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人工智慧解決方案,穿戴式裝置和醫學影像之創新與成長機會 Innovations and Growth Opportunities in Artificial Intelligence-based Solutions, Wearables and Medical Imaging
2025/01
Frost & Sullivan
www.frost.com
一、前言
當今醫療與人工智慧、機器學習等技術的快速發展,為早期診斷和疾病治療提供了前所未有的機會。本文將介紹七家在醫療技術創新領域中有突出表現的公司及其技術亮點,涵蓋從液態切片到人工智慧驅動的遠程監測系統等多種超前創新的技術。這些技術不僅提高了診斷的精確性和效率,還為患者提供了更便捷和精準化的治療方案,展示了未來醫療更多的可能性與更廣闊的前景。

二、用於非入侵性癌症診斷的微過濾裝置
代表性廠商:SmartCatch
目前臨床上常用的癌症診斷方式為侵入性組織切片,但由於取樣位置的限制與腫瘤異質性,可能導致取樣不夠全面,影響診斷準確性,甚至造成臨床醫師的誤判。為了提供非侵入性的取樣方式,並降低因腫瘤異質性導致的誤診風險,SmartCatch 開發了 X-Tracker 微過濾裝置,可從全血樣本中分離循環腫瘤細胞(Circulating Tumor Cells, CTCs),提供更精準的癌症檢測與監測方法。

相較於傳統取樣方式,X-Tracker 具備小型化設計,適用環境限制少,攜帶方便,且不需額外樣品處理,使其特別適合於區域診所進行日常健康檢查。此外,為了減少交叉污染並提升取樣與診斷的精確性,X-Tracker 的過濾膜可根據特定 CTCs 類型進行客製化設計。所獲得的數據可用於蛋白質體學(Proteomics)、轉錄體學(Transcriptomics)及新藥開發研究,在臨床應用上則可協助癌症檢測與病情追蹤。

研究顯示,不同類型的癌症 CTCs 具有高度異質性,可能影響取樣準確度並提高早期檢測的誤判率。因此,X-Tracker 仍處於臨床前驗證階段,需要進一步測試其安全性與有效性。為了提升裝置的功能與未來競爭力,SmartCatch 已與 Ansys 合作,透過臨床模擬技術驗證 X-Tracker 在人體血液流動環境下的穩定性,確保不會影響其他血液細胞。此外,SmartCatch 也與法國國家科學研究中心(CNRS)旗下的 LAAS 實驗室(Laboratory for Analysis and Architecture of Systems, CNRS-LAAS)合作,進行設備性能測試與臨床前展示。未來,SmartCatch 是否能向監管機構證實 X-Tracker 在真實生理條件下的安全性與有效性,將成為該技術能否正式上市並獲利的關鍵。

三、家用血液檢測平台
代表性廠商:SiPhox Health
全球罹患慢性疾病的人口逐年攀升,而慢性病監測往往需要昂貴且耗時的血液分析。患者需定期檢測特定的血液指標,以追蹤健康狀況。然而,現行的醫療院所血液檢測程序繁瑣,且通常需要較長的等待時間。為了解決這一問題,SiPhox Health 利用積體光子學(Photonic Integrated Circuit, PIC)的矽光子技術(Silicon Photonics),推出 SiPhox Home 家用血液檢測平台,希望以更快速、低成本的方式,取代當前臨床診斷中耗時且昂貴的血液檢測。

SiPhox Home 內建的矽光子晶片,可量測約 50 種 與慢性病監測相關的生物標記物,例如:促甲狀腺素(TSH)、皮質醇(Cortisol)、糖化血色素(HbA1c)、血紅素(Hemoglobin)、各類荷爾蒙及發炎指數等,適用於體重管理、心血管健康、情緒調節與睡眠品質監測,為家庭健康管理提供更便捷的選擇。SiPhox Health 依據使用者需求,設計並推出客製化的晶片檢測套組,透過郵寄方式配送至患者住所,使用者僅需刺穿手指取一滴血,即可在 五分鐘內獲得實驗室級別的檢測結果。這一技術不僅適用於一般家庭健康監測,亦具備在農村及醫療資源匱乏地區推廣的潛力。

目前,SiPhox Home 雖已開放線上購買,但尚未獲得臨床認證,目前僅供研究使用。該技術跨足矽光子學、生物感測與數位健康等多領域,市場競爭者較少,具備高度創新性。一旦通過臨床驗證與監管機構批准,SiPhox Home 預計將具有相當的商業潛力與市場競爭力。

四、阿茲海默症早期診斷技術
代表性廠商:iLoF (Intelligent Lab on Fiber)
根據歐洲大腦協會(European Brain Council)預測,到 2025 年,全球阿茲海默症(Alzheimer's Disease, AD)患者將達 700 萬人。然而,目前臨床上仍缺乏有效的治療方法,因此,早期診斷並延緩阿茲海默症的惡化,成為當前醫學界的重要課題。

iLoF(Intelligent Lab on Fiber) 透過光纖技術(Fiber Optics) 開發創新的阿茲海默症早期診斷方案,該技術可偵測 少量血液 中的生物標記物,且不需要任何染劑或標記,能夠偵測極微小的訊號,同時降低訊號傳輸的耗損與延遲。相較於傳統診斷方法,iLoF 可根據患者的生理狀況,客製化選擇適合的生物標記物,提供更高精確度與靈敏度的檢測。

此外,iLoF 的技術整合了雲端運算與人工智慧(AI)分析,建立光學生物標記資料庫,透過大數據比對,能夠更全面地解讀所偵測到的生物標記,進一步分析其在個別患者身上的臨床意義。

雖然 iLoF 的技術具備低侵入性、高精準度與快速檢測等優勢,但目前仍處於研究階段,且使用流程較為複雜,操作需經過專業訓練。未來,iLoF 仍需進一步擴展並強化光學生物標記資料庫,同時取得監管單位(如歐盟 CE 認證或美國 FDA 核可),才能正式進入市場並實現商業化應用。

五、遠距心臟健康追蹤及監控⼈⼯智慧平台
代表性廠商: SafeBeat Rx
根據美國心臟衰竭協會(Heart Failure Society of America, HFSA)的數據,美國約有 650 萬名 20 歲以上人口罹患心臟衰竭,且每年新增 96 萬例,患者數量持續攀升。然而,多數患者在心臟衰竭發作時,無法即時監測生理數據,導致延誤治療時機。此外,心臟衰竭患者的居家健康監測難以與臨床醫師即時連結,當病情惡化時,往往錯失黃金救治時間。

SafeBeat Rx 開發了一款人工智慧(AI)驅動的遠端健康監測軟體平台,可連接美國食品藥物管理局(FDA)批准的第三方心臟監測設備(如可攜式心電圖、移動心臟遙測裝置及植入式心臟監測儀)。SafeBeat Rx 平台能即時接收這些設備所獲取的生理數據,並透過 AI 進行即時分析,提供醫療人員更完整的患者資訊。

SafeBeat Rx 的 AI 軟體支援遠端患者監測(Remote Patient Monitoring, RPM),醫師可透過行動裝置隨時掌握患者的即時狀況,並根據患者的個體數據,提供個人化治療建議,提高病情管理的準確性與效率。

雖然 SafeBeat Rx 在數位健康與遠距照護領域具備高度發展潛力,但目前仍處於研究階段,尚未取得FDA 認證。未來,SafeBeat Rx 需與更多心臟監測設備製造商合作,並取得監管機構的核可,以進一步推動商業化發展,實現遠距健康監測的臨床應用。

六、專為女性健康需求設計的智慧戒指
代表性廠商:Movano Health
許多健康穿戴裝置在設計上以一般使用者為主,難以充分考量女性的生理需求,導致在監測數據準確度與佩戴舒適度上有所限制。為了解決這一問題,Movano Health 運用其在可穿戴健康技術領域的專業經驗,推出了Evie Ring 智慧戒指,專為女性健康管理需求設計。

Evie Ring 採用微型化技術與高效能 LED 感測器,在保有輕巧設計的同時,仍能準確監測多項生理數據。此外,Evie Ring 結合射頻(RF)技術,可即時測量 心率、血氧濃度、呼吸頻率、體溫與月經週期,並已獲得美國食品藥物管理局(FDA)認證。與其他競爭品牌(如 Oura、Fitbit)相比,Evie Ring 的應用程式無需訂閱費,提升了使用的便利性與可及性。

然而,Evie Ring 目前僅支援 iOS 設備,尚未兼容 Android 系統,且由於目前僅獲得美國 FDA 認證,其應用程式僅限美國境內使用,對於國際用戶或經常出國者而言,仍存在一定的限制。為了擴大 Evie Ring 的市場滲透率並強化競爭力,Movano Health 計畫在未來增加血壓與血糖監測功能,進一步提升其健康追蹤能力。此外,公司亦計畫拓展 B2B(企業對企業,Business-to-Business)合作模式,以擴展商業應用場景,提升營收潛力並強化投資者信心。

七、先進癌症早期診斷平台
代表性廠商:Oxford Cancer Analytics
根據統計,全球每年新增 200 萬名 肺癌患者,而大多數患者確診時已處於晚期,其中約 57% 的肺癌患者在確診時已進展至第四期。由於早期肺癌通常無明顯症狀,許多患者往往在疾病惡化後才就醫,錯過黃金治療時機。因此,能夠進行早期且準確的肺癌診斷,對於提高存活率至關重要。

Oxford Cancer Analytics(OXcan) 開發的 DEcancer 平台,運用高通量蛋白質體學(High-Throughput Proteomics)與機器學習(Machine Learning)演算法,提供了一種基於液態活檢(Liquid Biopsy)的癌症診斷技術。該平台可分析少量血液或體液樣本,並從中擷取循環腫瘤 DNA(Circulating Tumor DNA, ctDNA)及相關蛋白生物標記,透過機器學習技術進行分析,以識別癌症特異性生物標記,提升早期癌症檢測的準確度。

OXcan 表示,其技術在測試中檢測準確率可達 90%,並且比傳統方法提早多達四年診斷出肺癌。儘管該技術仍處於開發階段,且需進一步驗證並獲得監管機構核可,但 OXcan 的創新方法顯示出 DEcancer 平台不僅適用於肺癌,未來也可能拓展至其他癌症類型的早期診斷。

展望未來,OXcan 計畫進一步擴展 DEcancer 平台的應用範圍,涵蓋更多類型的癌症診斷,並透過強化機器學習技術與多體學分析(Multi-Omics Analysis),提供更準確且個人化的診斷結果,以提升臨床應用價值。

八、可攜式無線超⾳波設備系統
代表性廠商:邁瑞醫療(Mindray Medical)
醫院傳統的超音波診斷系統在使用上高度依賴操作人員的技術與經驗,高端設備價格昂貴、維護成本高且操作相對複雜,影響臨床應用的靈活性。為了提升超音波診斷的可及性與便利性,邁瑞醫療(Mindray Medical) 憑藉其在醫療診斷設備領域的技術優勢,研發出TE Air 系列可攜式無線超音波(Point-of-Care Ultrasound, POCUS)設備,具備高解析度影像與輕便設計,適用於多種臨床場景。

TE Air 系列結合單晶體技術(Single Crystal Technology)與eWave 光纖傳輸平台,目前已在歐洲與美國獲得監管核可並上市。該系列包含 TE Air e5M 與 TE Air i3P 兩款型號,分別針對不同臨床需求設計:TE Air e5M:強調全身掃描能力,適用於綜合性診斷需求。TE Air i3P:強調單手操作的便攜性與電池續航力,適合行動式醫療環境。

兩款設備皆支援多種超音波掃描模式,包括:B 模式(Brightness Mode):用於觀察器官結構與病變;M 模式(Motion Mode):用於觀察心臟瓣膜或其他動態結構;彩色多普勒(Color Doppler):顯示血流方向與速度;功率多普勒(Power Doppler):顯示血流強度;脈衝波多普勒(Pulsed Wave Doppler):測量特定區域的血流速度。此外,TE Air 超音波系統可直接將掃描結果傳輸至智慧型手機,使用者可透過行動裝置即時查看影像、操作超音波參數,並與遠端專家共享診斷結果,提升遠距醫療與醫療資源不足地區的診斷效率。

隨著全球市場對高效、便攜式醫療設備的需求持續增加,TE Air 系列具備拓展國際市場的潛力,特別是在發展中國家與偏遠地區,有望提升超音波診斷的可近性,推動醫療服務的普及與數位化發展。
陳煒堯
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