以巨量资料和人工智能驱动全龄精准健康

Big

Data,

AI

and

Precision

Health以巨量資料和人工智慧驅動全齡精準健康楊

泮

池國立臺灣大學醫學院中央研究院生醫所國家生技醫療產業策進會1以巨量資料和人工智慧驅動全齡精準健康n臺灣為何需要發展全龄健康n從精準醫療到精準健康n智慧醫療

大數據是王道

“Big

data

is

King”n布局全齡精準健康，促進產業發展n建構精準健康大數據永續平台2in

health

and

wellness

is

"an

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ask“What

was

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will

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about3臺灣為何需要發展全龄精準健康n

老人(>65

歲)

是在1890年代德國俾詩麥所提出n

臺灣

2018邁入高齡社會(>14%),

2026

成超高齢社會(>20%)n

初老

(young-old,

65-74歲),

中老

(75-84歲),

老老(>85歲)n

新思維新定義

:

新老人(>75歲);

從長照到不長照2020年 2050年9.1%61.4%初老人口勞動人口17.2%49.5%男 女 男 女國家發展委員會人口推估

2020 4上醫應醫未病之病從精準醫學到精準健康與全齡健康Healthy健康Sub-Healthy亞健康Disease罹病Baseline

Risk疾病風險Earliest

Molecular

Detection分子診斷EarliestClinicalDetection最早臨床診斷CurrentIntervention精準治療`!"#$%&'()TimeRisk

assessmentHealth

promotionEarly

detection

Prevent

progressionPrecision

managementSmart

healthcarePrevention預防和健康促進Early

diagnosis早期診斷Precision

Therapy精準治療Precision

Health精準健康Modified

from

Snyderman

R

et

al.

NEJM

Catalyst

20175Disease

burden

and

Cost醫療資源耗費!"#$%Incurability7000

6000

5000

4000健康福祉應用生技2053億元1085億元30002000醫療器材 1875億元製藥產業 898億元生醫產業整體營運規模100002007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

202067

788智慧醫療

大數據是王道

Big

Data

is

King9布局下世代臺灣精準健康臺灣精準健康戰略接軌全球的生物和醫療科技產業Taiwan

Can

HelpBTC生技產業策略諮議委員會議2020

BTC

2030展望臺灣新未來

▪

全齡精準健康2019

BTC

完善產業生態系

▪

建構國際競爭力

2018

BTC

聚焦生醫新智慧

▪

共創產業新格局6大核心戰略2021-2025臺灣精準健康方案打基礎優環境2017-20205+2 連結在地 生醫產業創新推動方案產業創新 連結國際 Ü完善生態體系AI、5G Ü整合創新聚落連結未來Ü連結國際市場資源共通基礎環境 ) 奠定我國朝向涵蓋精準醫療、Ü推動特色重點產業( 再生醫療、數位健康之「精準健康」產業發展的基礎Office

of

Science

and

Technology

|

Executive

Yuan

|

TAIWANÜ完善生態系Ü扶植產業鏈推動產業涵蓋保健、預防、診斷、治療、照護全齡健康願景µ增進全民健康µ降低醫療照護成本µ加速生醫創新µ提升產業競爭力全齡健康願景保健

照護預測 個人

X

群體

預後預防 治療數據檢測 診斷10人才、法規、資金等推動全齡精準健康

促進產業發展Blockchain Cloud IoT Cyber

Security 5G AI健康大數據永續平台個人生理監測數據營養保健 電子健康紀錄 臨床試驗(EHR) 資訊•

個人化保健食品健保資料 統計資料•

飲食營養分析 就醫紀錄 癌症登記•

飲食/水/空氣檢測 檢驗數據 罕見疾病影像資料 出生/死因健康存摺醫材/防疫基因體資料•

診斷影像•

手術/治療•

骨科/植入物器具•

輔助器具生醫製藥•

小分子藥•

CMO/CDMO•

生物藥•

CRO•

中草藥/植物藥 •

新藥開發公司 精準健康•

精準藥物開發 •

LDTs•

生物標記開發 •

IVD•

臨床決策支援 •

CDx環境資料長照資料 健康管理行為&調查資 •

健康管理 •

智慧照護料 •

心靈健康 •

醫療服務警政社福內政資料 •

運動健身管理 •

樂活休閒Biobank 智慧醫療整合平台•

智慧醫院•

智慧診所•

智慧藥局再生醫療 •

智慧中醫藥•

組織工程 •

基因/細胞/組織供應鏈•

細胞/基因療法•

檢測設備•

醫療影像分析•

檢測分析服務111213客製化智慧型居家自我健康監控Sanjiv

S.

G.

etc.,

Toward

achieving

precision

health,

Science

Translational

Medicine

201814遠距醫療/照護Telemedicinen

即時視訊問診n

電子健康紀錄資料傳輸n

遠距記錄/監測個人健康和醫療數據n

透過行動設備提供醫療健康資訊醫療健康資訊科技

Health

ITn

醫療管理類功能系統

/

軟體n

健康管理類功能系統

/

軟體n

醫療裝置類功能軟體/

Solution個人化醫療Personalized

Medicinen

個人化用藥

/

治療n

幫助醫師輔助診斷

/

檢測行動健康醫療

mHealthn

行動平台/行動載具n

行動健康應用程式n

行動醫療應用程式n

受管制的醫療器材穿戴式裝置

Wearable

Devices不穿戴監測n

一般健康類應用產品n

醫療監測裝置1516臺灣產業掌握翻轉精準健康關鍵技術1718Medical

Applications

of

Wearable

Device

in

Health

Care19End-to-end

lung

cancer

screening

with

3-dimensional

deep

learning

on

LDCTArdila

D

et

al.

Nature

Medicine

201820Deep

Learning

for

Cancer

Risk

Estimation

of

Pulmonary

Nodules

by

LDCTVenkadesh

KV

et

al,

Radiology

2021,21Data

Acquisition

and

Machine

Learning22遠距醫療/照護

Telemedicine/ 23行動健康醫療

mHealthhttps://nova-sig/24個人化醫療

Personalized

MedicinePrescription

Digital

Therapeutics/ / 25防疫和社交距離變成常態WHO承認

新型冠狀病毒可經空氣傳播多進一次隔離室就增加一倍感染風險隔離病房內到處是病毒n

快速大量的篩檢n

隔離病房遠距健康評估和醫療n

環境、人員和群眾的精準監控n

有效防疫策略、疫苗和治療n

其他Ong

SWX

et

al,

JAMA

2020Air

Filter

Can

Kill

99.8%

SARS-CoV-2Nickel

Foam

Filter

Catches,

Heats

and

Kills

the

Virus

and

other

Pathogen-University

of

Houston26COVID-19需要穿戴及不穿戴裝置做遠程監測和評估心率體溫心率變異族群健康血氧生理參數呼吸 心律恢復AI 個體健康27Seshadri

D

et

al.

2020穿戴及不穿戴式裝置

Wearable/nonwearable

Devices不穿戴監測https://brolis.tech/ / 28Smart

Display:

Wide

Range

of

Medical

Applications智慧顯示器在精準醫學/精準健康可能應用29Non-invasive

wearable

MEMS

sensorfor

vital

sign

monitoringKaisti

M

et

al,

Digital

Medicine

201930Progress

of

Wearable

Sensor

for

Vital

Sign

MonitoringECG,

EEG,

EMG,

SpO2,

RR,

BP,

Biochemicals,

Metabolites

etc.Liu

H,

et

al,

Sensors

2020 31Eulerian

Video

Magnification

framework

forvisualizing

the

human

pulseWu

HY

et

al.

ACM

Transactions

on

GraphicsJuly

2012

/10.1145/2185520.218556132PoseFlow

—

real-time

pose

tracking實時多人姿態軌跡跟蹤Resources:

Pose

estimation

on

a

video

sequence

(Video

by

sferrario1968

from

Pixabay)33MIT團隊實現可穿牆透視的人體姿態識別Conference

on

Computer

Vision

and

Pattern

Recognition原文網址：https://kknews.cc/science/ym4llea.html34Falls

Prediction

Based

on

Body

Keypoints

and

Seq2Seq

Architecture預測病患跌倒Minjie

Hua

CloudMinds

Technologies

IEEE

Xplore.35不穿戴裝置的生理監測36不穿戴裝置的生理監測37台灣如何建構精準健康大數據永續平台回溯性資料醫院臨床資料庫基因資料庫醫學影像資料庫電子病歷資料庫►臨床收案及檢體收集►資料探勘及匯整健康大數據永續平台►資料標準化與平台介接串聯機制►資料安全管理與應用追溯機制基因資料庫Taiwan

BioBank臺灣精準醫療計劃(TPMI)腫瘤基因資料庫基因變異圖譜前瞻性資料臨床資料庫臨床藥物療效及副作用臨床研究資料全民健保全齡健康資料癌登/癌篩等資料庫死亡檔38科技會報、衞福部、科技部、經濟部 39科技會報、衞福部、科技部、經濟部 40聚焦特定疾病領域規劃n

疾病別的選擇以死亡率高、發生率高、disease

burden較嚴重

國家重要健康議題，對相關產業有助益n

癌症n

肺癌、乳癌、大腸直腸癌、肝癌等n

具有精準醫療利