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未來情境:結合智慧型手機進行即時性生理檢測
蔡玉琬 .2018/11/26
摘要 Frost & Sullivan選出全球50大新興科技,並基於成功機率、影響程度與層面評估重要科技未來的應用情境。50大科技主要分為九類,包含:資訊通訊科技(ICT)、醫療裝置與成像、微電子(Microelectronics) 、感測器與控制儀器(Sensors and Instrumentation)、化學與先進材料、先進製造與自動化、環境與永續性、能源與公用事業、以及健康與保健。其中,本文主要針對結合智慧型手機進行即時性生理檢測(Real-time Smartphone Diagnostics)之情境進行描述。

一、結合智慧型手機進行即時性生理檢測情境
(一)情境說明:目前許多現有的診斷設備往往相當龐大,需要較大的空間、單獨安裝與耗時,且須仰賴技術人員的專業方能進行樣本分析。結合智慧型手機進行即時性生理檢測是透過結合5G智慧型手機與能插入智慧手機USB的診斷測量裝置,此診斷測量裝置被設計為符合特定測試需求的分子(XaaS)檢驗,舉例來說,若使用者想檢測甲狀腺素(thyroid hormone),僅需插入三碘甲狀腺原氨酸(T3)/四碘甲狀腺原氨酸(T4)/促甲狀腺激素(TSH)特定條帶(strips)或生物感測器(biosensor)至裝置中,並加入樣本(血液或尿液),該裝置將透過連結的USB提供資料判讀,要在現行智慧型手機中安裝資料庫,以提供判讀並與標準數值做比較,再透過雲端運算平台將結果提供給醫生。裝置能應用於多種不同類型的生物化學測試、抗體測試、HCG賀爾蒙測試、尿液測試、甲狀腺素測試等多種測試。此外,此裝置是利用奈米混合材料製造,並利用智慧玻璃(eGlass)保護顯示螢幕。
(二)涉及技術領域:生物感測器、智慧玻璃、5G、XaaS與認知安全(Cognitive Security)。
(三)智慧診斷的價值鏈與技術生態體系
1.感測器與相關平台:Frost & Sullivan估計2017年全球生物感測器市場達160億美元,預測2022年將達220億美元,現場照護(point of care, POC)裝置生物感測器與居家診斷工具可占市場的65%。高速資料網路是讓現場照護與居家診斷能實現的關鍵因素,估計5G網路與雲端模式將進一步延伸手機在健康照護的應用。
2.網路安全的基礎設施:網路安全基礎設施在健康照護資料分享環境是最為關鍵的,如IBM與思科(Cisco)大量投資在利用AI技術以確保安全性與防火牆,這些企業亦為提供健康照護機構解決方案的主要供應商,預期將會進一步強化支援健康照護產業的能力。
3.應用程式與疾病徵兆:傳染性疾病為全球十大死亡之一,原為地區型的伊波拉與茲卡病毒因全球化而蔓延至許多國家,利用智慧型手機進行即時性診斷有助於快速檢測與判斷疾病,進而加快通報速度。

二、相關技術的發展進程
(一)2018年,紙張生物感測器:華盛頓大學研究人員提出類似紙張的電化學生物感測器,能以可負擔的價格提供即時診斷,此微流體(Microfluidics)分析生物感測器可用於監測血糖等參數。
(二)2019年,電子健康紀錄(EHRs)資料中心:思科的創新資料中心平台可適用許多創新健康照護,如電子健康紀錄、物聯網(IoT)或大數據,並讓即時取得健康資訊變得更容易。
(三)2020年,以AI為基礎的安全性:Wiretap開發的Aware平台,利用人工智慧(AI)來處理健康照護的網路安全,此平台能通知顧客目前面臨的潛在威脅並主動管理風險。
(四)2021年,5G遠距健康(Telehealth)服務:5G基礎設施導入將有助於遠距健康商業模式的推展,微軟的目標為透過5G升級其混合實境頭戴式裝置HoloLens,以提高病患健康照護紀錄的運算速度。

三、利用智慧型手機進行生理檢測服務的情境發展預測
(一)成功的可能性:創新健康照護平台的成功仰賴於健康照護專家與技術愛好者對這類科技的接受度。研究者的主要目標在於建立能偵測人體各種生理參數的生物感測器,且雲端運算與儲存已被全球廣為使用,雖然5G尚未達到商業化階段,不過智慧診斷仍可利用現行的高速通訊科技來執行。因此,此時是探索智慧診斷發展可能性的好時機。
(二)商業化時程:預計2022年,智慧診斷將成為一個整合性的健康照護個體。測試成功與符合各種規範將是智慧診斷商業化的關鍵,且健康照護服務,如遠距健康的健康照護服務演進必須要能夠被追蹤,以評估智慧診斷特徵的市場機會,且此科技必將隨著智慧型手機的快速升級而持續調整。
(三)影響層面:主要受益者將是需要定期回診檢查的病患。直接上傳檢測結果給醫生以驗證必要的診斷,將能節省時間與成本,且有助於醫生更有效管理病患的健康資料。
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資料來源 Frost & Sullivan