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穿戴式AED裝置問世 電池技術仍是最大瓶頸

文‧黃繼寬 發布日期:2017/04/13 關鍵字:AED.心電圖.穿戴式裝置.台大醫學院

消費性穿戴式裝置市場不溫不火,讓許多科技業者大失所望。但針對專業領域所設計的穿戴式裝置,商機卻逐漸萌芽。以醫療領域為例,穿戴式心電圖設備便出現相當重大的突破,台大醫學院SPARK團隊目前已將穿戴式心電圖的尺寸縮小到略大於新台幣五十元硬幣的尺寸,而且還衍生出內建心臟體外電擊器(AED)功能的第二代版本,不僅可以監測心臟跳動狀況,更可在心臟病患突然發作時直接進行搶救。不過,研發團隊也表示,目前電池技術仍是相關應用開發所遇到的最大瓶頸。如果電池技術能有所進展,對穿戴式醫材的開發,將帶來莫大助益。

台大醫學院SPARK團隊計畫主持人,台大醫院心臟外科主治醫師吳毅暉表示,心電圖設備的小型化,在醫療器材領域並非新話題。但目前市場上的小型心電圖設備,如果是功能完整且精準度夠高的產品,不僅單價仍然偏高,而且體積還是相當龐大。因此,台大醫學院SPARK團隊興起了將心電圖設備進一步微型化的研究念頭,更打算將心電圖跟AED結合,以便在緊急狀況發生時,能發揮搶救人命的效果。

吳毅暉指出,許多心臟疾病在發作時,搶救的黃金時間都只有短短幾分鐘。雖然近年來台灣許多公共場所都設有AED裝置,但真的遇到有心臟病患需要體外電擊時,這類設備往往還是很難派上用場。以台大醫學院為例,一樓大廳就設有AED,但如果是在高樓層工作的同仁突然心臟病發,需要體外電擊,光是搭電梯下去拿AED設備再趕回來,恐怕就已經過了搶救的黃金時間。另一方面,現在公共場所設置的AED設備雖然都是傻瓜電擊器,也就是設備本身可以自主判斷病患是否需要電擊,並指示操作者該如何操作,但一般社會大眾真的遇到病人倒下,即便手邊就有AED設備,還是不太會使用。因為一般人對AED設備不熟悉,會有恐懼心理,在緊張的情境下,更會慌了手腳。

因此,台大SPARK團隊在開發出第一代可以直接貼在病患胸口,尺寸僅略大於新台幣五十元銅板的微型心電圖後,就決定要在第二代產品中進一步納入AED功能,以便在緊急狀況時能發揮搶救人命的效果。目前第二代產品的開發工作已經大致完成,可以支援雙向電擊,同時還可電擊至少兩次以上。這個成就目前在國際上算是相當領先的,許多醫療設備大廠所推出的穿戴式AED產品都還只能單向電擊,且因為單向電擊必須一次釋放出更高的功率才會有效果,因此即便搭載更大容量的電池,擊發次數還是相當有限。

在台大SPARK團隊中負責實際硬體研發的皇芯全球國際總經理李皇德表示,相較於第一代產品,支援AED功能的第二代產品,在系統設計上最明顯的差異就是從單電池改成雙電池,厚度也變厚。因為要確保AED功能可在緊急時刻派上用場,一定要配備專用電池。

整體來說,目前該產品在研發上遇到最大的困難不在電路設計,而是電池。如果電池的能量密度可進一步提升,不僅穿戴式心電圖的使用時間將跟著延長,AED的電擊次數也可以增加。在需要用到AED的場合,通常得電擊兩次以上才會有效果。如果AED只能單次擊發,基本上是沒用的。如果電池技術能有重大突破,例如石墨烯電池商品化,則穿戴式醫療產品的實用性,將因此出現突破性的進展。

除了電池之外,台大醫學院SPARK團隊也希望能跟台灣醫療電子業界能有更進一步的合作。事實上,SPARK團隊並不打算靠自己的力量跟資源完成所有的產品研發工作,而且也不必要。舉例來說,現有AED設備內建的軟體跟演算法,SPARK團隊就不打算自行投入,因為現在業界就已經有相當成熟的解決方案。吳毅暉表示,對於和產業合作,SPARK團隊的態度是開放的,很歡迎其他台灣醫療電子廠商一起加入,讓穿戴式心電圖與AED產品更加完善。

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