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讓貼片讀懂身體訊號:ARPA-H投入最高1.174億美元開發模組化生物感測器
從心衰竭、發炎到更年期過渡,四支團隊將探索連續量測生物標記的穿戴貼片。真正的考驗,是能否把持續取得的訊號轉化為可靠、可用於照護的資訊。
一次檢測能描繪身體某個時刻的狀態,連續量測則有機會看見變化的方向。對心衰竭患者、心肌梗塞後返家休養的人,或正在經歷更年期過渡的女性,這些變化可能提供新的照護線索。美國衛生高等研究計畫署(ARPA-H)10月1日宣布,Delphi計畫將在四年半內投入最高1.174億美元,支持四支團隊開發下一代穿戴式生物感測器;經費撥付須以達成研究里程碑為條件。
計畫的核心是把感測器拆成可重新組合的「小晶片」(chiplet):辨識生物分子、管理電力、處理訊號與傳輸資料,各由專門元件負責,再依不同用途組裝。若元件之間能互通,未來增加新的量測功能,就有機會沿用既有平台,減少每次從頭設計整套裝置的負擔。
麻省理工學院的PYTHIA計畫由Ahmad Bahai主持,獲最高3,790萬美元獎助,目標是以穿戴貼片連續監測心衰竭相關生物標記。團隊規劃利用患者身體產生的熱能供電,並在晶片上搭載低耗電人工智慧。這裡的AI是感測裝置設計的一部分;公開資料尚未交代模型如何訓練、使用哪些資料,也沒有提供辨識病情變化的準確度。
紐約大學則把量測位置推向皮膚下方。Elisa Riedo主持的SENTINEL計畫獲最高3,080萬美元,將以微型探針搭配DNA感測元件,持續追蹤發炎訊號,並嘗試從藍牙、Wi-Fi等射頻來源擷取能量。這項設計結合了分子辨識與供電問題,但能否在日常使用環境維持穩定量測,仍待原型測試確認。
華盛頓大學由Quansan Yang帶領的團隊獲最高750萬美元,選擇從汗液追蹤更年期過渡。貼片將使用經工程設計的蛋白質辨識生物標記,並藉由調整感測器局部的酸鹼值,讓蛋白質恢復可重複使用的狀態,以延長感測能力。公開說明尚未列出具體量測分子,也未提供汗液訊號與臨床狀態之間的驗證結果。
Novelna公司的PULSE計畫由Ashkan Afshin主持,聚焦心肌梗塞後的發炎監測,希望協助降低患者再次住院的機會。團隊計畫利用人體作為資料傳輸通道,減少傳輸耗能、延長電池壽命。這與麻省理工學院的心衰竭貼片各有不同照護情境,而降低再住院率目前仍是開發目標,尚非已證實的效益。
四項獎助的起始日期均為2026年9月24日。依Delphi時程,團隊須在前18個月展示元件完整互通,並符合後量子安全通訊標準;到第24個月,須展示首個活體原型。第54個月前,微創穿戴裝置須完成臨床試驗,非侵入式裝置則須完成人因研究,檢驗使用者與裝置互動的表現。
這次公布的是研發投入與驗證路線,尚未附上人體量測準確度或臨床效益數據。連續取得生物訊號之後,如何判讀波動、何時需要介入,以及長期佩戴是否安全舒適,都會影響貼片能否走進照護。人因研究能回答使用上的問題,卻不能單獨證明疾病監測有效;不同裝置仍須依實際用途建立相應證據,才能把更多資料轉化為更好的醫療判斷。