智慧手機生醫產品
因為智慧手機的各種硬體功能提升和各種App的發展，已經成就不少生醫新創公司，這類型的公司大多是設計外掛的硬體元件和其搭配的App來做醫療的檢測，而硬體上，大多就是高解析度的攝影鏡頭和無線傳輸的運用。我們已經見到的開發產品，從中耳炎檢測、眼底攝影、量體溫、觀察痣的變化、到心跳和心電圖量測，甚至血糖檢測、HIV病毒的快速篩檢等。手機的生醫應用概念，多在疾病診斷和觀察，或者輔助醫療，像是幫助視障的App或者整合醫療雲端系統，另外就是將實驗室的東西小型化，而應用最為廣泛的就是手機的鏡頭。
手機光學檢測
講到鏡頭，當然就是光學檢測了。事實上，在實驗室也有不少光學概念的醫療檢測設備，那麼有沒有機會改造手機的光學功能來做醫療檢測呢?德國「漢諾瓦大學」(University of Hanover)開發了一種光纖感測器，可加裝在智慧型手機上做生物分子檢測，包含懷孕檢測和血糖監測…等等，感測器測得的資料可由手機軟體即時顯示。只要搭配週全的設計，可以檢測任何體液，像是血液、尿液、唾液、汗水，甚至我們呼出來的空氣。而手機的GPS系統，能將使用者定位，在檢測完成後，軟體也能將資料連線到藥局或醫院，以方便醫院或藥局及時提供醫療協助。
表面電漿共振
這個手機改造的光纖感測器，運用的正是「表面電漿共振」技術(surface plasmon resonance, SPR)，也就是當固定的光束照到金屬薄片，大多數的光線會反射，而有一小部份的會被薄板表面的電子吸收，產生共振。當這個薄板和待測液體接觸，根據待測物體折射光線的能力，也就隨之改變光譜上顯示被吸收頻帶的大小和位置。如此，可以在金屬薄片加入一些特殊元素，來偏移待測分子或氣體所造成的折射現象，科學家就能根據反射的頻譜來了解待測物的成份。以下影片有「表面電漿共振」(surface plasmon resonance, SPR)的介紹，很常見於不需要標記(lab-free)的各領域生物分子檢測。
應用於手機的設計
那怎麼把這個量測套件設計到手機上呢?首先要做的就是小型化，光源的部份就是手機的LED燈，而反射光的接收器當然就是攝影鏡頭了，另外還需要上面提到的有金屬薄片的感測器，和放置待測樣本的容器；另外，根據光源、手機攝影鏡頭和樣本及感測器的位置，需要光纖來做光線的導引。所以開發團隊設計了直徑400um的光纖，上面塗佈銀金屬，光纖兩端磨成45度的斜面，然後一端連結到攝影機，另一端則和LED燈連接，並且在攝影機端加上繞射光柵，以將入射和折射的光線分開。(點這裡看圖片)
目前這個產品開發，已經初步完成雛型，並且測試過不同濃度的甘油，結果和實驗室大型檢測機台不相上下，但價錢和體積卻少了非常多。未來這個產品需要更多測試，來驗證它的穩定和準確度，同時也需要將整套設計成一個模組，便於拆裝讓各式樣手機都適用。
Point of care
手機的醫學診斷發明，可說是「point of care」概念最好例子。那麼，有以智慧手機為平台而開發的治療型產品嗎?
文章參考：The Optical Society
圖片來源：Jamie McCaffrey@Flickr CC BY 2.0
