2016年02月18日 星期四 23:57:08

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Company | 新銳公司 2018年Vol. 58

數位耳鏡+無線傳輸 以患者為中心的行動智慧醫療

智慧診斷中耳炎,小疾病、大商機

撰文/徐淨、卓蘭 攝影/徐淨

中央大學生醫科學與工程學系教授羅孟宗研發的「中耳炎智慧診斷系統」(數位耳鏡),能即時截取耳膜影像結合雲端智慧判讀,是一款真正以病患為中心的行動智慧醫療裝置,一旦順利上市,可望成為家庭保健箱的基本配備之一。

新銳_中央羅孟宗

羅孟宗教授表示,「中耳炎智慧診斷系統」可以運用手機APP連結數位耳鏡擷取耳膜影像,再將影像同步上傳雲端去做智慧判讀,讓使用者可以便利地在家中使用。視膜生醫研發長曾繼禾(右)是羅孟宗教授的博士班學生。


 

以中央大學生醫科學與工程學系教授羅孟宗為首研發的「中耳炎智慧診斷系統」(數位耳鏡),從五年前一場國際醫學競賽「Qualcomm Tricorder XPRIZE」上,臺灣代表團(動態生醫指標團隊)五個疾病項目和生理訊號監控的參賽產品之一,現已搖身蛻變為配有完善的智慧擷取影像、智慧診斷判讀、無線傳輸等功能的創新醫療器材,治療的適應症是容易讓父母忽視、醫生誤診的幼童常見疾病-中耳炎。一旦順利上市,可望成為家庭保健箱中的基本標配之一,減少醫療成本浪費、提升醫療服務效率,進而有效改善幼童常見疾病的醫治。

 

小裝置、大商機

羅孟宗進一步解釋,「中耳炎智慧診斷系統」可以用手機APP連結耳鏡(五官鏡)透過智能定位導引自動對焦拍照,可以即時擷取最好且正規化的耳膜影像,再將影像同步上傳雲端去做智慧判讀,則任何使用者都可以在家庭中便利使用,成為一個真正以病患為中心的行動智慧醫療裝置。

羅孟宗說:「幼童相較於成人,由於耳咽管較短淺、水平且鬆垮,一旦感冒或長期過敏容易造成帶有細菌、病毒的鼻咽分泌物進入中耳區域,導致中耳腔的發炎」。根據統計,約八至九成的病例發生在6歲以下的兒童,3歲以下兒童的感染率更高達83%。

急性中耳炎(Acute Otitis Media, AOM)因為常伴隨感冒症狀引起,加上經常發生在尚未有完整表達能力的幼童,故時常難以區別與高燒、哭鬧後的耳膜紅腫差異,使得大多數父母常忽略此一疾病,甚至連家醫科醫師誤判感冒等症狀的機率也高達六成,經常導致延誤病情,嚴重者可能造成聽力損害或其他併發症,影響孩子來日的生活及學習。因此該疾病存在著龐大的即時監控耳膜影像的需求商機,且精準度與靈敏度要求也高。

「中耳炎智慧診斷系統」的原始發想雛型在2013年的全球性醫學競賽「Qualcomm Tricorder XPRIZE」中首度亮相,是當時參賽成品DeepQ (包括眼診、血尿診、呼吸診、生命特徵診、問診等五個主要整合型診療系統)的一部分。該項競賽是由高通(Qualcomm)基金會贊助提供總獎金1,000萬美元,以打造三錄儀(Tricorder)疾病診斷系統為目的。

競賽內容是要研發出一款5英磅(約2.3公斤)以下的醫療儀器,並能夠正確判別12項疾病和連續監測5項生理訊息。大會指定的疾病包括貧血、肺炎、心房顫動…等,生理訊息則包括血壓及體溫…等。此外,大會也要求研發出的儀器必須能居家使用,在無醫療人員協助情況下,無醫療知識的用戶也能無礙使用。競賽評估標準除了能正確診斷外,還必須要有優越的用戶體驗,才能夠使Tricorder有機會落實普及,並進而改善資源匱乏地區的醫療品質。也因此,從報名、遞交計畫書、入圍、到決賽、準決賽,歷時長達4年,堪稱人類史上最大規模的全球性醫學競賽。

羅孟宗回憶,當時的臺灣代表團是以中央大學、宏達電為首,結合國內頂尖生醫研究群,包括臺大、臺大醫院、清大、成大、北醫、壢新醫院和國泰醫院等所組成的「動態生醫指標團隊」,共同開發出DeepQ,不僅歷經多次淘汰賽,也將產品委由加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Diego, UCSD)臨床轉化研究所進行為期6個月的消費者臨床測試,證實參賽產品的準確性及有效性,最終打敗來自世界38國家、312個團隊,拿下亞軍殊榮,為臺灣爭光,並獲得獎金100萬美元。

 

創新數位耳鏡 家庭醫師小助手

「這次的參賽,我們獲得了許多的寶貴經驗與反饋。」羅孟宗表示,之後獲得科技部萌芽計畫補助,除改良許多在臨床測試上的問題外,再加入醫師問診技術,並在耳鏡及APP等軟硬體開發上亦取得顯著進展,使系統更全面且完整化,同時也進一步成立視膜生醫公司,規劃將研發中產品推上市。

這套創新的數位耳鏡是針對臨床與居家需求缺口進行的設計,包括易誤診、症狀與病識不顯著、缺乏使用者中心服務、耗費就醫成本等重大問題。

就醫引導、轉診資訊、後續追蹤復原管理記錄,以及衛教資訊是羅孟宗研究團隊在應用程式設計上相當重視的項目,由於高復發率也是中耳炎的特色之一,後續的追蹤管理便顯得特別重要,包括觀察發燒、耳痛、耳膜變化是否改善,諸如此類,都可以透過應用程式持續和主治醫師聯繫,直到完成完整的療程,一般可能涵蓋5~10天。

同時也根據使用者「醫、病雙方」的使用滿意度,持續調整介面服務。

以電腦科學見長的視膜生醫研發長曾繼禾,同時也是羅孟宗的博士班學生,他進一步解釋,該系統技術的核心主要是建立中耳炎資料庫系統及影像分析應用,再結合硬體數位耳鏡(五官鏡)、AI影像辨識演算系統、雲端無線通信,以及使用者應用程式APP設計,整體完成以使用者為中心的設計,操作簡便又具高精準率。

透過採訪現場進行的儀器示範,可以看到使用者能透過手機螢幕與數位耳鏡的即時同步畫面,順利在系統定位導引技術的帶領下,擷取正規耳膜影像。

之後可將影像上傳至伺服器經由AI智慧診斷判讀,「當然,現在大家談論的以區塊鍊技術保護患者隱私部分,這點我們也會做」曾繼禾補充表示。

有了影像比對診斷,再結合與耳鼻喉科醫師共同設計的問卷,向使用者蒐集病患基本病情,獲得更精準的診斷結果,最後將把診斷參考同時提供給使用者與醫師,以有效提升門診的就醫效率,並連結後續所需的醫療資源。

整個開發期間,研發團隊也與國泰醫院進行了兩次IRB臨床收案與蒐集數據,透過與醫師團隊共同開發,縮短了許多研發瓶頸。

 

二階段同步發展 加速產品上市化腳步

今年上半年間,公司已向FDA申請相關的臨床驗證,若一切順利可望在年底前正式展開。羅孟宗表示,智慧診斷判讀需仰賴專業,風險較高,且目前市面上沒有同型產品可以比較驗證,所以將循美國FDA規定去做相關的臨床測試(IRB),來驗證為創新醫療器材(De Novo)。若不做智慧判讀,只單純擷取耳膜影像,則可以透過自我宣告方式直接向FDA申請上市。「這二階段,我們都會去做。」羅孟宗說。

在市場競爭方面,他指出,目前國際上類似的競爭者唯屬來自史丹佛團隊所創立的Cellscope,但Cellscope的微距鏡片僅能配對iPhone5、6鏡頭、影像傳送至Cellscope診療體系由醫師遠距診斷、並且每次診斷收取10美元費用。

羅孟宗相當有自信,研發中的中耳炎智慧診斷系統,無論在影像品質、適用性、費用等都會比Cellscope具有更多優勢。

視膜生醫目前正與國內知名微距鏡片廠商杏澤科技洽談進一步合作,臨床驗證與後續商品化的規劃將同步進行,目標市場鎖定重視遠距醫療的地區,期盼該創新的數位耳鏡可以支援行動醫療、提升醫療品質與效率,也有機會落實遠端照護理念,造福更多民眾。

 

>>本文刊登自《環球生技月刊》Vol. 58

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