2018科創講堂

快速評估腦中風及心血管疾病之非侵入式影像技術

講者/蕭浩明(臺灣大學機械工程學系教授)

撰文/整理/科學人
2018/11/20

2018科創講堂

快速評估腦中風及心血管疾病之非侵入式影像技術

講者/蕭浩明(臺灣大學機械工程學系教授)

撰文/整理/科學人
2018/11/20


根據統計,腦中風病例約有20~30%與頸動脈狹窄有關。以往檢測是否發生頸動脈狹窄甚或腦中風,必須使用接觸式的頸動脈都卜勒超音波,但這需由專業醫療人員在醫院進行,對一般民眾較不方便,費用也較昂貴。


臺灣大學機械工程學系教授蕭浩明與研究團隊受古人醫療智慧的啟發,中醫在診斷時重視「望、聞、問、切」四個步驟,也就是先觀察病人的氣色,再聽其聲音與氣息、並問病人問題,最後幫病人把脈,而其中「望」列為首位。


蕭浩明心想,能否運用二十一世紀現代最新科技,觀人的氣色與脈象,藉以驗證古人的智慧、甚至能更青出於藍?他們選擇以頸動脈脈動為出發點,此乃因頸動脈為人體最接近體表之重要血管,最容易看出其脈動變化。若能觀測到異常狀態,便有可能作為診斷頸動脈狹窄與腦中風疾病的先期指標。


頸部脈象預測腦中風


頸動脈若有狹窄症狀,血管內的血流動力學狀態會改變,並透過體表的脈動呈現。蕭浩明與團隊策略乃將所觀測的細微脈動影像放大,再建立數學模型進行量化計算,最後歸納出量化特徵與疾病間之關係,便可預測腦中風的風險。此項技術屬於非侵入性與非接觸性方法,擁有許多優點,例如主要是透過影像檢測,因此可結合手機、穿戴裝置、筆電;且運算時間很短,僅需約一分鐘;研究團隊也預期該方法價格低廉,隨時隨地均可進行,將造福一般普羅大眾。


蕭浩明與台大醫院心臟內科高憲立醫師及黃慶昌醫師合作,已進行近一百例臨床實驗,預測準確率約可達八九成。在這些案例中,研究團隊甚至觀察到一些有趣的現象:當一位兩側頸動脈均狹窄的病患裝設一側的血管支架後,他們發現量化分析中,除了該側的異常特徵消失外,尚未裝設血管支架的另一側異常特徵也發生消退現象,這也證實臨床上左右頸動脈的確存有某種程度補償效應的此一說法。


全方位疾病檢測的時代


蕭浩明認為這項技術具有商品化的潛力,只需手機與筆電就能運作。使用者先拍攝自己頸動脈的影像,再將資料上傳雲端進行計算,大約一分鐘,風險評估結果便能傳回給使用者。在商業模式方面,研究團隊希望和醫學中心合作健檢,或提供民眾在家自行檢測,成為居家醫療的一項利器。目前醫學中心都是先使用都卜勒超音波檢測,如果改使用這項新技術作為第一道防線的篩檢,便能每年為台灣健保省下幾億元的費用。臺灣約有400萬人屬心腦血管疾病的高風險族群,若每年自行檢測至少一次,便能創造極高產值,同時造福許多民眾。除了腦中風或心血管疾病,這項技術也有機會推廣至其它許多疾病的診斷。


在科技日新月異的今天,健康檢測方式越來越多元,從測量簡單生理訊號的穿戴式裝置到在醫院執行的複雜精密檢測都有;即便如此,我們仍缺乏能讓民眾自行在家檢測疾病的新醫療,蕭浩明與團隊提出的這項新技術可望補足這一環,真正實現居家醫療的目標。


《科學人》雜誌的延伸閱讀:

〈放大吧!動作顯微鏡〉科學人2015年3月