陽明交大智慧醫療新扉頁(一)

陽明交大10項「MIT」 智慧醫療成果 顛覆高齡照護思維!

撰文記者 吳培安
日期2023-12-27
陽明交大10項「MIT」 智慧醫療成果 顛覆高齡照護思維!

11月30日至12月3日,國立陽明交通大學於南港展覽館1館舉辦的「2023台灣醫療科技展」中設置主題館,並以醫療、創新及技術為主軸,展出多達10組研究團隊的跨領域智慧醫療成果,內容涵蓋腦瘤AI、聲學智慧檢測、資訊安全、睡眠評估、基因分析、器官晶片、微型檢測、椎體手術、腦機介面、驗證平台等,吸引投資人與國際買家目光。

撰文/吳培安、巫芝岳、劉馨香


11月30日至12月3日,國立陽明交通大學於南港展覽館1館舉辦的「2023台灣醫療科技展」中,連續第三年設置主題館參展。今年主題館以「MIT」(Med. Inn. Tech Expo,醫療、創新及技術)為主軸,展出多達10組研究團隊的跨領域智慧醫療成果,也在醫療科技展首日舉辦開幕儀式及醫療創新交流會,期待藉此吸引天使投資人、創投的目光。

開幕儀式中,陽明交大鄭子豪副校長表示,半導體產業是臺灣非常吸睛的亮點,但如何延續這項優勢,將生醫量能與半導體/資通訊(ICT)整合在一起、再創產業高峰,就是陽明交大合校的使命。他也預告,陽明交大將在明(2024)年成立產學共創處,加速將研究成果轉化成產業量能。

 其後,作為陽明交大智慧醫療與創新照護驗證場域的兩家特色醫院,陽明交大竹銘醫院唐高駿院長、臺北市立關渡醫院陳亮恭院長皆親臨現場致詞。唐高駿表示,今日主題館的每一項成果,都可以在臨床場域和醫院、居家落地,也期待未來進一步能與居家空間整合,打造全新的醫療體系。

 身兼陽明交大健康長壽與老化科學研究中心主任的陳亮恭,則分享該中心正透過基礎科學、臨床研究、數位科技等三大面向,與桂冠、宣捷、華碩、友華、宏碁等企業夥伴協力,讓智慧醫療變成「看得到、用得到」的健康照護解決方案。

 開幕式之後,陽明交大也以「探索M.I.T. 醫療創新」為題舉辦創新發表會,10組登台的團隊,包含:聯創生醫、智德萬生醫、陽明交大電控所神經工程實驗室、陽明交大生醫工程學系、Anivance AI、光稜科技、邊信聯科技、陽明交大數位醫學暨智慧醫療研究中心、陽明立方、聲智科技。


2023年陽明交大主題館參展團隊介紹

⊕    朱唯勤特聘教授/ 聯創生醫»

    壓力差導引骨水泥灌注裝置     解決椎體手術臨床未滿足需求

由生物醫學工程學系朱唯勤特聘教授帶領開發的「壓力差導引骨水泥灌注裝置」,是一項針對椎體成形手術臨床未滿足需求所開發的創新醫療器材。

朱唯勤表示,椎體成形手術長年以來在骨水泥灌注過程中,容易發生骨水泥外漏或出現不均勻的情形。骨水泥外漏可能導致半身不遂、肺栓塞等嚴重後遺症,或是因為骨水泥分佈不平均而造成二次椎體骨折。

 因此,研究團隊開發出一套利用壓力差導引骨水泥灌注的方法,經臨床實驗證實可大幅降低骨水泥外漏風險,將骨水泥外漏率從40~80%,大幅下降到12%以下,分布均勻度平均也可達到75%以上。

 這項研究成果過去數年曾獲得國科會創新醫材計畫、育苗計畫及經濟部價創計畫的支持,研究成果已發表於國際著名醫學期刊,並申請到臺灣、美國、中國等多國發明專利。

朱唯勤也分享,此系統已在2022年9月獲美國食品藥物管理局(FDA)認可為創新技術(Novel Technology)之「更安全醫材」(Safer Technologies Program - SteP Designation)。該認證當時是全臺第一件、全球美國以外國家/地區第四件取得此資格的醫材。目前,正在加速進行醫療器材許可證申請程序。

聯創生醫也預備在今年第四季完成Pre-A輪新臺幣5千萬元募資,以及在明(2024)年底完成A輪5百萬美元募資。


生物醫學工程學系朱唯勤特聘教授,針對椎體成形手術臨床未滿足需求,開發「壓力差導引骨水泥灌注裝置」。(攝影/劉馨香)

⊕    吳育德特聘教授/智德萬生醫»

    臺灣首款多腦瘤AI醫材     加速圈註促精準治療

創新醫材轉譯研發中心及生醫光電研究所吳育德特聘教授分享,團隊與北部和中部兩大醫學中心歷經多年合作,開發出AI腦瘤輔助偵測系統(DeepBT Detector),已於今年7月取得衛福部二類軟體醫材許可證,也是國內首款獲得批准的多腦瘤圈註智慧醫材軟體。

吳育德介紹,過去腦腫瘤的檢測仰賴醫師檢視影像、手動圈註,耗時又耗力,而DeepBT可針對聽神經瘤、腦膜瘤與腦轉移瘤這三種主要腦癌的磁振造影(MRI)影像,進行自動偵測與圈註病灶範圍,敏感度與精準度皆達到94%。

DeepBT除了可在iPad平板與電腦瀏覽器使用,也能透過DICOM RTSS格式串接至醫院的放射治療計畫系統,讓醫師能直接在系統內查看與修改腦瘤圈註結果,接著進行治療計畫,大幅縮減臨床治療所需成本。

吳育德團隊已於今年2月成立智德萬生醫科技公司,下一步將進軍東南亞,預計可於明年第二季取證,並期望透過臺灣大型醫院「一國一中心」的新南向計畫進行市場推廣;此外,也預計在明年第四季於美國取證。


創新醫材轉譯研發中心及生醫光電研究所吳育德特聘教授,與醫學中心合作,開發出AI腦瘤輔助偵測系統。(攝影/劉馨香)

⊕    柯立偉教授/陽明交大電控所神經工程實驗室»

    創新穿戴式腦機介面  中風神經復健、注意力不足過動症輔助診斷應用廣

電控工程研究所神經工程實驗室的柯立偉教授團隊,運用其十多年的研究成果,開發出一項穿戴式腦機介面裝置。該裝置具有已發明專利之全臺首創石墨烯腦波乾式電極,比傳統需打膠的濕式電極使用更為方便;該系統也已通過醫療器材法規所需之生物相容性、電性安規檢測。

 柯立偉表示,他們已運用該腦機介面系統,結合另一項AI深度學習核心技術,運用腦波偵測開發多種應用,例如:可偵測專注力、疲勞度、壓力與情緒等的「多參數生理狀態指標監測系統」。

柯立偉團隊涉及多項神經性疾病相關的研究,如:中風病患可用的全臺首創腦控下肢外骨骼神經復健系統、睡眠健康促進系統、兒童注意力不足過動症輔助診斷、解析偏頭痛神經機制等。

 柯立偉表示,其腦控下肢外骨骼神經復健系統,為與高醫大附醫復健科陳嘉炘醫師團隊和臺灣福寶科技合作下所開發,以穿戴式腦機介面結合福寶的外骨骼機器人。

注意力不足過動症輔助診斷,則是與高雄長庚醫院王亮人醫師和新竹東元醫院陳怡君醫師進行場域驗證,相關研究成果獲第17屆與第18屆國家新創獎,以及第23屆旺宏金矽獎銅獎。未來,柯立偉團隊也計劃進一步衍生新創公司,正式申請醫療器材認證,也不排除將先推出腦機介面的消費性電子產品。


電控工程研究所神經工程實驗室柯立偉教授,運用其十多年的研究成果,開發創新穿戴式腦機介面裝置。(攝影/劉馨香)

⊕    陳右穎教授/陽明交大生醫工程學系»

    智慧醫材一站式服務平台  開發、驗證、臨床一條龍加速創新醫材研發

陽明交大生醫智慧計算實驗室陳右穎教授團隊,展出了「智慧醫療器材委託開發與檢測驗證服務平台」。該平台主任王經富表示,這項一站式服務平台,面向涵蓋委託研究開發(CDMO)、第三方檢測驗證(Testing Lab),以及臨床試驗策劃與執行(CRO)到符合法規送審取證上市,在確保創新醫材的安全性及有效性無虞的同時,落實智慧醫療器材國內本土驗證查核。

該平台源於陳右穎教授團隊的生醫智慧計算實驗室,其原先已有學術單位的研究開發案的豐富經驗,隨後在學校創新醫材轉譯研發中心支持與輔導下,於2019年取得財團法人全國認證基金會的檢測實驗室認證(TAF編號3857)。

認證項目起先即有「穿戴式/貼片式/接觸式心電圖智慧裝置」、「穿戴式/指夾式/非侵入式血氧濃度計」、「醫療器材軟體確效」、「可用性評估」,甚至於今年(2023)宣布創全臺之先,正式對外提供「非處方OTC輔聽具」、「醫療助聽輔具」TAF認證等服務項目;此外,團隊未來也規劃推出AI/ML醫學影像的相關認證,目前該驗證平台已榮獲2023年第20屆國家新創獎。

王經富表示,醫材開發過程中,從技術開發、產品驗證、臨床試驗到查驗登記,這項平台都可提供對外服務,如同「智慧醫材的新創孵化器」。其平台目前已有多項成功服務案例,如華碩電腦開發的智慧手錶/手環,就是在其協助下取得臺灣衛福部食藥署(TFDA)核准上市。


生醫智慧計算實驗室陳右穎教授團隊,展出「智慧醫療器材委託開發與檢測驗證服務平台」。圖為平台主任王經富。(攝影/劉馨香)

⊕    陳冠宇教授/Anivance AI »

    人體仿生肺晶片     助吸入性藥物減量動物實驗

生醫工程研究所教授陳冠宇分享,在傳統的藥物開發過程中,即使臨床前動物實驗成功,進入臨床後的失敗率卻高達92%;此外,近期如CRISPR基因編輯、mRNA等新型態藥物,通常是標靶人體特有的分子,也很難以非人類模型測試。

為了減少大量實驗動物的犧牲與加速藥物開發,Anivance AI團隊以發展近十年的成熟經驗,開發出獨步全球的人體仿生肺晶片技術,重現呼吸道屏障、纖毛、黏液、血管層等三維肺組織結構;打造動態氣霧呼吸系統,高度模擬粒子進入肺部的自然過程;更開發出自動化AI分析軟體,分析吸入性藥物的短、中長期毒理及藥效,並與台灣微脂體(TLC)合作,完成吸入性藥物的先期驗證。

陳冠宇表示,這項技術將能建構出慢性阻塞性肺病(COPD)、氣喘、囊腫性纖維化的疾病模型,並為其器官晶片完整建構從生產製程、標準化到驗證的完整產業鏈。

 今年,團隊除了獲得首屆「莫德納台灣mRNA前瞻新創獎」,也與跨國生命科學儀器大廠丹納赫(Danaher)旗下的分子儀器(Molecular Devices)計劃共同開發仿生器官晶片,應用於人類的精準健康和藥物開發。陳冠宇也表示,Anivance AI團隊預計於明(2024)年正式成立新創公司,並在2024年完成300萬美元的種子輪募資。


生醫工程研究所教授陳冠宇(圖)帶領Anivance AI團隊,開發出獨步全球的人體仿生肺晶片技術。(攝影/劉馨香)

⊕    陳浩夫副教授/光稜科技 »

    SPR微型化檢測儀     高靈敏臨床檢驗快速解方

生醫光電所副教授陳浩夫團隊技術長陳志翰分享,團隊開發出專利獨特光學設計,成功將體積龐大的表面電漿共振(SPR)儀器縮小,同時兼顧了高靈敏度的檢測優勢。

陳浩夫團隊於2017年底成立新創公司光稜科技,其推出的「可攜式表面電漿共振儀-麻雀」(SPARROW-D),特色在於樣本無須添加螢光標記,利用可拋棄式微流道晶片和僅有筆電大小的機台,就能進行即時(real-time)且精準的檢測,能作為科學研究、生物醫學和工業檢測等的重要工具。

陳志翰表示,光稜科技已開發出細菌抗生素耐受性檢測,在與馬偕醫院的合作下,完成致死率最高、最難檢測的金黃色葡萄球菌,以及常見的大腸桿菌驗證,今年將持續進行其他菌種的檢測驗證。此技術能將傳統4到5天的檢測流程縮短到兩小時完成,讓醫師能快速地為敗血症患者選擇最有效的治療方案。

此外,光稜科技也開發出心肌梗塞生物標記檢測,由於其高靈敏度優勢,在樣本濃度很低時便能檢測到,有助心肌梗塞的早期診斷和治療,未來還將發展其他長期心血管指標的檢測服務。

陳志翰表示,預計在2024年底,為心肌梗塞檢測申請TFDA和美國FDA的510(k)認證,敗血症檢測也預計在隔(2025)年提交許可證申請。


生醫光電所副教授陳浩夫團隊,於2017年底成立光稜科技,推出兼顧輕量化及高靈敏度的「可攜式表面電漿共振儀-麻雀」。圖為技術長陳志翰。(攝影/劉馨香)

⊕    黃經堯教授/邊信聯科技 »

    智慧醫療資訊安全管理系統     成「互聯醫療」資安最佳守門員!

2020年成立的資安軟體公司「邊信聯科技」,以提供邊緣運算安全與隱私保護為核心,其技術除了已用於工業、電信業外,看準近年醫療界「互聯醫療」 (connected healthcare)的大趨勢,開發出「智慧醫療資訊安全管理系統」,確保醫療機構之間能透過網際網路進行安全資訊交換,更能在保障資料隱私性的情況下進行人工智慧模型的訓練及使用。

邊信聯科技董事長暨技術長邵家健表示,隨著互聯醫療的發展,跨醫院之間的資料交換,居家照護病人與醫院之間的即時資訊傳輸,甚至使用醫療資訊進行人工智慧模型的訓練都日益普遍。因此,高敏醫療資訊在進行傳輸與運算時的完整性與私隱性,都需要得到從終端到雲端的整體性保護。

邵家健表示,邊信聯科技這項以高可信度邊緣運算(High-Assurance Edge Computing)技術為基礎開發的系統,出自軍中資訊守衛 (military information guards)的概念。這套系統好比一名守衛,對他保護的資料進行認證、隔離、去識別化、加密、簽章等措施,確保資訊在傳輸時與運算時不會受到竄改或洩漏敏感訊息。

邊信聯科技在資訊安全領域已獲臺灣電子大廠投資並提供軟硬體系統整合。在醫療領域,邊信聯科技正與緯創集團旗下的緯謙科技合作推出整套系統。

該系統目前正在導入屏東基督教醫院的遠距醫療試點服務內,並且與美國疾病管制與預防中心(CDC)和比爾及梅琳達‧蓋茲基金會(Bill & Melinda Gates Foundation) 合作,在未來五年內建構在非洲國家馬拉威的國家數位醫療基礎設施之中。

邊信聯科技表示,這套系統與國際HL7/FHIR協議互通,可對臺灣衛福部推動的網路電子病歷計畫做出重要貢獻。


邊信聯科技董事長暨技術長邵家健表示,醫療資訊在轉輸時與運算時的完整性與私隱性,都需要得到從終端到雲端的整體性保護。(攝影/劉馨香)

⊕    楊智傑教授/陽明交大    數位醫學暨智慧醫療研究中心»

    AI居家睡眠評估平台     未來居家即可進行睡眠診斷!

數位醫學暨智慧醫療研究中心楊智傑教授,展出了「AI輔助居家睡眠評估平台」,這項平台透過臨床進行睡眠多項生理檢查的大數據,並結合竹科廠商旺北科技的智慧型血氧穿戴式裝置,以AI評估受試者的失眠和睡眠呼吸中止症症狀。楊智傑表示,他們期望此工具未來能成為醫院睡眠中心診斷的替代方案,以精確、連續性的血氧分析,就能提供臨床等級的睡眠評估報告。

該平台的演算法,使用來自美國與臺灣本土,共超過1.2萬例睡眠大數據進行分析,訓練出三個AI模型。受試者可先透過問卷簡易區分睡眠狀況,接著在家使用血氧裝置紀錄一晚,就可產出醫院可診斷的報告。

楊智傑表示,目前市面上的居家睡眠產品僅能篩檢、無法診斷,他們的目標則是開發出診斷產品。目前這項產品正在準備提交TFDA醫材證申請中,未來亦有規劃成立新創公司發展;團隊也分享,近期參展德國醫材展Medica,這項產品也得到許多居家醫療服務公司詢問,顯示產品在歐美發展的龐大潛力。


數位醫學暨智慧醫療研究中心楊智傑教授,展出「AI輔助居家睡眠評估平台」,以AI評估受試者的失眠和睡眠呼吸中止症症狀。(攝影/劉馨香)

⊕    董建億副研究員/陽明立方»

    立方工作站、基因體分析者平台、魔法卷軸  打造智權商業化快速生產線

陽明立方創辦人、陽明交大腫瘤與免疫卓越研究中心董建億副研究員表示,陽明立方源自陽明交大基因體中心,其開發出輕量標準分析平台、分析智權封裝技術等兩項核心技術,可以量產基因分析軟體,應用在臨床、健康管理、個人照護等不同的場域。

陽明立方開發的基因體分析者平台(GAP),能在輕量設備上實現傳統上大型伺服器才能執行的各種生物資訊分析;並可搭配「魔法卷軸」(Magic Scroll)技術,將客戶的運行流程、判斷邏輯、視覺化方法加密封裝在單一檔案,進而在GAP相容設備間轉移,僅須一鍵便能完成布署,將學術研究成果快速打造成商業產品。

董建億說明,基於GAP開發的立方工作站是輕量化的生物資訊分析設備,搭配圖形化操作介面,讓第一線臨床人員能夠一鍵完成分析,且具備隨插即用、應用擴充性大等優點,還搭載了自動排程及高強度資料加密,可兼顧分析自動化及資訊安全。

董建億表示,陽明立方目前已經與臺北榮總、敏盛醫療體系以及國內數家基因科技業者展開合作,將技術產品化推向消費市場,並預計在明年,達成3千萬元的種子輪募資目標。


陽明交大腫瘤與免疫卓越研究中心董建億副研究員,開發出輕量標準分析平台、分析智權封裝技術等兩項核心技術。(攝影/劉馨香)

⊕    賴穎暉教授/聲智科技 »

    AI-a檢測分析系統  智慧聲學檢測      即時偵測工業製造、臨床異常事件

由陽明交大創新醫材轉譯研發中心及生醫工程系賴穎暉教授團隊技術衍生的聲智科技,成立於2022年5月,其以聲電量測技術結合AI,開發出「AI-a檢測分析系統」,該系統為一項透過聲音訊號,進行事件檢測(Event Detect)的創新技術。

這項系統採用賴穎暉團隊開發語音辨識系統的智慧模型架構,與聲智科技的聲電量測技術建構而成,最初是為解決轉動性產品在運作過程之中的微小異音偵測,後續將應用範圍擴展到多種產品的良品及不良品進行檢測,幫助提升產品品質;而在醫學用途中,則能用以分辨生理狀態上的異常。

聲智科技共同創辦人兼技術長林祐毅表示,例如他們已和醫學中心麻醉科合作,進行異常血管空氣音偵測的開發,用於警示麻醉科醫師患者血管中出現異常氣泡的情形;此外,他們也與臨床團隊進行洗腎廔管狹窄度判斷的研究,輔助醫師透過電子聽診器辨別洗腎廔管是否有狹窄情況。

 林祐毅表示,以聲學方式檢測生理異常,具有非侵入性、立即性的特色,且他們以小資料量、小模型進行開發,更具經濟效益。林祐毅也指出,其系統的特色在於軟硬體整合,目前已有多間電子代工廠是其合作客戶,正運用這項技術進行消費性電子產品的檢測。


陽明交大創新醫材轉譯研發中心及生醫工程系賴穎暉教授團隊技術衍生的聲智科技,以聲電量測技術結合AI,開發出「AI-a檢測分析系統」。圖為聲智科技共同創辦人兼技術長林祐毅。(攝影/劉馨香)

>>本文刊登自《環球生技月刊》Vol. 112