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攝影/余至浩

長庚醫院研究團隊近日對外展示一項智慧膠囊應用新成果,利用IoT通訊技術開發的數位膠囊,可用來檢測重症病患身體腹腔內壓力的變化,提供完整的腸胃道資訊,供醫師即時做出正確的手術決定,以減少腹部腔室症候群(ACS)發生率和死亡率。也讓它從今年眾多法人鏈結產學合作計畫中獲得優勝。目前該研究已完成動物實驗,但尚未進到人體實驗階段,未來也打算申請FDA認證,展開臨床試驗。

以往不少重症病患,常常因為患有急性胰腺炎,或因腹部外傷或是發生敗血症,容易導致腹內出現高壓的情況,一旦肚內相對壓力過高(腹內壓力持續大於 10mmHg ),若沒有即時開刀治療,不只可能因體內血流不順出現器官衰節或壞死的風險,嚴重甚至危及患者性命。

但以往量測腹內壓力作法,大多以膀胱內的壓力來間接代表腹內壓力大小,護理人員通常須先經由導尿管將生理食鹽水灌注到患者膀胱內,再以測量到的膀胱壓力推估腹內壓,但這種量測方式,不僅測得壓力數據較不準確,操作也繁複且耗時,加上侵入式插管也容易造成病人不適,甚至可能引發膀胱感染的風險。

為了改善這個問題,長庚醫院研究團隊想出了一新辦法,就是要透過可吞嚥的膠囊設備來解決。他們花了2年打造一套近端監測吞服型無感式科技系統PressureDOT,能以一顆數位膠囊來對於病人腹腔內壓力的變化進行偵測,並定時回傳壓力資訊,讓醫師能夠根據病況提供適當處置,避免延遲介入。

這顆3D膠囊的外觀,就像是一顆白色的小藥丸,不同的地方是,它裡面裝的不是藥粉,而是精密的電子元件,長庚醫院研究團隊採用先進封裝技術,將迷你PCBA電路板、微型感測器,以及天線與電池整合在單一封裝膠囊體積內,因此可以做到更小體積,甚至只有指甲大小,方便病人吞嚥。

相較於一般數位膠囊(如圖右),長庚醫院團隊開發的智慧膠囊體積能做到更小(如圖左),只有指甲大小,因此更方便病人吞嚥。

負責該計畫的林口長庚醫院外傷急症科副教授廖健宏表示,跟現有市面上的內視鏡膠囊功能相比,該膠囊雖不具有照相鏡頭,但卻加入了壓力和溫度偵測能力,可提供即時且準確地的腹內壓力資訊。且膠囊大小高1.2公分,寬0.8公分,也比內視鏡膠囊小。

病人吞食膠囊,待其進入到胃部後,就會開始啟動偵測,並每10秒記錄一筆資料,接著透過藍牙天線將這些訊息傳到體外一個接收陣列蒐集器再上傳雲端,他解釋,因為是將感測訊號傳到體外,相較其他通訊技術,藍牙發出的無線電波,其訊號較不容易被人體遮蔽,且也較不會對人體健康造成影響。

以服用膠囊來進行腹壓偵測的方式,廖健宏指出,相較傳統的人工量測作法,其測量誤差範圍也相對較小,誤差僅有正負0.1毫米汞柱(mmHg)內,而且能使用較長時間,來對於病患進行持續偵測,單一顆膠囊進入到體內後,約可使用6~8天,用完後會排出體外。

這些資訊傳到雲端後,透過App,醫師就能在行動裝置上即時查看病患體內的腹壓數值、體內溫度,並也能依據不同時間查看其壓力曲線,來決定是否需要進一步處置,避免太早或太晚開。而透過無線傳輸技術,也能隨時掌握膠囊在胃腸道中移動的狀況與其相對位置,來幫助掌握患者病況。

目前該數位膠囊已完成了動物實驗安全及功能性驗證,但尚未進到人體實驗階段,他表示,目前在動物實驗已獲得不錯的成效,接下來將會在美國提出FDA認證申請,待通過後就會進到人體臨床試驗,臺灣方面,他也提到,之後取得相關許可認證後,考慮先在長庚醫院來進行臨床試驗,並優先以加護病房患者為受試對象。

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