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嬰兒便色難判讀 臺東專校以AI助膽疾診斷
新知
第1822期
嬰兒便色難判讀 臺東專校以AI助膽疾診斷
2025-12-12
【記者呂詠倢報導】膽道閉鎖是常見的新生兒疾病,嚴重情況下可能致命,然而,其初步診斷多僅依賴糞便色紙卡判讀,印刷差異與光源條件常造成誤判,錯過治療時機。為解決此問題,國立臺東專科學校資訊管理科主任林國豪,率領學生邱竑仁、陳濟恩與傅堃哲,共創「幫寶識:一種基於嬰兒糞便影像辨識之大便色卡智慧健康預警系統與方法」,一舉拿下2025IIIC國際創新發明競賽金牌。 膽道閉鎖的主要外顯症狀為黃疸,但新生兒因肝臟功能尚未發育完全,經常難以順利代謝紅血球溶解後所生成的「膽紅素」(註一),致使黃疸現象相當普遍,連帶增加識別膽道閉鎖的難度,再加上東亞常見的UGT1A1變異與純母乳哺育的交互作用(註二),讓東亞新生兒的黃疸現象更加盛行;而台東縣作為原住民人口較多的地區,其中阿美族因遺傳因素較缺乏G6PD酵素(即蠶豆症),也會讓紅血球更容易被破壞為膽紅素,加劇黃疸形成。 註一:膽紅素是紅血球溶解後的產物,正常由肝臟處理後可經膽汁排出體外,但若該代謝路徑受阻,膽紅素便會在血液中積聚,造成新生兒眼睛、皮膚變黃的黃疸症狀。 註二:UGT1A1基因負責協助肝臟代謝膽紅素,東亞族群較常見的UGT1A1變異會使膽紅素轉化速度變慢;而當新生兒以純母乳哺育時,乳汁中部分成分又會抑制膽紅素代謝,使兩者相互作用下更容易出現較長時間的黃疸。 臨床上,臺灣家長一般會參考衛生福利部提供之兒童健康手冊,依據其中的「嬰兒黃金九色卡」比照顏色,若嬰兒糞便呈淡黃色或灰白色,則應儘速就醫。但初為人父的林國豪根據育兒經驗指出現有流程缺陷,「色卡印刷不夠精細會有色差,家長在不同光源下容易誤判,手機拍照也會有螢幕色溫的差異。」他說明,這讓醫生也難下定論,只能採再觀察策略,來往檢查間即拖延治療時機,且原鄉家庭多位處交通不便的山海線地區,還需遠赴高雄、台中或台北等地求醫,往返成本十分可觀。 幫寶識系統是以人工智慧深度學習中的卷積神經網路架構為核心,提供其大量的嬰兒糞便圖用以訓練光源判讀與色澤辨識,並將辨識結果與衛福部黃金九色卡中異常、正常色做對照,系統會計算最接近的顏色區塊並給出信心度百分比,數值越高則代表越吻合。學生邱竑仁表示,當初以機器學習方式設計系統,是因其不受情感因素干擾,「有些家長抱著希望孩子沒事的心態,容易下意識錯估糞便異常的狀態。」 談及如何解決光源偏差問題,林國豪解釋:「我們運用圖像資料增強的方法來訓練模型,像是將圖片亮度調整正負20%或做翻轉,來模擬各種拍攝情境。」他也進一步點出,相較國外類似系統,幫寶識最大優點在於操作簡便,對於手忙腳亂的家長而言「隨拍即判」才是重點,「像日本的系統還要去調整角度、光源和色溫,操作太繁瑣,最後都是閒置不用。」 開發過程中,團隊遇到的最大困難在於資料搜集。因網路上公開的新生兒糞便影像不多,學生們只能從臉書社團、學術論文或周遭親友取得品質參差不齊的資料,再花費大量時間進行資料標準化。由此,林國豪也坦言幫寶識若要擴大應用仍有阻礙,「我們做的是封閉型的實驗,還是需要醫學中心或國家計劃的力量,才能搜集到更多樣本,提升判別準確率。」國立臺灣大學醫學院附設醫院小兒部新生兒科主治醫師黃信中也表認同,「臺灣遲遲沒有相關開發,就是因為難保證判讀結果完全可靠,無法贏得民眾信賴。」但他仍肯認這套系統對偏鄉小兒疾病防治而言,具有啟示性意義。 目前幫寶識正在申請專利的階段。展望未來,林國豪以公衛教育角度切入,期許此系統可增進家長對疾病的警覺,「如果家長知道有人特別設計這套系統來檢測膽道閉鎖,或許會更留意嬰兒糞便顏色,甚至能提前了解若不幸患病,後續該怎麼做。」
微流體晶片篩選優良精子 增試管嬰兒成功率
新知
第1715期
微流體晶片篩選優良精子 增試管嬰兒成功率
2019-11-28
【記者劉書妤綜合報導】近年來台灣少子化問題日漸嚴重,部分原因為少數夫妻飽受不孕症困擾,根據衛生福利部國民健康署民國106年統計,男性因素造成不孕症的比例為 12.2%,位居第三。國立交通大學生醫工程研究所教授李博仁率領該系學生研發「精液求精生殖晶片」,相較傳統方式能更高效率地篩選精子,盼提升試管嬰兒的成功率。 國立交通大學生醫工程研究所團隊研發「精液求精生殖晶片」,期望以高效率的方式取得高品質的精子。 圖/李博仁提供此微流體晶片(Microfluidics Chip, MFC)(註)針對「精蟲洄游」的特性設計。精蟲在流動液體中具逆游能力,因此團隊在晶片內製造出不同流速的場域,使精蟲在裡面逆游。活動力較差的精蟲會因無法與流動的培養液抗衡,被沖刷至後端出口,藉此分選不同品質的精子,並將品質較佳的精蟲由注入端抽出,避免篩選過後的精蟲混合在一起。註:微流體為將液體微小化的技術,通常處理微小容量從微升至飛升等級。「精子篩選」已行之有年,但傳統篩選方式,如上泳法、梯度密度離心法等,多半只能得到少量品質佳的精子。精液求精生殖晶片期刊撰寫者、交大生醫所的郭紹玄說:「上泳法和梯度密度離心法的回收率通常最好都在20-30%。」此微流體晶片則能以較少的時間取得數量較多的優良精子,每次約五到十分鐘即可完成。 在線性、直線速率和活動性三項指摽中,運用微流體晶片取得的精子品質遠高於未經處理過的精子。 圖/李博仁提供計畫發想者、今年剛從交大生醫所畢業的黃崇賢說:「最大的困難是微流體通道的結構無法達到最佳化,因此需多次使用模擬軟體COMSOL調整參數。」經多次調整後,才完成目前的流道構造。此外,團隊規劃將此發明商品化,為社會帶來更大的效益,目前作品仍為實驗室雛形,以人類精蟲進行測試,但受限於法規的限制,尚無法進行臨床人體試驗。「此發明可針對不同哺乳類精蟲的泳動能力,調整流場的流速。」黃崇賢說,因一般哺乳類動物的精蟲皆具洄游性,所以除了試管嬰兒,也可應用於保育類動物的繁殖上,在此方面,團隊目前已與台北市立動物園合作測試。目前精液求精生殖晶片仍須以人工的方式調整流速和抽取精蟲,黃崇賢指出,希望未來能全面自動化,將精液注入晶片後,由電腦控制流速並自行分選精子。「由團隊提供的數據可看出,此微流體晶片能篩選直線速度(Straight Line Velocity, VSL)和活動力(Motility)較佳的精蟲。」馬偕紀念醫院醫學研究部生殖與內分泌研究組研究人員李勝祥表示,但那些指標為判斷精蟲品質的其中幾個參數,還須確認篩選後精蟲的染色體、活性和外觀是否正常,才可確保精蟲的品質。 一般精蟲與異常精蟲的外觀差異,精子畸形為精子的頭部或軀幹的形態異常。 圖/李博仁提供
割禮風險仍存疑慮 美Bloodstained Men各校示威
國際
第1711期
割禮風險仍存疑慮 美Bloodstained Men各校示威
2019-10-30
【記者李權洲綜合報導】一群身穿白衣,兩股間染有血紅色斑點的人自10月11日起出現在美國各大學校園內抗議。「沾滿血跡的男人和他們的朋友(Bloodstained Men & Their Friends, BSM, 以下簡稱染血男人)」在各大學內進行示威活動,目的為宣導嬰兒接受「割禮(circumcision)(註)」的危險性及不適當性,期許能降低往後嬰兒接受手術的比例。註:割禮為一種宗教習俗,醫學上稱之為「包皮環切術」,指切除部分男性生殖器前端皮膚的手術。 染血男人以全白衣物凸顯兩股間的紅點,藉此向世人告知割禮的疼痛及危險。 圖/染血男人提供染血男人這三週來,每日造訪一間大學,針對尚未生子的大學生宣揚其理念,並於10月26日及27日在新奧爾良(New Orleans)由美國兒科學會(American Academy of Pediatrics, AAP)舉行的活動中抗議,希望向全美告知嬰兒接受割禮的危險性。 染血男人於新奧爾良活動會場外掛上標語,向當地民眾傳達其訴求。 圖/染血男人提供染血男人提到,嬰兒接受割禮是侵犯嬰兒的身體自主權,而對於外界聲稱割禮能防治愛滋病(acquired immune deficiency syndrome, AIDS)和單純皰疹病毒(herpes simplex virus, HSV)的說法,染血男人表示這是無稽之談,「割禮在醫學上是完全不必要進行的手術。」割禮在部分中東和非洲國家受到宗教影響而盛行,擁有這項習俗的包含大多數猶太人、部分伊斯蘭教徒及非洲部落原住民。然而在美國,縱使上述族群的人口比例不高,卻仍有許多男嬰接受手術。根據美國疾病管制與預防中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)在2013年8月的調查報告指出,全美男嬰進行包皮環切術的比例雖自1979年的64.5%下降至2010年的58.3%,但卻是全世界唯一進行「非宗教因素割禮」的國家。密西西比州立大學(Mississippi State University, MSU)學生喬納森.岡薩雷斯(Jonathan Gonzalez)認為,割禮帶來的風險遠大於可能帶來的報酬,「手術費用昂貴,會帶給胎兒劇烈的疼痛,又不能麻醉,重點是這對防治傳染病幾乎沒有幫助。」 染血男人進入大學內,告知大學生割禮對嬰兒的危害,希望大學生未來不讓自己小孩接受手術。 圖/染血男人提供東密西根大學(Eastern Michigan University, EMU)學生米切爾.考夫曼(Mitchell Kaufman)是猶太人,也在幼時接受了割禮。他認為宗教不應是孩童接受割禮的理由,「嬰兒沒有必要為了父母的信仰被迫進行割禮,因為嬰兒並不一定要和父母有相同的宗教信仰。」此外,他也提到割禮將侵害嬰兒的人權,「嬰兒無力反抗,只能驚恐的尖叫哭泣。」 一名年幼時未接受割禮的學生在聽完染血男人的訴求後,打電話向母親致謝。 圖/染血男人提供目前染血男人將持續在全美60餘個城市進行抗議,並且增加進入大學校園的比例,以對這些未來將結婚生子的族群進行教育。他們希望藉著向民眾的宣導及對政府的抗議,將他們的主張傳達給全美人民,藉以保護未來男童不須被迫接受割禮。 
探討病態迷戀 卓卉芹以作品批判人性
藝文
第1710期
探討病態迷戀 卓卉芹以作品批判人性
2019-10-24
【記者徐品蓁台北報導】畫布上出現嬰兒的臉與不規則的色塊,有時還可看見復古的皮革和毛皮拼貼在畫中,這是新銳藝術家卓卉芹的創作風格。正在倫敦就讀皇家藝術學院(Royal College of Art, RCA)繪畫系碩士班的卓卉芹,於19日起在索卡藝術中心舉辦個展,首度在台展示最新系列創作《迷戀》,其中的代表作品為〈奶油性緞嬰兒〉,探討人類過度追求奢侈品的病態行為。 倫敦市立大學的當代音樂作曲家翁至鴻受邀於個展開幕當天,與卓卉芹進行一場深度的藝術對談。 圖/黃冠禎提供此次個展名為《Cho, Hui-Chin:Taku Kiseri》,源自卓卉芹的日文漢字翻譯。他在世界各地展演時,堅持在藝術市場使用「Cho, Hui-Chin」這個名字,而不是國際所認知名字在前、姓氏在後的「Hui-Chin, Cho」。直到去年在日本駐村時,遭指「Cho, Hui-Chin」是無意義的名字,應使用符合國際認知的用法,卓卉芹說:「我堅持要用我的名字,卻遭到外人阻止和懷疑。」之後,他的日本朋友為他翻譯日文名字「Taku Kiseri」,而他發現自己可以接受這個名字,並了解到自己對於名字過於執著,也是一種迷戀。卓卉芹自十歲便前往英國讀書,在生活及求學的經驗中,都曾遇過不被接受的情況,使他產生自我身分認同的困惑,這也令卓卉芹聯想到嬰兒在東西方的模糊性。東方對於嬰兒的靈魂是否存在,出現兩派說法,西方則不會對嬰兒性別作明確區隔,因此,在卓卉芹的畫作中,時常可以看見嬰兒的元素,成為他探究不同議題的暗喻手法。 《迷戀》系列代表作品〈奶油性緞嬰兒〉,琉璃的外身與內部的人體化合物表現出兩者的衝突性。 圖/黃冠禎提供此次《迷戀》系列中的主要展品〈奶油性緞嬰兒〉,就是將琉璃燒成嬰兒的形狀,並於內部注入卓卉芹的人體化合物,表現出兩者的衝突性。作品指的迷戀並非單單只是非常喜歡,而是為得到喜歡的物品,願意去犧牲自己的一切,是「迷戀」的病態行為。個展中還有另一件作品,取名為〈這畫一點都不髒,它是關於身為強迫症的甜蜜緊張;也許它看起來稍微有些野蠻,但它是人性。〉細細觀看畫作可以觀察到,作品中的嬰兒正在進行傷害自我或他人的行為。觀展民眾江郁珊說:「剛看到這幅畫時會想,這麼年輕的藝術家怎麼會畫出對人性如此深刻的體悟。」但他了解卓卉芹的人生經驗後,便能理解作品欲表達的創作理念。 《迷戀》系列中的〈這畫一點都不髒,它是關於身為強迫症的甜蜜緊張;也許它看起來稍微有些野蠻,但它是人性。〉 圖/黃冠禎提供作品〈這畫一點都不髒,它是關於身為強迫症的甜蜜緊張;也許它看起來稍微有些野蠻,但它是人性。〉也暗喻收藏家對藝術品的迷戀。「是要諷刺為了價錢而收藏作品的藏家。」卓卉芹作品收藏家兼經紀人黃冠禎說,他表示,許多藏家並非因為喜歡藝術才收藏藝術品,而是為了等藝術品增值後售出,或是依靠收藏藝術品以顯現自己的身家地位。在開幕日下午,卓卉芹也對此作品進行一場破壞性表演,他親手使用釘子、剪刀等工具將作品分割成多塊碎片,暗諷部分藏家對收藏藝術品的商業心態。
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