《Science》子刊:創新植入式AI晶片 即時分析心律異常準確度達88%

2021/08/23
《Science》子刊:創新植入式AI晶片 即時分析心律異常準確度達88%
近日,德國德勒斯登工業大學(Technische Universität Dresden)的研究人員,開發出首款可植入人體內的人工智慧(AI)晶片,除了可即時偵測心律外,也能自動化分類心律的異常,準確

近日,德國德勒斯登工業大學(Technische Universität Dresden)的研究人員,開發出首款可植入人體內的人工智慧(AI)晶片,除了可即時偵測心律外,也能自動化分類心律的異常,準確度達88%。雖該技術尚未在人體內進行試驗,但仍突破了過去生物電子元件應用的限制。此研究成果發表於期刊《Science Advances》。

研究人員開發出的這款具生物相容性的AI晶片,又稱為有機電化學電晶體(organic electrochemical transistor, OECT)

其使用一項結構類似於人類大腦的聚合物纖維網路,並以稱為「儲層計算」(reservoir computing)AI神經網路(neural network)演算法框架打造。這種網路的非線性構造,能把極小的訊號變化放大,例如醫師通常難以評估出的心跳微小變化。

實驗顯示,這款AI演算法區分健康心律與3種異常心律的準確度高達88%,且同樣是偵測異常心跳的功能,其耗能比人工心臟節律器(pacemaker)來得更少。

該研究指出,目前為止成功緊密結合電子學與生物學的醫材,僅限於簡單的電子元件,例如單一突觸(individual synapses)或感測器,尚無法進行複雜的任務;AI分析應用也主要侷限於評估「離線」(offline)、非即時的數據。但若能連結、甚至用植入體內的方式,主動監測人體的任何異常,會是未來更大的願景。

雖然該研究尚未實際進行人體試驗,並僅以電訊號、生物流體(biofluid)模仿心搏進行實驗,但仍證實使用AI神經網路框架,可以植入式的方式監測訊號,甚至進行進一步的分類任務。

參考資料:

1. 論文原文:https://advances.sciencemag.org/content/7/34/eabh0693

2. https://www.news-medical.net/news/20210820/TU-Dresden-scientists-develop-implantable-AI-platform-for-real-time-biosignal-classification.aspx

(編譯/巫芝岳