解析▪新創技術
朱基銘教授團隊開發新穎心力評估指標,可即時預警心臟運作問題
2023-09-26

運動中因心臟出問題而猝死的消息,不時就會在新聞報導中出現,顯示了在日常生活中即時監測心臟功能的重要性。朱基銘教授開發出每心搏位移(CMPB)的心力評估指標,可對心臟運作的效率和穩定度即時預警,目前正與高雄醫學大學的高浩雲教授、陳昭文醫師/副教授積極開發臨床應用,朝商業化邁進...

現有的心臟功能評估主要侷限於在醫療院所中,主要以12導程心電圖(EKG)和心臟超音波儀器進行,導致很多日常生活中、非急診情況的潛在心臟風險被忽視。雖然市場上各類穿戴裝置大多把生理訊號監測作為主要功能,民眾也愈發意識到即時了解自身健康狀況的重要,但現有的解決方案,仍無法有效提供即時、動態的心臟評估。

根據衛福部統計,每年台灣有近二萬人因為心因性猝死,運動中心臟功能急遽惡化的猝然離世更讓人措手不及,尤其平時沒有運動習慣的人一但開始訓練,猝死風險更是高達6倍之多,全球高達8成的民眾沒有固定運動習慣,心血管疾病盛行率又高達5成,以上數據意味著有大量的高風險人群可能會受益於這項技術。

針對湧現的需求,朱基銘教授團隊陸續發展出CFI、CFR和CMPB指標,可準確評估心臟功能變化,讓民眾了解運動時心臟健康的效率與穩定度,未來醫師也能依此訂定後續治療的計畫,以降低心因性猝死的風險。

朱基銘教授使用力學原理,開發心力評估指標

在研究的早期階段,國防醫學院朱基銘教授是從軍陣醫學的3000公尺跑步監測中,發展出心力指標(CFI)和心力比值(CFR)的概念。團隊成員之一、高雄醫學大學附設醫院莊育誠實習醫師解釋,朱基銘教授是用力學原理來設計指標。以車子的引擎為比喻,車輛啟動時,引擎也是先從靜止轉為強力運作,之後再進入穩定狀態。在衝刺階段,會以速度提升的時間衡量引擎強度,所以CFI就把這段時間的加速度變化列為重要參數;進入穩定狀態後,則是以不同運動階段的CFI比值計算成CFR,評估心臟是否於安全範圍。

隨著高雄醫學大學的高浩雲教授和陳昭文醫師/副教授加入研究團隊,既有的研發成果上繼續發展每心搏位移(CMPB)的新指標,白話解釋就是心臟每次跳動時,受測者能夠實現多少公分的位移,也就是作為心臟效率的評估指標。莊育誠解釋,藉由通過TFDA認證的醫療器材等級穿戴型裝置獲得使用者的心率與位移數據後,計算出CMPB數據的變化軌跡,就可以反映心臟即時的泵血效率和穩定性。

在6分鐘行走測試法中,發現不同族群的CMPB有不同區間,顯示該指標可開發為疾病檢測的重要工具(來源:生策中心)

莊育誠進一步解釋,在效率評估上,健康的心臟每次跳動都能產生較多的位移,所以較高的CMPB提升速度也代表更高的泵血效率。另外,健康的心臟在每次心跳產生的位移會相對穩定,所以在運動期間CMPB若沒有劇烈變化,就代表心臟的運作更為安全。因此,透過對CMPB的解讀,莊育誠認為,不僅可以即時了解心臟健康狀況,還能提前預警可能的心臟問題,從而提供更準確、更個性化的醫療建議。

CMPB指標可用來評估心臟的運作效率與穩定度

目前這項研發計畫已進入高雄醫學大學的生醫轉譯加值人才培訓計畫(KMU-SPARK),正積極爭取醫學界認同,並且朝商業化方向前進。由於CMPB是一項剛發展出來的心力評估指標,知名度並不高,所以研究團隊正在積極發表研究論文和主動爭取心臟科意見領袖的認可,讓CMPB能夠早日成為普遍接受的心力標準。目前團隊已累積7篇學位論文和13份研究報告,也發表了3篇SCI論文。

至於商業化策略,莊育誠表示,團隊會持續精進CMPB的演算法,並且與醫材廠商合作開發軟體醫材(SaMD),再授權經銷、代理商進入目標市場。團隊計畫在2024年以CMPB演算法申請TFDA的軟體醫材上市許可,並且在2025年前正式設立公司,進入商業營運。

朱基銘教授團隊獲得第15屆國家新創獎「學研新創 - 智慧醫療與健康科技」肯定(來源:生策中心)



朱基銘小檔案來源:新創幫網站、朱基銘。資料時間:2023.09
現職 國防醫學院公共衛生學系教授
學歷 德國海德堡大學生物統計學及醫學資訊學研究所博士
經歷(摘錄) 國防醫學院副教授/助理教授
相關專利 (申請中)台灣:1件,美國:1件
國家新創獎得獎紀錄 第15屆(2018年):學研新創 – 智慧醫療與健康科技
第19屆(2022年):新創精進獎

※本文由生策中心新創幫編輯群採訪撰寫(口述:高雄醫學大學附設醫院莊育誠實習醫師 執筆:蔣士棋)。如有引用,請確實註明出處來源。

 

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