2019-11-13 世界首創!交大AI血流偵測 即時掌握洗腎病患健康

【記者李侑珊/採訪報導】慢性腎病位居我國醫療支出前十大疾病第1名,洗腎病人長期在血液透析後,易導致瘻管阻塞而產生血管併發症,交通大學電機系趙昌博特聘教授團隊運用PPG光學、電子電路、以大數據建立AI演算模型技術,開發出世界首支手持「非侵入式血流感測器」,不僅能精確掌握心率、血流、血壓與心房顫動,也可讓洗腎病患於第一時間得知瘻管健康狀況。

 

根據衛生福利部中央健康保險署統計資料,2018年醫療支出前十大疾病,慢性腎病蟬聯第1名,就醫人數約36.4萬人,醫療費用約為新台幣513億元。而去年有9萬人洗腎,創歷年新高,1年花費449億元。

 

暢通的透析血管通路俗稱「瘻管」,為洗腎病人的生命線,但在長期血液透析後,會導致瘻管阻塞而產生血管併發症。瘻管堵塞的診斷,最準確的方法是採用侵入式血流感測器,但須由醫務人員操作,且為侵入式,較為不便,目前醫院通常是使用非侵入式的超音波都普勒血流儀量測血流,但儀器價格昂貴、體積較大,且同樣須由醫務人員操作。

 

趙昌博團隊研發世界首支手持「非侵入式血流感測器」,類似Apple Watch表背,能以感光方式偵測使用者心跳,而感測器以特殊波長陣列設計光學感測器,以光學感應皮下血管傳來的訊號,因血液流動對光的吸收會有所變化,藉由量測血管的光體積變化描記圖訊號(photoplethysmography,簡稱PPG),用於偵測血管血流情況。感測器尺寸約為手機的一半,體積小巧且操作容易,過程無輻射且非侵入性,並且可精準地偵測血流量。

 

「非侵入式血流感測器」不只可讓洗腎病患使用,也可運用此技術於即時偵測脫水、中暑、高山症及洗腎病患的瘻管健康狀況,可提供病患居家量測,並將資料雲端化,使得醫生也能隨地掌握健康狀態。

 

科技部表示,趙昌博團隊自2014年投入「非侵入式血流感測器」相關研究,技術深耕6年有成,研究成果超越國際研究水準,自2014年來已獲得國內24家廠商青睞,進行36件產學合作、技術移轉與技術諮詢,產學效益豐碩,也在2019榮獲電機電子工程師學會(IEEE)國際大獎,此獎項於國際上Sensor Systems領域每年僅1位學者獲獎,亦為國內首位獲得此國際殊榮的學者。

 

科技部也指出,趙昌博團隊獲得科技部2019年度價創計畫的補助,進一步研發可撓式軟性PPG感測貼片,此亦為世界首創,可克服市售穿戴式手錶或手環無法在運動中量測心率及其他生理資訊,並且可達到24小時連續量測,同時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,即時監控個人健康狀況,連線醫院醫師,並可即時採取醫療行為,預防併發症。