解析▪新創技術
呼氣測肺炎 以特殊感測器陣列將氣體變數據
2021-07-13

由氣體感測器陣列、訊號處理及模型識別所組成的偵測系統,可將呼吸氣體轉化為數位資訊,形成如同氣味指紋一般的數據圖譜,接著透過模型識別系統進行比對,可應用於檢測肺炎、肺癌、慢性阻塞性肺病、氣喘等多項呼吸疾病……


| 世創生技 |
 

▌藉由「聞」出呼吸中的特徵來辨識疾病

人類的呼吸裡面有很多的健康資訊,呼吸的過程中有很多有機揮發的代謝物(metabolite)會排出,藉由「聞」呼吸中的特徵可以幫助我們辨識疾病。然而傳統上關於「聞」的裝置,是將氣體藉由各種方式收集採樣後攜回實驗室,再請專人以氣相層析質譜儀(GC-MS)或傅立葉轉換紅外線光譜儀(FT-IR)進行分析,缺乏「即時性」以及「普遍性」。世創研發之Breath Microbial Analyzer,採用所謂人工嗅覺的技術,也就是所謂的「電子鼻」來偵測並辨識疾病。內建人工智能演算法、自動採樣控制流程、操作者友善UI,是符合「操作簡易」、 「精準」、「即時」、「非侵入」的呼吸檢測平台,適用於多項呼吸疾病之應用,如肺炎、肺癌、慢性阻塞性肺病、氣喘等應用。目前已實際在臨床上進行試驗並進行取證程序。
 

▌以專利感測模組和資料庫 開發應用於醫療、環控、質量監測

世創研發Breath Microbial Analyzer由氣體感測器陣列、訊號處理及模型識別所組成,其核心控制電路模塊,具備高效完成軟/韌/硬體的通訊溝通、自動氣路控制和樣品採樣,搭配自研的核心軟體,由感測器陣列將呼吸氣體轉化為數位資訊,形成如同氣味指紋(Fingerprint)一般的數據圖譜,接著透過模型識別系統進行比對。在不同的應用中,Breath Microbial Analyzer透過替換不同的感測陣列模組以及資料庫,應用在不同疾病分析領域;有別於傳統只對單一氣體反應的感測器,Breath Microbial Analyzer搭配之人工智能演算法,能擴大感測器的應用範圍及降低誤判機率。目前研發團隊已具備以下研發平台和產品開發能量:

1.生醫氣體檢測平台Breath-Care:可以即時且準確的判斷呼吸器肺炎(Ventilator-Associated Pneumonia, VAP)與其中四種菌達90%以上辨識率。

2. 氣體辨識系統ASTRON:透過演算法,對於偵測到的氣體,在反應平衡前即快速的進行信號訊號處理及氣體辨識,適於應用在具時效性、安全性疑慮的場合,如密閉空間的有毒氣體外洩的工安應用,及是否為病菌感染的醫療應用等。

3.演算法強化模組ALGO:結合多項演算法修正外在影響和錯誤、提升辨識效率,並進一步分析氣體的成分組成和濃度等相關資訊,可應用在室內空氣質量監測、醫療保健、海關安全、食品質量控制環境質量監測,軍事應用和危險氣體檢測等。

4. 微型化氣體感測器、物聯網平台和雲端模組:結合氣體監測、訊號處理及控制功能,形成智慧型感測網路,可應用於汽車工業廢氣排放系統、環境監控的NOx、SOx模組,應用於居家環境的CO、甲醛模組等。

▌技術強項與優勢

1. 安全-在醫學領域利用吹氣檢測
非侵入式,採用可拋棄式耗材採集氣體,吹一口氣無負擔。

2. 精準-人工智能
支援陣列式感測和辨識,演算法提升辨識度和可靠度。

3. 迅速-吹氣測試
十分鐘完成檢測,採用全自動式設計,節省系統環境建置的時間與成本。

 

▌開放那些合作項目?

 

業界共同開發、臨床醫療研究合作

 

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