學研新創 - 創新醫材與診斷技術
智慧型深腦刺激系統用於帕金森氏症精準治療
2024-01-03
柯明道教授團隊/國立陽明交通大學

柯明道、吳重雨、李鎮宜、陳瓊珠、洪崇智、陳柏宏、林校群、吳怡慧、黃其暐、謝佳琪、歐陽亦桓

閉迴路深腦刺激是發展中的新技術,帕金森病人植入深腦刺激電極時,在視丘下核記錄局部場電位(local field potential, LFP),會有異常的低頻beta共振,此共振可作為帕金森氏病症狀的疾病生物特徵(bio-marker),智慧型深腦刺激系統以此獨特的beta共振作為電刺激回饋控制訊號,進行閉迴路深腦刺激。本系統結合醫療臨床需求及半導體技術,以系統單晶片(system-on-a-chip, SoC)技術開發智慧型深腦刺激系統,整合局部場電位類比前端放大器、類比數位轉換器、數位訊號處理器、多通道多相位電刺激器、以及無線傳輸及電源管理等多項電路功能,透過與疾病相關的生理標記,根據病人臨床症狀進行電刺激,可依臨床需求調整刺激波形、刺激電量、刺激位置等參數,提昇系統的偵測演算與刺激功能、降低系統操作功耗、提高深腦刺激器的治療效果與使用期限,改善現有產品的副作用,達成量身訂做的精準醫療目標。研究團隊將持續精進以系統單晶片為基礎之閉迴路深腦刺激術平台開發(SoC-based closed-loop deep brain stimulation platform),擴展應用於各種神經疾病之偵測與電刺激,並借力於台灣的半導體產業技術,致力於神經調控醫材產業的發展與應用。

評審推薦
1. 本產品結合醫療臨床需求及半導體科技,以系統單晶片開發,整合多項電路功能,提昇系統演算、降低操作功耗、提高深腦刺激器的治療效果與使用期限,具創新性。
2. 已開發具測得 LFP beta band 特徵的單晶核心功能片系統,透過電刺激回饋控制達到帕金森氏症精準治療,已完成電腦介面及動物實驗閉迴路刺激驗證,具臨床應用性,足以建構與傳統深腦電刺激有區隔的產品。
3. 已申請多項國際,專利佈局圍繞核心功能,具有持續開發及商業化的潛力。
團隊簡介

柯明道

學歷

國立交通大學 電子研究所 博士

現職

國立陽明交通大學 電子研究所 講座教授
國立陽明交通大學 生醫電子轉譯研究中心 主任

經歷

(1) 國科會「晶片系統國家型科技計畫」副執行長/執行長(2008-2011)
(2) 國科會「奈米國家型科技計畫」執行長(2011-2015)
(3) 國科會「奈米國家型科技計畫之橋接計畫」共同主持人(2014-2015)
(4) 國立交通大學「光電學院」院長(2012-2015)
(5) 國際電機電子工程師學會(IEEE)中華民國分會副理事長(2017-2018)
(6) 社團法人台灣生醫電子工程協會理事長(2017-2020)
(7) 國立陽明交通大學「生醫電子轉譯研究中心」主任(2020-迄今)
(8) 國立陽明交通大學「前瞻半導體研究所」所長(2022 ~ 2023)
(9) IEEE Fellow (國際電機電子工程師學會『會士』), 2008.
(10) CIEE Fellow (中國電機工程學會『會士』), 2022.
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