資訊科技整合

專題講題:「人工智慧在醫療照護的衝擊」

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專題講題:「人工智慧在醫療照護的衝擊」

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01

醫研所智慧醫療亮點

一、醫學研究所配合高教深耕計畫辦理教師跨域社群,在「專題討論」課程中規劃智慧醫療相關專題演講及工作坊,師生共同跨域學習。 活動成果如下: 

(1)專題講題:「人工智慧在醫療照護的衝擊」: 分享人工智慧的發源與原理介紹、人工智慧的應用、人工智慧在醫療照護之角色及智慧醫療的未來發展與影響。

(2)智慧醫療工作坊:「由深度學習進行AI醫學影像辨識」: 指導使用及安裝AI影像辨識所需之電腦環境、AI應用在影像辨識的原理、監督式學習與非監督式學習及實際操作。

二、因應老齡化加劇為現今全球醫療照護體系極為嚴峻的挑戰,隨著年齡增長,個體的認知與腦部功能都會產生明顯的變化,這些腦部處理模式如何受到認知老化歷程的調控以及如何盡早搭建腦部和認知系統相互支持的鷹架,除了對於「老齡健康促進」與「疾病預防」等實務面向極為關鍵外,亦符合聯合國2030永續發展目標的幾個主要目標軸向(如健康與福祉、減少因老化歷程伴隨的不平等及建立多元和跨領域夥伴關係等)。基於上開緣由,同時強化本校與亞東醫院於智慧醫療與生科領域之科研鏈接,醫學研究所積極拓展相關學研據點,所上范揚騰老師及石曜嘉老師於2021年十月前往政治大學臺灣心智科學腦造影中心,進行健常和病理性老齡群族之人腦資料庫之建置,同時藉由人工智慧演算法的途徑,發展老齡-腦-認知行為之因果模型,期能藉由及早監測健常老齡族群之神經認知因子,來預測之後產生病理性老齡風險之實證參照。

三、配合亞東醫院及本校研發處分於109年11月19日及110年11月18日分別辦理2020及2021「亞東元智智慧生技醫療創客平台」成果發表會。會中邀請專題演講及合作成果海報展發表,藉由本校與亞東醫院之密切合作模式及配合未來醫護學院之成立,將積極與地方產、學、研機構連結,推動生技醫療科技試驗場域。  

亞東元智智慧生技醫療創客平台

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亞東元智智慧生技醫療創客平台

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智慧醫療工作坊:「由深度學習進行AI醫學影像辨識」

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智慧醫療工作坊:「由深度學習進行AI醫學影像辨識」

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02

智能健康檢測技術

電機工程系陳敦裕教授率領的研究團隊投入研究糖尿病視網膜病變檢測,用人工智慧(AI)深度模型,優化演算法,2個月內訓練出高精度預測模型,因為辨識準確度名列總參賽者的前1% (19th place/3000),獲全球GOOGLE Kaggle競賽「APTOS 2019 視網膜病變檢測競賽」銀獎殊榮。

2018年,電機系教授方士豪團隊與亞東醫院合作,透過AI大數據歸納分析1000筆病患聲音數據,可推得8種可能的病徵。透過AI大數據分析嗓音資料庫,民眾只要對麥克風發音持續一秒,就可替聲紋「把脈」,瞭解當事人的聲帶健康狀況,進而推判是否有罹癌風險、嗓音誤用、囊腫、結繭、萎縮、息肉,震顫及聲帶溝等8種病徵,診斷正確率可達94%,與各國最新技術相比,在公開資料庫以及同樣的實驗條件下,該系統偵測率有望進一步提升到99%,相關研究是全球第一篇基於深度學習偵測病理嗓音的論文,並獲得中華民國發明專利。 2019年,方士豪教授以「嵌入式個人化深度降噪自編碼之語音強化系統」、施皇嘉副教授以「棒球指壓感測與無線傳輸裝置及時序大數據分析系統」,共同榮獲科技部「2019未來科技突破獎(Future Tech Expo , FUTEX 2019)」,二項技術皆與智能健康檢測技術相關。元智大學在超過500件報名技術中,最終決選出88件前瞻科研成果中獲得2019未來科技突破獎,為非醫學類唯一獲獎之私立大學,顯見元智大學在智能健康檢測技術的投入與發展。
  
03

大數據中心團隊

一、臨床醫療決策系統 臨床醫療決策系統(Clinical decision support system)是人工智慧在醫療領域的主要應用之一。本校大數據中心團隊與多家醫院醫療團隊跨領域合作,包含:亞東醫院、台北榮總醫院、台北馬偕醫院、桃園長庚醫院、衛福部桃園醫院、衛福部台北醫院、聯新國際醫院等多家醫療院所,合作項目專注於開發: 褥瘡、腦中風、心血管疾病、退化性膝關節炎、失智、乳房腫瘤、腎臟腫瘤、手指外傷等疾病之臨床醫療決策系統,藉由分析既有之醫學影像、病歷、檢測資料,並透過數據分析加以建模,臨床醫療決策系統可快速提供可靠的資訊供醫療人員參考,有效降低誤診的機率,為患者提供最適切的治療。

二、智慧樂齡長照科技 鑒於全球面臨人口逐漸高齡化、少子化的衝擊,各國產、官及學術界皆不斷呼籲社會關注此問題的嚴重性,應用先進的智慧科技來輔助長者生活支援與健康照護,受到廣泛的重視。元智大學正視此課題的重要性,積極投入相關的研究與開發,2016年4月老人福祉科技研究中心結合寢具大廠世大化成公司共同執行經濟部產學研價值創造計畫,成立世大福智科技股份有限公司(世大智科),並捐贈部分股份給元智大學。從創意→原型→產品→銷售,開創元智大學「教授帶領學生團隊創業」創新模式。
  

智慧樂齡長照科技

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04

智慧生產與管理創新研究中心

(1)新生兒健康檢測 
A.智慧生產與管理創新研究中心與衛福部桃園醫院合作,運用VR技術眼睛相關狀態辨別方法。後續進一步與亞東醫院合作新生兒哭聲之分析與識別、階梯式保膝輔助診斷互動式軟體APP開發及利用虛實整合技術構建高效ICU等研究。 
B.2021年,智慧生產與管理創新研究中心集結相關單位的研發能量,包含工管系、機械系與亞東醫院,提出科技部整合型計畫案申請,建立虛實整合的智慧醫療平台,透過各方的專業協助以實現遠端醫療的願景。
 C.開發新生兒哭聲偵測與分類系統,透過市面公開發售之嬰兒監視器,蒐集新生兒之哭聲,並透過人工智慧之機器學習與深度學習,判斷新生兒之健康狀態、生理與心理之需求種類等。
(2)虛實整合技術構建高效ICU:此技術是利用環景影像來建立一虛擬內科加護病房,減少不必要的接觸,以降低傳染病感染風險,在近年各國皆遭受疫情肆虐的困境下,積極擘劃出具未來性的醫療方向。  
(3)開發「醫定好」APP,為一基於通訊軟體Line之聊天機器人Line Bot所開發的系統,其功能包含周邊診所查詢、智慧預診、線上掛號與智慧燈號提醒。
05

生技所

研發抗超級細菌治療藥物 近年來由於人類感染超級細菌(superbug)ー耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA),已對全球公共衛生安全,造成極大之威脅。而萬古黴素(vancomycin)仍是目前治療超級細菌ーMRSA,第一線抗生素用藥。但近年來已出現對萬古黴素產生抗藥性之金黃色葡萄球菌(Vancomycin-resistant Staphylococcus aureus, VRSA),此將導致人類因感染對萬古黴素產生抗藥性之金黃色葡萄球菌(VRSA),而無有效抗生素可用,致使病患死亡。 近期 Nature 期刊已證實,一種由枯草桿菌生產之脂胜肽ー豐原素(fengycin),具備可阻斷腸道金黃色葡萄球菌的群聚感應系統(quorum sensing system),進而達到抑制金黃色葡萄球菌生長,是超級細菌之剋星。本校生技所魏毓宏教授,長期投入研究具抗真菌(antifungal)、抗細菌(antibacterial)與抗病毒(antiviral)等特性之豐原素相關抑菌機制,及量產關鍵技術。其研究計畫之成果,可為人類感染對萬古黴素產生抗藥性之金黃色葡萄球菌(VRSA)之超級細菌,提供一線治療生機。
06

USR-大學社會責任實踐試辦計畫-艾妲資訊培力

本校自2017年度起,因應教育部首推「大學社會責任實踐試辦計畫」,更加重視大學的社會責任,並將各具體方案納入校務發展計畫推動與執行。 通識教學部接續於2017-2022年度推動「桃園文化廊道」相關計畫,人文社會學院亦於2017年度推動「共築千塘社區好家園」計畫。學務處則於2018-2022年度推動「艾妲資訊培力」計畫、於2020-2022年度推動「寰宇文化領航」計畫。 「艾妲資訊培力」計畫,包含「艾妲少年資訊提升」、「艾妲教師資訊育成」、「艾妲跨國資訊推廣」以及「艾妲世代資訊共學」等4項子計畫。

2018年「艾妲資訊培力」計畫初期,從小學生的程式設計能力培育開始,直至2020年輾轉成功申請USR萌芽型計畫,當中共有四項子計畫相輔相成,慢慢將資訊素養擴展至在地小學教師培力、銀髮族,甚至是走出臺灣,協助其他國家人民掌握數位機會 
(1)艾妲少年資訊提升 培養孩童邏輯思考能力 由本校學生組成艾妲IT義工天團,經過書面資料審理與面試對談,篩選出抱持資訊教育熱情的青年夥伴。學期間接受專業教師課程跨域集訓,課程內容涵蓋資訊教育、程式設計、團隊帶領和教學實務等多元面向。結訓後,利用寒暑假期間,前往與合作夥伴學校辦理艾妲資訊營隊,教導學童如Scratch、Minecraft程式語言、機器人課程,結合桌遊學習,建立邏輯思維,提升資訊能力。共同為資訊教育普及,減少數位落差努力。為展現各校學習成果,於2020年起辦理艾妲程式盃競賽,希冀能藉由程式盃競賽鼓勵學童將營隊所學化為實體作品呈現,也能達到跨校交流、互相觀摩切磋之成效。 
(2)艾妲教師資訊育成 彌補教學資源不均 為鼓勵小學教師在職進修第二資訊專長,以符合教育部108年課綱新增之資訊科技科目,但由於教師們平日課務繁忙,較難抽出額外時間進修。為彌補桃園各區小學教師資訊教育不均的問題,計畫團隊規劃每學期開始前,會根據夥伴學校需求,與各校窗口聯繫並溝通討論、設計資訊課程,媒合校內(外)專業師資前往授課,提升合作夥伴資訊教育環境與教學品質 
(3)艾妲世代資訊共學 學3C接軌新世代 2020年首次與桃園八德社區大學共同合作,為在地社大學員設計適合社區長輩、上班族、青年、家庭主婦、新住民之資訊課程,推廣新興科技。課程規劃「AR擴增實境」與「VR虛擬實境」、手機APP操作與應用(手機操作、LINE、Google App、預防詐騙/假訊息、影片拍攝/剪輯)等內容,課綱規劃與豐富的日常生活緊密結合,提升社區學員資訊能力與素養,以減少因年齡所產生之數位落差

艾妲資訊培力

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艾妲資訊培力

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