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電機、醫科跨界共創!Deep01以人工智慧輔助醫師,精準判讀腦部CT影像
2020-03-26

占地十甲的新竹高中,逆風座落在著名的十八尖山前方,從正門踏入、越過音樂館及至善樓,迎面而來的,是由米白色磚牆堆砌而成的高三大樓,其兩側被紅白磚瓦相間、略具歷史感的明德樓和新民樓包圍,形成學生教室所在的教學區;校園內,樓與樓之間林蔭環繞,風一落下、枝葉摩擦便會帶來偌大聲響。



校園舊景於20年間物換星移,當年身著學生制服、埋首考卷與聯考壓力的兩名小伙子:周仁海(David Chou)與王奐之,從未料到畢業多年的某日午後,他倆會在同學會聚餐上再次相聚,久未見面的兩人一聊發現,彼此的產業背景不謀而合,恰好可以補足傳統醫療現場年久未解的難題,因而意外開啟往後的創業旅途。



藏不住的創業魂:一次創業草草終結,二次創業始於一場同學會

回到20年前,周仁海從竹中畢業後,如願進入台大電機系就讀,畢業後服完兵役,便開始在學長創立的新創公司擔任軟體工程師。爾後經歷幾次職涯轉換,直到第二個千禧年開始沒多久,便前往美國攻讀電腦科學(Computer science)碩士,在2003年成功在當地實習;然而,周仁海並未停下腳步,基於對創業的不滅憧憬與熱誠,完成學業後不久,他毅然決然地返回故鄉、加入Yahoo!台灣電商團隊。





愛因斯坦人工智慧Deep01共同創辦人周仁海 /蔡仁譯攝影





適逢Web 2.0萌芽初期,大企業工作關不住周仁海對於創業的渴望,即便陸續收到來自Facebook、Google的工作邀約,他都加以回絕。



2006年起,網路技術架構及軟體應用愈趨成熟,WIKI、Blog、SNS等社群網站相繼出現,講求人際互動的Web 2.0概念逐一普及。搭上這股網路創業熱潮,周仁海獲得某上市公司老闆投資,獨立開發了一款社群App,憶起那段往事:「當年我們在沒有任何宣傳資源的情況下,竟然能進到應用程式市集的排行榜,成績其實還不差。」然而,首次創業誤打誤撞,以至於最終仍草草收場。





於此同時,畢業於台大醫科的王奐之,已擔任台大醫院神經外科主治醫生,在他十多年的職涯經驗中,曾多次遭逢急診科無法即時、有效地判斷腦中風患者病況,而導致的終生憾事,使他萌生引進跨領域技術解決醫療現場問題的念頭。



當腦傷患者被推進急診大門,醫護人員必須透過電腦斷層掃描(Computer Tomography, CT)拍攝數十張到近百張醫學影像,再經由專科醫師的判讀方能確診。



在十萬火急的急診現場,多半缺乏腦部專科及放射科醫師值班,患者到院治療便僅能仰賴其他一線醫護人員判斷。「中風、腦部損傷的致殘率及致死率都非常的高,基本上是與時間的競賽,但急診科醫師很難在第一時間做出精準的決斷。」周仁海轉述兩年前與王奐之醫師於同學會上的談話內容。



事實上,急診中的腦傷患者,接續是否轉診、或馬上進行手術的決策,在於值班醫師的一念之間,尤其夜間急診傷患與突發狀況特別多的情況下,混戰中的決策往往就敗在CT影像上的微小誤差。



「人腦無法達到的精準影像辨識,可以透過電腦視覺技術達成。」因為這一個想法,周仁海與王奐之結合電腦科學專業和醫療專科知識,企圖用AI視覺辨識技術改善現有問題;2016年10月,這兩個竹中畢業20年的同窗,重拾學生時代的默契,與另一名台大學長共同創辦AI醫療影像公司——愛因斯坦人工智能(Deep01),立志透過深度學習技術,開發符合醫療現場需求的腦傷偵測系統。為此,他們搬回熟悉的新竹,以清華大學育成中心作為二次創業的起點。



第三位共同創辦人誕生

2017年,周仁海帶著已完成的產品原型(Prototype)前往北京參加BTSC京台青年創新創業大賽,在出發之前結識了於北京清華大學攻讀博士學位的烏仕明(Leo Wu),兩人於台北車站初相見時彼此都還不知道,烏仕明因過去在中國擔任創業相關的顧問工作,將被指派擔任京台大賽評審。



「京台這個緣份讓我們結識彼此,也因為當時Leo已在北京待了3、4年,比起我們更熟悉當地,再加上他過去的背景是動物科學相關、在清華期間攻讀科技政策及管理,非常適合補足公司在管理及行銷面上的不足,因此邀請他加入我們。」周仁海侃侃而談與烏仕明認識的過程。2017年至2018年初,Deep01團隊幾經波折後,獲得天瀚科技董事長陳振田及清華大學天使基金注資,烏仕明也因此正式加入團隊。







愛因斯坦人工智慧Deep01共同創辦人烏仕明/蔡仁譯攝影

是什麼讓烏仕明決定放下在北京經營多年的顧問事業、一口氣回到台灣參與創業?



他進一步分享,在北京清華大學的那幾年,深受鼓勵創業的校風影響,逐漸對創業產生憧憬和想像,加上後來創立顧問公司,平均一年接觸上百組的中國新創,對於台灣創業生態的反思便油然而生:「究竟台灣新創在哪些領域有輸出國際的優勢?」而這份好奇在遇見周仁海以及Deep01的那天終於迎刃而解,他發現,台灣在醫療領域以及電腦科學的人才與技術實力,便是極有機會輸出國際的強大優勢。



公司營運初期,Deep01將研發目標放在判讀人腦「中線偏移」病徵的AI系統,而所謂「中線偏移」指的是腦部因壓力不平均所造成的偏移情況。進一步來說,人腦由兩個半球組成,凡只要壓力不一,便會產生左偏或右偏的現象,如中風、腦部損傷、腦出血都會影響腦部壓力值。



一直以來,中線偏移都是神經外科醫師判斷是否動刀的重要依據,周仁海提到:「腦部CT是神經外科的專業,過去只要有任何出血或偏移情況,都必須尋求專科醫生共同會診,但只要急診室無法即時判斷,病患很有可能因為來回溝通所造成的時間差而喪命,每一次的等待與溝通都將多一份風險。」因此,Deep01希望打造CT判讀系統縮短急診科醫師的判讀時間,把握對症處置的黃金時刻。



 

愛因斯坦人工智慧Deep01團隊討論/蔡仁譯攝影

然而,「中線偏移」產品線進行到一半,因為多位醫師的建議,三名創辦人決定轉向開發腦出血判讀工具,也就是後來獲得美國FDA(美國食品和藥物管理局)及台灣TFDA(台灣衛生福利部食品藥物管理署)認證的「腦出血AI影像判讀系統」。



由「中線偏移」轉做「腦出血」判讀,一年內便取得美FDA認可

腦出血判讀之所以困難,在於CT影像上的腦出血症狀會呈現亮白區塊,然而腦部亦有其他組織偏白,在判讀上容易混淆,譬如:如何將腦部正常鈣化後的白色影像與腦出血症狀區分?



Deep01花費一年多的時間,透過自身人脈關係、參與醫師年會及研討會拉近與醫師、醫院的距離,搜集5到6萬張經過標註的腦部CT影像,用以訓練AI模型。同時,為了提升判讀的準確率,在技術上除了以18層深度學習模型來運算,還找來許多資料科學專家輔助,將判讀準確率提升到95%左右。



不只有準確率,速度亦是Deep01能在短短一年內申請美國FDA認證核准的重要基礎,該系統依靠4G網路上傳資料至雲端後,30秒以內便能完成個案判讀,相較於全世界提供相同或類似服務的AI公司,速度快了將近10倍。



使用上,醫院只要於急診室電腦安裝軟體,並上傳需判讀的CT影像,軟體便會以去識別化的前提分析檔案、回傳結果,系統除了能辨識腦部出血與否,亦能以紅線清楚地標註出血位置,輔助急診室醫生判斷。



「其實一般來說,急診室醫生也會看CT影像,只是並沒有像神經外科、放射科醫師那麼專業,我們的AI就是汲取他們的智慧,協助急診室醫療更精準,節省不必要的時間浪費。」周仁海補充說道,Deep01創業至今已與台灣1/3的醫學中心建立合作,目前已將系統導入台大醫院、長庚醫院、三總、萬芳醫院、義大醫院以及高雄榮總等多所醫院進行臨床實測。



對於一間智慧醫療的新創公司來講,創立3年內便獲得美國FDA肯定幾乎是不可能的任務,更別說在1年之內就獲許認證,作為全亞太地區第一個以深度學習技術,拿到美國官方認可的智慧醫療影像產品;對此,周仁海不諱言地表示,一切的重點在於與評審委員互動時如何說服對方,「過程中他會挑戰你很多東西,比方說,他們會問為什麼我們的系統辨識速度可以快競爭對手那麼多,這迫使我必須在了解自家產品的同時,也必須搞懂競爭對手的做法。」他提到,目前《台灣當代醫藥法規月刊》統計獲得美國FDA認證的21家廠商中,僅有Deep01為亞洲新創公司,其餘皆是歐美新創。



從美、中、日、韓到東南亞,Deep01合作夥伴遍及全球

「美國FDA的肯定讓我們在醫界的聲望增加很多,甚至包含日本、中國、東南亞各地很多人前來洽詢,台灣本地當然更多。」周仁海坦言,FDA雖為法規認證,但事實上也代表對公司技術實力的肯定。



目前,此套產品於國內市場鎖定兩種不同的應用場景,其一為中小型醫院的急診室,用以協助急診科醫師輔助判讀,加速後續醫療決策;而大醫院方面,系統將作為傷檢分類工具,同樣提供相關醫護人員輔助判斷,針對有恙患者加速診療,降低誤診或時間浪費的風險。



另一方面,Deep01也並非只看重國內市場,有關海外拓張的業務目前由烏仕明主導執行,過去在動物科學系所的訓練,使其對人體、生物知識相對豐富;於北京創辦顧問公司的經驗也養成了跨領域溝通的能力,烏仕明指出:「要用簡單的方式去闡述複雜技術,並說服它如何應用於產業是相當困難的,我的工作是轉換語言、進行溝通。」



共同創辦人周仁海也認為,從高中時代累積至今的人脈資源、不與人交惡的個性是Deep01能快速打入台灣教學醫院、獲得數據及臨床驗證的前提,而相對豐富的工作經驗,也協助他在跨領域溝通上無須耗費更高的時間成本。



公司在一年之間,海外合作機構已順利橫跨東北亞、東南亞、中國及歐美地區,包括取得日本千葉大學附屬醫院、神奈川縣的正式合作,以及即將與東京前5大商社簽定代理合約,Deep01將透過平台代理成為加速進入日本市場;而東南亞地區也將透過當地最大的醫學影像公司獨家代理,成功打入新加坡、馬來西亞、泰國3國;同時,也透過烏仕明的引介,與中國知名神經外科醫院天壇醫院、中國最大醫療影像儲傳系統(PACS)廠商岱嘉醫學建立合作關係。



而就在去年,美國最大放射科醫學會RSNA、以及120家AI影像公司,也紛紛表示對Deep01的產品感興趣,同時也與全美最大的華人醫療集團AHMC建立合作,未來更有望與國際醫材大廠訂定協議,全球布局已然成形。



周仁海說道:「台灣是醫療、IT強國,我們的大方向希望透過兩者做出具有影響力的事情。」就有如「Deep01」的命名初衷,希望深度挖掘二進位(0與1)世界裡極有價值的一塊,透過深度學習應用在醫療領域,Deep01希望以腦部影像的重大疾病為出發,專攻急診,站穩垂直領域之後,再向前邁出下一步。



本文來源:數位時代 https://www.bnext.com.tw/article/46927/ntu-ee-med-asia-first-fda-tfda-approval-artificial-intelligence-assistant-system-to-ct-brain-image