國衛院/陽明交大/中醫大《2024生技研發成果媒合會》

助攻精準醫療! 國衛院、陽明交大、中醫大6團隊 挾AI、磁電刺激、類器官技術亮相

撰文記者 巫芝岳
日期2024-04-16
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助攻精準醫療! 國衛院、陽明交大、中醫大6團隊 挾AI、磁電刺激、類器官技術亮相。(攝影/張哲瑋)

今(16)日,由國家衛生研究院、國立陽明交通大學、中國醫藥大學舉辦的「2024生技研發成果媒合會」中,共有12組學研團隊發表研發成果,其中6組團隊聚焦於精準精準檢測/治療領域,分別運用AI、磁電刺激、類器官培養等技術,開發出多項精準醫療工具。

陽明交大陳右穎、王經富:建立AI醫學影像穩定性檢驗平台 盼成未來法規參考


陽明交大生醫工程學系/醫學工程研發中心王經富博士。(攝影/張哲瑋)

陽明交大生醫工程學系/醫學工程研發中心陳右穎教授和王經富博士團隊,開發出「人工智慧/機器學習之醫學影像軟體檢驗平台」,透過評估AI醫學影像模型的穩定性,可排除模型的不確定性、減少查驗單位的疑慮,及降低上市後不良事件的發生。

該平台導入生成式技術,透過導入干擾型的數據,讓研發人員能在前期開發階段,先行預測模型是否會在未來應用於不同情況時(例如:使用於不同醫院時)出現問題。

王經富表示,該平台目前已可用於醫學影像、1D生理訊號結合2D影像AI技術之系統,以及一般影像AI系統進行。該工具可提供產品廠商、政府機構、臨床使用者和投資公司使用,且目前由於國內外法規審查,都尚未建立這項穩定性檢驗的標準,因此未來,他們也期望成為法規參考、提供第三方測試實驗室。

陽明交大江柏翰:首創「毫秒級精度」低成本、低功率神經磁電刺激工具


陽明交大電機院生醫工程所江柏翰實驗室博士生鄭兆鈞。(攝影/張哲瑋)

陽明交大電機院生醫工程所江柏翰團隊,開發了一項運用磁電奈米材料,進行遠端無線控制神經的技術,該技術號稱為全世界唯一做到毫秒精度,且低功率、開發成本低的磁電刺激方法。

其實驗室博士生鄭兆鈞表示,傳統磁電刺激所使用的材料,是運用雙層材料製成,在交流磁場作用下,內層磁性核會產生磁致伸縮,刺激壓電性外殼並產生電場以刺激神經,但這項材料製作較複雜、成本高,且時間精度大於一秒鐘。其團隊開發的「MagTIES」,是使用六角形盤狀的磁電奈米材料,以磁致扭力取代磁致伸縮,產生壓電效應進行刺激。

他們證實該刺激的反應,可達相近於神經實際活動的毫秒級程度,並可在自由活動的小鼠中調整刺激頻率,該項結合低功率的磁機械刺激方式搭配磁電刺激技術,可兼具時間和空間精度極高,且低功率的優勢。

陽明交大曾新穆:多模態學習技術打造健康風險早期預測工具 聯新、北榮合作驗證中


陽明交大資工系講座教授曾新穆實驗室博士生許維勻。(攝影/張哲瑋)

陽明交大資工系講座教授曾新穆團隊,開發了健康風險早期預測技術及預警系統。他們使用深度學習和多目標優化技術,開發了一系列能對生理訊號進行「早期異常預測」(Snippet Policy Network)的技術,加上多模態學習技術,以整合更多不同型態的資料,協助醫師判斷。

其團隊的博士生許維勻表示,其開發的「急重症預警應用系統」,在與聯新國際醫院合作進行臨床場域驗證下,預測住院病人病危與進入加護病房(ICU)的曲面下面積(AUC)高達0.91;和北榮合作的「心衰竭病人再入院與死亡風險預測」,則是結合X光、心電圖和電子病歷資訊所建構,對死亡與再入院風險預測的平均準確度,分別可達0.90及0.92以上。

此外,他們也延伸開發了「膝引導神經進化演算法」和「基於約束性膝引導神經進化演算法」,並在心律不整與敗血症的早期預測平均準確度分別達0.82及0.90以上。

中醫大阮春榮:創新AI輔助工具 5分鐘明辨惡性腦水腫


中國醫藥大學新竹附設醫院醫學影像中心研發工程師林劭杰。(攝影/張哲瑋)

中國醫藥大學新竹附設醫院醫學影像中心研發工程師林劭杰分享,其與副院長阮春榮團隊合作開發出「腦中風的腦水腫類別影像分割」技術,他指出,腦中風裡有80~85%屬於缺血性中風,其中有10~20%患者可能會發生潛在性惡性腦水腫,並需進行開顱手術。

林劭杰表示,傳統腦中風與腦水腫診斷方式是用磁振造影擴散權重成像(DWI)與表觀擴散係數(ADC),在影像判讀上較為困難,目前僅能搭配密集的生理訊號監控,若有問題再進行電腦斷層掃描(CT),作為是否做開顱手術的決策,但經常為時已晚。

林劭杰指出,其開發的腦中風AI輔助工具,可在5分鐘完成初步判讀腦部是否有大面積缺血高風險區域與高風險惡性腦水腫,進行惡性腦水腫風險程度預測,輔助醫師及早決策後續開顱手術治療或是改變用藥。目前已完成跨醫院驗證,落地臨床應用,並獲得臺灣食藥署(TFDA)醫材辦公室輔導,完成軟體醫材認證(SaMD)申請。
 

中央大學陳靖昀:生物反應器成功體外培養耳蝸微器官 盼成檢測、再生醫療、動物替代應用


中央大學生醫科學與工程學系助理教授陳靖昀。(攝影/張哲瑋)

中央大學生醫科學與工程學系助理教授陳靖昀團隊,開發了一項運用生物反應器建構的「體外內耳微器官動態培養平台」,可望應用於耳科藥物和醫材開發、體外檢測、再生醫療和動物替代技術等。

其團隊在與三總耳科臨床團隊合作下,開發了一項培養體外耳蝸微器官的技術,可呈現耳蝸發育情形;該技術是運用生物反應器,提供聽毛細胞生長環境中獨特的高鉀離子濃度。

陳靖昀表示,他們先是建立間接接觸式的離子交換模型,並在體外靜態培養測試中成功,再將該材料整合入體外封閉式的動態培養系統;其使用膠體材料進行培養,該材料不但能進行鉀鈉離子的交換,也能排除細胞代謝的胺基離子,因此可提供封閉式的培養環境中,移除含氮廢物的能力。

中國醫蔡嘉哲:類風濕性關節炎精準檢測 準確率高達87.1%


中國醫大醫學系教授蔡嘉哲團隊代表葉詠薷博士。(攝影/張哲瑋)

中國醫大醫學系教授蔡嘉哲團隊介紹其開發出的「類風溼性關節炎精準診斷」,該團隊介紹,類風濕性關節炎是一種關節發炎疾病,是由於遺傳、感染、環境因素造成自體免疫反應而導致,目前診斷上,使用RF/ACPA血清學診斷方法,陽性率只有60%,是類風濕性關節炎一大缺口,

因此蔡嘉哲團隊透過靶向牙齦卟啉單孢菌抗原,開發出類風濕性關節炎檢測套組,並經過324位患者以及32位健康人初步臨床驗證,特異性檢測類風濕性關節炎患者,可以從RF/ACPA 陽性率66.3%,增加到87.1%,大幅提高檢測率;並且在臨床案例上驗證可提早辨識出尚無症狀的患者,未來除了可作為類風濕性關節炎監測、診斷外,還可作為預防檢測用。目前已於2022年成立百睿嘉生醫。

國衛院:「生醫技術交易資訊平台」展國衛院技術量能


國家衛生研究院技轉及育成中心劉軍呈。(攝影/張哲瑋)

國家衛生研究院技轉及育成中心劉軍呈,最後介紹了國衛院的「生醫技術交易資訊平台」,該平台期望能推廣國衛院技術,成為國衛院與業界橋樑。平台包括可供搜索的技術資料庫、匯集國衛院內人才/廠商會員的產業資料庫,以及提供專利檢索、產業情報分析、諮詢服務的智財管理服務。

(報導/巫芝岳、李林璦)