2016/10/05 09:00

光學測大腦體積　診斷神經疾病

周瑩慈

【記者周瑩慈綜合報導】國立陽明大學研究團隊發明的「大腦體積測量系統」使用光學模擬技術成功判斷出大腦萎縮情形，將用於阿茲海默症及精神分裂症等早期神經性退化疾病的診斷，並於9月21日成功通過專利申請。

「大腦體積測量系統」突破當今醫學限制，以近紅外光照射腦部後的軌跡變化精準測量大腦體積，既安全又方便。指導老師孫家偉表示，藉此系統重建的3D大腦光學結構模型「可以提供近乎真實的大腦情況，用以診斷大腦萎縮的情形」。突破目前醫學常用於檢測大腦的電腦斷層（Computer Tomography, CT）、核磁共振（Magnetic Resonance Imaging, MRI）的缺點，如電腦斷層對身體的輻射傷害，而核磁共振體積龐大又價錢昂貴，且病患需等待一至三個月才能接受檢測。

孫家偉表示，該系統並非沒有缺點，「近紅外光在腦中的散射程度大，只可達大腦三公分深，但針對大腦體積的檢測已綽綽有餘。」國際上如日本、美國皆已對此技術頗有研究，但日本任天堂公司將它用於測量孩童玩遊戲時的腦部活化變化，用來替公司生產的遊戲進行廣告。而台灣現今只有孫家偉帶領的團隊在鑽研這項技術，此專利是研究成功的第一步，目前由國立交通大學光電工程系生醫光學影像實驗室接手研究，並已積極與國立台灣大學醫學院附設醫院台北總院、台中榮民總醫院神經內科合作，進行臨床測試，蒐集更多數據資料，為新的研究做準備。

國立交通大學光電工程所博士生黃俊融回憶起實驗階段遇到的困難重重，表示最主要的問題是對資料缺乏掌握，有時要尋找光源或探頭型號，龐雜的網路資源卻難以提供詳細資訊，「像是A廠商不會把自己所有的材料放上去，你要跟他們合作之後才能知道他們實際擁有的材料，」此時只好委託專門販售實驗室用品的公司業務洽談。

全球高齡化後老年長期居家照護勢必成為一個新領域，大腦的退化對人體的影響尤其重要。研究團隊計畫下一步將測量系統的體積縮小至如同一片痠痛貼布，並搭配物聯網技術（Internet of Things, IoT），使醫生能即時監測病患的大腦體積數據並即時治療。孫家偉表示，電腦斷層、核磁共振儀器的體積龐大，長達幾十分鐘的測量時間對病人而言也是折磨，「儀器體積縮小後隨時隨地都可以測量，就算是與他人輕鬆對話的同時也不例外。」

除了大腦體積測量系統，團隊也著手進行心血管疾病、眼睛、骨質的監測系統，希望皆能夠在未來推廣至醫學界，使家家戶戶都能夠不受地理空間的限制，隨時檢測自我身體的狀況，提供大眾更安全、便宜的醫療照護。