基於矽光子技術之快速多模組醫學檢測研發與應用

計畫編號：MOST 110-2224-E011-004

執行機構：國立臺灣科技大學電子工程系

總計畫主持人：廖顯奎

資料來源：【基於矽光子技術之快速多模組醫學檢測研發與應用】簡報影片投影片資料

計畫成果摘要

1. 包含台灣在內的已開發國家，醫療支出占了近20%的GDP，而早期診斷/早期治療是降低醫療支出最有效的做法之一。高階醫療影像/感測技術的前瞻研發，可引導國內ICT產業轉型於高附加價值的生醫產業，擺脫低毛利率及低薪之困擾。此計畫將矽光子與積體電路技術應用於醫學檢測光學同調斷層掃描(OCT)及血液凝因子檢測，開發超寬頻光放大器之快速掃描矽光子晶片，同時研製OCT檢測所需之快速掃描雷射光源、窄線寬拉曼頻譜用雷射光源、血液微流道之醫學檢測用晶片、晶圓鍵合等關鍵元組件及技術，最後整合成一系統並以人工智慧(AI)判讀分析生醫影像與光學頻譜，此整合系統期能達到大量快速生醫檢測的需求。
2. 研究成果已頗受肯定：計畫團隊共發表67篇SCI期刊論文及85篇會議論文，產學合作計畫金額達2,315萬元，技轉收入252萬元。
3. 國內外(台灣或美國)專利3年累計9件申請/獲證專利，4項專利撰寫中。
4. 培育約50位博碩士生。

計畫成果的後續發展

1. 建置開放式OCT影像大數據資料庫，提供大量有正確微血管標示的OCT醫學影像資料，提供組織影像大數據分析與相關醫學研究等。
2. 發展RNN(Recurrent Neural Network)等具備時間序列影像分析的深度學習模型，用以開發更精確的「微血管造影」之自動化分析工具。
3. 發展高靈敏度和操作穩定性與無標記功能的Lab-on-a-chip矽光子生物感測器。為了要進行光感測技術，選定適當波段光源是必要的，針對生物組織的高光傳輸耗損，光放大器作為信號補償是必要的考量。
4. 規劃開發近紅外光波段之光源與光放大鏡，雙管齊下方式是使用放大器來補償光信號功率。