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閉迴路癲癇控制系統之設計及臨床應用-探索大腦與神經的奧秘

108/05/10 瀏覽次數 1060


國立交通大學終身講座教授/生醫電子轉譯研究中心創辦人 吳重雨國立交通大學終身講座教授/生醫電子轉譯研究中心創辦人 吳重雨

 

神經系統是人體器官運作最重要的傳導與控制系統,神經調控技術除了運用於醫學治療,透過電能調控改善慢性神經疾病之外,未來更有機會促進AI人工智慧發展,近年來,Google/GSK和Tesla紛紛跨域投入神經調控網絡領域,分別成立Galvani Bioelectronics及Neuralink新創公司,開發神經調控應用系統,神經調控時代已經來臨!

 

我國神經調控研發成果卓越

 

吳重雨所率領的研究團隊,集合國內重要研究單位,包括中山醫學大學附設醫院、國立交通大學電子系所、國立成功大學資訊系和心理系、晶神醫創公司等,於2008年起投入技術研發,2013年成功開發出第一顆閉迴路癲癇控制晶片,並完成動物測試,研究成果發表在頂尖晶片國際會議ISSCC,並獲得Distinguished-Technical-Paper Award,為台灣首次獲獎團隊。

 

吳重雨於交通大學擔任校長期間成立「生醫電子轉譯研究中心」,以高階植入式電子醫材為研究主題,中心願景希望透過跨領域研究人才的共同努力,發展可供多領域共用的技術平台,包括微電子系統、生物相容材料、封裝整合科技、人工裝置與生物界面等研究成果,共同用以治療目前醫藥無法醫治的神經損傷與疾病,並藉以探索神經科學的新知,同時建立台灣高階植入式神經醫療元件新創產業基地,讓研究成果成功商品化,為我國生醫電子研究與產業奠定穩固的發展基礎。

 

神經調控技術有效抑制癲癇現象

 

癲癇一詞源於古埃及文字,原意為一種被眾神送來的疾病而且非常危險。以現在科學定義來看,癲癇症為為腦部異常放電所引起現象,全球約有七千萬名的癲癇症患者,畫家梵谷可能就是著名的癲癇症患者。

 

癲癇發作時腦波會發生非常激烈的變化,而癲癇的成因有很多種,最大宗的因素是屬於先天性癲癇和基因有關,其他病因包括中樞神經系統感染、腦腫瘤、創傷、腦部發育障礙、腦血管疾病等皆有可能造成癲癇。

 

癲癇會造成病患社交困擾、憂鬱、日常生活不便、影響學業工作等,醫療方式以藥物控制為主,有約70%的患者可服用單一藥物控制,約25%的患者需要超過兩種以上藥物合併控制,對於其他5%-30%病患,藥物效果不佳,可能考慮手術移除發作之腦組織,但會有喪失記憶、視野缺損、影響運動功能等風險。另一種可行策略就是利用神經調控系統取代手術治療,當系統偵測腦波不穩定,快要發病時,便啟動系統利用電刺激發作部位,達到抑制癲癇大發作的效果。

 

目前所研發之癲癇神經調控系統植入晶片只有2.76mm*4.88mm的大小,並先行製作成為體外系統,該系統已通過電性安規測試 IEC 60601-1、動物安全性測試及中山醫學大學附設醫院IRB審核,目前正由衛福部審核中,如獲通過,將於近期進行人體試驗,預期於不久的將來將有望落實商品化應用,真正造福癲癇病友。

 
(本文由科技部補助「科學短講(Tech Talk)計畫」執行團隊整理)
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