人工智慧能協助及早診斷阿茲海默症
人工智慧能協助及早診斷阿茲海默症
2018.03.23 | 健康

阿茲海默症是老年失智症的一種,目前尚無一套簡單的早期診斷方法。醫生診斷失智症時必須綜合考慮病史、家人或醫護人員的報告,從病人日常表現來診斷。雖然腦部掃描有助於診斷,但目前單靠腦影像也不見得能確診。

無論是行為或腦影像,阿茲海默症初期徵兆往往不明顯,這時人工智慧就能派上用場。機器學習能找出易被忽略的行為模式及腦部細微變化,甚至還能用來預測病程及嚴重程度,協助調整治療與照護方式。

追蹤病患活動,從大量數據中找出阿茲海默症徵兆

美國麻省理工學院(MIT)電腦科學與人工智慧實驗室Dina Katabi團隊,開發了監測阿茲海默症早期症狀的動態追蹤裝置,與哈佛醫學院老人精神科醫師Ipsit Vahia合作,正在麻州的長照養護機構中進行小規模實驗。

該設備是裝在牆面的扁平白色方盒,使用低功率無線電波,能反射半徑9公尺內所有物體。任何微小動態,甚至呼吸,都會引起反射訊號變化,藉此可記錄人每天的一舉一動。所有訊號皆上傳雲端,再用機器學習,從大量數據中找出規律,辨識病人的步伐、位置、呼吸模式、睡眠狀況等。

收集大量的行為數據,能幫助研究人員追蹤及瞭解病人早期徵兆,例如躁動、憂鬱、睡眠中斷、重複特定行為等等,都是阿茲海默症的徵兆。

參與研究的人,有已確診的阿茲海默症患者,也有未得到診斷的老人。研究人員認為,人工智慧有辦法從行為數據中學習,找出細微的差異及變化,並辨識出風險高的患者。製藥公司也對該技術很感興趣,因為人工智慧將可能用來協助追蹤、判斷實驗藥物是否確能改善病人症狀。

利用機器學習辨識大腦細微變化

人工智慧還能用來協助醫生發現大腦中阿茲海默症的早期跡象。

加拿大麥吉爾大學(McGill University)神經科學家Pedro Rosa-Neto表示,即使是放射影像科醫師,也難以從腦影像中判斷病人是否會患上阿茲海默症。不過,人工智慧或許辦得到。

Rosa-Neto與Sulantha Mathotaarachchi利用演算法,分析上百張正子斷層掃描(PET),這些腦影像是來自有阿茲海默症風險的人。透過病歷記錄,研究人員知道哪些病人掃描後兩年內產生了失智症狀,並以此訓練演算法,看看AI是否能從腦影像模式中,學會辨識及預測阿茲海默症。結果顯示,演算法能從腦影像中區辨後來患阿茲海默症的病人,準確度可達84%。

義大利巴里大學(University of Bari)Nicola Amoroso與Sabina Tangaro的研究團隊也運用機器學習方法,據稱可在阿茲海默症狀出現10年之前,就能發現大腦中細微的結構變化。

巴里大學團隊運用核磁共振掃描(MRI),讓人工智慧分析不同腦區之間的連接,區辨阿茲海默症患者及健康對照組的腦影像。訓練完成後,用148名受試者的大腦掃描測試演算法,其中有些患有阿茲海默症,也有部分是輕微認知障礙幾年後演變為阿茲海默症。結果顯示,人工智慧診斷阿茲海默症的正確率可達86%。更重要的是,檢測輕度認知障礙的正確率也有84%,使得這套方法有潛力成為早期診斷的有效工具。此外,這套方法比起腦脊髓液抽取檢查或使用放射性顯影劑的腦造影,更不具侵入性,也較為簡單便宜。

機器學習從腦影像預測病情惡化速度

機器學習也能幫助醫師預測病情嚴重程度。由於阿茲海默症患者的症狀可能各不相同,惡化速度也不一,醫生很難確知病情是否會在一段時間內保持穩定。

美國杜克大學(Duke University)醫師及研究員P. Murali Doraiswamy與克羅埃西亞Rudjer Boskovic研究所人工智慧專家Dragan Gamberger合作,用機器學習對562名患者、5年期間的腦影像、腦脊髓液與醫療記錄進行分類,希望這套系統能區辨腦組織隨時間的變化情形,預測病情快速惡化的可能性。目前這套方法已大致能將病程快速及緩慢的病人進行分群。

人工智慧可能改進藥物臨床試驗

自2002年至2012年,99%的阿茲海默症藥物臨床試驗都宣告失敗。原因之一是這項疾病的成因不明。而另一原因則是不易判斷特定藥物可能對哪些類型的患者有幫助。

如果能把基因、特徵、腦影像相似的病人分群,找出合適的病人,就會使藥物測試變得更順利。就此方面而言,人工智慧技術能提供協助,幫助設計更好的藥物試驗,加速招募病人進行藥物研究的過程,也能幫助判斷病情的延緩是藥物的效果,或是病人本身個體差異。

美國國家老化研究院(National Institute on Aging)負責帶領阿茲海默症研究的Marilyn Miller認為,預計5年後,人工智慧即可用於診斷及預測阿茲海默症。不過目前的方法都仍需更大量的數據,才能使人工智慧演算法診斷更加準確可靠。

資料來源:MIT Technology ReviewEngadgetNew Scientist

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聚焦智慧醫療,汎定科技藉 NVIDIA 新創計畫挹助,加速小心肝 AI 軟體服務開發與全球布局
聚焦智慧醫療,汎定科技藉 NVIDIA 新創計畫挹助,加速小心肝 AI 軟體服務開發與全球布局

汎定科技(FindingsTech)成立於2020年,以力學模擬、人工智慧與數據分析三大核心技術為基礎,迅速在智慧醫療領域打出名號,目前公司的主力產品有二:分別是小心肝 AI(HepatoWell.ai)與 AI Foundry 服務,前者透過 NVIDIA MONAI 為框架的 MRI 影像訓練,開發計算量化脂肪肝程度的 AI 軟體;後者則是因應客戶需求、使用情境提供最佳 AI 架構與解決方案,例如跟豐藝母公司和醫學中心合作開發的 OmniSurgery 手術房 AI 器械盤點平台,用來協助醫院器械供應中心自動偵測與盤點醫療機械設備。

汎定科技之所以會聚焦 AI 醫療影像市場,與創辦人的學經歷背景息息相關。汎定科技總經理許駿鵬表示:「10多年前,我曾在麻省理工學院的電腦科學與人工智慧實驗室擔任科學家,當時的計畫主持人都聚焦在醫療影像跟重症數據分析,在過程中深刻感受到,我們雖然不是第一線醫護人員,但依然可以透過科技實現『曲線救人』。」這段經驗以及教授鼓勵,讓其決定創立汎定科技,目標是以 AI 科學幫助醫療體系更快找到精準答案,無論是物理實驗、醫療輔助判別與撰寫報告都可以即時掌握關鍵發現 (Findings)。

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圖/ 數位時代

卓越的創新與技術能量,不僅於參加 NVIDIA Inception 新創計畫後獲得更多 AI 技術資源,更在2024年獲得豐藝集團的投資支持,正式成為集團旗下成員,接下來,汎定科技除持續深化產品服務,也會透過集團資源、以軟硬整合等方式擴展在醫療產業的服務能量。

聚焦脂肪肝 MRI 影像分析,汎定科技小心肝 AI–HepatoWell.ai– 進入臨床試驗階段

研究機構 Fortune Business Insight 預測,全球 AI 醫療影像市場規模將從2025年的392.5億美元快速成長到2032年的5,041.7億美元,年複合成長率高達44%,其中,「解決方案」類型的產品需求最高,其次才是平台型服務,顯示市場最需要的是能夠真正解決臨床痛點的應用。

在眾多 AI 醫療影像市場中,汎定科技會鎖定脂肪肝 MRI 影像分析、推出小心肝 AI(HepatoWell.ai)的原因有三:

首先是 AI 全自動量化計算肝臟脂肪密度。 全球脂肪肝盛行率高。目前的檢測脂肪肝的方式多為質化判斷不夠精準;即便現行的量化分析,也需要人工圈選。HepatoWell.ai 藉由讀取 MRI-PDFF(質子密度脂肪分數)訊號,AI 自動計算全肝臟體積脂肪分數(VLFF),可更精確的計算脂肪肝程度。

其次是整合新藥臨床試驗平台。 過去脂肪肝無藥物可治療,第一線治療方式多以飲食與調整生活習慣為主。因此,國際藥廠紛紛投入新藥臨床試驗。小心肝 AI 能提供標準化 MRI-PDFF 數據,可整合進臨床試驗工具。

最後是帶動產業鏈發展。 全球專注脂肪肝AI醫療影像的業者極少。小心肝 AI 的出現,讓醫療機構、健檢中心、臨床試驗公司、國際醫材設備商乃至國際藥廠有新的合作選擇,有助於形成更完整的產業生態系。

汎定科技總經理許駿鵬表示:「我們自從2023年7月展開前期研究(Pilot Survey),2025年進入臨床試驗、預計將於今年底完成,明(2026)年正式取證、將小心肝 AI 推向全球市場。」值得特別注意的是,醫療產業特性使然,「有技術」不等於「能落地」,研發實力、客戶需求,以及品牌能見度缺一不可,而藉由 NVIDIA Inception 新創計畫的支援,汎定科技不僅強化了產品開發速度,如以 MONAI Core 選擇適切的演算法、MONAI Label 加速影像標註等,也在品牌行銷與市場拓展上獲得關鍵性的極大推力。

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以2025年獲邀參展 COMPUTEX InnoVEX 大會中的 NVIDIA Inception for Startup Pavilion 新創展區為例,汎定科技在展會期間收到超過100個客戶諮詢,會後有逾50家潛在客戶表達興趣,其中10多家已進入洽談階段,對正在推進的臨床試驗與未來市場擴張極具幫助。「我們的計畫是在取證後三年將小心肝 AI 推向20家健診中心,並且積極發展亞洲市場商機,而後再一步一腳印地擴展歐美市場。」關於小心肝 AI 的未來規劃,許駿鵬如是說道。

善用集團與 NVIDIA 技術資源,加速智慧醫療布局

在加入 NVIDIA Inception 新創計畫後,新創團隊可在 NVIDIA Inception 新創計畫網站清楚寫下產品服務等資訊,NVIDIA 全球各個部門便都可以查詢到新創團隊資訊,更有機會取得 NVIDIA 軟體產品的早期試用(Early Access),並能免費下載使用各種 NVIDIA 軟體套件(SDK),以及受邀參加地區活動曝光等。至於新創公司擴展最重要的資金環節,新創團隊則可透過 Inception Capital Connect 與全球 NVIDIA Inception VC Alliance 創投夥伴接觸,加速募資流程。

汎定科技與豐藝集團即是透過 NVIDIA Inception 新創計畫而結識。

豐藝集團策略長陳少翎表示:「汎定科技擁有絕佳的技術實力與發展潛力,瞄準的市場與豐藝集團的布局方向一致,很快就決定投資團隊。目前雖由豐藝集團100%持股,但仍維持汎定科技的獨立營運彈性,鼓勵其以新創速度深耕市場,同時,透過鏈結集團資源等方式深化對智慧醫療產業的佈局。」舉例來說,當豐藝集團與 GE、飛利浦、西門子等全球醫療大廠進行產品藍圖與市場規劃討論時,也會同步介紹汎定科技的產品服務與實務經驗,進而創造更多跨國合作的可能性。

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展望未來,汎定科技除持續推進小心肝 AI 的產品與市場布局、也將與 NVIDIA Inception 新創計畫更緊密連結到全球新創與創投網絡以強化產品的海外布局,也會透過跟集團子公司與客戶合作等方式,更好布局未來市場。

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