
(觀傳媒中彰投新聞)【記者廖妙茜/台中報導】通過短波近紅外光高光譜影像快照,糖尿病足部與小纖維神經病變高風險區現形!臺中榮總新陳代謝科和醫學研究部聯手開發非侵入、免接觸、快照方式篩檢糖尿病足部病變的「主動式短波近紅外高光譜成像儀(SWIR-HSI)」,可呈現肉眼難以辨識的糖尿病足部病變,且量化分析結果對於小纖維神經病變診斷準確率(Accuracy) 可達82.4% [AUC (area under the ROC curve) 達 0.885 ],為糖友提供無創、快速、客觀、準確的檢測方法。

根據台灣糖尿病年鑑數據,國內糖尿病患者已超過220萬,預計5年內將增至近300萬。周邊神經病變是糖尿病常見的併發症之一,盛行率約30-50%,其中遠端對稱性多發性神經病變占75%,並可能在早期就發生。
糖尿病周邊神經病變涉及大、小纖維神經,病程通常從小纖維神經開始,再延伸至大纖維神經。分成有症狀和無症狀,有症狀的部分患者會感到手腳麻木、刺痛或灼熱感,對其生活品質造成影響;無症狀者,病變可能在糖尿病很早期就發生,病人對於冷熱、針刺、震動、壓覺…等知覺變得遲鈍,以致受傷而不自知,更可怕的是,如果沒有接受檢查,病人本身未察覺,可隨著病情進展影響導致肌肉無力、足部變形、嚴重影響日常活動,甚至導致足部潰瘍,惡化到需要截肢,危及生命。

目前臨床上現行常用的糖尿病神經病變篩檢方法主要依賴醫師的視診、觸診和一些簡單工具(註1),如音叉和震動檢查。然而,這些方法主要偵測大纖維神經的損傷,容易忽略微小的變化,等到明顯病灶出現時,往往已經造成不可逆損害。
皮膚切片檢查檢測神經末梢密度是對於小纖維神經損傷最準確的檢查,但因具侵入性,不適合常規篩檢。其他無創檢測小纖維神經的方式,如冷熱感覺閾值測試(註2)、以及較新的催汗儀(註3),需要仰賴病人配合才能完成,對糖尿病盛行率最多的高齡患者而言,執行上是一大挑戰。此外,無論是現行的神經學檢查,或是溫度感覺閥值檢查,都非常耗時,不易於門診實施。

臺中榮總團隊經歷6年多時間研究,開發主動式短波近紅外高光譜成像儀,利用短波近紅外光的波段特性,通過高光譜影像分析,評估足部表皮以及皮下組織變化,例如膠原蛋白、水分含量…等等。過去研究顯示,糖尿病患者高血糖會導致皮膚膠原蛋白增生變硬,損害神經生長,造成神經末梢密度減少。高光譜成像儀可以生成相應的視覺化影像和量化數據。
檢測過程僅需幾秒鐘,為臨床提供快速、客觀且突破肉眼靈敏度限制的篩檢工具,有利於糖尿病慢性併發症病程的進展追蹤。
55歲的曾小姐因愛吃甜食、飲料,9年前確診糖尿病。5年前因為控制不良,至中榮醫療團隊治療控制後,她的體重從64公斤下降至51.5公斤,糖化血色素從10.1%下降到5.9%,目前都能維持在7%以下良好控制的標準內。作為舞蹈教學工作者,除了心血管、腎臟、視網膜等併發症,她格外重視足部周邊神經併發症風險。參與研究並用主動式短波近紅外高光譜成像儀追蹤2年,在妥善控制血糖時,也確保足部狀態維持良好,讓她感到安心。曾小姐在參與研究的過程中,對於傳統神經學檢查和高光譜檢查都有體驗,對於高光譜檢查的檢驗感受和提供的視覺化訊息,有很好的滿意度和評價。
這項技術已獲得多項專利及第19屆國家新創獎(2022)、第20屆國家新創精進獎(2023)、第21屆國家新創精進獎(2024)的肯定,並已發表於頂尖學術期刊《Expert Systems with Applications》,目前應用程式和儀器正強化機轉驗證,同時推動大型臨床試驗,研究團隊期待未來獲得食藥署醫療器材認證後,能於臨床落地使用,進一步延伸應用於個別化輔具的研發和相關治療研究。
註1:密西根神經病變篩檢量表(Michigan Neuropathy Screening Instrument, MNSI):以肉眼觀測足部外觀有無變形乾燥、感染、龜裂、潰瘍等異常,以及進行一些接觸式的神經測試,如震動覺(128 Hz音叉),與壓覺(10公克單股纖維)等檢查評估,各種感覺檢查…等。
註2:感覺閾值測試(quantitative sensory threshold testing, QST) :利用儀器升溫和降溫來檢測病人對冷熱溫度變化感受的閥值,可以檢測早期小纖維神經損傷。
註3:催汗儀(Sudoscan):利用微電流刺激腳底或手掌,激活汗腺分泌汗液,並測量汗腺對電流的反應。由於小纖維神經負責調節汗腺活動,當小纖維神經受損時,汗腺反應會減弱,從而改變電導率。催汗儀通過測量皮膚的電導變化來評估自主神經系統的功能,特別是對早期神經病變的敏感度較高,能有效檢測如糖尿病引起的神經損傷。