臨床醫學與工程科技激盪的火花:電子鼻在快篩肺炎的應用

作者 | 發布日期 2018 年 05 月 14 日 8:45 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

對呼吸系統的病症診斷及治療已有 37 年豐富臨床經驗的施崇鴻醫師,從擔任住院醫師開始,就不斷思考有沒有可以讓臨床診斷更快、準確率更高的方法。傳統物理診斷一定要經過 X 光、電腦斷層、肺功能、痰檢查,經過 5~7 天的細菌培養才能判斷致病菌,有沒有不一樣的路可走呢?



突破傳統,可即時快速診斷肺炎致病細菌的新路

特別是面對在加護病房約有高達 50% 的重症患者,因插管治療感染肺炎引發敗血症休克乃至心肺衰竭致死的情況,往往病人等不到細菌培養結果出來就撒手人寰,如果能使用可同步、快速、簡便且準確的檢驗方式,就能幫助醫師更早且更準確診斷病患罹患肺炎之致病菌,降低因肺炎感染致病患死亡的問題。可是該怎麼做呢?

從看不見的氣味引發靈感

施崇鴻醫師於 13 年前在一次出國旅行回國時,將在國外購買的水蜜桃置於行李箱,即使水蜜桃已經吃完了,但殘存的氣味卻仍留在衣服上,因此入境提取行李時,機場米格魯犬在他的行李箱旁駐留。

從這個特別的經驗,施醫師聯想到肺結核感染途徑為飛沫空氣傳染,以及曾震撼全球的 SARS 感染途徑為飛沫及接觸傳染,雖然是看不見的氣體,卻實際存在影響作用的物質。人們每天呼吸 2 萬多次,平均每分鐘約呼吸 20 次,每次呼出的氣體都是人體代謝出不要的東西,其中自然也包含人體中的細菌代謝後的產物。如果能蒐集病患呼出的氣體,用其中細菌的代謝產物幫忙做疾病的診斷,這方法應該可行。

與科技工程研究團隊合作

當時施醫師立即與工研院合作,進行肺炎、肺結核等疾病的菌種檢測的相關研究,獲得不少研究心得;目前則是與清大電機鄭桂忠教授電子鼻研發團隊合作。鄭教授將高分子材料塗抹在晶片上,高分子材料可與空氣中特定氣體結合而改變導電度,藉由測量導電度變化,即可推知特定氣體濃度。

將電子鼻氣體感測器接在呼吸器上,病患呼出的氣體經過電子鼻感測後,推測可能的細菌成分。經證實,電子鼻能在氣管插管內檢測出 5 種細菌,大腸桿菌、綠膿桿菌、克雷氏桿菌、AB 菌及葡萄球菌。研發成果已拿到 4 項專利,現在研發團隊仍繼續挑戰肺癌快篩檢測。

施醫師可說是台灣第一位將氣體感測應用到肺部疾病檢測的先驅,醫者仁心造福病患,特別期待在台灣具發展優勢的醫學及科技產業的相互激盪與結合下,能有更多用於臨床醫學的創新技術發展出來,協助民眾疾病的預防與治療,也成就台灣在生醫科技產業的創新與發展。

(本文由 科技大觀園 授權轉載;首圖為示意圖,來源:shutterstock)