是心情不好還是憂鬱症? 「新武器」算出你和憂鬱症的距離

老年人最怕失能和失智,關於失智,愈來愈多研究指向失智之前通常會出現憂鬰症。除了靠醫生的經驗和量表評估判斷,現在AI已經可以做到用腦波算出你和憂鬰症的距離。宏智生醫科技共同創辦人、國立台灣科技大學機械系教授劉益宏應《康健》〈Vision 2025高齡國際趨勢論壇 力用智慧 預見百歲新未來〉之邀,以「高齡時代新武器 腦機介面AI輔助診斷」為題發表專題演講,以下是演講摘要:

想像一下這樣的場景:進到診間,醫師建議量測腦波,在指引下,你來到腦波室,操作人員為你戴上電極帽、頭部貼了8個電極,連接腦波儀;然後你靜靜坐著2分鐘量測腦波,接著摘下電極帽,回到診間,幾分鐘後,雲端AI分析結果回傳到診間,醫師的電腦秀出你的腦波檢測報告,再根據醫師的診斷,告訴你是否罹患憂鬱症。整個過程,僅20分鐘。

WHO(世界衛生組織)估計,全球有2.6億人以上患有憂鬱症,盛行率約3~4%,65歲以上的高齡憂鬱症盛行率更高達10%,相當於每10個老人就有1人患有憂鬱症。在台灣,憂鬱症人口亦超過百萬,高齡憂鬱症盛行率約6~8%,而且這些數字是低估的。

憂鬱症不僅會造成嚴重失能,研究並發現,老人同時患有輕度認知障礙和憂鬱症,將來得到阿茲海默型失智症的機率也會增加。

經濟面,憂鬱症在台灣帶來的社會經濟損失每年高達台幣350億元,其中,醫療成本僅佔不到3成,超過7成來自於生產力下降。一旦中年人罹患憂鬱症,除了影響認知功能,學習、決策、思考、專注力也跟著下降,職場表現、生產力連帶衰退。因此,WHO將憂鬱症與心血管疾病、惡性腫瘤並列為21世紀三大疾病。

高齡論壇,劉益宏,宏智生醫,憂鬱症,腦波
高齡論壇,劉益宏,宏智生醫,憂鬱症,腦波

(許多憂鬱症病人沒有病識感,又容易被污名化,加上缺乏客觀檢測和服藥依從性差,導致憂鬱症治療困難重重。圖片來源:康健雜誌)

憂鬱症治療4大痛點

可是,即便是醫學發達的今天,憂鬱症還是常被僅僅視為一個情緒問題,貼標籤、污名化,而且缺乏客觀量化的儀器檢測數據,主要仰賴臨床診斷,導致病人不信任醫生、拒絕接受治療或治療中斷。

1.無病識感:憂鬱症病人常認為只是自己心情不好、情緒方面出問題,沒有意識到自己已達到憂鬱症診斷的標準,不知道該看醫生,尋求醫療協助。

2.污名化:高齡憂鬱症尤其常見。長輩聽到別人說自己可能得憂鬱症,反應通常是生氣、惱怒,認為別人質疑自己精神方面有問題,更不會想到看醫生。

3.缺乏客觀檢測:目前憂鬱症主要由醫師根據美國精神疾病診斷準則進行診斷,大量仰賴主觀問診。即使醫師有專業知識和臨床經驗,但看不到客觀數據或圖表,病人容易對醫師的診斷半信半疑。

4.服藥依順性差:因為不信任醫師,病人服藥的順從性也跟著降低。統計顯示,憂鬱症病人持續用藥1個月以上的不到7成,連續使用2個月的人更不及一半。

(研究發現,憂鬱症病人的大腦活動和腦波會和一般人不一樣。圖片來源:pixabay)

憂鬱症病人的大腦結構、活動會改變

當前沒有明確客觀證據可以讓患者接受「我的大腦感冒了、生病了」,因而否認生病、拒絕治療,成為許多人罹患憂鬱症的第一個反應。

也因為如此,有一個武器,說服病人或家屬,你或你的家人得了憂鬱症、請接受治療,成了現階段許多臨床醫師最大的想望。

近20年來,許多學者投入研究,試圖找出可供醫師客觀輔助診斷憂鬱症的工具。而大量神經造影研究證據顯示,部分長期、中重度憂鬱症的病人,大腦中掌管情緒和記憶的海馬迴體積會縮小10~20%;憂鬱症愈嚴重,前額的「眶額皮質」活動也會愈弱。由於大腦接收到的資訊會匯集到眶額皮質,並做出決策或學習,所以憂鬱症除了有情緒問題,也會出現學習功能障礙、表現變差。

大腦結構與活動受影響,腦波自然會出現變化,隨之愈來愈多人投入腦波和憂鬱症的研究,試圖透過腦波,也就是腦電圖,判別一個人是否患有憂鬱症。而且腦電圖的設備體積小,價格親民,加上非侵入式、檢測快速,適合作為常規檢查。

(透過腦波檢測,可快速檢測出是否罹患憂鬱症,準確率可達8成以上。圖片來源:劉益宏提供)

找出大海波浪裡的小漣漪 「AI演算法」助腦波儀判讀憂鬱症

但腦波是來自非常微小的神經訊號,除了用來判讀癲癇這類用肉眼就能明顯看出腦波波型變化的疾病,現在已有研究認為,腦電圖也能有效診斷部分疾病,例如腦瘤、腦損傷、中風、憂鬱症和失智症,關鍵就在於AI領域的快速發展。

過去認為,處理腦波的最大問題來自干擾和雜訊。當一顆顆電極感測器放在頭殼上,腦波電位穿透厚厚腦殼和1~2mm的腦膜,訊號勢必衰減許多。

而且,大腦是封閉的,電極接收到的腦波不會是單一部位底下的腦部活動,而是整個大腦活動的混和訊號,所以不是那麼「純粹」、「乾淨」;再加上眨眼、皺眉、聳肩等肌肉活動的電位訊號振幅往往是腦波的數十倍到千倍以上,嚴重干擾腦波。以至於雖然腦波量測簡單,20多年來,臨床應用卻極少。

直到AI演算法的開發、應用,得以從大海的波浪裡找出小漣漪,把純粹的腦波抓出來、進行腦波解碼。台灣科技大學與台大醫院研究合作,只用8顆電極,就讓憂鬱症的辨識準確率達到81%;與哈佛醫學院的合作,則找出7顆關鍵量測電極,準確率也有83%。

(人工智慧搭配雲端腦波大數據分析,未來精神醫學也將走向「精準數位醫療」。圖片來源:陳德信)

AI搭配大數據分析 精神醫學走向「精準數位醫療」

國內生醫科技公司「宏智生醫」結合各領域,包括機電、數據科學、電腦科學、認知神經科學等,並與台大醫院、台北榮總、長庚醫院等醫學中心合作,蒐集台灣第一個憂鬱症腦波大數據;同時自行開發腦波儀,進行腦波擷取和分析,已通過SGS醫療安規認證,有望於今年底或明年第一季取得國內食藥署TFDA許可,同步申請FDA(美國食品藥品監督管理局)中。

可以預見的未來是,透過腦波客觀的神經生理訊號的雲端AI分析,搭配臨床已經在使用的PHQ-9量表(病人健康問卷),可以提供醫師有力的參考,輔助診斷病人是否患有憂鬱症,精準快速掌握病患的狀況,治療更有效率。

病人和家屬也會提高對醫師的信任度,並了解到,其實憂鬱症就是一個疾病,不需要太擔心別人有色的眼光,更願意就診,就像看胃痛這麼簡單。

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