政大大學報

AI檢測脊椎傾斜 人體3D影像一「拍」即合

2020/12/02 22:38:40

【記者陳嘉怡綜合報導】現今復健治療多由醫師目測,評估病患的身體姿態,過程耗時費力。有鑑於此,僑光科技大學資訊科技系師生團隊研發「AI體態檢測相機」,透過AI分析及電腦視覺圖像,提升脊椎診斷效率。該作品於經濟部工業局「AI智慧應用新世代人才培育計畫」奪得優等獎。

僑光科技大學資訊科技系師生團隊參加經濟部工業局「AI智慧應用新世代人才培育計畫」奪得優等獎,並獲60萬元獎金。 圖/陳紀翰提供

目前復健科醫師平均診斷一位患者長達50分鐘,且每位醫生的評斷依據不一,缺乏量化數據參考。而團隊研發的產品藉由AI高運算能力,將檢測過程壓縮至三分鐘內。「操作方式簡單,就像平常拍照一樣。」僑光科大資科系助理教授級專業技術人員陳紀翰說明,只要將此裝置架設於病患的身體正面及側面位置進行拍攝,照片便會透過人體姿態辨識系統(OpenPose)標註人體關節點,並將各點位置相連,從而估計人體姿態,再由電腦計算人體各部位的角度,建立人體3D模型,以判斷脊椎傾斜狀況。

研究團隊利用人體姿態辨識系統(OpenPose)標註人體,再透過餘弦定理計算身體部位的各個角度。 圖/陳紀翰提供

團隊成員、僑光科大資科系學生張凱渝說:「藉由此發明,醫師便可從立體影像中,清楚看見病患的頭、頸椎與肩膀的傾斜角度,進一步判斷患者目前的狀況並給予治療。」另外,他提及,人體3D影像可以建立醫療履歷,協助患者在漫長的復健之路上,了解自己的身體側彎情形是否逐步改善。

「此技術的另一項突破在於降低AI醫療的門檻。」陳紀翰解釋,雖市面上已出現與團隊產品類似功能的醫療儀器,然搭建AI的醫療輔具價格通常動輒數千萬元,只有大型研究醫院才有辦法負擔,小型地區診所仍只能使用傳統的目測診斷。病患為得到更好的醫療品質,會過度集中於大醫院,打亂醫療分級制度。為降低AI醫療門檻,研究團隊使用成本較低的嵌入式系統,並提高儀器準確率,讓一般小型診所得以使用較便宜,且保有一定準確率的檢測儀器,希望為過度傾斜的醫療天平重新找回平衡點。

AI體態檢測相機可將圖片轉成3D影像,讓醫生與病患皆能清楚掌握目前姿勢哪裡出問題、要如何調整。 圖/陳紀翰提供

鑑於目前AI系統資料庫尚未能標註人體所有的關節點,美國脊骨神經醫學博士林國偉認為,「裝置已可呈現人體姿態變化,但若要應用於精密醫學,還須提高精準度。」而團隊成員洪翊祥則表示,未來此研發將持續新增人體關節點並精進資料庫數據,希望擴大其應用範圍,「不只侷限在醫療產業,希望它也能用於運動領域,幫助體育選手進行姿勢校正。」