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長庚發表心震圖新成果 創新商機高

2018-05-23 09:41經濟日報 楊連基

長庚大學研究團隊成功研發的「穿戴式心震圖譜輔助心臟病發早期預警系統」,已擁有心震圖感測、晶片設計、特徵辨識及風險評估演算法等相關美國及台灣發明專利 11件(其中包括美國專利US9833172),申請中的發明專利6件;及國際SCI期刊發表4篇。其中一篇發表在IEEE JBHI期刊之論文獲選為該期刊2018年3月份 Sensor Informatics 領域之封面亮點論文。

此系統是一種以心震圖譜輔助的非侵入、穿戴式、即時偵測心臟急性病發特徵的行動預警系統,除提出可由心震圖譜辨識左心室泵血分率(LVEF)的生理標記(Physio-markers),以及即時估算心臟急性病發風險機率的演算法外,亦實現了穿戴式雛型產品,並由長庚醫院進行臨床驗證。所開發完成的穿戴產品可供長者或心臟病患者居家使用,達到隨時、隨地、隨身及隨動監測、即時判定、回饋預警的目標,是心臟電、機械生理同步監測技術研發之新創見,也是行動智慧醫療、心臟健康監測、病癥快篩回饋與早期行動預警產品實現的新突破。

所長李明義(左)與助理教授林文彥共同說明系統的特色與產品雛型的示範。 楊連基/攝...
所長李明義(左)與助理教授林文彥共同說明系統的特色與產品雛型的示範。 楊連基/攝影

此項技術研發團隊主要成員為長庚大學醫療機電研究所特聘教授兼所長李明義、電機工程學系助理教授林文彥、工業設計系副教授蔡采璇、資工系副教授林仲志及長庚醫院心臟內科張伯丞醫師等人共同組成。

所長李明義表示,此技術的特色是即時量測心臟因搏動、泵血傳遞至心臟體表的心震圖(MCG,心臟搏動機械響應),以及心電圖(ECG,心臟電生理響應),作為判定心臟搏動無力、泵血不足、瓣膜開閉異常及心臟急性病發特徵。解決心臟急性病發時單靠心電圖無法辨別心臟衰竭或瓣膜性心臟病變特徵的瓶頸,並能提供居家使用,達到隨身、隨時、隨地及隨動地察覺病患發病前早期徵兆,在第一時間提供預警,不但是心臟電、機械生理同步監測技術研發的新創見,亦是穿戴式行動健康監測與預警產品實現的新突破。

李明義並指出,傳統心電圖(ECG)僅能量測「心率」及「心律」,在偵測心臟病發有其極限,例如心臟衰竭或心臟瓣膜異常病變病患在病發時,雖有ECG心律,但是心臟已經停搏,此一「心搏停止心電訊號(Pulseless electrical activity,PEA)」或「心電機械分離(Electromechanical dissociation, EMD)」現象,都說明了單純ECG是不能可靠的評估心臟泵血能力。臨床上,這類病患常須以超音波或核磁共振檢查,才能清楚診斷心臟泵血及瓣膜開合的異常特徵,但是這些醫院儀器昂貴不可能居家使用。因此,開發一套可在居家環境使用、連續監測心臟病發時電生理及機械異常特徵的早期預警系統,已成為高齡心臟病患行動照護亟待解決的問題。

左圖:穿戴式心震圖輔助心臟病發早期預警系統;右圖:長庚大學研發團隊特聘教授李明義...
左圖:穿戴式心震圖輔助心臟病發早期預警系統;右圖:長庚大學研發團隊特聘教授李明義(左二)、助理教授林文彥(右一)、副教授蔡采璇(左一)及長庚醫院張伯丞醫師(右二)。 長庚大學/提供

該團隊此項研究成果於2017年榮獲由國家生技醫療產業策進會所舉辦的第14屆「國家新創獎」殊榮,是國內生技領域創新技術及產品研發的最高榮譽,亦肯定了長庚大學與長庚醫院密切合作,發展心震圖譜突破性技術,為開發新型式、個人化行動智慧醫療與心臟病發早期預警系統,樹立了新的里程碑。此外,此項技術經英國Impact research公司評估為年度對全球健康醫療領域有重大潛在衝擊的技術,專文報導在Impact research專書及ingenta CONNECT網站,推介至全球35000個學術、研究、醫院及創投機構。

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