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Deep01人工智能精准判读脑部CT影像 帮助医生做治疗决策

作者:台湾百事通 2020-05-01 发布 来源:未知

占地十甲的新竹高中,逆风座落在著名的十八尖山前方,从正门踏入、越过音乐馆及至善楼,迎面而来的,是由米白色砖墙堆砌而成的高三大楼,其两侧被红白砖瓦相间、略具历史感的明德楼和新民楼包围,形成学生教室所在的教学区;校园内,楼与楼之间林荫环绕,风一落下、枝叶摩擦便会带来偌大声响。

 

校园旧景于20年间物换星移,当年身着学生制服、埋首考卷与联考压力的两名小伙子:周仁海(David Chou)与王奂之,从未料到毕业多年的某日午后,他俩会在同学会聚餐上再次相聚,久未见面的两人一聊发现,彼此的产业背景不谋而合,恰好可以补足传统医疗现场年久未解的难题,因而意外开启往后的创业旅途。

 

 

Deep01彩色人展示公司产品

藏不住的创业魂:一次创业草草终结,二次创业始于一场同学会

回到20年前,周仁海从竹中毕业后,如愿进入台大电机系就读,毕业后服完兵役,便开始在学长创立的新创公司担任软体工程师。尔后经历几次职涯转换,直到第二个千禧年开始没多久,便前往美国攻读电脑科学(Computer science)硕士,在2003年成功在当地实习;然而,周仁海并未停下脚步,基于对创业的不灭憧憬与热诚,完成学业后不久,他毅然决然地返回故乡、加入Yahoo!台湾电商团队。

 

适逢Web 2.0萌芽初期,大企业工作关不住周仁海对于创业的渴望,即便陆续收到来自Facebook、Google的工作邀约,他都加以回绝。

 

2006年起,网路技术架构及软体应用愈趋成熟,WIKI、Blog、SNS等社群网站相继出现,讲求人际互动的Web 2.0概念逐一普及。搭上这股网路创业热潮,周仁海获得某上市公司老板投资,独立开发了一款社群App,忆起那段往事:当年我们在没有任何宣传资源的情况下,竟然能进到应用程式市集的排行榜,成绩其实还不差。然而,首次创业误打误撞,以至于最终仍草草收场。

 

于此同时,毕业于台大医科的王奂之,已担任台大医院神经外科主治医生,在他十多年的职涯经验中,曾多次遭逢急诊科无法即时、有效地判断脑中风患者病况,而导致的终生憾事,使他萌生引进跨领域技术解决医疗现场问题的念头。

 

当脑伤患者被推进急诊大门,医护人员必须透过电脑断层扫描(Computer Tomography, CT)拍摄数十张到近百张医学影像,再经由专科医师的判读方能确诊。

 

在十万火急的急诊现场,多半缺乏脑部专科及放射科医师值班,患者到院治疗便仅能仰赖其他一线医护人员判断。中风、脑部损伤的致残率及致死率都非常的高,基本上是与时间的竞赛,但急诊科医师很难在第一时间做出精准的决断。周仁海转述两年前与王奂之医师于同学会上的谈话内容。

 

事实上,急诊中的脑伤患者,接续是否转诊、或马上进行手术的决策,在于值班医师的一念之间,尤其夜间急诊伤患与突发状况特别多的情况下,混战中的决策往往就败在CT影像上的微小误差。

 

人脑无法达到的精准影像辨识,可以透过电脑视觉技术达成。因为这一个想法,周仁海与王奂之结合电脑科学专业和医疗专科知识,企图用AI视觉辨识技术改善现有问题;2016年10月,这两个竹中毕业20年的同窗,重拾学生时代的默契,与另一名台大学长共同创办AI医疗影像公司——爱因斯坦人工智能(Deep01),立志透过深度学习技术,开发符合医疗现场需求的脑伤侦测系统。为此,他们搬回熟悉的新竹,以清华大学育成中心作为二次创业的起点。

 

第三位共同创办人诞生

2017年,周仁海带着已完成的产品原型(Prototype)前往北京参加BTSC京台青年创新创业大赛,在出发之前结识了于北京清华大学攻读博士学位的乌仕明(Leo Wu),两人于台北车站初相见时彼此都还不知道,乌仕明因过去在中国大陆担任创业相关的顾问工作,将被指派担任京台大赛评审。

 

京台这个缘份让我们结识彼此,也因为当时Leo已在北京待了3、4年,比起我们更熟悉当地,再加上他过去的背景是动物科学相关、在清华期间攻读科技政策及管理,非常适合补足公司在管理及行销面上的不足,因此邀请他加入我们。周仁海侃侃而谈与乌仕明认识的过程。2017年至2018年初,Deep01团队几经波折后,获得天瀚科技董事长陈振田及清华大学天使基金注资,乌仕明也因此正式加入团队。

 

是什么让乌仕明决定放下在北京经营多年的顾问事业、一口气回到台湾参与创业?

 

他进一步分享,在北京清华大学的那几年,深受鼓励创业的校风影响,逐渐对创业产生憧憬和想像,加上后来创立顾问公司,平均一年接触上百组的中国大陆新创,对于台湾创业生态的反思便油然而生:究竟台湾新创在哪些领域有输出国际的优势?而这份好奇在遇见周仁海以及Deep01的那天终于迎刃而解,他发现,台湾在医疗领域以及电脑科学的人才与技术实力,便是极有机会输出国际的强大优势。

 

公司营运初期,Deep01将研发目标放在判读人脑中线偏移病征的AI系统,而所谓中线偏移指的是脑部因压力不平均所造成的偏移情况。进一步来说,人脑由两个半球组成,凡只要压力不一,便会产生左偏或右偏的现象,如中风、脑部损伤、脑出血都会影响脑部压力值。

 

一直以来,中线偏移都是神经外科医师判断是否动刀的重要依据,周仁海提到:脑部CT是神经外科的专业,过去只要有任何出血或偏移情况,都必须寻求专科医生共同会诊,但只要急诊室无法即时判断,病患很有可能因为来回沟通所造成的时间差而丧命,每一次的等待与沟通都将多一份风险。因此,Deep01希望打造CT判读系统缩短急诊科医师的判读时间,把握对症处置的黄金时刻。

 

然而,中线偏移产品线进行到一半,因为多位医师的建议,三名创办人决定转向开发脑出血判读工具,也就是后来获得美国FDA(美国食品和药物管理局)及台湾TFDA (台湾卫生福利部食品药物管理署)认证的脑出血AI影像判读系统。

 

由中线偏移转做脑出血判读,一年内便取得美FDA认可

脑出血判读之所以困难,在于CT影像上的脑出血症状会呈现亮白区块,然而脑部亦有其他组织偏白,在判读上容易混淆,譬如:如何将脑部正常钙化后的白色影像与脑出血症状区分?

 

Deep01花费一年多的时间,透过自身人脉关系、参与医师年会及研讨会拉近与医师、医院的距离,搜集5到6万张经过标注的脑部CT影像,用以训练AI模型。同时,为了提升判读的准确率,在技术上除了以18层深度学习模型来运算,还找来许多资料科学专家辅助,将判读准确率提升到95%左右。

 

 

不只有准确率,速度亦是Deep01能在短短一年内申请美国FDA认证核准的重要基础,该系统依靠4G网路上传资料至云端后,30秒以内便能完成个案判读,相较于全世界提供相同或类似服务的AI公司,速度快了将近10倍。

 

 

使用上,医院只要于急诊室电脑安装软体,并上传需判读的CT影像,软体便会以去识别化的前提分析档案、回传结果,系统除了能辨识脑部出血与否,亦能以红线清楚地标注出血位置,辅助急诊室医生判断。

 

 

其实一般来说,急诊室医生也会看CT影像,只是并没有像神经外科、放射科医师那么专业,我们的AI就是汲取他们的智慧,协助急诊室医疗更精准,节省不必要的时间浪费。周仁海补充说道,Deep01创业至今已与台湾1/3的医学中心建立合作,目前已将系统导入台大医院、长庚医院、三总、万芳医院、义大医院以及高雄荣总等多所医院进行临床实测。

 

 

 

对于一间智慧医疗的新创公司来讲,创立3年内便获得美国FDA肯定几乎是不可能的任务,更别说在1年之内就获许认证,作为全亚太地区第一个以深度学习技术,拿到美国官方认可的智慧医疗影像产品;对此,周仁海不讳言地表示,一切的重点在于与评审委员互动时如何说服对方,过程中他会挑战你很多东西,比方说,他们会问为什么我们的系统辨识速度可以快竞争对手那么多,这迫使我必须在了解自家产品的同时,也必须搞懂竞争对手的做法。他提到,目前《台湾当代医药法规月刊》统计获得美国FDA认证的21家厂商中,仅有Deep01为亚洲新创公司,其余皆是欧美新创。

 

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从美、中、日、韩到东南亚,Deep01合作伙伴遍及全球

美国FDA的肯定让我们在医界的声望增加很多,甚至包含日本、中国大陆、东南亚各地很多人前来洽询,台湾本地当然更多。周仁海坦言,FDA虽为法规认证,但事实上也代表对公司技术实力的肯定。

 

目前,此套产品于台湾市场锁定两种不同的应用场景,其一为中小型医院的急诊室,用以协助急诊科医师辅助判读,加速后续医疗决策;而大医院方面,系统将作为伤检分类工具,同样提供相关医护人员辅助判断,针对有恙患者加速诊疗,降低误诊或时间浪费的风险。

 

另一方面,Deep01也并非只看重台湾市场,有关海外拓张的业务目前由乌仕明主导执行,过去在动物科学系所的训练,使其对人体、生物知识相对丰富;于北京创办顾问公司的经验也养成了跨领域沟通的能力,乌仕明指出:要用简单的方式去阐述复杂技术,并说服它如何应用于产业是相当困难的,我的工作是转换语言、进行沟通。

 

共同创办人周仁海也认为,从高中时代累积至今的人脉资源、不与人交恶的个性是Deep01能快速打入台湾教学医院、获得数据及临床验证的前提,而相对丰富的工作经验,也协助他在跨领域沟通上无须耗费更高的时间成本。

 

公司在一年之间,海外合作机构已顺利横跨东北亚、东南亚、中国大陆及欧美地区,包括取得日本千叶大学附属医院、神奈川县的正式合作,以及即将与东京前5大商社签定代理合约,Deep01将透过平台代理成为加速进入日本市场;而东南亚地区也将透过当地最大的医学影像公司独家代理,成功打入新加坡、马来西亚、泰国3国;同时,也透过乌仕明的引介,与中国大陆知名神经外科医院天坛医院、中国大陆最大医疗影像储传系统(PACS)厂商岱嘉医学建立合作关系。

 

而就在去年,美国最大放射科医学会RSNA、以及120家AI影像公司,也纷纷表示对Deep01的产品感兴趣,同时也与全美最大的华人医疗集团AHMC建立合作,未来更有望与国际医材大厂订定协议,全球布局已然成形。

 

周仁海说道:台湾医疗、IT强,我们的大方向希望透过两者做出具有影响力的事情。就有如Deep01的命名初衷,希望深度挖掘二进位(0与1)世界里极有价值的一块,透过深度学习应用在医疗领域,Deep01希望以脑部影像的重大疾病为出发,专攻急诊,站稳垂直领域之后,再向前迈出下一步。