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電子鼻應用在快篩肺炎的發想與實現:臨床醫學與工程科技激盪出的火花

 
 
 
突破傳統 可即時快速診斷肺炎致病細菌的新路
 

對呼吸系統的病症診斷及治療已有37年豐富臨床經驗的施崇鴻醫師,從擔任住院醫師開始,就不斷思考有沒有可以讓臨床診斷更快、準確率更高的方法。傳統物理診斷一定要經過X光、電腦斷層、肺功能、痰檢查,經過5~7天的細菌培養才能判斷致病菌,有沒有不一樣的路可走呢?

 
特別是面對在加護病房約有高達50%的重症患者因為插管治療感染肺炎引發敗血症休克乃至心肺衰竭致死的情況,往往病人等不到細菌培養結果出來就撒手人寰,如果能使用可同步、快速、簡便且準確的檢驗方式,就能幫助醫師更早且更準確診斷病患罹患肺炎之致病菌,降低因肺炎感染致病患死亡的問題。可是該怎麼做呢?
 
從看不見的氣味引發靈感
 
施崇鴻醫師於13年前(民國93年)在一次出國旅行回國時,將在國外購買的水蜜桃置放於行李箱中,即使水蜜桃已經吃完了,但是殘存的氣味卻仍留在衣服上,因此在入境提取行李時,因其氣味引起機場米格魯犬在他的行李箱旁駐留。
 
從這個特別的經驗,施醫師聯想到肺結核感染途徑為飛沫空氣傳染,以及曾震撼全球的SARS感染途徑為飛沫及接觸傳染,雖然是看不見的氣體,卻實際存在影響作用的物質。人們每天呼吸2萬多次,平均每分鐘約呼吸20次,每次呼出的氣體都是人體代謝出不要的東西,其中自然也包含人體中的細菌代謝後的產物。如果能蒐集病患呼出的氣體,用其中細菌的代謝產物幫忙做疾病的診斷,這方法應該可行。
 
與科技工程研究團隊合作
 

當時施醫師立即與工研院合作,進行肺炎、肺結核等疾病的菌種檢測之相關研究,獲得不少研究心得;目前則是與清大電機鄭桂忠教授電子鼻研發團隊合作。鄭教授將高分子材料塗抹在晶片上,高分子材料可與空氣中特定氣體結合而改變導電度,藉由測量導電度之變化,即可推知特定氣體濃度。

 
將電子鼻氣體感測器接在呼吸器上,病患呼出的氣體可經過電子鼻的感測之後,推測可能的細菌成分。經證實,電子鼻能在氣管插管內檢測出5 種細菌,大腸桿菌、綠膿桿菌、克雷氏桿菌、AB菌及葡萄球菌。所研發的成果已拿到4項專利,現在研發團隊仍繼續挑戰肺癌之快篩檢測。
 
施醫師可說是台灣第一位將氣體感測應用到肺部疾病檢測的先驅,醫者仁心造福病患,特別期待在台灣具發展優勢的醫學及科技產業的相互激盪與結合下,能有更多用於臨床醫學的創新技術發展出來,協助民眾疾病的預防與治療,也成就台灣在生醫科技產業的創新與發展。
 
(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)
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