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人工智慧視覺應用於醫療保健

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科技產業資訊室 - JH Huang 發表於 2018年10月30日

圖、人工智慧視覺應用於醫療保健

勤業眾信(Deloitte)與經濟學人研究指出,全球醫療保健(Healthcare)支出規模估計在2020年應該可達到8兆7千3百億美金,而InkWood Research評估2016年以人工智慧(AI)技術應用在醫療保健中產業規模約12億美金。
 
在醫療場域中,病理檢驗專科醫師每天分析各種影像與整合判斷,例如:
  • 分類任務:從MRI腦部掃描影像判斷是否為出血性中風?
  • 辨識定位:超音波影像中腎臟在哪裡?
  • 掃描偵測:肺部CT掃描影像中所有的腫瘤?
  • 圈選區塊:肺腫瘤患者是否應該進行手術,如果是,切除範圍應該是多少?
在單純面對影像辨識時,醫師像挑戰「威利在哪裡」(Where's Wally?),在大片影像中找出特定形體。
 
人工智慧下的分支領域:深度學習(deep learning),發展在1980年代遭遇瓶頸,直到2012年多倫多大學AlexNet的深度網路結構獲得重大突破後,影像辨識技術逐漸成熟,2018年Google DeepMind以更優化網絡,與英國眼科醫院合作標註上萬份視網膜掃描影像中的病變區,訓練的AI能正確辨識青光眼等疾病,早期測試錯誤率低於人類醫師,排定計畫用於臨床治療。在醫療場域累積大量影像與AI視覺技術進步下,兩者結合成近年熱門研究主題。

對於當前醫療保健產業,形成值得關注的核心議題:
  • 有什麼型態的AI視覺應用?
  • 驅動什麼具體的成果?
 
有以下4種形態的AI應用在醫療保健產業中:
  1. 診斷決策支援
MaxQ AI 提供設備和AI影像識別軟體,協助醫師找出腦部掃描中罕見異常,輔助在人眼觀察影像時,因感知誤差而未被注意到的狀況。
 
微軟InnerEye讓醫師上傳病人三維的X光掃描影像,顯示可能是腫瘤或其他異常區域,讓醫師更進一步觀察這些部分。微軟強調工具不是取代醫師而是協助診斷,讓原本由醫師人眼觀察數小時,到由AI辨識縮短至數十分鐘,即得到更精確診斷。InnerEye已通過FDA認證。
  1. 減少臨床試驗的損耗
AiCure透過AI視覺與數據分析提供完整解決方案:建立病患、疾病和治療處方之間聯繫,用APP與影像辨識來確認病患攝取處方藥,協助藥物研究人員監測病患對處方的依從性,減少病患中途脫離臨床試驗過程。
  1. 醫療影像
Arterys 4D Flow可在MRI掃描患者心臟後,顯示3D模擬的心臟影像,讓醫師更加真實地瞭解患者心臟狀況,而無需耗時進行高風險的侵入性手術。透過上傳未標記的患者掃描影像,演算法能夠判斷患者心臟是否健康或功能失調。Arterys 4D Flow已通過FDA認證。
  1. 手術
Gauss Triton讓醫師拍攝上傳血淋淋的手術海綿影像與抽吸罐收集的失血,以視覺和重量分析,讓醫生在手術過程即時監控失血狀況,內部研究顯示相較於沒有使用工具,在剖腹產時使用可以較少的血液產品在患者身上。此外,其住院時間也較短。Triton已通過FDA認證。
 
目前最可行AI視覺應用還是在放射醫學,其解決方案通常協助醫師從X光、MR、CT掃描診斷疾病和病症。而確認AI解決方案的關鍵之一,是擁有資訊科學或機器學習博士的高階管理者,還有能掌握大量影像資料與醫學專業標註能力也是關鍵。在不久的將來,會有更多醫療保健領域使用AI影像識別,協助醫師在重複且容易造成感知誤判下的辨識決策,還給醫師有更多時間建立良好的醫病關係與整合分析研究。(1104字;圖1)


參考資料:
Deep Learning Applications in Medical Image Analysis,2017/12/29
人工智慧、機器學習與深度學習間有什麼區別?,2016/7/29

A major milestone for the treatment of eye disease,2018/8/13
Computer Vision in Healthcare – Current Applications,2018/10/26
A ranking of the 100 most promising private artificial intelligence companies in the world,2018


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