學研新創 - 智慧醫療與健康科技
生醫演化學習平台發展之智能血液透析決策輔助系統
2022-12-20
何信瑩教授團隊/國立陽明交通大學

何信瑩

慢性腎臟病為台灣國病之一,需長期透析之人數逐年增加,血液透析常伴隨多種併發症和風險,依據透析診療指引對同類型患者的透析效果也大不同,是以醫師難在透析前給予正確的個人化醫囑和透析參數。儘管自動化醫療物聯網的透析時代來臨,大量生醫臨床數據的建模預測和預警仍是提升透析品質的瓶頸所在。本案研發「智能血液透析決策輔助系統」,以患者當日透析前生理數據和過往透析數據建立的個人化透析模型,可提供併發症(如透析中低血壓)風險和透析成效(如改善貧血)的預測結果,並提供最佳化的透析參數建議和模擬結果,輔助醫師制定適當的透析規劃以避免患者的併發症並提升透析品質。透析模型之開發使用大量透析樣本,每筆樣本有81項原始生化值特徵,利用醫學專業知識與時間序列擴增為1600多項衍生特徵,以何信瑩教授研發的「生醫演化學習平台」進行最佳化特徵挑選、建模、預測、模擬和參數設計,建立透析決策輔助系統,其成效已具臨床實用水準。生醫演化學習平台已先榮獲第18屆國家新創獎,評審推薦具上市潛力,其核心技術已技術授權成立國立陽明交通大學的衍生新創事業(數冠科技)。本案由數冠科技整合AI模型於大同醫護公司之床邊即時透析系統為示範系統,並以新國民醫院為臨床驗證場域。本智能血液透析系統以模組化設計,以因應各醫院不同的透析系統;本案亦獲得研華公司捐助研發雲端透析輔助系統,以因應國內外中小型透析診所所需。

評審推薦
1.運用患者當日透析前生理數據和過往透析數據建立的個人化模型,可提供併發症(如透析中低血壓)風險和透析成效(如提升血比容)的預測結果,具臨床價值。
2.洗腎前協助病患模擬最佳模式,預測洗腎過程發生的併發症、降低洗腎風險,有助於血液透析之醫療品質改善,增進病人安全。
3.已申請專利進行相關智財佈局,研發團隊完整,技術開發已趨成熟,具商轉潛力。
2023年度精進成果
本案在研發進程五個項目皆有持續精進,尤其在核心技術及跨院驗證層面取得重大進展。首先,新增新國民醫院一年臨床資料,特徵豐富度增加,低血壓和貧血模型經過優化AUC均達0.8,預測效果顯著。並建立透析預測通用架構,適用不同併發症。其次,修改貧血標注和參數模擬方法,有助個人化治療,此最佳化策略使貧血機率下降20%。此外,進行模型效能跨中心驗證,初步結果表明,兩家醫院透析中低血壓模型表現相當,有助驗證模型穩定和廣泛適用性。最後,本團隊於2023年7月與大同醫護股份有限公司及臺北醫學大學聯合申請國科會產學合作計畫,積極整合大同床邊即時系統和個人化AI參數模擬模型,將併發症參數模擬模型模組化,實現智能透析系統的臨床驗證和落地。
團隊簡介

何信瑩

學歷

國立交通大學資訊工程系 博士

現職

國立陽明交通大學 生物資訊及系統生物研究所 特聘教授

經歷

1. 國立交通大學 生物科技學院 副院長 2007-2013

2. 國立交通大學 生物資訊及系統生物研究所 所長 2004-2007, 2013-2019

3. 榮獲全球前2%終身影響力頂尖科學家」(史丹佛大學20212022/9)

4. 數冠科技股份有限公司 (陽明交大衍生新創公司) 創辦人。

5. 台灣生物資訊及系統生物學會理事長 (2022-)

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