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從過往的先射箭再畫靶，到先找靶再射箭，這兩種截然不同的產品開發態度，是張榮森實驗室執行長張焜傑接受位於矽谷的奇點大學（Singularity University）震撼教育後，最深刻的體悟。針對帕金森氏症所開發的非侵入式光學振動檢測技術 Vibrasee，就是他們目前全力發展、能謀求人類長遠福祉的主力產品。
帕金森氏症是一種影響中樞神經系統的慢性神經退化疾病，目前普遍的醫學共識是沒有辦法被治癒。張焜傑在矽谷曾跟許多神經科醫師討論，發現目前醫界對帕金森氏症的治療有兩個主流方向，一是早期診斷，讓病患在用藥上有多一點選擇，延緩惡化；另一主流是神經再生術，也就是把腦神經長回來，是目前公認唯一有機會能根治帕金森氏症的方法。
早期診斷早期用藥
無論是延緩或是根治，相關研究都指出早期發現、早期治療，效用都比晚期才開始來得好。因此張焜傑導入藍圖（Blue print）的概念，將 Vibrasee 的目標分成三個層次，其中最高層次目標是協助醫師將提早診斷的時間從 1~2 年推進到 10~20 年，讓病患生活品質得到改善。
第二層次的目標是以機器學習協助醫師增加診斷上的判斷度，特別是針對帕金森的非典型症狀——手不會抖但腳不良於行，若醫師只用肉眼觀察很容易誤判。第三層次則是病況與用藥評估，以 Vibrasee 協助醫師正確評估病患的顫抖程度，隨時調整藥物，是目前研發團隊可以完成的功能。
「神經疾病是醫學研究中參破最少的科目，大部分的神經內科醫師所使用的工具有限，核磁共振成像（MRI）則設備貴，病人光排隊就要花 1~3 個月，所以成長空間大」，張焜傑將腦神經疾病的相關研發成果比喻成醫界的全新聖杯，特別是全球高齡人口激增，神經疾病發生率又佔老年人口的 15 ~ 20%，將有越來越多人受其所苦。
全局視野，Vibrasee 將微小肢體顫抖放大識別
Vibrasee 是一種非侵入式光學振動檢測技術，使用特殊光學技術，讓微米級的皮膚振動影像增幅，再透過電腦分析皮膚或肢體振動的模態、頻率、形狀，提供全面的振動資訊給醫師作為診斷參考。簡單來說就是設計製造一個「震動放大器」，將微小的顫抖放大到肉眼可以識別。
「人的肢體顫抖屬於低頻，在過去會被歸類為雜訊，但現在可以把真正的雜訊和顫抖的訊息區分出來，應用光學計算將 x、y、z 軸的條紋變化量放大，把低頻區分得更詳細」，張焜傑解釋。
目前研發團隊總共收集了五十幾筆的病例數，加上之前做的前期量測共有近 150 筆病例。這樣的數量相比其他競爭者看似很不足，但張榮森實驗室採樣方式為 comprehensive information，也就是每個病例的取樣範圍非常大，有別於來自澳洲的主要競爭者 Global Kinetics Corporation (GKC)，他們以穿戴式裝置判斷單點震動行為。
「GKC 需要收很大量的數據才能判斷，但卻會面對這個點是否有代表性的問題，而我們則是將整隻手顫抖的狀況以光學方式拍攝，如果每張圖片的解析度有 800*600，一秒有 60 張圖片，每個病人拍攝 10 秒鐘，那最多可以有 40 萬個以上的頻率特徵可以進行學習。」
AI 學習，異中求同
「傳統的工業自動化或是 AI 學習，常常犯的錯是同中求異，因此學習進度非常緩慢，但我們認為最好的學習方式是異中求同」，張榮森老師特別點出這兩種偵測差異，「也就是給機器看各式各樣的狗照片，讓他自己歸納出這是狗。」這也是團隊產品開發的關鍵與主要競爭優勢。收集到特徵後，再應用機器學習把看到的影像跟醫師臨床診斷結果做比對，建立模式與疾病之間的對照關係。目前 Vibrasee 的準確度已達 80%，預計 1~2 年內就可以超過 90%。
除了帕金森氏症外，團隊也收集原發性顫抖症、舞蹈症、ADHD 等各式各樣的疾病。「帕金森症是我們第一個目標，未來我相信這些疾病都可以用這個產品去定位。」張榮森實驗室接受科技部萌芽計劃的幫助，目前正進行天使輪投資，也獲得全球知名的「米高·J·福克斯帕金森病研究基金會」（Michael J. Fox Foundation）合作意向，可取得美國的病例來做研究。
科技發展終究會趨同
「新的科技在短期內被高估，但科技在長期被嚴重低估」，例如 Led 過了十幾年才普及，也因此新創團隊在研發新科技時常常很沮喪，但若往長期看，這些科技一定是每個人都會需要。科技發展終究會趨同。「因此從科技來創業的人要有這個大局觀」，這是張焜傑從矽谷回來後對自己與整個團隊的期待，
（首圖：左-國立中央大學光電科學與工程學系張榮森老師；右-實驗室執行長張焜傑）
原文轉載自【2019-05-15/科技新報】
