AI 也能預測大腦年齡!一分鐘從檢查中找到早期失智症

在步向超高齡化的社會下,神經退化疾病是全民高度重視的疾病問題,但過往為了診斷患者失智症,患者需要數個檢查評估,往往耗費大量時間排隊等待檢驗。在科技日新月異的幫助下,中國附醫人工智慧中心設計以 AI 腦齡預測系統,除了加速是否有罹患失智症外,也能協助評估失智症嚴重程度。

失智海嘯來襲!AI 輔助醫師判讀

根據衛福部統計推估,2022 年我國失智症人口超過 30萬人,有九成六為 65 歲以上長者,此外,罹病者有年輕化現象,而到了 2030 年,失智人口推估將成長超過 50 萬人。

失智症主要影響大腦功能,導致思考與記憶能力退化,甚至產生情緒問題、語言表達力喪失、行動能力降低等症狀。臨床上神經科醫師通常會以多種方法及工具來評估失智症,包含疾病史、血液檢查、認知量表測驗、心理評估、影像學檢查、生理訊號檢查等。

除了判讀需要時間,患者更長需要排隊等待檢驗時間,許凱程坦言:「以中醫大附醫為例,需要排隊等候檢測的人潮,往往可能都預約一個月之後,有了 AI 的幫忙本來排成一個多月,當患者只要做完核磁共振只要一分鐘,就可以馬上知道是不是一個失智的病人。」

從大腦「灰質區域」比例判讀是否為失智

但 AI 到底如何判讀是否有失智症?許凱程解釋:「大腦裡面主要兩種物質:腦部組織、腦脊髓液,一個變多另一個就會減少,舉例年紀退化的長者灰白質減少時,腦脊髓液就會變多,比例會出現明顯改變。」

因此,許凱程收取近三千例正常人做磁振造影檢查,利用 AI 模型將腦部各區域計量後建立常態分佈曲線,後續輸入約五百例失智症病人的腦部影像,建構出曲線圖(如下圖),像是綠色曲線為正常人表現,其他曲線為異常,以此作為判讀的依據。

此外,研究團隊也發現失智症病人「灰質區域」比例普遍低於普通族群,腦脊髓液比例也因腦部退化程度較高有明顯增加。

利用AI建置常態分佈曲線,綠色為正常人,其他曲線為異常/圖片來源:中國附醫

而人工智慧技術不只「定性」還可以「定量」,系統能同時判斷患者腦部年齡到底是幾歲,假使為一名 60 歲的病人,做完檢測後判讀 70 歲腦齡,當歲數差異有 3 歲以上就是可能失智,兩者數值差越多嚴重程度會越高,可幫助臨床醫師藉此快速診斷患者失智症嚴重程度。

AI 判讀的下一步!將失智症區分亞型

人工智慧結果顯示失智症病人在特定頻帶及腦區位置的腦波強度、複雜度以及腦區間的功能性連結皆顯著小於非失智症組,而AI模型在測試資料集上的判斷表現 AUC 達到 87 %,且敏感度達到 91.7 %。

為了能幫助病人,讓醫師更快與更精準掌握失智症嚴重度,中醫大附醫使用 AI 腦齡預測系統、神經基因判別系統,運用 AI 協助評估失智症嚴重程度,已經廣泛地在院內使用,明年將規劃將這套系統取得醫材證。

只是失智症嚴重程度不同之外,還有多種亞型表現,通常依據發病區域或病徵分為:阿茲海默症、血管型失智症、路易氏體失智症、額顳葉型失智症等,許凱程主任補充:「初步現階段 AI 可以看有或沒有,接下來就是會把各種亞型做分類。」

隨著台灣進入高齡社會,預防與治療早期失智疾病成為刻不容緩的工作,許凱程呼籲民眾如有疑慮自己或家人行為異常,盡早就醫檢查以利治療。

許凱程

諮詢專家:中國醫藥大學附設醫院人工智慧中心主任許凱程

文、王芊淩/圖、巫俊郡

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