台科大AI脈波裝置升級 一分鐘篩25項疾病準確率逾九成

國立台灣科技大學醫學工程研究所教授許昕團隊成功升級AI脈波穿戴裝置，僅需透過手環或指環進行一分鐘非侵入式檢測，即可評估25項涵蓋慢性疾病、癌症及心智退化等健康風險，準確率最高達92%。這項技術在2024年榮獲第22屆國家新創獎學研新創獎，目前已與三軍總醫院、雙和醫院及台北市立聯合醫院等多家醫療機構合作完成臨床驗證，累積收案超過1000例，特別適用於社區健檢與偏鄉醫療場域，為台灣邁入超高齡社會提供前瞻性的預防醫療解決方案。

技術突破與核心優勢

從12項到25項的指標躍進

許昕教授團隊自2023年以新冠疫苗副作用偵測警示技術獲得國家新創獎後，持續深化AI分析演算法與脈波特徵萃取技術，成功將原有12項健康指標擴充至25項整合性評估項目。這項突破不僅是數量上的增加，更代表從單一疾病預測邁向系統性健康風險評估平台的關鍵轉型。研究團隊透過大數據分析與機器學習模型，將脈波傳遞速度、血管彈性、心率變異度等生理參數，轉化為具臨床意義的風險預測指標。

新增加的評估項目特別針對台灣人口結構變化與疾病盛行率趨勢進行設計，包括輕度認知功能障礙（MCI）、肌少症風險評估、乳癌初期風險偵測及洗腎病患的血管健康監控等。這些新增功能使裝置從原本聚焦心血管與代謝疾病，擴展至心智健康與癌症預警等更全面的健康照護範疇。許昕強調，每項指標的建立都需經過嚴謹的臨床驗證，確保演算法在不同族群與使用情境下都能維持穩定預測能力。

準確率達92%的技術關鍵

此裝置在多項慢性病、失智症與腎病風險預測上達到71%至92%的準確率，其技術核心在於高頻脈波訊號擷取與AI特徵工程的緊密結合。相較於傳統血壓計或心率監測裝置僅能提供基礎生理數值，這項技術可捕捉毫秒級的脈波形態變化，並透過深度學習模型識別人眼無法察覺的細微特徵。研究團隊發現，許多疾病在臨床症狀出現前，早已在血管功能與血液動力學上留下痕跡，而這些痕跡正可透過脈波分析加以量化。

許昕解釋，準確率的提升來自於多模態數據融合策略。團隊不僅收集脈波數據，更整合使用者的年齡、性別、生活習慣、運動頻率及飲食型態等資訊，建立個人化的風險基準線。這種做法有效降低個體差異對預測結果的影響，使模型在實際應用中更具參考價值。此外，裝置採用邊緣運算架構，大部分數據分析在穿戴裝置端即可完成，不僅提升即時性，也確保個人隱私資料不須上傳雲端，降低資安風險。

完整疾病風險評估網絡

高齡族群：心智退化與慢性病預警

面對台灣2025年將邁入超高齡社會的嚴峻挑戰，許昕團隊特別強化對長者族群的健康評估功能。系統納入輕度認知功能障礙（MCI）評估警示模型，透過分析脈波中的微血管反應與腦血流灌注指標，可在阿茲海默症與失智症發病前數年提出預警。研究顯示，大腦血管健康與認知功能衰退密切相關，而脈波分析能間接反映腦部微循環狀態，為早期介入提供客觀依據。

除心智健康外，裝置也針對高齡者常見的肌少症、貧血及腎功能衰退等問題建立專屬評估模組。肌少症評估結合血管彈性與肌肉血流供應指標，可預測肌肉量流失風險；腎病風險預測則透過腎血管阻力指數與濾過率相關參數，在傳統血液檢查異常前提早發現腎功能惡化跡象。許昕指出，這些功能設計目的在於實現及早發現、及早治療，避免長者因多重慢性病導致失能，減輕長照體系沈重負擔。

青壯年族群：代謝疾病與癌症風險

對於30至55歲肩負家庭與工作雙重壓力的青壯年族群，裝置提供血管健康年齡、代謝症候群風險及腎功能預警等功能。現代人因久坐、飲食不均衡與壓力過大，常導致血管提前老化，這項技術可量化血管年齡與實際年齡的差距，提醒使用者調整生活型態。此外，系統也納入乳癌初期風險偵測，這是團隊近年重點探索的研究主題。

許昕說明，癌症在發展初期會伴隨血管新生現象，腫瘤組織需要建立新的血管供應養分，這些新生血管結構異常且通透性高，會改變整體血液動力學特性。研究團隊與台北市立聯合醫院仁愛院區合作，收集乳癌患者與健康對照族的脈波數據，初步分析發現特定頻率段的脈波能量分布與乳癌風險呈顯著相關。這項研究為非侵入式癌症篩檢開闢新途徑，未來可望應用於其他與血管新生相關的癌症類型。

建立預防醫學新典範

裝置的最大價值在於將預防醫學從概念落實為日常實踐。傳統健康檢查多需抽血、照X光等侵入性或輻射性檢查，且頻率通常為一年一次，難以捕捉短期內的健康變化。這項穿戴裝置讓使用者能隨時隨地進行健康掃描，一分鐘內獲得25項風險評估報告，並結合飲食建議、運動處方等個人化改善方案，形成監測-評估-介入的完整健康促進迴路。

許昕特別強調，這項技術並非要取代醫師診斷，而是作為智慧健康輔助系統，協助醫師在有限問診時間內快速掌握患者的整體健康狀態。對於基層診所或偏鄉醫療站而言，裝置可彌補專科醫師不足的困境，在第一線完成初步風險分級，將高風險個案優先轉診至專科醫院，提升醫療資源使用效率。

臨床驗證與實際應用

多家醫療機構合作實證

這項技術的可靠性已透過超過1000例臨床收案獲得驗證。團隊與三軍總醫院、雙和醫院、台北市立聯合醫院等醫學中心合作，針對不同疾病族群進行前瞻性研究。在三軍總醫院的心血管科，裝置用於追蹤高血壓患者的血管硬化進程，其預測結果與血管超音波檢查的相關性高達0.85；在雙和醫院腎臟科，團隊收集慢性腎臟病患者的脈波數據，成功建立可預測腎絲球濾過率下降的AI模型，準確率達88%。

許昕分享，團隊曾在單日上午完成40人以上社區健檢的壓力測試，證明裝置在大量、連續使用情境下仍能維持穩定性能。這對未來導入企業員工健檢或大型社區篩檢活動至關重要。此外，裝置的造價與運作成本相對低廉，單次檢測成本僅約傳統血液檢查的十分之一，且無耗材需求，特別適合資源有限的偏鄉醫療站或長照機構使用。

偏鄉醫療與長照應用潛力

在偏鄉地區，醫療資源匱乏與交通不便常導致居民延誤就醫。這項穿戴裝置可由巡迴醫療車或居家護理師攜帶至偏遠村落，在村莊活動中心即可為長者進行健康評估。檢測結果可透過行動網路即時傳送至區域醫院，由專科醫師進行遠距判讀，實現醫療零距離的目標。

在長期照護機構，護理人員可定期為住民檢測，建立個人健康趨勢圖。當系統偵測到某住民的血管健康指數或認知功能指標出現異常下滑時，可提前通知家屬與醫師安排進一步檢查，避免急性發作或快速惡化。這種連續性監測模式，正是傳統定期健檢難以提供的價值。

未來發展與願景

邁向百項評估的宏大目標

許昕最初設定退休前完成100項健康風險評估的夢想，但隨著技術成熟，他更希望建立開放式平台，讓更多研究者與醫療機構能貢獻專業知識，共同充實裝置的「靈魂」。團隊計畫將AI模型架構開源，吸引全球專家開發針對特定疾病或族群的評估模組，形成群策群力的健康生態系。

下一階段，研究將聚焦於心腎代謝症候群的整體評估，因為心血管疾病、腎臟病與糖尿病常相互影響，單一疾病觀點已不足夠。團隊也將深化癌症療效評估功能，透過連續監測癌症患者的脈波變化，評估化療或標靶藥物對心血管系統的影響，作為調整治療強度的參考依據。

專利佈局與學術影響力

這項技術已取得美國、台灣與中國共5項發明專利，保護範圍涵蓋脈波訊號處理方法、AI風險評估模型及穿戴裝置結構設計。學術成果方面，團隊已發表逾70篇國際期刊論文，多篇刊登於《IEEE生物醫學工程學刊》《感測器》等頂尖期刊，奠定技術的科學基礎。

許昕認為，台灣在半導體、資通訊與醫療三大領域具有獨特優勢，這項研究正是跨領域整合的最佳範例。透過產學合作，團隊正與國內電子廠商洽談量產事宜，預計2025年推出商用版本。未來也將申請美國FDA與台灣TFDA醫療器材認證，朝國際市場邁進，讓台灣創新的預防醫學技術造福更多人群。