段時間後,身體大多都能慢慢適應,減緩大部分的副作用症狀。

更重要的是,抗憂鬱症藥物需不間斷地持續服用2至3週以上,才會逐漸出現療效,約3個月才可達到一定治療效果。患者在用藥上若有疑慮,一定要積極詢問主治醫師意見,切勿任意自行停藥。

蔡孟釗主任也分享過往的臨床經驗,有6-7成的憂鬱症患者在第一次治療效果不佳,必須更換或增加抗憂鬱藥種類來提升功效。因此,在藥物無法立即達到患者預期效果的情況下,容易造成醫囑遵從性不佳、服藥不規則的問題發生。

難道除了藥物之外,就沒有其他辦法可以幫助改善憂鬱症問題嗎?蔡主任表示,近年許多研究及實驗證實,在使用處方藥物的同時,搭配心理諮商,以及正念冥想、瑜珈、皮拉提斯等規律運動,也有一定的輔助改善效果。

新一代「重複式經顱磁刺激(Deep rTMS)療法」提供憂鬱症病友治療新選擇

近期科學研究發現,憂鬱症患者大腦中的發炎物質、細胞激素有明顯較高的情況。簡單來說,大腦就像處於「發燒」狀態,影像學也發現大部分憂鬱症患者有左前額葉血流量、新陳代謝較差,而右側過度活化的問題。在科學實證憂鬱症的發生和大腦皮質、神經狀態失衡有關後,醫界普遍認為「重複式經顱磁刺激(rTMS)療法」能提供憂鬱症病友的治療新選擇。

「重複式經顱磁刺激(rTMS)療法」是什麼呢?蔡孟釗主任解釋,這是一種利用磁力線圈創造連續且規律的重複性電磁脈衝,使磁場經由頭顱到達大腦皮質。藉由電流變化,快速、重複刺激失調腦區,促使大腦血液循環,正常活化與抑制代謝及神經活動的新型治療方式。

事實上,這項技術早在歐美等國行之有年,台灣則是在2018年經食藥署核准,可用於治療重度憂鬱症,尤其是藥物效果反應不佳、藥物耐受性較差的「難治性憂鬱症患者」,以及對藥物副作用難以忍受、服藥遵從性不佳者的患者身上。

隨著醫療科技進步,新一代的「重複式經顱磁刺激治療系統( Deep rTMS System)」跳脫傳統8字形線圈的設計,採用結合H線圈 (H-Coil)的專利深層立體定位頭盔設計,在治療中線圈能與頭部保持更緊密地貼合,並提供覆蓋更廣、更深的刺激電場,是精神科治療的最新利器。

根據2015年刊登於《世界精神病學》(World Psychiatry)的研究證實,經新一代重複式經顱磁刺激治療系統治療後,38.4%患者的憂鬱症狀有顯著的改善效果,能作為憂鬱症患者在治療上的另一新選擇。

新一代重複式經顱磁刺激系統協助重度憂鬱症治療,讓大腦重新開機

除了說明憂鬱症現行的治療方針外,蔡孟釗主任也提到在臨床上的發現,多數有憂鬱症困擾的病友並非「抗壓性不足」、「不夠努力」的人。相反的,不少完美主義者、高責任感條件的人,特別容易受到憂鬱症的困擾。

針對這類人格特質的朋友,蔡主任強調,只要發現自己需要被幫忙、支持的,千萬不要害怕對外求助。無論是試著和親友訴說,或者尋求專業醫事人員的協助,都能幫助緩解、改善不適。

最後,針對疫情衝擊導致的心靈健康問題,蔡主任也呼籲,除了戴好口罩、勤洗手,留意個人衛生外,也建議以「定期定量」的方式適度接收疫情資訊。在生活壓力的調適上,則可以善用視訊軟體,加強自己和親友的互動,並記得吃好、睡好,才有助於維持身心健康。

資訊來源:友信醫療集團、衛生福利部桃園醫院精神科主任蔡孟釗;文:關鍵評論網媒體集團廣編企劃。