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掌握大腦脈動–精神分裂症之創新診斷利器:光學拓撲影像儀

103/03/17 瀏覽次數 5900
根據研究調查機構Espicom的資訊顯示,全球醫療器材市場產值將突破2,000億美元。其中醫療電子占據產值的45%,高達900億美元。政府推出六大新興產業盼能創造下一波產業契機,而其中包含了生技及醫療兩大項,顯見未來生醫產業將成為台灣另一產業亮點。

國立交通大學光電工程學系孫家偉教授整合國內現有產業優勢,以神經科學、腦功能研究、以及神經退化和精神疾病相關臨床診斷為目標,推出新世代之近紅外光腦部造影系統,在疾病診斷與生醫產業提升上都是一項嶄新的發展。

近紅外光光譜術在大腦功能性造影應用上,是利用近紅外光範圍內不同波長的光源,針對含氧血紅素與缺氧血紅素不同的吸收係數進行量測,進而得到隨著大腦活動而產生血氧濃度的變化。近紅外光量測技術在臨床應用的優點包含非侵入性、價格較便宜、非游離輻射、可長時間監控以及簡易操作等優點,並具有良好的時間解析度來針對腦部的血氧變化做即時量測。

功能性光拓撲造影術(functional Optical Topography,fOT)即是利用雙波長的近紅外光光源,配合多點式成對的光源與光偵測器,在人腦上進行血氧訊號的量測。藉由神經元-血管耦合之生理特性,大腦進行功能性運作時會活化的神經元產生神經傳導電位,同時神經元細胞可藉由周圍之微血管提供氧氣,進行能量補充,這些特性會造成局部大腦皮質血氧供應的光學變化,可以藉由功能性光拓撲造影術捕捉影像,進行臨床研究。

孫家偉教授於2013年10月表示,至該研究目前與日本精神神經醫療研究中心、鳥取大學、福島醫科大學、以及群馬大學等合作,應用功能性光拓撲造影術對精神分裂症(schizophrenia)病人大腦的認知功能變化進行分析,成功地將功能性光拓撲造影術診斷正確率將提升了至少6個百分點。

孫教授進一步表示,該成果具有發展為精神/神經疾病患者臨床診斷有效輔助指標之潛力。若是發展成熟,而能將成本下降,將來亦可作為健康照顧之生理狀態評估、應用於大腦疾病治療效果的用藥確效、術後評估之輔助量測等醫療相關應用。功能性光拓撲造影術為光電醫療產業的未來開拓一全新道路,產業化目標指日可待。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─健康醫藥新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

責任編輯:王智昱|義守大學生物醫學工程學系

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