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感光原理就像Apple Watch!隨時偵測透析血管

2018-04-29 12:24聯合報 唐德成/臺北榮總腎臟科主任 趙昌博/交通大學電機系

臺灣透析人口已逾8萬人,接受血液透析的患者身上一定有透析血管。透析血管可說是透析病人的生命線,優質的血液透析治療,仰賴健康的血管,若透析血管阻塞或狹窄,將大大影響透析品質 。

透析血管是由血管外科醫師將病人上肢動脈和表淺靜脈相接,如此表淺靜脈將接收到高流量的動脈血,經過數周,上肢表淺靜脈變粗變明顯,稱為動脈化(圖1),動脈化使靜脈變粗,提供充足血流量,進行血液透析治療。

圖1 左為透析血管,是動脈化之表淺靜脈,右為指腹觸診透析血管。 圖/唐德成提供
圖1 左為透析血管,是動脈化之表淺靜脈,右為指腹觸診透析血管。 圖/唐德成提供

透析血管堵塞 檢查方法有侷限

但透析血管常因管腔狹窄導致血流下降,甚至堵塞。臨床上,可透過身體診查與儀器檢查來評估透析血管的功能。

但這兩種方法各有侷限。醫界希望找到簡單、普及,在家裡就能自我檢查的方法。

身體診查主要由醫護人員依據症狀,經過指腹觸診、聽診器聽診,若懷疑血管狹窄,再進行超音波或血管攝影檢查。但身體診查非常主觀,也無法呈現客觀數據,進行比較。

至於超音波檢查、血管攝影檢查,屬於儀器檢查,前者為非侵入性,後者屬侵入性檢查但兼具治療功用,以上兩種血流檢測儀器造價高昂、體積大、且需要受過專業訓練的醫療人員才能操作,無法普及居家使用。

榮總、交大合作 開發神奇儀器

在科技部自由型整合計畫支持下,臺北榮總與交通大學電機系合作,開發「手持式光學感應透析血管血流偵測器」。

就像大家常見套在患者手指頭上的血氧偵測器,類似Apple Watch表背以感光方式偵測使用者心跳,以特殊波長陣列設計光學感測器,利用光學感應皮下血管傳來的訊號,量測透析血管的光體積變化描記圖訊號(photoplethysmography,簡稱PPG),同時透過專利演算法得到血流值,可偵測透析血管血流,過程無輻射且非侵入性。

手持式光學感應透析血管血流偵測器(圖2),尺寸約為手機的一半,體積小巧且操作容易,並且可精準地偵測血流量,與都卜勒超音波訊號的正相關性高達八成五。

圖2 手持式光學感應透析血管血流偵測器。 圖/唐德成提供
圖2 手持式光學感應透析血管血流偵測器。 圖/唐德成提供

方便居家檢查 還可隨時連雲端

一旦發現透析血管管腔狹窄或堵塞時,一般以經皮血管攝影氣球擴張術處理狹窄病灶,嚴重者則須重新進行外科手術。本新技術透過日常監測,及早發現透析血管血流不足的狀況,及時安排相關治療。

手持式光學感應透析血管血流偵測器目前尚未上市,持續改進硬體中。本跨領域合作的研究論文已發表於IEEE電機學科領域排名第一的SCI國際學術期刊,並獲科技部首屆「未來科技突破獎」。

未來可提供血液透析病人隨時隨地量測,更可結合雲端巨量量測資料服務平台,提供個人居家健康管理服務,即時監控透析血管狀況並及時預防併發症。

血管阻塞
血液透析

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