裝上一顆藍「牙」 監測你的健康

作者 | 發布日期 2013 年 09 月 11 日 13:00 | 分類 醫療科技
tooth phone

先正經一點思考這個問題:講到穿戴式的科技裝置,你想到什麼?好,蘋果的 iWatchGoogle Glass、三星的 Galaxy GearSONY Smartwatch、果殼電子的 GEAK Watch、高通的Toq、Kickstarter 起家的 Pebble,運動健康主題的有Jawbone UP、Fitbit flex、Motorola 的 MOTOCAV、Garmin Forerunner、Nike Fuelband、adidas miCoach等,之前沒有成功的微軟LG 也都說要再推手錶,連郭董、華碩、Intel、Dell 也都打算跟進。除了一款眼鏡,其他都是手錶或腕帶,不過台大教授朱浩華研究的穿戴式裝置,相對來講就更為稀奇也令人好奇了:牙齒。



牙齒?你可能馬上想到特務工作失敗,一咬牙就中毒死了,或是回想著歷史悠久的007,是不是哪部電影裡也用過牙齒做諜報工作。不知道這條2011年初的新聞是不是真的,伊朗表示逮到美國間諜,其中一位的牙齒上有「間諜科技或麥克風」。但在2002年英國皇家藝術學院的兩位學生就已經成功在牙齒裡安裝了無線訊號接收器,並把訊號透過體內骨骼傳送到內耳,就可以聽到聲音了。(

掌握口中動態,掌握你的健康

這些近似諜報故事的情節,並不是台灣大學資訊工程學系普及計算實驗室教授朱浩華的研究目的。在「齒內口腔動作偵測器」這篇論文中,研究團隊表示我們每天透過嘴巴吃、喝、說話、呼吸、咳嗽甚至吸菸,嘴巴這個管道其實跟身體健康大有關連,因此他們開發置於口中的偵測器,搜集各種口腔的動作資訊,做為診斷健康狀況的依據。

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舉例來說,監測咳嗽的次數或劇烈程度,可讓醫師判斷身體發生什麼狀況、病情有多嚴重;吃了多少喝了多少,加上咀嚼力道的大小,可以幫助進行節食計畫的人更有效監控自己的飲食行為。這項研究的第一階段報告將於幾個小時後在瑞士日內瓦舉行的「2013年可穿戴電腦國際研討會」( International Symposium on Wearable Computers, ISWC 2013 )中發表

雖然過往已經有好幾種類似的裝置,但朱浩華的研究裝置特點在「存於體內」,能夠搜集更精確的相關位置資料,這是其他裝於體外的偵測器做不到的地方。

假牙上的偵測器

實驗透過一個三軸加速度計來感應牙齒在吃、喝、說話等不同動作時的相對位置來判斷動作的目的。加速度計安裝在一塊4.5mm x 10mm大小的電路板上,夠小到可以埋在面積較大的臼齒部位。實驗者必須先用牙科等級樹脂包覆在電路板周圍以免唾液破壞,再固定在假牙(套)內,最後安裝到口腔內。下圖可以看到目前的試作型,在最初的設計中,電路板上還會安裝藍芽裝置以傳送資料到附近的手機,不過目前暫時以有線方式傳輸,因此還會有一條細線從受試者口中連出來,研究團隊表示,在目前實驗階段,留有細線有助避免受試者誤吞電路版。

Teeth Probe ISWC
▲圖右上可以看到實驗用的電路板,約4.5mm x 10mm見方。其餘兩張圖可以看到安裝在臨時假牙套上的電路板,電路板的邊角清晰可見。(Photo Credit: 朱浩華)

由於每個使用者口腔狀況都會有所不同,使用前內含的三軸加速度計一定會經過校正程序。研究團隊將收集到的資料區分為普遍性資料與個人化資料,前者代表一般人口腔中常見的活動模式,後者則區分出不同受試者的特有行為。

下一步適應個別差異

受試者共有8位,實驗項目包括咀嚼口香糖、喝一瓶水、念一篇文章與持續咳嗽,每人每一項活動搜集15個樣本進行分析,總計480項樣本。資料分析的結果,在普遍性資料方面有93.8%的準確度,個人化資料方面僅有59.8%,團隊認為每個人的口腔構造都有些微不同,各種動作的輕重緩急也不一樣,因此要提昇準確率,要從增加更多動作種類與不同的偵測器位置入手。

未來他們將強化原型偵測器功能,包括無線傳輸資料與充電功能,同時還要與牙醫合作提昇裝置的安全性。

不過他們可能還要解決另一個難題是,當前的牙醫科技,除了年長者較常使用的活動式假牙,可以方便安裝可充電的偵測器,並且於夜晚睡覺時消毒兼充電外,一般的牙套與牙橋都是固定式的,而且牙套一顆6000至8000元,以現有的狀態思考,在推廣使用時應會有困難。

(Opening Photo Credit: NESTA)

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註釋
這個安裝在牙齒中的裝置(見開版圖)先透過無線訊號接收器獲取諸如手機、廣播、電腦等發出的訊號,並透過一個振動組件將轉換而成的聲音,利用人體內的骨骼振動傳送到內耳,如此一來就能聽到聲音,而且是只有使用者自己才聽得到。當然,使用者也可以裝一個超小型麥克風,用相同的原理將訊號傳送出去。

或許伊朗抓到的那位美國「間諜」真的用了這種技術,這也或許是從2002年到現在,都還沒有聽過這項發明商業化的原因。(回到本文

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