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朝精準醫療邁進 成大醫工系鄭友仁教授與成大骨科攜手研發椎間盤突出定位檢測 登上國際期刊封面故事

文/綦守鈺 圖/鄭友仁提供

國立成功大學生物醫學工程學系鄭友仁講座教授(中)、團隊同學成大醫工系博班 Azril (瑞可,右)與成大醫院骨科部黃國淵主治醫師(左)。綦守鈺攝影

國立成功大學生物醫學工程學系鄭友仁講座教授與成大醫學院附設醫院骨科部黃國淵主治醫師團隊攜手合作,以同步定位的奈米壓痕和拉曼光譜的創新技術深入解析椎間盤的內部狀況。透過精密檢測,能夠了解椎間盤中間髓核的狀態,進而判讀退化程度與發炎狀態,讓醫師了解嚴重程度,是否讓病患保守治療或是手術治療。該研究發表於國際生醫材料學會之官方期刊 Journal of Biomedical Materials Research 並獲選期刊封面故事 Correlation of the degenerative stage of a disc with magnetic resonance imaging, chemical content, and biomechanical properties of the nucleus pulposus

研究發表於國際生醫材料學會之官方期刊 Journal of Biomedical Materials Research 並獲選期刊封面故事

黃國淵主治醫師表示,脊椎退化是一種常見的疾病,全球許多人受其影響,當脊椎變得不穩定、滑脫或彎曲時,不僅會導致背部疼痛、坐骨神經痛和跛行等症狀,更可能壓迫到重要的神經結構,椎間盤突出就是常見的疾病之一。椎間盤是一塊特殊的軟骨組織,外圈叫環狀纖維軟骨,位於軟骨中間的髓核就像是「果凍」,當外圈的環狀纖維軟骨磨損、出現裂縫,「果凍」就會從裂縫被擠壓出來,壓迫到一旁的神經系統,這時患者就會感覺到腰背或手腳痠麻、刺痛,也就是所謂的椎間盤突出,造成的坐骨神經痛。椎間盤突出好發在勞力工作者或常久坐的上班族,若長期搬運重物、彎腰工作等,隨著使用程度與年齡增長,也會導致「果凍」失去彈性並跑出而壓迫到神經、甚至導致椎間盤退化。

核磁共振造影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是目前醫生用於偵測脊椎退化程度的主要工具,但核磁共振造影只能由影像做診療的判斷。」黃國淵主治醫師說,針對椎間盤突出目前能檢測的方法是使用 MRI,但透過影像判讀無法瞭解內部成分,椎間盤的支撐能力、髓核彈性的改變,或更細部的力學資訊。

針對椎間盤突出,目前僅透過 MRI 進行影像判讀,無法瞭解內部成分的改變

黃國淵醫師與鄭友仁教授合作的機緣起源於:黃醫師認為開刀中的病患每個人血壓高低不一樣,當初的發想是希望如果在做人工膝關節手術時,能有動態止血帶,針對不同個案的血壓狀態做調控,進而減少靜脈栓塞的狀況,於是找上磨潤方面的權威鄭友仁教授。兩人討論之後,認為國內缺少精準檢測人體成分的機器,於是希望能研發出更精密的檢測儀器,探討脊椎椎間盤不同的退化程度,所對應的內部組織成分及其黏彈性與生物力學的功能,進而能夠根據不同的檢測結果,決定如何治療。

成大醫工系鄭友仁講座教授表示,現代人常當低頭族滑手機,若長期姿勢不良,容易肩頸酸痛,30 歲過後血液循環機能下降,容易導致椎間盤突出、骨刺等疾病找上門。事實上,關節間的液體就好比機器的潤滑油,用久了就會逐漸流失,椎關節軟骨就好比輪胎,使用年限越長、表皮塑膠就越薄,容易發生事故,相當危險,人體跟設備一樣用久都會磨損,於是他以同步定位的奈米壓痕和拉曼光譜的創新技術,結合人工智能技術,深入解析椎間盤的內部狀況的技術,幫助醫生準確評估脊椎結構的退化程度。

鄭友仁講座教授解釋,這項技術能直接測量到椎間盤的成分改變,瞭解其支撐力的狀態,是否有滑脫或是彈性退化的問題,判斷是否存在結構不穩定或神經受壓等危險情況,之後如果取極少組織的切片就可以知道退化的狀態,這項創新是推動組織再生和細胞治療的重要技術,未來盼能利用這項技術進行大數據分析,盼能研發出針對脊椎問題的新型藥物及椎間盤替代物,改善患者的生活品質,開啟精準醫療的新時代。

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