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醫師結盟工程師!聿信醫療整合開刀房內軟、硬體,連續監測人類呼吸訊號
數位時代盧奕昕
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受過柯文哲指導的許富舜,放下多年的創傷醫學與心血管專業,夥同蔡富吉、鄭淵仁與吳春福,一同為開刀房裡重要生命訊號的呼吸,開發數位、智慧化的連續監測系統。

晨間7點不到,亞東醫院心血管加護病房主治醫師的許富舜已早早起床,在盥洗、早餐以及通勤的空檔,速速連上醫院系統掃過前晚病例,在抵達醫院之前,許醫師撥了通電話給前一天夜班執勤醫師,「昨天狀況如何,有什麼特別需要交代嗎?」電話的這一頭,他在腦中整理了下這段時間蒐集到的病人資訊。

在 2016 年來到亞東醫院任職以前,許富舜已擔任多年台大創傷醫學部主治醫師,在成為主治醫師之前,他也曾在從事重症醫學專科時接受柯文哲醫師指導,並受其提點進入台大生醫電資所博士班。

這日,他如往常地來到醫院,約莫 9 點左右,許富舜領著相關醫護人員開始查房、並與專科物理師、住院醫師進行交班,在加護病房裡頭,有許多病人戴著呼吸器,病床旁則架設著心律及血壓監測系統,醫生能直接透過儀器上所顯示的數字檢視心臟功能是否正常,然而呼吸卻只能靠「聽」。

查房過程中最重要的步驟是看病患臉色、以及確認患者呼吸頻率的樣態是否正常,來回查房大概得花費 1 到 2 個小時,視每天病人的情況而定。早晨 10 點到 11 點之間,許富舜開始鑑識病情以決定近一步治療(開刀)或是撤除,對於急重症科、心血管加護病房抑或是開刀房醫師而言,確認病患呼吸道系統的狀態尤其重要,但現今仍沒有一種「儀器」能針對病患持續性呼吸狀態進行監測,以至於醫生想要判斷急重症病患的現狀僅能倚靠經驗,這項困境對於許醫師來說一直以來都是懸而未解的難題。

天使投資成為創業最大推手,聿信醫療甫創立即獲得瑞先科技投資

大約2、3年前,許富舜因緣際會結識了瑞軒科技共同創辦人、同時也是瑞信兒童醫療基金會董事長吳春福,吳董事長因為 18 年前孩子罹患白血病的緣故,開始投身兒童醫療相關慈善活動,在機緣巧合下也結識非常多醫師朋友,並開始萌生將熟悉的軟硬體技術導入醫學臨床的想法。

「台灣在醫療跨電機的跨領域合作僅止於研究,很多都打不到市場。跨領域這件事情要成一定全職投入才會有商轉的可能。」吳董事長提到,在加護病房中,愈來愈多的儀器設備需要做資訊的搜集,然而卻沒有一種機器可以抓取連續的呼吸訊息。

傳統上,經驗老道的主治醫生可單純透過聽診器及觀察判斷病患的生命徵象及病況,但在較為危急的急診室或加護病房裡,醫師很難持續待在患者身邊觀察,但對於麻醉科醫師而言,執行不插管麻醉,得時時監控病患的呼吸狀況,以確保病患生命徵象。然而,目前需透過聽診器持續監聽才能實現,但現實往往不容許連續監聽,致使病患暴露於危險的狀態中。

許富舜提到:「事實上病患吐出的每一個氣息、傳遞的每一個呼吸氣音,都是判斷病況的寶貴資訊,且目前麻醉醫學會對此加以管制、法律也明文規定麻醉進行時需依照準則監控呼吸,但卻沒有相對應的輔助器材。」有鑑於此,他與先前結識的蔡富吉、鄭淵仁一行三人,帶著一個創業想法敲開了天使投資人吳春福的大門。

「他們三個就這樣跑到我家來跟我聊,其實新創領域很難再有新鮮事,我們看很多、自己又負責 NBD(New business development),所以我肯定這個題目是對的。」吳董事長提到,比起天使投資人和董事長的頭銜,他認為自己更像團隊的 babysitter,提供創始成員商業思維的建議之外,也帶著他們開拓人脈、提供系統端、財務管理等必要支援。

打造 AI 智慧聽診器:呼吸聲得以跨越時間長期監控!

2018 年 6月,醫師許富舜、前光寶工程師蔡富吉與熟悉公司營運的鄭淵仁共同創立了以「AI肺部智慧醫療輔助系統」為核心的公司——聿信醫療,擔任技術長的蔡富吉發揮過去開發軟、硬體上的技術實力,將電路機構、數據分析、演算法、UI/UX 開發等部分用以開發醫療材料,跳脫以往醫材的研發思維。

「我從光電背景一直走到 Health Care,認為這領域可以將我對技術開發的執著與改變世界的理想充分結合。」蔡富吉提到,起始與簡單的信念,過去在光寶集團的工作經驗多與 IoT(物聯網)相關,離開光寶後的幾年,他自行創立 IT 接案公司,承接了 HTC 雷達微波呼吸照護服務的專案,開啟了對智慧醫療、感知技術與AI的興趣。

聿信醫療的研發團隊在蔡富吉的帶領下,以臨床需求為出發,將肺部症狀診斷的正確率提升至 9 成,過去醫療人員判斷患者是否罹患哮喘、肺水腫、氣喘等症狀的共識率大約只有7成,除了重症科、胸腔科等專科醫生的診斷較為準確之外,其他僅有不到3成的機率能透過聽診器精準判斷異常。

有鑒於專業上的落差,聿信醫療團隊與醫院進行臨床的合作,聿透過分析 6,800 例、 32 萬筆的 10 到 15 秒音訊資料判別患者的呼吸、連續異常音及吐氣之間是否異常,「訓練 AI 學習的過程是份苦工。」蔡富吉指出,團隊延攬兩位主治醫師、四名呼吸治療師全職參與,協助 AI 訓練並標注異常環節。

在硬體的部分,需要有能持續接觸患者的 Sensor 方能接收患者即時的呼吸音訊,以供 AI 系統進行判斷,因此研發團隊花費兩個月的時間打磨「微型化聽診器」,此硬體的困難點在於如何將聽診器的功能濃縮在有如「心率貼片」那樣扁平、輕盈的載體上。

蔡富吉提到:「聽診器為什麼經過 200 多年還保留原本的樣貌?就是因為材料上有其限制,它必須透過金屬材料完全隔絕外面的聲音。」為了突破材料上的限制,團隊自行研發微型化聽診器貼片,透過醫療級的線材搭配隔音、抗噪材料與擴大裝置(16 個 Channel 的麥克風陣列),只要貼附於患者身上,即可隔絕外部雜音,清楚地監聽連續性肺部音訊。

此項技術最大的突破,就是將原本只能於單一時間進行「聽診」、「呼吸診斷」轉化為可連續紀錄的系統。「系統除了紀錄之外,也有監控的功能。」蔡富吉提到,為了協助醫護人員在開刀房、重症室等無法無時無刻監視病人的狀態下,亦能了解該病人的狀態,除了呼吸波形可像心電圖一樣投放出來以外,AI 會根據病人的呼吸聲來判斷是否異常,異常時則會啟動警示。

解決過去醫材無法克服的難題,有望趕在今年通過 TFDA 認證

「我們解決了一個過去大家一直想解決,但卻沒有辦法被解決的問題。」這句話聽起來饒口,但對於深知重症醫療迫切需求的許富舜醫師來說,確實是聿信醫療在業界能獨樹一格的地方。

長期以來,醫界對於智慧聽診、電子聽診可能性的挖掘從未停歇,只是過去的裝置多半僅停留在接觸構面上加裝錄音設備,但只要無法持續性與病患接觸,就無法克服時間與空間,許富舜解釋:「今天我在亞東醫院可以調到病患的血糖、血壓,也可看到他的心電圖;但呼吸監測目前仍無法做到這一點,因此我無法知道這名病患上次哮喘發作是在何時,且沒有智慧診斷的輔助隊醫生來說根本助益不大。」

傳統上,ECG (Electrocardiography,心電描記術)是一種以時間為單位記錄心臟的生理活動的儀器,部分急診室儀器也有呼吸監測的功能,然而,此種設備是用胸廓起伏所產生的電阻差異,來計算呼吸產生的速度與頻率;而電阻容易受到外在環境影響,如:醫護人員觸碰、病患移動碰撞等,都可能影像其準確度。再者,ECG 儀器所得出的數值僅有呼吸次數,它接收到氣管攣縮、哮喘、痰等聲音並加以分析。

「AI肺部智慧醫療輔助系統」從各式相似競品中脫穎而出,是因為善用軟硬體以及 AI、深度學習等跨領域整合的優勢。瑞軒科技共同創辦人吳春福提起下海投資聿信科技的根本緣由,說道:「我們常常說台灣有很多好的軟體工程師,但台灣想要靠軟體公司打國際戰真的不容易。」

由於純軟體應用或產品需要強而有力的核心價值,才有可能在市場占有一席之地,而硬體上,台灣想在人才、市場、規格訂定上與國境競爭也相對困難,因此,吳春福認為,要帶領台灣團隊打入國際,最根本的解法是結合台灣兩項最頂級人材:醫學與電機,整合兩方優勢方能於國際市場與之競爭。

同時,「對的產業與產品」也應當發生在「對的人」身上。吳董事長看好聿信醫療的團隊實力與人格特質,他提到:「我認為創業第一天是否有意識到:你在『打造』自己的公司很重要,經營公司你就不只是經理人,也不是只想圓一個夢而已。」

因應新冠肺炎改變策略目標,2020 年已做好量產準備

過去一年,聿信醫療的「智慧呼吸監測系統」已在北部、中部醫院進行臨床試驗,同時也於 2019 美國舊金山 RESI 創新挑戰賽(Innovation Challenge)中獲得佳績,領先全球逾 300 多家參賽隊伍,榮獲亞軍殊榮;另一方面,TIEC(科技部計畫) 也引薦美國矽谷生醫領域業師,提供顧問諮詢,協助台灣團隊進攻美國市場。

日前,聿信醫療已將產品送審美國 FDA(美國食品藥品監督管理局),最快會於明年(2021年)Q1 取得近一步回應;而台灣的部分可望在半年之內跑完 FDA 申請程序,創辦人暨執行長許富舜補充:「正常來說程序較為繁瑣,但不曉得政府是否因為現在新冠肺炎疫情的關係,加速審理我們的案子。」

原先以「不呼吸立刻會有生命危險」的病患作為主要市場的聿信醫療,近期也因新冠肺炎疫情的關係調整目標,希望能在短期內從 EVT (工程驗證測試階段)進展至 PVT(生產驗證測試階段)進行量產。

近期,全球供應鏈因應中國工廠停擺、復工狀況不一的情況因而產生停滯,這也同時影響聿信醫療在硬體上的加速生產,「雖然不能說短期間內就能達到規模化,但有瑞軒科技這樣的 SI 上市公司的協助下,我們有自信可以逐步解決當前問題,並且做好量產準備。」許富舜提到,聿信醫療期望在今年(2020 年)更明確的驗證技術、完善產品,達成更多臨床試驗的同時,加速產品的量產。

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