《科技防疫》遠端辨識肺音,台灣研發AI聽診器前進武漢最前線

天下雜誌/文 江慧珺 2020.04.08

漢一家定點醫院,穿著全身防護衣的醫師,在患者胸前貼上收音貼片,走到病房外的護理站,患者的呼吸肺音透過收音播放,並在手機螢幕顯示頻譜,跨越時空聽診,還有AI輔助辨識異常音訊。這樣的技術,來自台灣一家新創公司。

「大家都被震撼了!」2月下旬,聿信醫療執行長許富舜的手機微信捎來訊息,來自一位武漢的重症醫學科醫師。

這位醫師所在的醫院,專收新冠肺炎重症患者。所有醫護人員全身都裹著厚重的防護裝備,耳朵都包在裡頭,一般聽診器根本派不上用場。

該醫院在2月,透過管道,導入聿信醫療俗稱「AI聽診器」的「AI連續輔助聽診系統」,讓醫師不用傳統聽診器也能「遠距聽診」,醫生們因此群情鼎沸,興奮不已。

因為,這形同救他們一命。一開始時,部分醫師冒著風險,露出耳朵,使用傳統聽診器,確實聽出患者肺周邊有浸潤聲音——這是感染新冠肺炎的重要症狀之一。

然而「有聽過的醫師,都被感染了,」許富舜說。


聿信醫療執行長許富舜。(王建棟攝)

成立2年的聿信醫療,結合台灣醫療與電子強項,開發出這套遠距聽診系統,將微機電麥克風貼片,黏貼在患者胸前,可將患者呼吸速率 、氣喘音、痰音、囉音等肺部異常音數據化,傳到遠端的電腦、手機。(延伸閱讀:抗疫機會產業》從檢疫、醫療到疫苗,AI如何打這場疫情持久戰?

這套先進的醫療器材,原先主要用途是監測手術中麻醉病患的生理狀態,卻意外在這場世紀瘟疫的重災區投入性命攸關的實戰。

聿信花了2週調整,並強化專利保護,才將這套抗疫「武器」送往對岸。

但武漢封城嚴格管控人流,要順利送達,可不是件容易的事。在兩岸醫療、醫材、電子等領域協助下,比照先前的血友病童送救命藥模式,從沿海城市轉由陸路運送,花了1週,才送上武漢醫療前線支援。


武漢的醫護人員使用AI輔助聽診系統,患者的肺音透過麥克風播放出來,不用脫掉防護衣就能聽診。(聿信醫療器材提供)

醫療不斷進步,獨缺聽診器尚未改良進化

身兼胸腔重症醫師的許富舜,曾在台北榮總、台大醫院任職,目前是亞東醫院兼任醫師。多年的臨床經驗,他發現,心跳、血壓、血氧等都可用儀器偵測記錄,唯獨聽診的呼吸聲尚未數據化。

「咳嗽、胸悶都只能靠患者自述,甚至醫師聽診也是主觀判定,臨床經驗是否充足,會影響醫療判斷,」許富舜說道。為解決臨床問題,當時在台大生醫電子所進修的他,浮現開發呼吸監測系統的想法。

許富舜因臨床醫師工作,結識瑞軒科技共同創辦人吳春福,長年捐助兒童重症醫療的吳春福,對許富舜的創業題目感興趣,雙方都有電子與醫療背景,加上現任技術長蔡富吉,整合硬體與監測數據雲端系統,3人共同擦出創業火花。

聿信醫療首創將抗噪技術運用於健康監測,營運長鄭淵仁說,一般談話音量約70分貝,但呼吸聲僅10到20分貝,要收音微弱的呼吸聲,得將微機電麥克風貼片縮小,並選用塑料或泡棉材質,讓貼片輕量化,便於黏貼在胸前,經過抗噪演算法,轉換成頻譜,才能做到「黏得上去、聽得清楚、可以辨識」的呼吸監測聽診系統。


聿信醫療營運長鄭淵仁(左)、執行長許富舜(右)。(王建棟攝)

雖有頂尖醫療與電子人才,但光是溝通就是一大問題,醫師聽診能辨識出患者的哮喘聲,但工程師是看輸出頻率與頻譜。要解決兩者落差,花了半年確認電子技術後,更要廣泛蒐集各種臨床場域的聲音樣本。

團隊與北醫附醫、亞東醫院等醫學中心簽約進行臨床學術研究,也與台大醫院以輔助診斷方式合作,和臨床醫療人員共同監測患者的呼吸聲音,迄今已蒐集音頻超過8000小時,是目前全球已知最大的呼吸資料庫。

比起一般民眾,住院患者呼吸出現異常的狀況更常見。許富舜提到,住院患者呼吸音事件發生率高達1到2成,因此蒐集到的資料,都是具臨床參考價值的高品質資料,有利於後續大數據分析。

AI輔助聽診系統開發之初,原想用於重症加護病房呼吸監測,無奈國內加護病房數量不多,之後團隊瞄準整型外科手術、內視鏡健檢等非插管麻醉呼吸監測。

許富舜提到,即便麻醉技術精進,術中密切監測呼吸仍是減少醫療事故的關鍵,否則一旦血氧下降可能為時已晚。透過AI連續呼吸監測、麥克風播放呼吸音訊,AI也可輔助麻醉科醫師辨識異常呼吸音。


聿信肺音監測器。(王建棟攝)

這項突破空間與時間限制的聽診利器,去年曾在舊金山的RESI創新挑戰賽(Innovation Challenge),從全球逾300多支隊伍脫穎而出,奪下第2名佳績。

可望落實臨床!肺炎疫情最前線的安全與希望

本次新冠肺炎疫情初期,許富舜判斷疫情會蔓延,團隊隨即改變方向,又從麻醉呼吸監測轉回重症隔離加護病房使用。鄭淵仁透露,儘管因疫情,投資人態度轉為保守,但產品詢問度卻變高。

在武漢醫院的使用經驗,證實AI聽診系統是輔助利器。許富舜說,當時主要用於插管的重症病患,依照肺音予以妥善的醫療處置,如出現哮喘聲或痰音,會使用氣管擴張劑;若患者呼吸音持續沒好轉,就得評估氣切,提早進行心肺復健,以免持續惡化。

這套系統在國內同樣派上用場,鄭淵仁透露,台灣已有收治新冠肺炎患者的醫院洽詢合作,現已累計72小時的呼吸音頻資料,可明顯量測到出現肺浸潤症狀患者呼吸時的溼囉音,像是吸管在水杯裡吹泡泡的聲音;另也量測到患者呼吸速度偏快,可輔助醫師判斷。

鄭淵仁表示,此系統屬非侵入醫材,已通過必要安全檢測,只要研究通過倫理審查委員會(IRB)審核,並在醫師同意下即可使用;目前也正進行GMP查驗,預計6月底可獲衛福部食藥署核准,可正式上市。


AI呼吸監測儀可望落實臨床使用。(聿信醫療器材提供)

聿信顧問、前衛福部長林奏延則表示,AI聽診器可不用直接接觸,就能偵測肺音,是科技協助防疫的料例證之一。

然而以電子科技解決醫療臨床問題,資安問題會是一大考驗。

資策會資安科技研究所長毛敬豪表示, 醫療資訊涉及隱私,安全性與保密性要夠高,以防有心人士側錄,此外也要保護主網,不能為了蒐集更多資料,反而門戶大開。「若醫學中心因資安問題而停擺,危險性比飛彈還大,」毛敬豪強調。

一位創投業者則認為,聿信的AI聽診後續仍得面對法規、能否規模化量產等挑戰,在臨床使用上也必須朝向與其他功能的醫療電子整合,「只賣呼吸不夠」;但若克服上述問題,未來還可望不僅用於醫療,在居家隔離檢疫或長照等健康相關領域,都可望派上用場。(責任編輯:陳郁雁)

媒體來源: https://www.cw.com.tw/article/5099764?template=transformers

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