學研新創 - 創新醫材與診斷技術
創新光學式之可穿戴連續無束帶血壓計
2017-01-03
趙昌博特聘教授團隊/國立交通大學

趙昌博、高永樺、蔣培宇

高精確度非侵入式個人生理模型的血壓感測器為本產品的新創研發技術,其核心技術包含「自適應性訊號調整之類比/數位電路設計」及「血壓傳導理論(Blood Pressure Transport TheoryBPTT)」,此兩大核心技術貫穿此案所提出之光學式血壓感測系統。本團隊開發了「手持式光學血壓計及APP」其輕便且時尚的量測方式將開創新型態的個人健康管理,並接續開發「PPG手環式血壓計」,建立起完整血壓量測校正系統及服務,並開發自我校正之個人雲端平台的服務,適應性個人雲端生理模型所衍生的產品及服務目標為「遠距離居家照護系統」。

遠距離居家照護系統不僅可避免侵入式儀器帶來之風險並降低使用者健康上的負擔,對重症病患或年長之使用者來說,也具有全天候二十四小時即時健康狀況監控的便利性和可靠性及高精確性,由國家發展層面來看,可提昇國內生醫產品之研究水平,不但可取代進口生醫產品降低產品價格,同時也可造福國內人民,使生活品質和健康保障獲得更進一步之提升,對於老年人口快速上升的臺灣將會是一大福音。

評審推薦
1. 運用光學方式PPG取得人體血液循環之連續變化信號,可無束帶量測血壓,不僅是優勢也是趨勢,有助於穿戴式商品發展應用,且現行市場尚無可穿戴連續偵測光學式血壓計相關產品,商化應用潛力佳。
2022年度精進成果
本團隊前次續獎成功開發出之腕帶式可撓 PPG OLED/OPD 感測貼片延伸應用於心跳、血氧與血壓偵測及以Convolution Neural Network (CNN) 來擷取 PPG 信號之有效特徵,並計算血壓(BP)值。此次研發成果是(1)成功研發出以進階之 CNN,即Long Short Term Memory (LSTM)來擷取 PPG 信號之有效特徵,並計算血壓值;(2)成功地於台南璟馨婦幼醫院IRB取得孕婦血壓數據,世界首創使用Transfer Learning將原始建立之LSTM model成功地轉移成專屬孕婦之血壓預測模型,希望早期發現及預防子癲前症之發生;(3)成功地進駐國科會竹北生醫園區,建立符合TFDA認證標準之小量試產線。LSTM相較於CNN可有效將時序上前後不同Data之相對關係擷取成與血壓高度相關之特徵,增加預測準確度。另Transfer Learning可針對特定族群將原始Baseline Model基於特定族群微調,更進一步增加預測血壓準確度。結果顯示成功將收縮壓誤差標準差從±5.17 mmHg降為±3.77 mmHg;舒張壓誤差標準差從±3.80 mmHg降為±3.61 mmHg,已達 FDA 之標準。
團隊簡介
趙昌博   
學歷 美國密西根大學控制博士
現職 國立交通大學電機工程學系特聘教授 
經歷 從事研究主題為感測器、介面電子電路及光機電整合,皆為運用基礎研究理論,從事具有產業運用價值之研究。研究成果發表於SCI國際期刊論文115篇,會議論文212篇,並獲得51項美國與台灣專利。並獲得國內外重要獎項,如2018 IEEE傑出講座學者(Distinguished Lecturer)、2018中國電機工程協會「傑出電機工程教授獎」、2016/2018國家生技醫療產業策進會「國家新創獎」、2017兩項科技部未來科技獎,2017中國工程師協會傑出工程教授獎、。2014中華民國自動控制協會傑出自動控制工程獎、2014 Fellow, American Society of Mechanical Engineering (ASME)美國機械工程學會會士。
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