生醫工程與健康科技

當高頻通訊與半導體量測的極致精度，融入複雜的生命科學領域，正為現代醫療帶來深遠的技術革新。筑波集團立足逾二十年軟硬體整合技術底蘊，開拓由「3C」跨入「三醫（醫療器材、醫療技術、醫療人才）」的策略實踐，深耕生醫資通訊（BioICT）領域。

在智慧健康實務上，筑波直擊臨床資訊孤島與急重症交接痛點，自主研發涵蓋手術麻醉、眼科及基層門診之多科別數位病歷系統，並深度參與衛福部次世代平台與 UCC（急診/急重症跨院轉診）資訊標準化；在支持性醫療方面，針對化療引發口腔黏膜炎（Oral Mucositis）長年缺乏有效物理對策之臨床難題，提出創新非侵入低溫舒緩方案，實質改善病患治療耐受度。

在前瞻光電檢測佈局方面，太赫茲（THz，頻率介於 10¹¹～10¹³ Hz）兼具「非游離輻射安全性」與「分子指紋光譜特性」，正成為打破傳統檢測極限的利刃。演講將揭示 THz 如何在無需化學染色與破壞樣本的前提下，實現癌症病理組織切片的即時辨識、固體藥錠微觀膜厚與均勻度全檢，以及高階複合材料的內部缺陷診斷；同時說明如何結合 AI 人工智慧演算法輔助醫學影像特徵擷取與分析。

綜觀國際醫療數位轉型與高階精密檢測之發展趨勢，臨床現場普遍面臨跨系統資訊孤島、人工作業負荷以及數據標準化不易等挑戰；先進材料與生醫製程亦亟需高解析度且不損壞樣本的品管檢驗手段。筑波透過 BioICT 系統整合與 THz 先進光電量測技術，為臨床資訊流通障礙、病理與製藥檢驗極限提供實質之工程解方，期盼藉由產學研醫跨域協作，共同探討太赫茲技術與智慧健康科技在未來的多元應用潛力。

Pathological examination of tumor tissues remains the gold standard for cancer diagnosis; however, it relies on invasive surgical excision or needle biopsy. In contrast, liquid biopsy offers a minimally invasive alternative that analyzes blood-derived components to capture tumor information in real time. Among the various analytes, extracellular vesicles (EVs) have emerged as one of the most compelling biomarkers for cancer diagnostics due to their unique biological and biophysical properties. EVs are nanoscale, lipid bilayer–enclosed vesicles actively secreted by nearly all cell types, especially tumor cells. Tumor-derived EVs are detectable in circulation even at early disease stages and remain abundant as the disease progresses, with concentrations reaching 10⁸–10¹¹ EVs per mL of plasma. These EV-encapsulate diverse biomolecular cargos, including nucleic acids, proteins, and lipids that faithfully reflect the physiological state of their parental cells. The molecular and functional signatures of tumor EVs thus provide a powerful surrogate for tissue biopsy, enabling noninvasive cancer diagnostics and treatment monitoring. At the UCLA Liquid Biopsy Laboratory, we have developed a click chemistry–mediated EV enrichment platform that offers several advantages over conventional immunoaffinity approaches, such as ultrafast labeling kinetics, 10–100X reduction in antibody consumption, minimal biological interference, and broad compatibility with downstream molecular and functional assays. In this seminar, I will present the development, clinical validation, and translational potential of our latest EV-based liquid biopsy platforms for solid tumor management, spanning early detection, treatment response assessment, and companion diagnostic applications for targeted immunotherapies.

精準醫療的發展高度依賴能夠在複雜生物流體中長時間、即時且準確量測生物標誌物的生醫感測平台。然而，傳統電化學感測器在血液、血清及其他生物流體中容易受到非特異性蛋白吸附、細胞沾黏、凝血與生物污損影響，造成電極界面鈍化、訊號漂移及靈敏度衰減，限制其在連續監測與臨床精準醫療中的應用。主題將介紹以兩性離子高分子界面塗層工程為核心，透過調控高分子之界面化學、電荷分布、水合結構與膜層微環境，建立兼具高生物相容性、廣譜抗污損與優異電化學傳輸特性的新型生醫電化學感測界面。

在研究實際範例中，我們實施了在連續血糖監測 (CGM)，一種常用的連續監測組織間液葡萄糖水平的方法，以一種簡單的大氣等離子體誘導接枝技術，用於在感測器表面功能化兩性離子刷塗層，旨在調節感測器的微環境化學性質。兩性離子刷塗層連續血糖監測儀能夠調節 pH 值，並且比未塗層感測器具有更長的使用壽命。我們評估了大鼠實驗，結果顯示 Z 塗層 CGM 在追蹤血糖波動方面始終優於未塗層 CGM，具有更高的相關係數，並且在無需重新校準和重新校準的情況下均能顯著降低雜訊。這項技術對皮下植入式血糖監測儀具有重大意義，並有助於 CGM 擺脫對常規血糖指尖採血校準的依賴。

另一項實施為在電化學適體感測技術上建立電荷偏差兩性離子塗層。其展現了對適體之構形穩定性、界面傳質與電化學訊號放大。該塗層還展現了具備長期穩定、抗多種複雜生物環境干擾的次世代感測平台。藉由此兩性離子高分子塗層工程，可望將傳統以單一分析物檢測為主的電化學感測器，此策略有望突破生醫電化學感測器在真實生物流體中的界面失效問題，為穿戴式、植入式及體外即時診斷系統提供可擴展的材料與界面工程技術，進一步支援個人化與精準醫療之發展。

ORC hemostatic aggregates are a next-generation, resorbable hemostat built from oxidized regenerated cellulose (ORC) engineered into an aggregate form. They combine a proven biochemical mechanism with new material architecture and scalable manufacturing to deliver rapid bleeding control, predictable degradation, and improved handling for surgeons. The development path moved from bench discovery through iterative formulation and animal testing to clinical translation and commercial readiness. Their effectiveness is primarily attributed to their unique aggregate structure, providing high surface area, and localized acidic environment, which promotes platelet adhesion, blood protein concentration, local bactericidal effect, and accelerated clot formation, when it is in contact with blood. This study explores the design, mechanism, and clinical performance of ORC hemostatic aggregates, with emphasis on their physicochemical properties, biocompatibility, and degradation behavior. Compared with conventional sheet-based formulations and existing hemostatic powders, preclinical and clinical evaluations have demonstrated ORC hemostatic aggregates provide more rapid, targeted and durable hemostasis, minimal inflammatory response, and safe absorption. Overall, ORC hemostatic aggregates represent an effective and versatile adjunct in modern surgical hemostasis, offering advantages in both open and minimally invasive procedures, including robotic procedures. Finally, the presenter recounts the innovation journey that enabled translation of ORC aggregates from concept to clinical use.

眼底是人體少數可直接以非侵入方式觀察微血管、視神經及視網膜組織的部位，因此眼底影像長期以來都是眼科疾病篩檢、診斷及追蹤的重要工具。眼底照相機的發展，從早期以光學系統、照明系統及底片攝影為核心的桌上型設備，逐步進入電子感測器與數位影像時代，不僅提升影像取得、儲存及傳輸的效率，也使眼底攝影由專科醫院逐漸走向更廣泛的臨床與健康篩檢應用。

隨著光學設計、影像感測器、LED 照明、電子系統及影像處理技術的進步，眼底照相機逐漸朝向小型化及可攜式發展。近年手持式眼底照相機的出現，使眼底攝影不再侷限於固定式檢查室，可進一步應用於基層醫療、行動醫療、偏鄉篩檢、居家照護及大規模疾病篩檢。如何在有限的體積下，同時兼顧視場角、解析度、照明均勻性、操作距離、瞳孔大小及影像品質，成為手持式眼底照相機發展的重要技術課題。

另一方面，眼底影像數位化所累積的大量資料，也促成了人工智慧在眼科醫療的快速發展。透過深度學習與影像辨識技術，人工智慧已逐漸由影像品質判定與病灶辨識，發展至協助糖尿病視網膜病變、青光眼、黃斑部病變及其他眼底異常的篩檢與風險判讀。值得注意的是，近年的研究已逐漸將眼底影像的應用由「眼睛疾病」延伸至「全身性疾病」。視網膜血管是人體少數能以非侵入方式直接觀察的微血管系統，因此眼底影像所呈現的血管管徑、分支、彎曲度、出血、滲出及神經組織變化，可能反映人體全身微循環及神經系統的健康狀態。大型研究已顯示，人工智慧可由眼底影像推估血壓、吸菸等心血管危險因子及重大心血管事件風險；視網膜微血管變化亦與未來腦中風風險具有關聯。此外，深度學習模型已被研究應用於慢性腎臟病、第二型糖尿病的篩檢及疾病進展風險評估，甚至可由眼底影像估測腎功能及血糖相關資訊。其他研究亦顯示眼底影像結合人工智慧在貧血、認知功能異常及阿茲海默症等疾病的初步篩檢上具有潛力。這些發展使眼底照相機的角色逐漸由單純「取得眼底影像的儀器」，轉變為結合光學、電子、影像處理、人工智慧及遠距醫療的智慧型健康評估平台。

目前利用眼底 AI 進行全身性疾病判讀仍多屬風險評估、輔助判讀與初步篩檢階段，尚不能取代血液檢查、心血管檢查、腦部影像或其他標準臨床診斷，但其非侵入性、快速及容易大規模部署的特性，使其具有發展成新型數位生物標記（digital biomarker）的潛力。

本報告將由眼底照相機的基本光學原理與早期桌上型設備開始，回顧數位眼底攝影、免散瞳技術及手持式眼底照相機的技術演進，並進一步探討人工智慧導入眼底影像分析後，在眼科疾病以及全身性疾病風險評估上的新興應用。藉由眼底照相機由「看得見」、走向「拍得好」、「帶得走」，再進一步發展至「看得懂」的歷程，說明眼底影像設備如何由單一眼科診斷工具，逐步朝向智慧化、普及化以及預防醫學與全身健康管理的方向發展。

影像品質取決於解析度與對比度：前者決定細節多寡，後者決定細節是否可被辨識。光學同調斷層掃描（OCT）利用組織背向散射差異產生內生性對比，無需染劑或螢光標記，即可透過低同調干涉解析深度並重建組織微結構；其微米級解析度與毫米級成像深度，使 OCT 已成為臨床眼科視網膜檢查的重要標準工具。本團隊進一步在結構式 OCT 影像上整合多重對比機制，包括血管造影（OCTA）、偏振敏感（PS-OCT），以揭露血流、纖維排列、膠原結構與癌變相關資訊，建立活體、免標記之多重對比 OCT（MCOCT）平台。此平台可於單次約 8 秒掃描內產生 5D 光學切片資料，從組織邊界延伸至膠原與微血管網路，提供即時、非侵入且具功能性資訊的光學切片。其應用可望於傳統病理切片前協助鎖定可疑病灶、降低不必要切片數量，並提升早期口腔癌偵測效能，促進光學物理、臨床腫瘤學與醫材轉譯之整合；其中，拋棄式探頭設計亦是邁向實際臨床導入的重要關鍵。

在轉譯醫材開發方面，本團隊由手持式探頭出發，進一步將 OCT 微縮至針尖與導管端，用於微創手術中的即時影像導引與精準定位，應用情境涵蓋硬脊膜外麻醉、腹腔鏡氣腹建立及血管內成像等。相關技術已取得臺灣與美國發明專利，並於 2023 年完成全球首例人體試驗，2025 年完成技術移轉。系統亦由 NYCU 第一代實驗室平台，進展至與產業界合作之第二代商品化雛型；目前正推進管徑小於 1 mm 之導管式 OCT，目標建立臺灣自主設計與製造之血管內 OCT 系統，並規劃於 2026 年底進入活體動物試驗。整體而言，本演講介紹多重對比 OCT 從基礎光學影像、臨床光學切片到智慧導管醫材之完整轉譯路徑。

隨著人口高齡化與慢性疾病照護需求增加，未來醫療將更重視健康壽命，也就是人們能夠維持身體功能與生活品質的年歲。如何在疾病發生前辨識風險並在治療與日常生活之間持續掌握健康變化，是醫療與工程共同面對的課題。本演講以居家檢測與人工智慧的整合為切入點，探討醫療由院所延伸至家庭、由單次量測走向長期追蹤的可能樣貌。

檢測技術的小型化，使個人得以在日常環境中取得健康資訊。以安盛生科的手機光學檢測技術及 PixoTest Vision 血脂檢測為例，透過光學感測、影像處理與演算法整合，將部分原本依賴實驗室的量測轉化為數分鐘內可完成的檢測。本演講將分享相關技術發展與驗證經驗，說明工程設計如何兼顧量測品質與操作便利性，為居家健康追蹤建立基礎。

當檢測從偶發事件成為可持續追蹤的過程，資料的價值也由單一數值延伸至個人的變化趨勢。人工智慧有機會協助整合歷次檢測結果與生活資訊，將資料轉化為更容易理解的健康提示，支持飲食、運動與營養管理，再透過後續量測觀察變化。這種檢測、理解、行動與再評估的循環，是未來個人化照護的重要方向；其實際效益仍須透過臨床研究與長期追蹤確認。

GLP-1 類藥物的發展，提供了思考代謝健康照護的新情境。治療期間如何掌握個別反應，以及如何將生活型態管理與醫療照護銜接，值得進一步探索。居家檢測可望在院所檢查之間提供補充資訊，協助使用者與醫療人員理解健康變化。相關檢測項目、追蹤頻率與介入方式，仍須依臨床需求與證據設計，由醫療專業人員判讀及決策。

實現這樣的醫療願景，需要感測、資通訊、人工智慧與臨床醫學的共同投入。工程上的關鍵，不只在於取得更多資料，也在於量測可靠性、使用者操作、資料隱私，以及資訊如何融入照護流程。未來期待建立以人為中心、連結家庭與醫療體系的健康管理方式，讓人們更早理解自身變化，也讓醫療人員獲得更完整的長期資訊，使科技成為支持預防照護與健康老化的日常工具。

KURA Care Inc. is a leading health technology company specializing in AI-empowered patient engagement to bridge the critical gap between hospital discharge and long-term recovery. Founded in 2018 by AI engineer and cancer survivor Kai-Chieh Yang (Ph.D.), the company addresses the inefficiencies of labor-intensive, non-personalized remote patient monitoring (RPM). At the core of its innovation is the Patient Engagement Layer (PEL), powered by the proprietary MOTUS AI engine. This system delivers hyper-personalized, adaptive behavioral reinforcement via SMS, responding in real-time to patient vitals and environmental signals to improve adherence to lifestyle and medical protocols. Clinical validation conducted at UC San Diego and presented to the American Heart Association demonstrates significant outcomes for cardiac patients, including a 76% improvement in blood pressure control, a 104.4% increase in metabolic equivalents (METs), and a 40% reduction in hospital readmission rates. By integrating seamlessly with existing hardware and software infrastructures, KURA Care provides a scalable, cost-effective solution for healthcare systems and payers transitioning toward value-based care models.

隨著人工智慧技術的突飛猛進，智慧醫療已從實驗室的概念驗證（PoC）階段，全面邁向真實場域的「落地實踐」。然而，醫療機構在擁抱 AI 的過程中，往往面臨著龐大且複雜的內部系統整合挑戰。從基層行政流程的數位轉型，到臨床照護的 AI 輔助，如何在這場變革中兼顧營運效率、資訊安全與醫療合規，是現代醫療資訊管理的核心課題。

導入大型語言模型（LLM）所引發的資訊安全防護與資料治理挑戰正面臨前所未有的考驗。為生成式 AI 提供了豐厚基礎，但同時也讓資訊安全邊界的防禦難度大幅提升。當 LLM 從單純執行知識問答的檢索增強生成（RAG）架構，進一步演進為具備跨系統 API 串接、工具調用（Tool Calling）與流程自動化能力的 AI 代理（AI Agent）時，傳統以邊界為核心的防禦體系已難以應對新型態威脅。這類風險涵蓋：文件在切碎存入向量資料庫後導致原有角色權限（ACL）失效的越權存取問題、隱藏於電子表單與報告中的間接提示詞注入（Indirect Prompt Injection）引發非預期系統操作的風險、開源模型權重檔案中可能夾帶的供應鏈惡意後門，以及模型幻覺對臨床輔助決策帶來的潛在安全性危害。

本演講將跳脫純技術理論，立足於大型醫療資訊系統整合的架構設計實戰經驗，深入剖析醫療場景下 LLM 與 Agent 的關鍵資安脆弱點，並提出一套立體的安全實踐策略。內容涵蓋開源模型供應鏈硬化、向量資料庫 Metadata 權限對齊、本地端輕量化輸入輸出雙向防護欄（Guardrails）部署，以及將「人類在迴圈中（Human-in-the-Loop, HITL）」審核機制深度綁定於高風險工作流的「AI 零信任（AI Zero Trust）」治理框架，旨在為醫療機構提供兼顧技術創新、隱私合規與系統韌性的具體實踐藍圖，確保智慧醫療在高度安全的軌道上穩健賦能醫護與行政團隊。

語音是人類日常生活與社交互動中最高效且不可或缺的溝通形式。然而，當個體的聽覺感知或構音系統因感音神經性聽力損失（Sensorineural Hearing Loss）等病理因素受損時，其言語理解度與社交互動能力將受到顯著負面影響。雖然現代聽覺輔助技術持續演進，包含非處方助聽器（OTC HAs）與智慧音訊設備已逐步普及並提供關鍵輔助，但在面對動態多變的真實生活情境時，現有設備在複雜高噪聲學環境下的語音處理能力，以及個人化選配驗證過程的繁瑣度，仍存在諸多技術瓶頸，進而限制了其全面重建溝通品質的潛力。

為克服上述臨床與工程上的雙重挑戰，本次演講以「AI 驅動之聽覺輔助技術設計與實踐」為題，探討如何運用先進人工智慧演算法優化核心音訊訊號處理與臨床選配流程。內容將深入聚焦於兩項關鍵技術的研發與整合：其一為應用於真無線藍牙耳機（TWS）及 OTC 助聽器等消費性與醫療級裝置的高效 AI 語音增強技術，藉由深度學習模型在強烈噪聲與混響環境中精準抽離並強化目標語音；其二為結合智慧自動化運算的 AI 驅動自動真耳分析（Auto-REM）技術，旨在大幅精簡傳統臨床繁複且耗時的聲學量測與驗配校正流程。

各項初步實驗與臨床研發成果顯示，該系列方法不僅在客觀語音增強品質與語音辨識度上展現顯著突破，亦大幅提升了 Auto-REM 於臨床應用中的量測精準度與即時處理速度。這些具體成果印證了將 AI 導向技術深度整合至未來聽覺裝置中的可行性與應用價值，不僅能實質增進聽損使用者的日常溝通成效與聆聽體驗，更能有效提升臨床工作流程的整體效率，為智慧聽覺科技的跨領域落地提供關鍵解方。