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醫療工程創新之路:師法自然、消彌數位落差

上網時間: 2007年08月30日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:醫療  創新  工程師 

在八月下旬於法國舉行的年度IEEE工程醫學和生物社群(IEEE Engineering in Medicine and Biology Society)研討會上,主題演講者替醫療領域的工程師提供了兩條創新路線。

在該場研討會上,美國威斯康辛大學(University of Wisconsin)生物醫療工程系教授David Beebe表示,工程師需要了解自然過程(natural processes)背後的物理學,並模仿那些因素,因而把新技術帶到生活之中。另一方面,聯合國負責“e-health”專案的顧問Jean-Claude Healy則表示,在這個醫療新時代中,每一個工程師都可協助推動運算技術在衛生保健中的應用。

在這兩場連續舉行的專題演說中,Beebe分享了多個他的實驗室工作案例,說明工程師可如何透過研究自然過程並把它們用於新應用,並因此對自然過程著迷;Beebe對會場超過1,800位工程師與研究人員聽眾表示:「只有當你確實掌握自然現象背後的物理本質,你才能真正地利用它。」

Beebe舉了一個例子,分享了他尋找一種可簡單測試的肉毒桿菌中毒(botulism)方法的經驗。他研究了一種花瓣會因花莖擠壓而黏在一起的罕見花朵之開花過程,當花莖上的黏性物質自然消退時,花瓣就會爆開且釋放出花粉。

依據以上的原理,Beebe的實驗室製造了一種擁有兩支黏在一起的手臂的小型毒素檢測器,當檢測到肉毒桿菌時,兩支臂膀之間的黏合劑就會快速溶解,因而創造了一種生動的機械反應。這種稱為量尺生物感測器(dipstick biosensor)的設備因容易使用,受到了美國官方機構的普遍接受。

此外透過研究魚的運動方法,Beebe的實驗室還開發了一種有效的微型流體泵(micro-fluidic pump);這種裝置的關鍵零件可利用一般手錶所使用的零件。「我們奉行簡單的原則,避免採用電子元件和其他不容易取得的東西;」Beebe表示:「如果這些感測器希望將來獲得廣泛採用,它們必須要價格便宜。」

Beebe之研究小組的創新成果有時候也可以應用在電子產業領域,只是很可能不會被採用。例如他們曾採用荷葉不易被水沾濕的特性,發明了一種可調整焦距的液體透鏡。

而實際上Beebe是一位受過訓練的電子工程師,其畢業論文是有關MEMS方面的研究,隨後很快轉往非電子的生物工程領域工作,包括他目前的研究重點──癌症和幹細胞(stem cell)研究。在一項研究中,Beebe的小組採用微型流體通道來連接細胞,讓它們透過自然的擴散過程接通;該研究是試圖了解癌細胞的獨特通訊特性。

在緊接著的另一場演說中,講者Jean-Claude Healy則力勸聽眾協助「用一種“以市民為中心(citizen-centric)”的流程重新架構醫療保健體系」。他表示,網路為醫療領域開啟了一個新時代,因為在其中每一個人都能夠負擔前瞻性醫療保健的責任;不過達成這種變革仍然需要幾年時間。

Healy表示,電腦與通訊技術為製造業、甚至食品業帶來了巨大變化,而醫療保健也將由網路而引發一場根本性的變革。不過在某種程度上來說,因為當前的醫療保健體系主要仍是由一些大公司、醫生和公營機構來運作,而這些人對於網際網路能如何重新改造醫療保健產業,仍缺乏先見之明。

「在未來幾年中,整個醫療保健產業的模式將轉移成點對點(peer-to-peer)、市民對市民(citizen-to-citizen)的關係。」Healy表示。

此外Healy認為,工程師也需要了解數位落差(digital divide)的問題,將如何影響以個人為中心、以網路為基礎的的全球性醫療保健系統。他表示,目前北美僅佔世界人口的5%,其中卻有68.8%的人能夠連結網際網路;相較之下,佔世界人口比例40%的非洲,只有2.8%的人口能連接網際網路。

即將在十月份舉行的一場由聯合國贊助之研討會上,將召集非洲各國的電信部長以及許多其它國家的領導人,解決數位落差的問題。Healy表示,目前中國和印度都積極為非洲提供寬頻接取,不過都是基於商業考量。

聯合國也已經發起一項行動,以把連接性擴大到發展中國家。不過迄今成員國選擇不對其籌募資金,因此該行動是以一種公/私合作的方式來進行。

(參考原文:Leverage nature's forces, medical engineers told)

(Rick Merritt)




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