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CoverStory | 封面故事 2014. 6月號

醫療級雷達感測新創技術

工研院量測中心 健康裝置技轉大本營

文 / 吳靜芳

4月中旬,工業技術研究院( 下稱工研院) 發表多款智慧健康裝置,其 中的「心跳感測手環」、「疲勞感測與警示裝置」、「連續血壓量測手環」 等皆出自量測技術發展中心的開發,其關鍵技術都是以雷達偵測生理訊 號,由於不需直接與皮膚接觸,成為商品化開發的利基,多項技術也順 利技轉廠商。

工研院董事長蔡清彥( 右2) 與院長徐爵民( 右3)

工研院董事長蔡清彥( 右2) 與院長徐爵民( 右3) 在穿戴式裝置發表會上展示智慧健康裝置。( 圖片提供/ 工研院)

 

目前,市售健康裝置的生理感 測技術,多採用接觸皮膚的電極或 光學。除了可能讓消費者有「被監視」的感覺,也難免會發生接觸不 全而感測失靈的情況。 但是,工研院量測技術發展中 心 (下簡稱量測中心) 成功開發出「微型奈秒脈衝近場非接觸感測技術 (Nanosecond Pulse Near-Field Sensing, NPNS)」,NPNS 的雷達技術可穿透皮膚與衣物,卻不需 直接與皮膚接觸,突破了這層障礙工研院這項技術投入多年研發,目前,已經產出19 案67 件雷達核 心與應用專利。

在近年的穿戴式健 康裝置潮流中,也開啟了新的感測 技術思維,吸引不少國內知名上市 電子大廠前來探詢合作,也成為台 灣健康裝置技轉的一大本營。NPNS 的雷達技術究竟有何特殊? 為何可以讓這些大廠親臨造訪?

 

NPNS 具靈敏性與精確度 可連續性監測

「感測是關鍵!」前瞻微型感 測實驗室主任林宏墩評估現有的穿 戴式健康裝置後強調,「所有的健 康裝置最後決戰點,都在感測的靈 敏性與精確度」。

他拿出韓國某個知名大廠的健 康裝置手環,作為一個研發人員, 他會留意相關上市的產品,親自使 用並測試。有一次,他清醒地坐在 沙發上,但該健康裝置的感測結果 竟然是:你處在良好的睡眠狀態。

他也舉「連續血壓量測手環」 說明,透過NPNS 技術,以手環上雙 點天線雷達量測血液流速,進而算 出血壓。可以用於連續血壓監測, 提供臨床診斷依據。有別於傳統的 壓脈帶血壓計,只能間斷性量測, 又容易讓使用者感受不適,「NPNS 非常適合加護病房需求。」

NPNS 技術開發的「疲勞感測與 警示裝置」則應用於車駕疲勞,可以 夾於安全帶上,偵測人體心跳及呼吸 狀況,再結合心跳率、心率變異趨 勢,評估使用者的睡眠傾向,可在疲 勞瞌睡前4 分鐘提早發出警示。 將NPNS 技術應用在基本的心率 監測上,工研院更跳脫了傳統的手 環形式,製作附於眼鏡上的耳掛式, 方便單車運動者使用。

NPNS 平均一年可技轉兩、三家 廠商,可依照廠商的屬性,應用於車 用電子、醫療照護、情緒紓壓、運動 照護等不同市場產品開發,目前總技 轉數快10 家,技轉金額從數百萬到 數千萬,依產品應用範圍不等。

 

扶植技轉廠商2 年內產品上市

林宏墩強調,為避免造成紅海, 工研院不希望一次技轉太多廠商。 同時,技轉之後工研院還會全力介 入扶植。協助讓廠商能取得初期獲 利。目前,技轉的廠商大部分都應用於運動照護、嬰兒照護及病人監 測領域,產品也即將上市。

在工研院的扶植下,廠商最快 一、兩年內就可以推出產品,趕上 穿戴式風潮。 為幫助產業進步,工研院也努 力調整服務方式,轉型為幫合作廠 商進行系統整合及整套雛型產品的 開發,讓廠商更容易評估產品延伸 方向,並專注於產品開發及市場調 查等商品化的工作。

林宏墩說,「大 廠一來看到了產品原型,信心就起 來了。」 不過,林宏墩也指出,台灣長 期以來替國外大廠代工有成,因此 缺乏創新思維。目前,台灣廠商往 往只會用既有的感測模組去開發產 品,卻忽略了唯有創新的感測模組 才能讓商品在市場打出差異性。

林宏墩指出,IC 產業叢聚 (包括製造、組裝及IC 設計) 的台灣其 實是智慧手環的大本營,跟過去電 子業一樣,不少零組件其實是出自 台灣。但在代工毛利愈來愈低的現 實下,現在正是時候讓研發和代工 結合,「藉由穿戴式健康裝置的潮流,可以讓大廠參與進來並完善整 個產業鏈。讓法人及學界共同投入 研發,加上廠商的代工經驗,產業 鏈的每個部門就能慢慢整合。」

 

長遠布局醫療應用及後台雲端

林宏墩同時也指出,這兩年來, 穿戴式健康裝置雖然開始受到國際 間矚目,不過,台灣穿戴式健康裝 置產業難成火侯。

市場上不少3C 電 子大廠紛紛宣布投入穿戴式健康裝 置市場,林宏墩也指出多數廠商希 望短期獲利,產品流行週期大約只 有3 到6 個月。 他建議,在市場發展前期,廠 商就必須想得更遠,不能拘泥於「健康」裝置,還要有進一步的「醫療照護」思維。

「即使是一般運動手 環或心跳監測器材,長遠來看,也 一定要切到醫療照護,生命週期較 長,準確性或可信度才有保障。」 對大廠來說,或可先從健康裝 置切入市場,讓消費性的穿戴式健 康裝置上市的同時,也布局醫療認證之路。

而量測中心應用NPNS 的穿戴式健康裝置系列,均在台大醫院及榮 總申請進行臨床比對,只有產品達 到醫療等級,裝置偵測的數據才具 有可信度和準確性,也才能真正推 動推預防醫學。此外,產業鏈要串得成,除了 醫療認證,雲端後台也不可或缺。

「只有健康裝置服務系統,就是只 有雲沒有端,就是一個空洞;只有 裝置就是只有端沒有雲,不過是個 人紀錄器而已。」

林宏墩指出,像 Jawbone 和Nike 的智慧手環能成功 流行,不僅僅是生理訊號的記錄工 具,後端平台不斷提供許多運算應 用,才不會讓消費者覺得無聊,也 增加產品價值。

他也提醒,大廠不應停留在智 慧型手機思維,競逐輕薄化,忽略 技術核心,否則恐怕會導致穿戴式 健康裝置市場泡沫化。台灣廠商應 該把握原有優勢,踏實做出雲端平 台功能。



>>本文節錄自環球生技月刊2014年6月號…

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