【產業】安盟邁進臺灣OCT醫療科技「台積電」之路

2021/02/14
【產業】安盟邁進臺灣OCT醫療科技「台積電」之路
安盟生技原創之全域式活體光學影像系統ApolloVue® S100,在9月獲得FDA認證。這是目前全球臨床用最高解析度、非侵入式的光學同調斷層掃描儀,目標是成為臺灣臺灣OCT醫療科技產業「台積電」。

Industry | 產業 2020年 Vol. 80

全球最高活體光學解析ApolloVue® S100 FDA取證

安盟邁進臺灣OCT 醫療科技「台積電」之路

撰文/劉端雅 攝影/林嘉慶

2015年成立的安盟生技,其原創之全域式活體光學影像系統ApolloVue® S100,在今年9月獲得FDA認證。這是目前全球臨床用最高解析度、非侵入式的光學同調斷層掃描儀,市場布局主要鎖定歐美皮膚癌、亞洲皮膚健康整體影像照護。憑藉握有晶體光纖寬頻光源獨到技術,安盟目標是成為臺灣光學同調斷層掃描(OCT)醫療科技產業的「台積電」,全球非侵入式醫學影像的領導者。


撰文/劉端雅 攝影/林嘉慶

光學同調斷層掃描術 (Optical Coherence Tomography, OCT) 的發明至今不到 30 年,但已經在生技醫療領域的臨床應用上,從眼科、心臟科、皮膚科、腸胃科乃至神經外科,都已經取得大量的成果。

目前,全球也有超過100家光學同調斷層掃描技術公司,包括:德國光學大廠蔡司(Zeiss)、Optovue、Nidek、Optopol、Bioptigen、Heidelberg、Topcon等。

其中,超過80%的OCT技術應用以眼科為主,具有非侵入性診斷優勢的光學同調斷層掃描技術,更堪稱眼科診斷的金標準(Gold Standard)。

在技術面,OCT 所需的寬頻光源及探頭亦進展快速,使得 OCT 的成像速度、解析度及探頭所能檢驗的組織種類均大幅提昇。

然而,全球最高解析度、非侵入式的全域式(Full-Field)活體光學影像系統,卻來自臺灣。

2015年成立的醫療器材公司──安盟生技,旗下ApolloVue® S100在今年9月獲得美國FDA二類醫材認證(Class II),躋身國際品牌之列。

ApolloVue® S100是一款非侵入式的「高速次微米三維斷層掃描儀」,比超音波、電腦斷層的解析度強100倍,可對比癌細胞與正常細胞差異,進行更早、更精準的疾病診斷,替醫學界帶來創新的預判與診斷技術。

現在,ApolloVue® S100也正進行歐盟CE和臺灣TFDA認證申請許可,預計明年初可獲得臺灣TFDA認證。

而歐盟CE因新法修正中,但安盟生技仍有望成為新版醫療器材法(Medical Device Regulation, MDR)制度下,第一家獲得歐盟CE認證的臺灣OCT醫療器材公司。

後起之秀的安盟生技,也因為ApolloVue® S100引起國際OCT大廠高度矚目,準備大展宏圖。

全球最高解析非侵入性活體OCT

ApolloVue® S100核心技術為「晶體光纖寬頻光源」(Single-Crystal Fiber Broadband Light Source)技術,是臺灣大學電機工程學系/光電所教授暨安盟科學長黃升龍,深耕OCT技術20多年的成果之一。

安盟創業「三劍俠」(前任執行長林群倫、現任執行長馬永霖、科學長黃升龍)再以此技術為基礎,經過多次改良,提升3D斷層掃描影像解析度與速度,開發出全球最高解析、非侵入式活體光學影像系統ApolloVue® S100,並鎖定於皮膚癌,以及皮膚健康(Skin Health)的整體影像照護。

黃升龍表示,ApolloVue® S100有別於皮膚科臨床現行使用的方法,例如透過病理切片或共軛焦顯微鏡所輸出的2D影像,其3D影像解析度是德國光學大廠蔡司眼用OCT的五倍。

安盟執行長馬永霖進一步指出,ApolloVue® S100能在不傷害組織的情況下,快速掃描人體生理組織結構,並具備橫向、縱向切面掃描模式,即時產出高解析度的細胞等級3D影像,可顯示人體皮膚組織結構,減少遺漏病變的機會,能協助醫生進行非侵入性的臨床研究與輔助診斷。

安盟技術長呂志偉補充,大部分OCT機器因科學的特性,只適合單一掃描模式。但其實兩種面向都相當重要,因為橫向切片可以觀察到同一群細胞群的同質性、密度大小的變化和均勻;縱向切片則可知道組織層的分布,有助醫生快速看到真皮表皮交界處(DermaleEpidermal Junction, DEJ)。

「ApolloVue® S100具有影像導引功能,允許醫生在日後追蹤精準到同一群細胞群的位置,對後續醫療的診斷或治療提供決策分析。」呂志偉說。

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現在的安盟「三劍俠」分別為執行長馬永霖(左)、科學長黃升龍(中)、技術長呂志偉(右)。

獲FDA認證 鎖定皮膚照護新藍海

馬永霖透露,創業初期,團隊不斷尋找潛在的市場應用,期待開拓有別於眼科OCT應用的新藍海。

「在探索合適的臨床市場過程中,我們發現皮膚癌在歐美國家是一大未被滿足的醫療需求。」

馬永霖進一步表示,根據美國醫學統計,每年約有 70,000 人罹患黑色素細胞癌,而約有9,000 人死於黑色素細胞癌。每年罹患皮膚癌患者約300~400萬名。

「在美國有家族病史的皮膚癌患者,一次掃描檢查可能要做40~50次活體切片(Biopsy),切片檢查相當費時,每次需要30~60分鐘,檢測數量多的話,甚至會花費到數天的時間出報告,且會有冷凍偽影(Freezing Artifact)。現有的OCT技術解析度只有5~7μm,常無法正確辨別腫瘤細胞與發炎細胞,因此,安盟決定先把資源集中在歐美的皮膚癌市場。」

「晶體光纖寬頻光源技術,具備傳統OCT無法看到生物特徵的優勢,極為適合發展為活體光學影像系統,應用於皮膚科輔助診斷,作為皮膚科醫生的『肉眼』,掃描並協助找到正確的DEJ特徵,可協助減少活體切片的頻率和次數。」馬永霖說

隨著「ApolloVue® S100成功取得FDA認證,安盟除了在皮膚科方面長期與美國紐約斯隆-凱特琳癌症中心(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, MSKCC)陳志山醫師(Dr. Chih-Shan Jason Chen) 與皮膚科團隊建立合作外,目前也先鎖定臺灣、日本和中國市場的皮膚健康整體影像照護,臺灣部分並已和馬偕醫院、臺北榮總、中國醫藥大學、臺灣大學合作。

至於中國的市場策略,安盟將採取負責研發生產製造,經銷、市場通路、產品取證則由正談判中的中國合作夥伴負責。

突破一代拳王框架  新一代手持式裝置蓄勢待發

「不過,安盟絕對不會滿足一項產品的成功,不是一代拳王的公司,」馬永霖笑著說道,安盟的定位是一家醫療科技(MedTech)公司,必須持續保持競爭力,安盟將力拼成為臺灣OCT醫療科技產業的「台積電」,希望成為光學醫療器材與醫療影像科技公司的標竿。

憑藉著黃升龍27年深耕獨創的「高亮度晶體光纖寬頻光源」技術,此一創新的晶體光纖技術,產出20項、40件以上之專利,開發出全球領先的超寬頻光放大器技術,比產業技術高出5~10倍頻寬,迄今,依然是世界紀錄。

團隊並建立出一套能將晶體光纖的成長、後段製程、鍍膜到完成晶纖雷射、由上游到下游的研發能力,這等於是掌握了OCT產業的心臟,讓臺灣有機會成為全球OCT產業最關鍵技術的製造基地。

黃升龍表示,晶體光纖寬頻光源是平台技術,應用範圍和可能性無限,除安盟現階段以皮膚健康的影像照護為主外,未來還可以延伸到眼科、心血管、胃癌、食道癌等應用。

在眼科臨床上的應用,由於視網膜OCT發展成熟,早已是紅海。安盟的目標則是布滿神經的眼角膜。黃升龍解釋,眼睛最敏感的部位是角膜,神經密度極高,已有不少臨床試驗文獻顯示末梢神經可反映出全身疾病症狀。

目前也已經與臺大醫院的眼科醫生洽談合作,希望藉由安盟高解析OCT,將末梢神經診斷相關參數,例如:密度、扭曲度、長度和端點等進行量化,有助疾病的早期診斷。

馬永霖同時表示,安盟的OCT除了有機會應用在眼科,目前同時也看好應用在細胞治療、組織培養和治療的組織工程(Tissue Engineering)領域上。

他認為,細胞治療是人類未來的醫學產品,在這發展趨勢下,高解析度立體影像掃描系統相對變得重要。安盟的OCT技術對組織的破壞極微小,三維掃描速度快、且可大面積掃描,被看好可成為該領域應用的潛力技術。

馬永霖透露,安盟早已進行第二代產品(手持式裝置)的設計,藉此保持最佳的研發動能狀態,「晶體光纖寬頻光源是安盟的秘密武器,未來會陸續開發不同產品線(Pipelines),應用在不同疾病的領域。」

挑戰OCT最終聖杯  導入AI學習

提到產品未來的應用,安盟持續迎難而上挑戰傳統病理科(Pathology)。

黃升龍說明,除了皮膚癌,人體大於 80% 的癌症,均屬表皮癌 (Epithelial Cancer),是OCT可直接或經由內視探針、光纖探針加以成像。

目前染色切片的病理檢驗,仍是診斷許多癌症的金標準。隨著OCT在無侵入性、高速及高解析技術推演,藉由各式內視探頭、光纖探針、乃至穿刺探針,人體各部分器官都已經可以高解析成像,然而,臨床上的應用,現在仍是以視網膜為主。

如何繼續拓展,有賴深入探索臨床上尚未被滿足的需求,也需要光電、電子、機械、醫學等密切的跨領域合作,才有機會加以突破。

「OCT未來有機會取代病理檢驗,這種免去活體切片(Excisional Biopsy)的光學切片(Optical Biopsy) 或虛擬切片 (Virtual Biopsy) 技術,可說是OCT技術最終的聖杯 (Holy Grail)」,黃升龍說。

身為安盟科學長的黃升龍更鍥而不捨地尋找各種解決方案,藉由創新跨越學科的界線。近年,他將目標瞄準人工智慧(AI)學習,試圖加速縮小挑戰聖杯的差距。

他指出,深度學習演算法(Deep Learning Algorithm)極為適合與OCT結合,在醫療影像分析應用是熱門之一,用以輔助醫生在病理切片、高解析組織光學影像的判讀。

目前,OCT輸出的醫療影像雖可看到高解析的活體細胞,但礙於黑白影像,因此要獲得熟悉傳統HE染色(Hematoxylin and Eosin Stain)的醫生之認同和使用,仍有一段距離需要克服。

黃升龍近年來利用安盟早期開發的檢體機,與美國紐約斯隆—凱特琳癌症中心合作,成功將黑白影像轉換成結構性較為清楚的甲苯胺藍(Toluidine Blue)染色。

安盟也正在發展合適公司的AI商業模式,希望藉由AI輔助,將細胞核一些量化參數提供給醫生,或正確標註DEJ位置,協助醫生後續診斷。目前正與馬偕皮膚科合作,導入AI學習,經由醫生標註位置,將OCT醫療影像上色為HE染色。

呂志偉指出,安盟的目標旨在提升醫生使用ApolloVue® S100讀取醫療影像的效率,期望利用AI輔助強化影像品質,讓醫生看到更多細節;其次是擷取影像特徵並將其轉為數據,協助醫生找出特徵與疾病的關係。

馬永霖表示,目前美國FDA和臺灣TFDA已經開始接受醫療器材軟體(Software as Medical Device) ,未來醫療器材產品搭配軟體的開發目標,將有巨大的發展前景。

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ApolloVue® S100能快速掃描人體生理組織結構,並具備橫向、縱向切面掃描模式,即時產出高解析度的3D影像。

創新、原創、團隊有效溝通

安盟在2015年成立,產品在五年有餘開發有成,除了歸功於創新、原創的OCT技術之外,團隊有效溝通和合作精神,是不可或缺的一大因素。

創業之初,團隊積極參加多項兩岸創新創業大賽,以歷練各種產品開發和商業化過程中的種種挑戰,並從中建立團隊合作無間、以及敏捷靈活的組織精神。

馬永霖直言,「有效溝通是安盟極為良好的企業文化,無論是內部溝通、抑或是與醫生、產業和學術界都保持密切的溝通。」

馬永霖在美國讀書求學時段,觀察到成功創業的生技團隊,大部分都是採取多元分工的管理模式,因此,當初與合作夥伴邁向創業之路時,便以建立跨領域團隊為前提,涵蓋技術、臨床法規、財務、商業開發、國際專利布局等面向,期望打造一個全面性的團隊。

不過,馬永霖也強調,團隊來自不同專業背景,難免會有所衝突,單是對深奧且硬邦邦的法規語言,各人的遣詞用字和解讀就有所差異。

除了內部溝通之外,與醫生建立良好有效的溝通模式,也是一大挑戰,因為安盟的活體光學影像系統是屬於創新醫療器材產品,要取得醫生的信賴和將其需求轉化成工程規格,這過程中需要長期的溝通,才可進一步獲得更精確的答案。

「安盟在2015年開始著手建立品質系統,終於在2017年取得品質系統認證,折疊起來有100公分高的品質系統文件,背後就蘊含了團隊的各種衝突、溝通和努力。」他笑說。

呂志偉則透露,安盟的績效考核,其中團隊合作與溝通部分占了1/3。安盟之所以看重團隊溝通,是期望可在最快時間內協調與融合各自的專業執行法規、專利布局等作業。

「安盟剛成立時僅有6個人,現今已擴展至30多人,建立團隊共識與凝聚向心力至關重要。打造健康職場環境,紮好馬步,體質才會越趨強健,迎接未來挑戰。」呂志偉說。

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成立於2015年的安盟,憑藉創新、原創的OCT技術,以及團隊有效溝通和合作精神,在五年有餘的時間,成功開發出全球最高解析的非侵入性活體OCT產品。

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 80

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