無線感測、植入性醫材、快速生理檢測

陽明交大李鎮宜鑽研半導體生醫晶片 助攻臺灣BIO + ICT大國

撰文記者 劉馨香
日期2022-06-16
陽明交通大學副校長李鎮宜教授,開發出一系列從無線心電圖感測器、植入式神經治療晶片到半導體生醫晶片等BIO+ICT的豐碩成果。

學生遍佈半導體業的陽明交大副校長、電子研究所教授李鎮宜,自2004年起投入生醫應用研究領域,開發出一系列從無線心電圖感測器、植入式神經治療晶片到半導體生醫晶片等BIO+ICT的豐碩成果。他以標準製程製作的半導體生醫晶片、具通用性,獲得了國際再生醫學龍頭CiRA青睞,盼成為iPS細胞品質自動化檢測解方。

撰文、攝影/劉馨香


根據Research And Markets預估,2026年生物醫學(BIO)結合資通訊(ICT)市場將達到640億美元,舉凡治療性醫材、生理感測器、檢測/診斷設備、實驗室分析和照護服務等等,ICT相關技術將為生醫產業提供創新解決方案。

臺灣的資通訊電子與半導體產業具有優勢,BIO+ICT的結合備受矚目,也是當前政府提出5+2產業創新計畫中,亟欲強化、推動的項目。

今年1月,將電資通訊與生醫跨領域作為合校後重大目標的陽明交通大學宣布,與國際再生醫學龍頭,由諾貝爾獎得主山中伸彌(Shinya Yamanaka)成立的日本京都大學iPS細胞研究所(Center for iPS Cell Research and Application, CiRA)基金會簽署合作協議,共同研發誘導型多潛能幹細胞(iPS細胞)的次世代自動化3D製備技術。

CiRA表示,期望結合臺灣的半導體細微加工技術優勢,開發自動化的細胞培養和品質檢驗系統,來降低生產臨床級iPS細胞的成本。

而陽明交大獲得CiRA青睞的關鍵,便是副校長李鎮宜教授開發的半導體生醫晶片,其整合微流道運算、2D和3D電容感測、溫度控制、顯微影像等功能,並能以程式控制、執行自動化的細胞檢測。

這款生醫晶片採用台積電的標準半導體製程來設計與製作,可大幅降低製造成本,成為最有機會實現低成本細胞操控的創新平台。

電子專家李鎮宜 從無線通訊技術跨入行動照護

李鎮宜為交通大學電子工程學系畢業的校友,考取教育部公費留學資格,完成比利時魯汶大學電機工程碩士和博士學位後,即返回交通大學電子工程學系和電子研究所任教。

他曾擔任國家晶片系統設計中心主任、交通大學研發長、國科會智慧電子國家型科技計畫共同主持人,以及多個新創公司的共同創辦人,現在,同時為陽明交大副校長和行政院科技會報辦公室科技政策諮詢委員。

李鎮宜的研究專長包括積體電路(IC)設計、低功耗晶片系統、機器學習、智慧感測、智慧終端裝置等,其每年開設的積體電路設計實驗(ICLab)課程,涵蓋數位IC設計從前端到後端最完整而紮實的訓練,交大學子間相傳,能修過這門電類最硬課程,等同拿到一線IC廠的入場券。

在以半導體生醫晶片獲得國際合作案之前,深具電子工程實力的李鎮宜已跨界投入生醫應用開發十幾年之久。

李鎮宜於2004、2005年開始,研究將無線通訊技術應用於行動健康照護,並在2007至2011年,取得經濟部學界科專計畫「u-華陀:無線近身網路關鍵技術」支持,與時任中國醫藥大學附設醫院副院長的陳瑞杰教授合作,率領研究團隊開發出無線即時心電圖監視系統。「即使醫院內的檢測與照護已相當完備,不過,身體發生問題時,通常都是在醫院外。」李鎮宜說。

以此為發想,李鎮宜團隊開發出大小僅如一顆鈕釦的無線心電感測器,可將心電訊號等生理訊號傳輸到手機,再以標靶式訊號處理技術運算後,即時警示心律不整、急性心肌梗塞等異常狀態,並同步傳送心電圖資料至醫院雲端。

透過無線的心電監控設備,心血管疾病患者將能維持日常社交生活、在外面趴趴走,同時24小時監控心臟狀態,有效應對緊急狀況,降低死亡率與預防重大併發症。

該計畫結束後,團隊成員以核心技術創辦了博晶醫電,不過,即使技術高端、產品輕薄短小,當時在商業化...