AI赋能医学｜多维度脑影像分析儿童青少年心理 及早介入疗效更佳

近年医疗训练强调跨学科整合，特别是工程与人工智能（AI）应用。香港理工大学（理大）致力将教育与科研融入现实生活，推动研究成果转化为实际应用。

香港理工大学（理大）医疗科技及资讯学系教授、杰出创科学人教授仇安琪教授，刚获选为国际人脑图谱学会主席，专注于脑部影像与儿童青少年神经发育研究，曾于约翰霍普金斯大学和新加坡国立大学从事生物医学工程研究，开发基于深度学习的神经网络模型，分析脑影像特征早期识别专注力不足／过度活跃症（ADHD）、抑郁症、焦虑症等神经系统疾病。
 

聚焦预防早期介入

仇教授的研究跨越胎儿期至老年阶段，特别强调预防的重要性。她认为：「理大研究涵盖儿童至长者，意义在于从预防入手，非仅限于治疗。」她关注生活方式对大脑健康的影响，如控制体重以预防老年退化疾病，早期介入儿童及青少年心理健康等。

仇教授以AI和脑部扫描，研究儿童和青少年心理问题的早期发现及干预。她开发AI模型，显示脑部影像标记可将预测准确率提升达25%，比以往仅靠临床特征（如年龄、性别、创伤史）有更好的表现。团队以转移学习技术，提升了模型泛化能力，但仍需更大规模人群验证，以实现临床应用。
 

儿童青少年心理与基层医疗

香港基层医疗强调预防，不过多集中老年及慢性病，儿童及青少年心理健康相对被忽略。儿童及青少年心理疾病的社会成本不容小觑，干预不及时可能导致学业倒退、家庭压力及长期医疗负担。数据显示，香港ADHD患病率约6.4%，而青少年抑郁症12个月患病率约13.7%，凸显有迫切需求作出早期干预。

仇教授的研究从胎儿期开始追踪大脑发育，透过神经影像学与行为评估，辨识出ADHD等高风险儿童群体，推动超早期介入治疗。

仇教授指出：「零至六岁是大脑可塑性最强的阶段，ADHD核心症状，如注意力不足、过动、冲动，在部分儿童可能早于四岁前显现。然而，学龄前儿童正常行为变异性较大，且ADHD易与语言发展迟缓、自闭症谱系障碍等共病混淆。」她认为，临床诊断通常需要综合长期观察，待儿童进入学龄期（六岁后）认知功能成熟时才能进一步确认。

尽管早期诊断存在不少挑战，研究表明针对高风险儿童的介入治疗，例如执行功能训练、家庭行为管理，六岁前实施效果最佳，显著改善长期预后，不仅符合脑部发育的关键期理论，与近期政府强调「早期筛检、早期干预」的理念亦不谋而合。

心理发育诊断突破

仇教授的研究在儿童和青少年心理健康实现多项突破，尤其超早期诊断与干预。研究从胎儿期（孕期）开始进行脑部扫描，追踪至新生儿（出生后一至两周）及青少年阶段（目前最大至21岁）。例如，出生后首周磁力共振扫描数据可预测二至四岁行为表现，填补零至六岁诊断空白。她表示：「我们预测二至四岁行为表现，识别出高风险群。零至二岁的干预效果尤为显著。」超早期干预可改变大脑发育轨迹，显著改善青春期的心理问题。

传统诊断一直为人诟病的其中一个地方，是企图将心理疾病分门别类。儿童青少年大脑发育未成熟，症状经常重叠，易导致误诊。仇教授开创先河，采用多维度脑影像分析方法来定量儿童及青少年复杂的心理状况。她强调：「儿童和青少年精神问题界限模糊，传统诊断难以精准识别。我们转向多维度脑影像分析方法，从大脑角度探索症状机制。」此分析方法有助提升诊断精准度，亦为个人化治疗奠定基础。
 

个人化治疗的创新

仇教授以多模态磁力共振扫描（结构、功能、扩散加权成像）捕捉大脑发育信息，通过AI提取脑部特征预测行为，进而设计个人化的干预。针对ADHD儿童，可根据脑区功能选择行为训练或「经颅磁刺激」（TMS）治疗，再依据脑区特征定制干预，治疗更显奏效。

仇教授团队整合多维度资料（胎儿磁力共振扫描、基因定序、儿童行为评估及母亲怀孕健康档案），首次揭示了心理问题形成的生物机制链，并发现母亲怀孕期间的情绪状态，无论是忧郁焦虑，还是正向期待，都会直接影响胎儿海马体及前额叶皮质发育，影响甚至持续至儿童期记忆力表现。

仇教授解释：「我们发现母亲情绪波动会转化为特定的生物讯号传递给胎儿，这些讯号直接塑造了情感相关脑区的神经连接模式。更重要的是，证实了如果母亲心理状态积极，对胎儿的脑部结构有保护作用，跨代遗传研究亦为制定孕妇心理健康政策，提供了神经科学上的论据。」

仇教授引述新加坡在公共卫生领域的经验，研究成果转化成政策，有助推动社会全民健康。她表示：「新加坡妇女儿童医院将孕妇心理健康纳入常规产检，正是基于神经发育疾病的跨代遗传研究。」

理大一直强调工程、AI与医疗整合，培养具跨学科思维的医科生。仇教授指，跨学科研究为医学提供新视角，例如AI分析脑影像，设计个人化干预。她补充：「理大鼓励跨学科研究，未来会通过工作坊，吸引医疗机构参与，推动大规模研究。」她相信前瞻性的研究，有助建设香港成为国际医疗创新枢纽。
 

信心实力兼备  争取筹建第三所医学院

理大拥有多个与医疗及健康领域相关的科研基建，包括理大高等研究院辖下研究院及研究中心、大学研究院及研究中心，以及中心实验室共30所，再加上逾90个相关实验室及教研设施，有助凝聚大学在工程学、医学和公共卫生领域的专业知识和科研力量，开发创新解决方案。最近成立的理大人工智能高等研究院全面推动人工智能在药物研发、精神健康、医学影像、放射治疗、中医药、生物医学工程及细胞免疫治疗等领域的深度融合，而理大在医疗教育和培育专职医疗人才拥有逾半个世纪的丰富经验。理大早前就筹建香港第三所医学院向特区政府提交建议书，相信凭借以上优势，有信心和有实力肩负起筹建香港第三所医学院的重任。