生理無線感測技術助抗疫 打造第一線醫療保護傘

高醫大洪子聖研究法人鏈結有成 技轉金額創記錄

新冠肺炎疫情衝擊全球,台灣卻能成為世上僅存的桃花源之一,除靠政府全民努力防疫外, 第一線醫療人員協助治療確診病患,也是功不可沒。然而,醫護人員終日面臨感染的風險,對身心都造成極大壓力。此時若能透過科技輔助,減少醫護人員面對病患的機會,就能成為第一線防疫單位最大保護傘。

今年防疫期間,高雄醫學大學附設中和紀念醫院的負壓隔離病房,就出現了這樣的保護傘,大大降低醫護人員壓力。這台防疫利器,是由中山大學電機系教授洪子聖博士「自我注入鎖定」(Self-Injection Locking)專利技轉加值成功的「生理訊號無線感測雷達技術」所開發而成。

裝設在高醫負壓隔離病房天花板的生理無線感測系統。圖/本集團資料照片

洪子聖說,一般要偵測移動物體,可以透過超音波、電磁波或光波等都普勒雷達方式。不過,人體的心跳相當細微,要能精準偵測心跳就需要利用「自我注入鎖定」原理。

傳統雷達靈敏度的1萬倍 連呼吸心跳都能測量

 洪子聖進一步說明,一般雷達偵測,只能針對大範圍快速移動物體,「生理訊號無線感測雷達技術」有「自我注入鎖定」技術加持,偵測靈敏度是傳統雷達的1萬倍,且前幾年在法人鏈結商品化加值後,結合熱像儀,使它不僅可以精密偵測呼吸心跳,也能測量到體溫。

由洪子聖開發的「生理訊號無線感測雷達技術」具有低功耗、低硬體成本等優點,除可量測體溫、心率,連肺炎症狀中的呼吸頻率變化也可感測。這套系統開發完成後廣受關注,共獲30餘件國內外發明專利,及數十篇論文。且在科技部法人鏈結產學合作計畫協助下,由工研院建置第一套雛型機,以200萬美元技轉至美國畜牧業,並於2017年技轉衍生成立昇雷科技股份有限公司。

洪子聖老師說,早在新冠肺炎疫情爆發前,高醫大就知道有這套「生理訊號無線感測雷達技術」,並與昇雷科技洽談安裝在負壓隔離病房的計畫,當疫情爆發後,高醫大相當擔心爆發院內感染,這套系統剛好發揮作用,讓醫護人員可以不用直接面對初期病患,降低感染風險,而高醫大也針對「生理訊號無線感測雷達技術」安置負壓病房經驗發表醫學期刊論文,認為這套系統在未來可望扮演防疫關鍵角色且能穩定長時間感測人體的心跳與呼吸,降低醫護人員風險及減輕防護醫具的浪費。

洪子聖說,無線雷達感測技術目前也可以透過Wi-Fi、LTE等通信訊號進行,考量到現今Wi-Fi分享器已是台灣一般家庭的必需品,並廣泛滲透生活之中,將它結合這套無線雷達感測技術,能在無須增添額外設備成本的狀況下,透過一台Wi-Fi分享器就能在不接觸情況下,進行人體心跳、呼吸與動作辨識的功能。

舉例來說,若將此技術導入企業辦公室,不僅能隨時掌握員工的身體狀況,亦可隨時偵測出員工進出辦公室狀況,自動化開關空調系統控管能源,達到節能減碳效果;若運用在醫院,則可協助收集病患生理數據,能穩定全天候感測病患的心跳與呼吸頻率的變化,進而協助醫生問診。

此雷達感測系統首次與美商洽談時,授權金僅5萬美元,但透過工研院打造第一台雛形機,能實際在牧場操作後,再度洽談的授權金,就飆高至200萬美元,創下當年電子通訊類技轉授權金額最高紀錄。

工研院表示,「雷達生理感測系統」是以雷達技術為核心,運用團隊自主開發的射頻硬體、天線設計、訊號處理與演算法軟體技術,靈敏度遠優於傳統連續波雷達,並具有低功耗、低硬體成本、高準確率及穿牆能力等優點。

高醫發表在醫學期刊論文有關隔離病房內病患之體溫、呼吸頻率與心跳頻率的實際監測清況。圖/洪子聖提供

AI分析病患生理健康 隔空問診絕非空談

此外,該系統可由後端AI平台分析生理健康狀況,即時發現異常跡象並提供警示,減少醫護人員頻繁進出的疲憊與感染風險,紓解因新冠肺炎所造成醫護人力負擔,目前已實際應用於高雄醫學大學的負壓隔離病房,遠端監控並即時反應病患異狀,降低醫療照護人員負擔,避免醫療系統癱瘓。

肺炎的症狀之一就是呼吸急促,此系統能抓出沒有高燒症狀,但呼吸頻率急促的人。以最基本的機型來說,售價只要10萬元,相當具競爭力。科技部鼓勵科研創新,因此今年年中昇雷科技將這套系統捐贈科技部,除分享產品外,也希望能一同對抗疫情。

今年科技部「法人鏈結產學合作計畫」持續透過法人發掘學校具產業化的潛力技術或專利,將深厚的技術研發能量及產業推動經驗,透過加值、升級,融入產業需求,提供多元化的技術加值與創新商業模式輔導服務,集結國內頂尖研發法人豐沛的能量,為學界研發成果產業化的過程拋光打磨,展現產學合作的極致樣貌。

今年度成果發表會結合科技部內「科學園區生醫創新聚落整合推動計畫」、「新型態產學研鏈結計畫-價創計畫」,將於11月4日下午2時在松山文創園區五號倉庫(台北市信義區光復南路133號)舉辦,現場 展出超過50件透過法人加值的產學合作成功案例,技術領域涵蓋資通訊、智慧機械、商管、綠能科技、新農業、精準健康、鏈結新創等,活動現場可實地了解眾多研發成果內涵,近距離與技術團隊互動交流,並有機會與團隊碰撞出產學合作新火花,為企業找尋到因應未來世界的發展契機。有意參加者可先線上報名:https://iace.org.tw/f2/activity/showDetail?id=2422&searchCondition.category=%E6%88%90%E6%9E%9C%E7%99%BC%E8%A1%A8

防疫科技部法人鏈結IACE產學最前線洪子聖