解析▪新創技術
只要「一口氣」 世創仿生電子鼻10分鐘知肺炎風險
2022-08-16

身為國內的數位嗅覺專家,世創仿生電子鼻專攻肺炎、慢性阻塞性肺病等肺部相關疾病檢測,透過多感測器陣列、氣體辨識強化模組ALGO等該技術,只需10分鐘即可判斷呼吸器肺炎(Ventilator-Associated Pneumonia, VAP)與其中四種致病菌達90%以上辨識率,且體積小、容易操作,應用領域相當廣...

中醫在診察疾病時有四診,也就是「望聞問切」,而世創科技經歷數十年的時間,成功研發出「聞診」最佳利器-仿生嗅覺電子鼻。相較於傳統氣體分析儀器,如氣相層析儀-質譜儀(Gas chromatography–mass spectrometry, GC-MS)和傅里葉轉換紅外光譜(Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR),世創的電子鼻體積更小、更容易操作,具非侵入式、高辨識度與個人化特色的電子鼻,可幫助醫師進行「快篩」,「一口氣」找出肺部可能致病菌。目前團隊與台大醫院新竹分院胸腔科正在針對肺炎、肺癌等呼吸檢測項目進行臨床試驗,一步步朝向商品化與取證的目標邁進。

氣體版快篩 呼一口氣知健康

世創電子鼻以肺炎、慢性阻塞性肺病(COPD)等肺部相關疾病檢測起家。邱仕文執行長提到:「千萬不能小看我們呼出的每一口氣,人體呼出的氣體包含許多資訊,可從中進行分析而獲取相當多的生理資訊。」舉例來說,健康與肺炎患者代謝的產物、呼出的氣體不同,因此利用建立的資料庫能讓我們分析待測者是否罹病。」 相較於傳統採樣後,細菌培養至少需三天以上的時間,世創的電子鼻肺炎檢測技術只需10分鐘,就可判斷呼吸器肺炎(Ventilator-Associated Pneumonia, VAP)與其中四種致病菌達90%以上辨識率。

※矽基開發出的生醫晶片檢測平台,可搭配不同探針使用,應用領域更多元。(照片來源:矽基分子電測)

模仿哺乳動物嗅覺 多感測器陣列精準辨識不同氣味

世創執行長邱仕文提到,電子鼻並非透過單一感測器來感知氣味,其原理是模仿哺乳類動物,以多個感測器組合成一個陣列,並配置高分子材料晶片感測器,當不同氣味分子接觸到感測器時,會產出不同的電阻數據,再經由資料庫比對,形成專屬該氣味的電阻組合圖。

獨創氣體辨識強化模組ALGO 提升辨識效率與準確度

邱仕文表示,由於氣體感測系統易受環境因素影響,產生所謂D3 (Discreteness, Drift and Disturbance)的非理想特性,世創開發出訊號前處理環境校正演算法與強化模組ALGO,可修正D3造成的影響和錯誤。類神經演算法也能導入雜訊原理以對抗環境的干擾,並進一步分析氣體的成分組成和濃度等相關資訊。 除了呼吸檢測的相關疾病,邱仕文提到,室內空氣質量監測、海關安全、食品質量控制與環境質量監測等,都是電子鼻技術可以運用的領域。因此未來將積極尋求更多不同領域之合作夥伴,帶動智能氣體感測產業的發展。

※系列報導:

※本文由生策中心新創幫編輯群採訪撰寫(口述:邱仕文執行長 執筆:張家瑋)。如有引用,請確實註明出處來源。

 

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