人工智能在健康产业的应用:先找到最好的问题!

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有鉴于健康照护产业在未来的庞大商机,加上物联网 (IoT)、人工智能 (Artificial Intelligence,AI) 技术的崛起,基因线上访问到台湾医学资讯的重要推手─台北医学大学科技学院李友专院长(台北医学大学以下简称北医,李友专院长以下简称李院长),谈谈他对于物联网、人工智能等科技在健康产业的应用。访谈过程中,李院长非常幽默生动地分享举办黑客松竞赛 Hackathon on Health IoT (HIoT) 的因缘、跨入医学与资讯的人生过程、对于人工智能协助医疗诊断、人工智能结合大数据、以及对精准医学的看法。重点摘要如下:

与 MIT 结缘 筹备黑客松竞赛 Hackathon on Health IoT (HIoT)

为了提升未来行动健康医疗应用的创新,北医医学科技学院健康资讯科技国际研究中心 (International Center for Health Information Technology, ICHIT) 特别在 9 月 29 日至 10 月 2 日,举办为期四天的 Health IoT Hackathon 竞赛 (注 2),以穿戴式装置与物联网之应用为主题,活动名称为“TMU-MIT(Sana) Hackathon”。邀请五位 MIT 教授及多位台湾精研该领域的医疗专家共同组成 Mentor 团队,带领各参赛团队进行竞赛。希望借由跨领域团队的脑力激荡与合作,提出可行之构想,让宝贵的健康资料能被有意义的使用。同时期望能促进产学界之间共同发掘与解决现今医疗的问题。活动过程将借由紧密的训练,将医学、资讯、管理等相关科系师生与各界好手与临床医师共同激发创意,从临床角度实作出有效结合物联网并能够应用于健康促进、医疗照护的解决方案。

谈及活动筹备的过程,李院长说到:“我们跟 MIT 算是有缘。”三、四年前北医举办一项医疗会诊计画,到外蒙古的乌兰巴托及周边偏远乡村去作远距皮肤科会诊,当时有位学生是蒙古医师,表示蒙古很多游牧民族部落距离当地医院很远,每年会有一批受过正式训练的年轻医师到各部落服务,但一个人要管理七、八位医师助理,且年轻医师经验太少,所以希望建立一个手机平台连结到大医院,让他们能即时寻求帮助。刚好 MIT 的 mHealth 团队 (Sana) 有这样的平台可以帮忙,开启了后续的交流。

为期四天的 Health IoT Hackathon 竞赛,以穿戴式装置与物联网之应用为主题,活动名称为“TMU-MIT(Sana) Hackathon”,举办期间为:9/29-10/2 ,报名请点此图。

为期四天的 Health IoT Hackathon 竞赛,以穿戴式装置与物联网之应用为主题,活动名称为“TMU-MIT(Sana) Hackathon”,举办期间为:9/29-10/2 ,报名请点此图。

“我有听过他们在别的国家有办 Mobile Health 的黑客松,我就问能不能来台湾办一个 IoT (注1) 结合 Mobile Health 的活动? 我觉得 IoT 炒得很热,但许多人不知道背后的 big picture,我看到的 IoT 是帮我们蒐集 exposomic data 的重要环节,他们觉得很好,所以决定有五个教授要来。”这次将在 9 月 29 日在北医登场的黑客松活动 Hackathon on Health IoT (HIoT),仅征收约 20 组参赛队伍,每队一到四人,搭配一位导师。第一天是以演讲为主,晚上开始竞赛,第二天、第三天早上也有演讲,第四天上午才进入评分、颁奖,总共 41 个小时。此外,李院长也表示该活动除了邀请 MIT 的五位教授及台湾医疗领域的专家,还有健保署的专家来讲健康存摺的深度连结,“因为健康存摺算是提供 phenotype 一个捷径,不须要去用医院的电子病历,经过本人同意便可以直接拿个人的病历资料来用,是台湾特有的基础建设。”而这项活动目前已有十多队报名。

李院长表示:“这项活动是难得的机会,可以和 MIT 的老师互动,让自己的概念马上接受医疗专业、国外最高学府的考验,不管将来要去 MIT 念书或等等,也是个好的管道。很多学生其实对产业不了解,这也是个把他们放到真实世界的机会。”因此在评审选择上不会只有医师,而是着重技术的挑战与突破。在智慧财产权方面,是属于各个参赛队伍,每位参加者都要签保密条约。该活动也希望最后能帮助这些团队产出具体的成果,未来可用于论文发表或创业。

不想死记硬背 开启医学资讯之路

谈到李院长的经历,自 1991 年于北医医学系毕业,由于本身对电脑非常感兴趣,在校园时期成立北医电脑社,大学四年级还和同学写了关于营养计算的软件。医院实习期间,因为不想死背医学知识,于是心中涌出了一个念头:“应该把思考的工作留给人,记忆的工作留给电脑。”所以他将每项疾病分类,把症状设定权重,写成一支协助诊断的电脑程式,但由于疾病有两万多种,工程浩大又困难,所以毕业前夕只完成三项不相关疾病的登入。直到赴美国犹他大学就读医学资讯学时,才发现他的指导教授早已花七年时间,作出两千多种疾病,启发了他对运用 AI 来解决诊断问题的兴趣。

不过,李院长提到这项系统面临的挑战:“我的老师作出来的系统跟犹他州一家大医院配合良好,每天医师在查房时,系统就会跑出一张鉴别诊断表,印出来夹在病历里。但是医师拿到这个病历就先找到这张纸,然后抽出来丢掉,所以这个软件不好的地方就是碰触到医师最引以为傲的专业。”但随着 AI 功能越来越强大,资讯也越来越复杂时,是否需要电脑来协助医师诊断也逐渐没有过去那样受到强烈排斥。

回国后,开始投入建置多家医院的资讯系统,让电脑协助医护人员减少犯错的机会。1998 年在北医成立全台第一家医学资讯研究所,培养跨领域人才,2006 – 2009 年间受聘到阳明大学任生物医学资讯研究所所长,后来再被当时北医的校长邱文达请回北医当副校长。2011 年成立北医的医学科技学院,在邱文达升任至卫福部部长后,担任院长至今。目前研究主要着重 AI 到决策支援,例如医师开药给病人,若电脑发现病人对该药过敏就会提醒医师,甚至更复杂的情况是处方签开完,电脑会提醒医师是否开错处方,大幅提升医疗效率。而提到医疗效率,不可不提及现今最热门的精准医学,对此李院长的看法又是如何呢?

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落实精准医学:先从用药、诊断、主治的过程切入

精准医学分为三部分:基因型 (genotype)、表现型 (phenotype)和暴露型 (exposotype,即环境、生活习惯等所有暴露因子的总合)。但提到精准医学,大家却只想到基因型,对此,李院长说到:“其实我们现在离那里 (基因型) 还远得很! 举例来说,你去医院打开检验单,后面有注明正常范围,结果九十岁的老先生跟十岁小女生的正常范围是一样的,这哪是精准医学?”他建议先从用药、诊断、主治的过程来改善,才能慢慢接近精准医学的理想。

在精准医学中,基因型只占了 20%,而暴露因子 (exposome factors) 范围则太过广泛,缺乏确切证据,“例如大家都说多吃蔬果对身体好,但好在哪里? 并没有相对应的证据。像最近纽约时报也在批评,医学研究及实验只要谈到运动、食品、营养通通不符合精准医学的要求,没有科学报告来证实这些项目的作用。”李院长接着说:“我现在主要的研究是看 phenome 和 exposotype;genome 要用到重型机具,须要庞大的资金才能作,但台湾的规模很难赢过国外,连韩国、澳洲的规模都比我们大,更不用说美国和中国。不过,表现型 (phenome) 的部分,因为健保数据库、电子病历都做得不错,国健局也有各种疾病登录,所以台湾在表现型 (phenotype) 的研究还是可以和世界竞争的。”

至于暴露型 (exposotype) 的部分,目前 IoT 可蒐集很多关于 life style 及环境的数据,例如 PM2.5,而科技也渐渐到位,帮助我们了解其中的相关性,李院长提到:“像我最近听演讲提到 PM2.5 和癌症的关系,是 Nature 出版的,一年有三百万例的癌症和 PM2.5 有关系。”IoT 也可成为 PM2.5 与运动建议的好工具。

互联网、人工智能等科技在医疗照护产业的应用

“我认为重点是你有没有找到好的切入点? 有一次坐出租车,司机红灯都不停,但听到‘前方有测速照相’他就停了,这就是有效提醒!”李院长表示现在的人工智能仍存在许多无效提醒,例如十多岁的女病人来看青春痘,电脑却跳出子宫颈抹片检查的提醒,不仅浪费医生时间,也让医生对资讯系统失去信心。李院长建议应该透过大数据的监测,评估病人看哪一科时那一类提醒的 hit rate 最高,就是最好的提醒时机。

因为 AlphaGo 的胜利,现在许多人对于 AI 充满期待,但能否把这样的胜利复制到其他领域仍有待商榷,因为有些事不一定适合作预测。最后,李院长坚定地说到:“AI 对医学的应用,我相信真正最大的 benefit 在于你能不能找到最好的问题。问题问对了,价值就会被快速放大,并造福全人类。”

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李友专教授 学经历
现职:
台北医学大学医学科技学院/院长
台北医学大学医学资讯研究所/教授
学历:
美国犹他大学/医学资讯研究所/博士/民国80~83年
台北医学院/医学系/学士/民国73~80年
经历:
国际 SCI 期刊 IJQHC /全球总编辑(103~迄今)
国际 SCI 期刊 CMPB /全球总编辑(102~迄今)
台北市立万芳医院皮肤科/主任 (98~迄今)
台北医学大学副校长室/副校长 (98~100年)

注解:

1.物联网 (Internet of Things,简称 IoT):
是互联网、传统电信网等资讯承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实作互联互通的网络。过去是靠人与人或人与机器之间的互动,未来将是机器与机器的彼此连通,完成多样的工作。例如:通过物联网可以用电脑对机器、装置、人员进行集中管理、控制,也可以对家庭装置、汽车进行远端遥控、搜寻位置及防止窃盗等,同时透过收集这些数据资料,最后作大数据整合,包含重新设计道路以减少车祸、都市更新、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等社会的重大改变。资料来源:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91

2. 黑客松(hackathon,又译为骇客松):
即程式设计马拉松,又称骇客日(hack day)、骇客节(hackfest)或程式设计节(codefest),为一种活动。在该活动当中,电脑程式设计师以及其他与软件发展相关的人员,如图形设计师、接口设计师与专案经理,相聚在一起,以紧密合作的形式去进行某项软件专案。该活动的宗旨是合作编写程式和应用,通长时间一般在几天到一周不等。资料来源:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%BB%91%E5%AE%A2%E6%9D%BE

图片来源:
由台北医学大学提供。

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