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新兴科技与创新医材研发

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联发科技—台大创新研究中心(MediaTek-NTU Research Center)主任暨台湾大学电机工程学系教授吕学士。
联发科技—台大创新研究中心(MediaTek-NTU Research Center)主任暨台湾大学电机工程学系教授吕学士。

联发科技—台大创新研究中心(MediaTek-NTU Research Center)主任暨台湾大学电机工程学系教授吕学士,针对「新兴科技与创新医材研发-蛋白质?DNA?葡萄糖传感、NFC近身通讯、智能释药、止痛及人体巡航等芯片」做专题演说。

从医疗电子这块新兴科技,说明有监于传统ICT产业不太想进入医疗产业的原因,正是因为这个产业量很小,若能做出万用的电路平台,即可将量冲出来。他们正从事以半导体(矽)技术,来取代传统非矽的医疗器材。开发出万用的传感芯片、近身通讯、植入式控制芯片、在人体内巡航的芯片等等。

有监于高龄化、少子化,所带来的居家健康与医疗照护需求趋势,带动了健康管理与监控照护等市场的机会。因此多领域整合技术,已是次时代电子系统的主轴,因此必须从电子领域的More Moore(追求制程微缩、持续提高性价比),与其他领域的More than Moore (与使用者及环境互动),来建立整合的桥梁。也许不需要用到最先进的制程,就能做出一些有趣且更符合人性的产品出来。

生医迈向数码化  应用朝向智能化

生医产品也是如此,在迈向数码化的过程,并没采用到最先进的技术。Business Week杂志提出未来的数码医院的概念,描述每张床都配置一个线上监控的系统,在家里就能做到居家看护,以减轻医护人员的负担。

吕学士举例美国的ACA(平价医疗法案,又称Obamacare;欧巴马医改),希望能增加医疗品质与效率,透过预防性照护与居家看护的方法,来减少医疗负担,以照顾到4,700万未加入医疗保险的美国公民,这将是医疗产业绝佳的市场机会。

因此,各种新兴的mHealth医材纷纷上市。例如许多可搭配智能手机使用的医疗周边,如血压计、血氧计、心电图机、心率计、血糖计。此外,手机App也有健康管理程序,以帮助达到个人健康自我管理。

在ICT厂商部分,吕学士列举像是佳世达(Qisda)推出可携式医疗诊断超声波机,获得FDA认证。另外生讯(BioSenseTek)也推出心电图与体温传感贴片,搭配无线传输装置,可随时监视病人生命状态。

此外国外有Life Technologies的基因检测机、Toumaz的基因变异检测仪、三星的LABGEO血液分析机(抽血来量出17种与疾病相关的生物分子)、Veredus Laboratories的流感检测机、Alere的DNP(心脏衰竭)检测仪、imec的蓝牙心电图贴片、Google的测血糖隐形眼镜、ST的眼压侦测隐形眼镜、Proteus的药物侦测芯片(可得知病人是否按时服药)等等,这些都是运用可降低成本的半导体技术做成的医疗产品;虽然数量小,但可创造出高额的利润。

以病人为出发点  推动线上照护可携化

吕学士表示他们的创新医电中心与台大线上照护中心合作,运用穿戴式医疗的贴片产品(且做成大头贴来美化),不仅贴身、可携,且透过手机、平板来统整测量信息,并连至云端,就可让病人自由行走,减少病人身上携带多种装置的负担,而医生和家属都能随时得知病人状况。目前他们已做到,在大陆的台商,可将心电图连回台大。

国外部分,如芯片大厂高通也提供XPRIZE,悬赏高达3亿美元来鼓励业界推出Tricoder(评估人体健康状况的可携式产品),而他们也很骄傲地获得前10名的入围。

从近身到贴身 进化到体内传感  生医芯片智能化

由于医电产品从Off the body到On the body甚至Inside the body,因此产品也朝体积更小、更便宜、可抛式来发展,因此挑战在于CMOS-MEMS的整合,需要有强大的信号处理、小体积低成本、超长电力、可携化?无线通讯、多重传感等功能。他解释DNA、血糖等万用传感芯片的侦测原理,并举例台大于2003年起进攻ISSCC论文领域,从零到完全称雄,说明台湾在医电产业技术上算是全球领先。

吕学士介绍该中心近身到贴身医电产品的研发成果,像握手可传名片信息的贴身芯片、心电贴片装置。至于在体内的产品部分,已推出能自动释药的芯片、透过电击来舒缓疼痛的止痛芯片等等。

因受到科幻电影的启发,2014年发表了可线上控制的体内巡航芯片(可检视体内的状况),未来创新医电中心将推出气体侦测芯片(从吐出气体分析即可知道健康状态)、血液分析芯片(期望做到类似三星产品但只要扎一滴血,就可以做到多种疾病侦测的功能)。

总之,越来越多的生医传感、致动器将会以创新的设计,透过CMOS IC的技术来实作,让传感端到云端都能无缝接轨的连接。