判讀腦梗塞不耗時 數學演算幫你忙

林妤瑄、劉德苓

醫療業界過去長期依靠傳統的人工判讀法來判斷大腦梗塞的位置，但此方法耗時又耗力，有讓病人錯過黃金治療時間三小時的風險。彭徐鈞博士與陳右緯醫師聯手出擊，設計「偵測與量化腦梗塞區域的方法」，利用數學演算法，配合電腦偵測將梗塞量化，讓原本長達三十分鐘的判讀時間瞬間節省十倍以上，僅需一分鐘。

跨業合作 醫師與工程師聯手出擊

一直以來，醫療界用來偵測腦血管疾病的方式大致分為兩種，一種是電腦斷層掃描（簡稱CT），另一種則是核磁共振掃描（簡稱MRI）。傳統上，醫師要靠人工判讀這些掃描出來的圖片，耗時又耗力，同時容易錯過中風病人的黃金治療時間。

為了解決這個問題，國立交通大學生醫電子轉譯研究中心的助理研究員彭徐均博士，以及壢新醫院神經內科主任陳右緯醫師等人，合作開發「偵測與量化腦梗塞區域的方法」，試圖以影像處理科技的方法解決上述的問題，希望能夠利用電腦在最短時間內確診病因，做出最好的治療。

兩人於中央大學與壢新醫院的媒合會認識，在會上發表各自的專長領域後，相談甚歡，會後便迅速決定合作，開始著手研究。他們利用自己擅長的領域，溝通討論，成立團隊著手開發此軟體，並且應用在臨床實驗上。經過八年時間，日前獲得二〇一八年臺灣創新技術博覽會發明競賽銅牌獎，並通過美國與台灣專利，已著手商品化進入市場。

新穎的產品設計 解決困難

「偵測與量化腦梗塞區域的方法」是一種演算法。它利用兩種核磁共振影像，一種為「擴散的權重影像」，另一種則是「表觀擴散係數影像」（簡稱ADC MAP），這兩種影像皆由「核磁共振儀」拍下，將兩者透過數學式的分類技術 — — 「模糊分群」將圖片中疑似大腦梗塞的區塊偵測出來，再利用輔助的其他程式，經過稱為篩選、決定、門檻、除去等主要四個步驟，將容易偵測錯誤的區塊去除，留下臨床時真正需要被判定的梗塞區塊。

判定梗塞區塊的基準，是由當初設計時邀請的臨床醫師們配合測定而出的，使用大約二十位病人的核磁共振影像，以美國麻省總醫院設計的半自動電腦化系統輔以醫師人工方式，將正確的梗塞區域描繪出來，統計、量化後輸入至軟體的總資料庫中，做為初期的設定參考。

過去一位病人做一套核磁共振攝影，會產出十三組影像，共四百一十二張圖片，醫師判讀一位病人的相片，依情況複雜程度，需要十五至三十分鐘不等的時間。這樣長久的判讀時間，有可能將會拖延到中風病人治療的「黃金三小時」，相當危險。而此方法問世後，利用電腦便可直接判讀梗塞位置，過程最多僅需短短的一分鐘，相較過去人工半自動化，節省了至少十倍以上的時間成本，無論對醫師或對病患，都是相當大的福音。

近期此方法正在著手進行程式軟體化，期望以簡單的介面，讓所有臨床人員都能輕鬆使用，往後判讀影像不再需要醫師長時間判讀，醫療人員能夠使用此軟體，輸入影像，在極短的時間內做出應對，把握治療的黃金時間。考慮到專科護理師大多為女性，介面在設計調整時，以中性化、舒適的介面為訴求，讓使用者能夠輕鬆上手。

開發不簡單 困難處處隨行

製作產品前期，因為一切都從零開始，需要陳右緯醫師以人工判讀的方式，協助建構資料庫，連續好幾個月幾乎都待在辦公室內，幫產品描繪正確的梗塞區域提供彭徐鈞使用。彭徐鈞也需要常常回到醫院開會、拿資料或數據等。但有時問題太困難，連臨床醫師也無法立刻提供正確答案，這時就需要查詢相關文獻、或是找前輩解決，時間一再拉長，疲憊感也逐漸加深。

「就是Open Mind，打開自己的心胸，不管是對病人還是對醫師，去做我們認為有意義的事。」彭徐鈞說，這是他第一次跨業合作，跟陳右緯常常會因為專業不同，兩人的溝通會用各自領域的專業術語交談，常常前言不接後語，交流意見時，常有困難；一直到後期，開發七、八年，兩人彼此熟悉後，才減少了這樣的窘境，合作漸入佳境。

到了後期，產品逐漸完善化，他們認為通過專業檢測與法規後，就能將產品商品化，以利更多人使用。沒想到，在這個過程中，反而是最難的環節：兩人的專業都不在此，詢問醫院裡的人員，沒有人替他們解答；詢問學校教授們，也沒有人知道究竟該如何讓產品真正走上商品化。最後還是到學校的研發處底下的專利、商品化相關組織詢問，才開始慢慢著手，學習商品化的每一個步驟。

展望未來 理想紮根

產品現在進入商品化的階段，全台已有多家醫院提出產品預訂；同時產品未來也預定將跟國內核磁共振機器的廠商合作，將程式植入器材中。陳右緯說，希望能在年底以前將所有程式完善，讓程式能在Windows以及Mac系統上使用，並在三年內針對不同的醫療專業儀器的影片的輸出格式做調整，使所有影像檔案格式都能相容，進而正式投入市場。

彭徐鈞說，為了有足夠的資金，目前有在產業界中尋找願意投資的科技公司與企業，讓商品化能更加順利。不過兩人近期的目標著重在實際操作上，與國內外的中風醫療相關院所合作，藉由合作的機會，獲得更多病人的資料作為樣本，繼續調整程式不足之處，讓得出的結果能夠更加精準，減少失誤。

未來他們希望此程式能夠成長至網路線上化處理化，利用電腦的自動深度學習，將數據上傳至網路後，使用網路後台的參數調整。工程師不必特地撰寫與儀器輸出格式相應的軟體，軟體就能夠自動將市面上有的儀器影像格式統一化，使用同一組程式就能夠判讀完所有類型的影像。目前由彭博士所帶領的學生團隊，就在著手研究開發這一項目。

「醫院我就把它視為是一種生命的延續，從學校的實驗室延續到醫院的診間，醫師的診間，甚至到病人的身上。我覺得好的研究應該是要往這方面來走，不會說單單侷限在一個時段而已。」彭徐鈞認為，自己的職業不僅僅是個工程師，他做出來的產品也不僅僅只限於實驗室，他期許自己能利用專長，真正幫助到更多的人，如做出更多的臨床工程供醫師使用，不僅幫助醫師以及病人，更重要的是改善醫療品質。

採訪側記

此次採訪過程雖然順利，但是因為專業領域的不同，常常會聽不懂受訪對象所用的術語，在撰寫稿件與製作影片的過程中，常常要到處搜尋這些名詞的真正意思，而在這個過程中，我們也初步了解醫療業界的情況以及醫生看診的不易，發覺兩位受訪者真的很辛苦，不僅為了工作、也為了病人努力，希望讓整個大環境更好，這樣的精神值得我們學習。

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新聞來源：輔大-生命力