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生医检测前景看好 台厂积极抢进

西门子是超声波设备大厂,结合台大医院、台湾大学与安克生医的甲状腺超声波电脑辅助诊断系统后,可为甲状腺肿瘤提供更精准的诊断效果。图片来源:西门子
西门子是超声波设备大厂,结合台大医院、台湾大学与安克生医的甲状腺超声波电脑辅助诊断系统后,可为甲状腺肿瘤提供更精准的诊断效果。图片来源:西门子

光电技术整合生物科学的生医光电(Biophotonics),主要是利用光电科技侦测生物反应的作用机制、功能和结构,期望能在疾病发生初期给适当治疗,也成为近来全球生物科技发展方向。

此种整合生物科技、光学、电子、电机等跨界合作,因能够非侵入性的方式对人体侦测、诊断和治疗疾病,可免去研发传统侵入设备的法规流程,所以带动各界投入相关研究领域,预估全球产值已达千亿美元。

HTC DeepQ是结合人工智能深度学习及转换学习的微型医药级自我诊断工具,在Tricorder Xprize大赛中荣获亚军。图片来源:www.tricorder.xprize.org

HTC DeepQ是结合人工智能深度学习及转换学习的微型医药级自我诊断工具,在Tricorder Xprize大赛中荣获亚军。图片来源:www.tricorder.xprize.org

GII研究机构认为在生医光电应用范围持续扩大,涵盖表面成像、内部成像、透视成像、光学显微镜检验、频谱分子、生物感应器、医疗用雷射等领域,全球生医光电市场将从2014?2019年起,以年复合成长率9.40%成长,无怪乎吸引宏达电、铼德等业者投入,期望为公司多元化发展打下基础。

运用工研院技术  台医光电推血氧监测手表

在全球医疗技术提升下,人类寿命不仅获得大幅延长,先进国家民众对健康照护更为重视,尤其在人类基因定序完成之后,结合光电元件的生医传感,自然成为推动预防癌症、精准医疗的最佳选择。

过去业者多专注在研发传感更精准、显像能力更佳的医疗级设备,但是在半导体技术进步,穿戴式装置成为消费者生活的一部分之后,一般民众也兴起运用消费型检测设备侦测自身生理状态的风潮。

有监于此,部分业者甚至提供将个人生活习惯与医学标准数据,传送至医疗机构云端平台的服务,除可作为医师主动掌握病人健康状态的依据外,医疗院所还能进一步提供个人化医疗服务,让病患享有更优质的医疗服务。

看好此商机,由工研院电光所生医光电技术团队独立出来的台医光电,即选择将反射式光学传感技术应用在血氧侦测领域,推出穿戴式心跳血氧监测手表,主打可精准测量穿戴者的血氧状况。对于有慢性阻塞性肺病、睡眠呼吸中止症等的患者,平时即可藉由血氧监测进行警示提醒,自行透过呼吸调整方式让血氧逐步回复,可大幅降低发病的机会,也能减少往返医院之苦。

台医光电总经理陈治诚说,市面上穿戴装置主要是透过绿光穿透皮肤,侦测微血管的收缩及舒张, 透过血管容积变化演算测出心率,只是准确度很容易受到消费者质疑。但是台医光电考量到血液中的氧与二氧化碳对光线吸收程度不同,因此选择改用红光穿透皮肤,所以可准确测出血中的含氧量,搭配自行研发的特殊微结构设计,不仅可提高传感精准度,也能降低穿戴式装置耗电量。

在台医光电腕戴型血氧饱和测定计芯片最大优点,为超小型、低耗电、整合软硬件及传感器的非侵入式心跳及血氧监测芯片,所以在该公司规划中,未来将以自有品牌oCare Pro出货外,也会寻求与其他业者合作,让更多用户享受到新时代监测技术的好处。

交大打造跨领域团队  推出纳米电子生医检测平台

监于生医检测商机惊人,促使多所台湾大学院校投入相关领域发展,如交通大学即在教育部5年500亿计划支持下,于2011年在交大前瞻跨领域基础科学中心成立生物分子尖端探测研究小组,投入闸极可抛弃式之纳米电子生医检测平台技术。

这项创新检测方法在2016年底完成,侦测灵敏度已达到sub-fM(< 10-15体积莫耳浓度)等级,较目前使用检测方法灵敏度高千倍以上,检测时间也从数小时缩短至廿分钟。根据交通大学提供数据显示,现今已完成肉毒杆菌毒素、B型肝炎抗原蛋白、肺炎链球菌等不同标的物的验证,尤其检测平台具持续扩充的能力,可同时检测不同生物标记,是对早期癌症及疾病提供绝佳检测工具。

交通大学认为精准医疗是后基因解码时代的趋势,唯有仰赖早期且精准检测技术达成该目标。研究团队推出的闸极可抛弃式之纳米电子生医检测平台,较目前检测技术速度更快且灵敏度高,还能解决传统半导体矽纳米线晶体管成本过高,及定量检测不易的问题。目前该校已将技术移转神钲生技公司,未来可针对早期癌症及疾病病因进行检测,成为对抗癌症及各式病毒的一大利器。

神钲生技颜嘉麟总经理表示,闸极可抛弃式之纳米电子生医检测平台最大特色,在于可让生医检测成本大幅降低。目前神钲生技已与半导体厂商洽谈合作,运用半导体厂标准制程以大量生产高灵敏度芯片,预计两年后将会有产品问世,初期第一代产品将提供学研单位作为药物筛选、各式生物传感应用之开发,第二代产品将针对特定疾病推出快速检测医检套组。

台大、安克生医合作  进军高端医学影像市场

过去几年台湾虽然在生医检测领域大有斩获,全球医用影像龙头市场仍然由西门子、飞利浦、奇异、强生等传统业者所把持,关键在传统光学影像基础能力不足,以至于难与国际大厂抗衡。

不过现今在在经济部学界科专的支持下,台大医院、台湾大学与安克生医携手投入「甲状腺超声波电脑辅助诊断系统」,目前已能运用自行研发的创新影像分析技术,协助判读甲状腺超声波影像,为甲状腺肿瘤提供更精准的诊断效果。

甲状腺细胞在新陈代谢的过程中若产生异常,就可能会使多余细胞形成结节(nodule),目前通常是使用超声波撷取患部影像来判读,若有必要再搭配以细针穿刺取出细胞检验,当判定疑似恶性肿瘤或者无法确定,多半选择施以甲状腺切除术来治疗,只是也会造成需长期服用药物的后遗症。然而根据统计结果显示,拥有甲状腺结节患者中仅有5%是恶性肿瘤,也凸显出传统超声波检测的缺点。

安克生医表示,甲状侦技术能针对甲状腺超声波影像进行更深入的分析与判读,除能将超声波黑白影像转换为彩色影像外,还可经由数据与视觉化界面进行恶性肿瘤的风险评估等,以辅助超声波影像的判读诊断,有助于早期诊断与治疗。另外,这款产品也能与各厂牌超声波机设备搭配使用,重现真实的完整影像信息,有利于后续病情追踪。

HTC携手中央大学  跨足生医检测领域

监于生医检测商机惊人,也吸引铼德、宏达电等高科技业者切入,以宏达电与中央大学共同开发的移动健康照护检测仪DeepQ为例,在整合人工智能、转换学习技术之后,已具备诊断多种健康状况及5种基础生命徵象的能力。

根据宏达电健康医疗事业部提供数据显示,DeepQ拥有眼诊、 血尿诊、呼吸诊、生命特徵诊、问诊等5大诊断系统,分别负责不同健康状况检测,如中耳炎与黑色素瘤等疾病检测。

该产品最大特色在于重量小于5磅,方便消费者在家自行使用,而在产品研发过程中,团队也实际到医疗资源缺乏的偏乡地区,以DeepQ在数天内完成150名病患的检测工作,证明该设备功能确实非优异,可惜宏达电尚未决定是否有将DeepQ商品化。