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從基因研究到AI心電圖 世界級腎臟專家林石化:病人看得愈多,醫師會的愈多!

從基因研究到AI心電圖 世界級腎臟專家林石化:病人看得愈多,醫師會的愈多!
三軍總醫院腎臟科主治醫師林石化。圖片來源:賴永祥攝
2022-06-21
採訪、撰文・陳芳毓 攝影・賴永祥
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2020年Discovery頻道《台灣無比精采:生醫科技》影片中,長年洗腎的謝先生,因心跳從每分鐘60次快速跌破40,被送進三總急診室時,已血壓下降,神智不清。

腎臟科主治醫師林石化趕緊為他做心電圖與血檢。即時心電圖因加入了AI演算法,立刻發現謝先生並非一般心臟衰竭,而是鉀離子過高;處置方式也從緊急置放心臟節律器,改為立刻推去洗腎。

一小時後,血檢報告出爐,謝先生的鉀離子幾乎是正常人的兩倍;但此刻他已因即時洗腎,病況穩定了下來,兩小時後出院。

Discovery頻道稱林石化為「全球知名的腎臟科專家」,並不為過:

30年來,他不斷挖掘更快、更方便的電解質異常低血鉀鑑別診斷法,將檢測流程從數週縮短至數小時,從24小時採尿簡化至只要十秒心電圖;他獨創的診斷流程,被寫進全球內科與腎臟科教科書;他的團隊, 率先發現多個好發於台灣人的罕病突變基因。

因為從臨床、基因與人工智慧三路進攻,八年內,林石化拿下醫療奉獻獎、國家生技醫療品質獎等六座產、學、研、醫大獎;即便沒有博士學位,在低血鉀領域論文數仍是世界第一。

自學基因研究,與國外學者交「筆友」

林石化不是天才型醫生。出身貧苦屏東農家的他,父親不識字,在家族殷殷期待下考進國防醫學院;沒有人脈和錢脈,唯一的資源就是看不完的病人。會把LINE給病人的林石化說,病人是老師、朋友、親人,更是研究題材,「內科醫師懂得更要廣,病人看得多,就會得多!」

當時,義務役官兵一生病就往三軍總醫院急診室送。當四肢癱瘓的鉀離子異常病患被送來時,家屬常認為是「鬼壓床」,還會帶乩童來「驅魔」。年輕的林石化很怕遇到這一類的病人——線索只有一管血與尿,檢驗數據一出來,每個醫師解讀都不同;教科書也僅列出十幾項鉀離子過低的原因,卻沒說診斷過程。

然而,只要一個誤判,病人就可能死亡。

這還不是最難的。病人愈看愈多後,林石化發現,先天基因突變也會導致遺傳性電解質異常。

當時是1990年代,台灣基因研究剛起步,對基因一竅不通的林石化,只好讀論文自學,再寫信向外國重要學者請益,從「筆友」做起。當時因為沒有自己的實驗室,蒐集到的檢體得請其他實驗室做實驗,還被對方冷回一句:「怎麼連這個都不會做!」

這句話激起了林石化的鬥志,轉將檢體送到國外實驗室,還飛去加拿大多倫多大學附屬聖麥可醫院進修,認識了影響一生的指導教授哈培林(Mitchell L. Halperin)。回國後,成立自己的基因研究室,成為國內第一位做腎臟病基因研究的醫師。

沒想到,獨立後的小實驗室一鳴驚人,為遺傳罕病「尿崩症」找出兩個前所未見的基因變異位點,受邀到美國發表論文。荷蘭大學醫學院院長讚許這位不到40歲的台灣醫師,「一共20個變異點,你就佔了十分之一!」

當時,全場僅兩人來亞洲,另一位是當時獲諾貝爾獎呼聲極高的日本學者佐佐木成。因這場論壇結緣後,兩人還與其他知名學者共同發表論文,由最年輕的林石化掛第一作者。

「他是我研究室收過最棒的受訓人員,」退休的哈培林受訪時,對林石化讚譽滿滿,「他原是我的學生,卻很快成了我的老師;許多被認為屬於我的成就,其實是我們一起討論出來的。」(延伸閱讀|9.2萬洗腎病患,如何用AI即時預判心臟衰竭救命?|SAS專欄

三個創新里程碑,十秒判斷異常

但研究做久了,林石化逐漸發現,不是每篇論文都能解決病人的問題。理論與臨床的橋樑,在於實驗。

「想法人人有,那實驗呢?找人做,或自己做啊!」他性子急,當科主任時,手上至少20位住院病患,是其他醫師的兩倍;被稱為「最勤奮的主任」的他,還老往急診跑,因為「最複雜的病,都在急診!」

林石化的實驗後援,是三總腎臟科團隊。他把年輕腎臟科醫師推薦給「外國筆友」學基因研究,再把功夫帶回台灣打群體戰。例如,當時去佐佐木成實驗室受訓的醫師楊松昇,如今也是腎臟遺傳病專家。

林石化心心念念的,是鉀離子異常難以快速診斷的瓶頸;但十多年來,他的團隊開發出三個世界級創新,終於將診斷時間從數個月縮短至十秒。

智慧醫療-三軍總醫院-腎臟科-醫師-林石化-宋志健-許育瑞-國家生技醫療品質獎三總腎臟科團隊陣容堅強,左為腎功能室主任宋志健與腎臟科主任許育瑞。圖片來源:賴永祥攝

第一個創新,是單次尿液分析。

過去,醫師得蒐集病人24小時的尿液,才能判斷鉀離子低下原因;但林石化將數十年臨床經驗與研究成果,簡化成一張流程圖;只要一次尿液分析,醫師就能按圖索驥拆解病因。

腎臟科主任許育瑞回憶,第一版流程圖,是2006年二月14日、他與另一位留守醫院不能去過情人節的醫師整理出來的;之後持續修正、增補,每一種電解質異常,都發展出一張診斷流程圖。這些都被收錄進「內科聖經」教科書《哈里森內科學手冊》(Harrison's Principles of Internal Medicine),成為全球醫學生的標準診斷流程。

「他思考很有創意,協助釐清了傳統學說不真之處,」與林石化合著教科書腎臟章節的哈培林說。

第二個創新,是用基因快速檢測罕病吉特曼氏症。至少3%台灣人基因帶有突變,但已知突變點高達500個,一般基因檢測要一週才能得知結果。

「做基因研究,一定要從別的疾病來練功,」由於基因遺傳重症多發生在神經內科與小兒科,林石化從這些科的論文得到靈感,將台灣人常見的22個變異點做成一個圓盤;只要滴下試劑,有變異的位點就會發螢光,四小時即完成篩檢。這個技術已取得台灣專利,實際應用在病人身上。

第三個創新就是智慧醫療,把人能做的,交給機器做得更快、更好。

2017年林石化擔任國防醫學院院長時,成立人工智慧暨物聯網中心,推動一科一AI。中心技術長林嶔,將林石化30年經驗化為程式,只要十秒心電圖,就能判斷病人是否高低血鉀,準確度比醫師判斷高10-20%。

短短幾年間,這套心電圖不只在三總落地,也進入其他軍醫院;除了用在急診,也能監測住院、洗腎病人的電解質數據變化,即時將警訊傳到醫生手機。已有科技大廠開始合作技轉,設計穿戴式裝置產品。(延伸閱讀|看報告不用等到下次門診!AI科技解決醫療難題 這四面向最值得關注

智慧醫療-林石化-腎臟科-人工智慧-ai-物聯網-醫療科技-國家生技醫療品質獎三總團隊透過一次次實驗,迅速找出疾病答案。圖片來源:賴永祥攝

「病人看得多,就會得多」

從基因研究到智慧醫療,30多年來無論醫學如何演進,信仰「動手做」的林石化仍跑在第一線:晚上與週末看門診,平日做研究、寫論文、跑服務;每一、兩個月還受邀去其他醫學中心,與年輕醫師討論棘手的腎臟病例。

「病人看得多,就會得多」,這句話,年近60歲的他仍天天實踐。

三軍總醫院內科部腎臟科

智慧醫療-林石化-腎臟科-人工智慧-ai-物聯網-醫療科技-國家生技醫療品質獎三軍總醫院內科部腎臟科獲得2021國家生技醫療品質獎金獎。圖片來源:賴永祥攝

獎項:2021年國家生技醫療品質獎 金獎
得獎項目:低血鉀精準化醫療—從臨床到基因與人工智慧醫療

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