傷口癒合分析及預測系統開發－多光譜光源血氧影像系統

吳孟軒、辛怡萱、鄭宇岑、歐玉婷、陳芃婷、林志隆、薛元毓^＊

高齡醫療照護的相關需求隨台灣人口老化問題加重而增加。老年人常合併多種慢性疾病，加上血液循環不佳以及再生能力減緩，因而成為慢性傷口的高風險群。慢性傷口是指經由適當醫療照護四到六週後，仍然無法達到癒合目標的傷口，常見於糖尿病、壓瘡、動靜脈潰瘍等疾病患者。近年來，隨著老化、糖尿病、肥胖和周邊血管疾病等因素的增加，慢性傷口的盛行率逐漸升高，對臨床、社會和經濟造成重大挑戰。根據Markets & Markets 的市調報告，全球傷口護理市場逐年增長，將從2019 年的198 億增長到2024年的248 億美元，複合年增長率為4.6%[1]。現今慢性傷口之診斷仰賴醫師視診，使得傷口判斷具主觀差異，且許多隱藏在傷口表面下的訊息無法藉由肉眼準確判讀，因此目前臨床上仍缺乏客觀且精準量化傷口生理數據的方法。

現有之非接觸式傷口診斷輔助影像系統，如雷射都卜勒血流儀、熱成像儀、多光譜成像儀等，已被認可來量化傷口與皮膚生理參數，如血流量、溫度與血氧飽和度[2]。然而，上述方法仍須花費大量人力與時間成本。為解決此議題，本團隊結合多光譜光源血氧成像技術與基於人工智慧的彩色影像分析。因此本系統在自動完成傷口面積、組織佔比的分析後，可根據先前傷口之變化進一步預測未來之癒合趨勢，並提供多種傷口量化數據，輔助醫療人員判斷慢性傷口癒合狀況，進而給予合適的治療措施。

本團隊由電機系林志隆特聘教授、醫學院薛元毓副教授，工設系陳建旭教授、醫工系陳芃婷教授跨領域組成，合作夥伴包含國家實驗研究院與明基材料股份有限公司。目前在動物實驗上已驗證其臨床前療效及安全性，同時也完成多種臨床案例，包含糖尿病足、褥瘡、潰瘍收案，初步成果顯示本系統可有助於醫療人員在臨床上傷口照護之判斷。此系統於2023年榮獲旺宏金矽獎應用組最高榮譽「鑽石大獎」與「最佳創意獎」之殊榮。

基於上述研究成果，本團隊目前致力於微型化多光譜血氧成像裝置，期將核心技術整合至智慧型行動裝置上，為日後導入居家治療、遠端醫療進行準備，並開發雲端資料平台，便利化醫療人員與病患使用。本系統日前獲得臺灣發明專利，美國專利臨時案申請也已提出，並同步申請美國發明專利中。在完成產品的法規途徑調查後，產品雛形的生產與臨床測試正在進行中，透過與明基集團密切合作，將本系統朝產品化發展。本團隊期待能以此創新醫材輔助臨床使用，提升醫療照護的品質，嘉惠慢性傷口病患。

參考文獻

1. Markets ResearchReport,2022
2. Jayachandran, Maanasa, et al. "Critical review of noninvasive optical technologies for wound imaging." Advances in wound care 5.8 2016: 349-359.

作者資訊

吳孟軒    成大電機所    博士生

辛怡萱    成大資工所    博士生

鄭宇岑    成大醫工所    碩士生

歐玉婷    成大醫院外科部    研究護理師

陳芃婷    成大醫工所    教授

林志隆    成大電機系    特聘教授

薛元毓* 通訊作者        成大醫院外科部    臨床副教授/整形外科主治醫師