AI腦波診斷認知障礙 近紅外線LED治療救星

醫療創新

自從量化腦波（Quantitative EEG，qEEG）技術出現後，透過腦波尋找生物標誌物（Bio markers）研究愈來愈多。本港認知障礙問題日益嚴重，有關技術亦每年CES 2021均推出不少消費級醫療新發明，韓國iMediSync則推出了人工智能大腦圖譜（Brain mapping），以腦波判讀異常腦波；轉換原始EEG成數碼化qEEG，試圖找出大腦區域呈現高活化或低活化區域，核對生理病理機制變化的大腦圖譜。

iMediSync以上述技術診斷認知障礙症（Dementia），包括常見的「阿茲海默症」（Alzheimer’s Disease）。iMediSync在AI雲端平台iSyncBrain推出了早期診斷認知障礙症的生物標記，推出可作供臨床前診斷和近紅外線LED神經調節（Neuromodulation）治療認知障礙的智能頭盔iSyncWave。

AI分類MCI

據iMediSync新聞公佈解釋，人類腦部衰退令腦波緩慢，臨床前徵狀一般難以察覺。iMediSync透過深度學習AI技術，臨床前判斷患者是否患上認知障礙症。

iMediSync的「輕度知能障礙」（Mild Cognitive Impairment；MCI）分類器，MCI是介於正常認知功能與輕度知能障礙之間的過渡，少部分患者可從MCI回復至正常認知，但大部分也退化到認知障礙群組，屬於遺忘型輕度知能障礙（Amnestic MCI）。

「認知功能」(Cognitive function)為人類大腦皮質神經細胞成熟發展之後，與外界環境互動，賴以生存發展演化出的各項功能；包括記憶、語言、辨物、操作及計畫等，受損後大大影響自理能力。

iMediSync表示AI訓練的模型，凖確分辨出認知障礙症中的遺忘型輕度知能障礙（aMCI）群組，多個醫療中心的臨床診斷凖確度，達到了9成。

早期診斷認知障礙

不過，認知障礙症並不缺乏早期的診斷手段，一般以MRI作掃描；本港的城大和浸大研究團隊開發以MRI診斷認知障礙的新方法。正電子掃描（PET SCAN）也可通過觀察腦內葡萄糖攝取和新陳代謝作評估。數年前，中大莫仲棠研究團隊採用Pittsburg Compound-B正電子掃描 （Amyloid PET），檢視腦血管疾病如何引致腦內潛伏「老人斑」長者出現認知障礙症。香港科學園的初創腦博（BRAINNOW）則正開發臨床應用的電腦輔助工具，其中一項目標是自動計算認知障礙症生物標誌物。

目前，醫學界最大挑戰是治療認知障礙手段不多，除了訓練認知的工具，其他治療手段成效不高，韓國也推出不少工具作輔助治療。

近紅外線LED治療

iSyncBrain的iSyncWave以近紅外線LED照射原理，則是通過近紅外光的照射，以光電生物效應增強腦部特定部位線粒體， 加強活躍度，提高酶的代謝周期，令細胞再生修復神經元組織；近紅外光促進局部滲出物吸收，促使血管擴張加速血流、增強循環，疏通病變區域栓塞，增強血氧供應修復。

腦波生物標記

不過有研究人員指，必須找出認知障礙的生物化學和遺傳基礎，因為大腦由神經元組成。神經元透過從細胞體內長出的軸突（神經突）與其他神經元連接，形成大腦內的神經網絡，以互相通信，調控認知功能和身體活動。神經元間產生的斑塊（從不正常蛋白質異常沉積，如類澱粉蛋白）及神經纖維的纏結，慢慢損壞了腦細胞，神經突出現退化回縮和減少，最後無法維持神經網絡正常聯繫，認知障礙功能就難以恢復，能否以近紅外線LED作有效治療，令人懷疑。

近年腦波研究的興起，紛紛以AI分辨腦波模式，作出早期診斷。腦波檢查多集中於小兒科的癲癇症（Epilepsy）診斷，以腦波結合MRI影像；最大困難之處是腦波有極多雜音訊號；包括蒐集時眨眼訊號（Eye Blink Artifacts）、身體動作、環境噪音，數據集難以分析，有關醫療亦朝以AI分析腦波。

iMediSync亦以擬AI技術，發現神經系統疾病的多項生物標記；包括帕金森氏症（Parkinson’s disease）、專注力不足及過度活躍症（ADHD）、創傷性腦損傷（TBI）、創傷後壓力症候群（PTSD）、抑鬱症等。

有關iMediSync研究介紹：

https://youtu.be/GDOtrmfj5Jk