晶片人生
回頭看近10 年,人類生活形態已經改變了。10 年前一個Smartphone產品正式問世,除了讓網路帶著走方式改變了人的溝通之外,另一個創舉就是以觸控面板改變了人類與機器互動的模式,以及感測器微機電化。而所謂的感測器,意指「能將物理量或化學量轉換成另一數字符號」,可用以接收信號,或透過變化量制動反應,應用功能主要為用來替代人類的感官,進而檢測外界訊息,包含視、聽、觸、嗅、味覺等。部分感測器還可偵測人類無法判斷的訊息,如地磁、方位、超音波、紫外線等,搭配不同的控制晶片,應用相當廣泛。
目前各式感測器透過不同形態包括針筒注射, 吞入或微創手術移殖入人體內。
Dexcom 主攻連續性血糖監測器市場,於2012 年 10 月經美國食品暨藥物管理局(FDA)批准上市的第 4 代連續血糖監測器 G4 Platinum,可對應如 iPhone、iPod、iWatch 等行動裝置,已是美國最受歡迎的連續血糖監測器。
可值入型血糖模塊(此圖像取自Eversense)
與Dexcom 不同技術的Eversense採用了螢光方法進行血糖檢測。簡單來說,植入體內的微傳感器上,用來與組織間液接觸的部分不再是電極探針,而是一種對葡萄糖濃度敏感的螢光高分子聚合
物(物體材料並未公開)。在葡萄糖濃度較高的情況下,這種螢光聚合物會有較高的量子效率(量子產率)。反之,在血糖濃度較低時,這種材料的量子效率也會降低。由於螢光信號需要外界光源激發,這種芯片裡也內置了一枚小型的特定波長的LED光源。而被激發後產生的螢光信號,則通過晶片內集成的微型光敏元件轉化為電信號。上述技術因電化酶過程,頂多三個月後需更新己殖入的傳感器。與筆者的發明專利採用光電反射技術,其差異在電化因其化學酶會因時間遞減需定期更換。
除了監測血糖的植入式血糖傳感晶片外,大家可能更關注監測其它特性參數的植入式生物傳感器。
這些年,它們也在飛速發展。其中進展最快的,是腦脊液/腹水的多參數檢測晶片。這類技術主要著眼於對顱內壓,顱內溫度,腦脊液葡萄糖濃度,疾病標誌物濃度,各類離子濃度等進行實時監測。這類技術對急性腦損傷,開顱手術患者的療效和生命體徵監測有著至關重要的意義。
要讓精神分裂症疾病的病患吃藥是一件困難的事!不過,現在有新的發明可以協助追蹤病患是否準時吃藥。根據一項統計研究,74% 患有嚴重精神疾病的病患,在服藥 18 個月後就會停止服藥,所以用藥的依從性(medication adherence)對這群病患是特別嚴重的問題。
如何了解病患用藥的依從性?只要在病患的手臂上,貼一塊像 OK 繃大小、裝有感測器的貼布,就可以追蹤病患是否正常服藥。偵測訊息的道理很簡單,只要吞下藏有小小晶片的藥丸,晶片的兩端分別加上了鎂和銅,一旦進入人體的胃,接觸到胃酸之後,兩種金屬就會產生小的電壓,貼在手臂上的貼布就可偵測訊號,並傳送到手機應用程式,進而將信息傳給病患家屬或是醫師。
日後朋友問候語也許是"你今天呑了幾颗晶片"。