台灣大學無線生醫保健監測系統學界科專期中成果發表會暨美商國家儀器股份有限公司儀器捐贈記者會八月五日舉行

超越台大抗煞一號,台灣大學先進無線生醫保健監測系統學界科專期中成果發表會暨美商國家儀器股份有限公司儀器捐贈記者會於九十三年八月五日(星期四)下午一點三十分在台灣大學應力館國際會議廳舉行。主辦單位台灣大學無線奈米生醫系統研發中心指出,台灣大學無線生醫保健監測系統學界科專三年計畫執行已屆全程之半,適值該研究團隊成功研發抗煞一號與我國SARS風暴解除逾週年之際,他們再度延續原有基礎,持續發展出諸多可對我國產業提升全球競爭力有所助益之創新研究成果,其中包含新型生醫晶片系統與抗煞一號之衍生效用等。同時美商國家儀器股份有限公司台灣分公司捐贈該研究團隊價值逾新台幣伍佰萬元之設備,協助該學界科專計畫作進一步研究與落實。成果發表會展示內容:

超越台大抗煞一號之創新應用

台大無線生醫保健監測系統研究團隊於民國92年5月依SARS冠狀病毒的基本特性,結合免疫學原理,用最基本的架構去設計出可以破壞該病毒的化學分子,之後再利用創新檢測技術進行做實驗,終能證明其功效。當時即指出此一化合物及其衍生產品可用來製造口罩、防護衣、消毒噴劑等,作為抗煞或其他病毒防護用具。目前量產合成8-氫氧基辛烷酸(台大抗煞一號或台大奈米生醫一號)的方法已技轉至臺灣多家廠商,應用於口罩、防護衣、消毒噴劑等產品。~)

過去一年中,為了瞭解和研究破壞病毒構形的作用機制,該研究團隊進一步地合成一系列抗煞一號的衍生物。得到我國其他部會協力支持且與我國業界不間斷之合作,其實驗成果再再顯示抗煞一號可有廣泛的衍生應用層面,目前已證實此一系列之衍生物可用於抵抗禽流感病毒及金黃色葡萄球菌,同時還發現抗煞一號及其衍生物,在經過適當之處理後,將可帶有較目前市面上所有吸塵產品更高之電場,也因此有更好之吸附作用,此一成果將可使我國廠商取得進軍生物過濾器與一般除塵過濾器之市場,市場產值超過百億以上。另此一技術也已發現對我國生醫晶片之研發可有助益。~

微型生醫感測器與系統~台灣大學無線生醫保健監測系統研究團隊以SPR光學技術之基礎,於國科會製藥生物技術國家型計畫陸續開發成功桌上型光生化形晶片檢測儀(TBMorph)、肺結核桿菌檢測晶片(部分成果也於此次成果發表會中展示)與多種積體化光學感測元件。秉持知識經濟時代技術及經驗持續成長之理念,該研究團隊假經濟部學界科專計畫將研究範疇,延伸至感測器之微型化與低功率生醫隨身系統之設計及開發,以建構出適用於短期置入人體應用之留置針與長期植入人體之微感測系統之目標。本次具體展示之成果包括有1)具有生物相容性外膜披覆保護之留置針感測器;2)低消耗功率呼吸流量感測器;3)近距離生醫訊號傳輸與4)手持式智慧型分析模組。短期置入之成果可應用於急症加護病患之監測,已能成功利用小動物進行生理訊號之量測與傳輸示範。智慧型分析模組可用於心率變異度與呼吸參數之分析,將來於系統晶片進一步的整合,可提供多感測器網路長期目標之實現。美商國家儀器股份有限公司所提供之虛擬儀控系統,讓該研究團隊可以在面對跨領域整合與多樣變化之整合要求中,能具有快速實現與縮短開發時間之競爭能力。

無線生物訊號傳輸~此項研究之目的在於製作一個能把體內生醫資訊傳輸至體外的進身無線界面電路(Wireless Interface Circuitry)。無線界面電路可於接收由體外傳來之指令後,啟動體內之生醫感測器,而將所感測之體內生醫資訊:如脈搏、心電圖、體溫(短程目標)或C-反應蛋白(C-Reaction Protein, CRP)(長程目標)等,以無線電波傳送至體外的電腦,並進而傳遞至資訊中心(BCC)進行彙整。其主要應用範疇為降低近端的,緊急醫療室或手術室中之接線,同時可應用於遠端的老人院或長期病患居家檢測之用。台灣大學之研究團隊將進一步結合美商國家儀器股份有限公司捐贈之設備,來進行生物傳輸訊號之分析研究與系統整合之測試評估。

衍生成果-Poc & Sensor Network計畫~在未來無線植入式晶片大量應用時,單一病人身上可能會有多點植入監控各項生理狀況(Points of Care, PoC),在老人院或長期病患居家檢測時,由各病人或老人身上的眾多植入式晶片集結將形成一感測器網路 (Sensor Network)。此網路上的每一結點因體積小都僅有有限的能源及有限的通訊、計算能力。但是彼此可以透過無線網路互相支援以擴展通訊的範圍並完成複雜的監控任務,此感測器網路可進一步連結目前手機之GSM/GPRS 無線通訊網,形成一大型全國性的醫療監控網。本研究中在完成小形化的植入式晶片前,先以較大的無線結點(約手機大小)進行感測器網路的通訊協定與網路建構,此開發原型可連接不同的感測器並結合無線手機之GSM/GPRS 網路,在有狀況時送出簡訊給相關人員並將訊息送至全國性的監控中心。此感測器網路開發原型亦可應用在其他如土木結構以及土石流等災害及生態之監控網路。而在感測器網路的區域控制中心(RCC),用來橋接廣域的 GSM/GPRS 網路,並具基本的生理訊號生析能力及作為區域端及整體網路之連繫介面。此目前已有PXI電腦及嵌入式作業系統WinCE 完成原型的試作,未來也將進一步小型化、與植入式晶片進一步整合。植入式晶片另一面臨的大問題是能源的問題,若以電池提供電源將必須定期開刀更換電池,而限制其應用。本研究中業已開始嘗試結合無線電標籤(RFID)技術的開發,以非接觸式的方式傳遞能量至體內的晶片進行充電,以延長晶片的使用壽命。台灣大學之研究團隊將可運用本次美商國家儀器股份有限公司捐贈所取得之RF設備來增加RF裝置性能與開發檢測的校度,並且縮短系統整合與實現的時間差。計畫全程目標將推動將所獲得的生理資訊在網路上進行整合分析,將可大大地影響生物醫學相關產業的發展與方向。~

分享! 教育部奈米人才培育計畫~奈米新知

台灣大學無線生醫保健監測系統計畫的目標成果乃前瞻性、創新性。無線生醫保健監測系統之開發,亟需使用最新奈米技術,因而在奈米材料的架構、分析與應用等方面的探索,是達成無線生醫保健監測系統計畫成果主要的影響因素之一。在策略上,AFM在奈米尺度檢測及操控原子的解析上扮演重要的角色:可以克服樣本導電特質以及特製平滑/乾淨表面的限制。因此,可以大量使用在分子力學分析與生物晶片之技術開發。亦由於無線生醫保健監測系統計畫的支持,我國教育部奈米科技人才培育計畫乃可利用此些設備及無線生醫保健監測系統計畫所開發出來之遠端監控系統進行貴重儀器分享操作。此一應用除可大幅降低我國產業應用學界開發完成尖端技術之門檻,也可用於教育推廣上,可說是「同時降低產業與教育之城鄉差距」。在未來,全國各地即使位於偏遠地區如東部、離島等地教師與學生,皆可透過遠端操控技術,與台灣大學應用力學研究所之AFM實驗室連線,跨越空間阻隔進行尖端AFM儀器操作實驗。此舉俾使我國科普教育之水平向前邁進ㄧ大步,領銜於世界。~)

資源之整合與共享是學界科專計畫致力於跨領域整合方向之一。教育本為知識供應鍊之源頭,以AFM之計畫為例,計畫考量AFM為實際窺探奈米世界極佳的入門工具,北區奈米教育發展中心將與AFM廠商合作開發AFM之K-12實作教材,期能促進K-12種子教師與學生對奈米科技之了解與興趣,同時,藉由遠端遙控系統,達到資源共享與縮小城鄉差距之目標。此試行機制若成效良好,學界科專計畫不啻於科學素養教育及專門教育上,建立了一良好之示範平台。~)

基於學界科專提升我國產業研發水準與邀請我國產業界先期參與研發成果之精神,台灣大學無線生醫保健監測系統研究團隊邀集產官學研共同舉辦此一成果發表會,展示最新研究與技轉技術所研發之創新應用產品。希望此類產學合作在經濟部學界科專計畫之持續支持下,能逐步建立產學合作之優良典範。~

指導單位:經濟部/國科會/教育部/農委會~)協辦單位:台大應用力學所/微生物與生化學所光電生醫中心/醫事技術學系所/植物病理與微生物學系所/機械工程學系所醫學工程所/工程科學及海洋工程學系所/電機工程學系所/生物醫學資訊中心/職業醫學與工業衛生所/生物化學暨分子生物學所~)台大醫院/新竹生物醫學園區籌備處~)淡江大學 機械與機電工程學系/化學系~)財團法人國家高速網路與計算中心~)(以上次序依照分項計畫順位排列)~)聯絡人:電機系教授呂學士02-23635251#217;0918-287400、無線奈米生醫系統研發中心主任楊雅棻02-33665643#201~\