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113學年度 MINT 計劃12_廖倫德博士

應用雷射散斑對比成像技術評估糖尿病足患者的皮膚灌注壓

廖倫德 副研究員     許靖涵 教授

E-mail ldliao@nhri.edu.tw
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       根據統計,全球糖尿病患者將在2045年將達到6億人,而台灣的糖尿病盛行率高於全球平均,且每年新增的16萬例糖尿病案例中,已呈現年輕化的趨勢。臨床上約四分之一的糖尿病患者面臨足 部皮膚潰瘍和傷口難以癒合的問題,其中超過 60% 出現神經性和周邊血管病變,可能導致嚴重併發症,如骨髓炎和敗血症。若未得到有效治療,感染可能深入組織,迫使進行截肢手術,剝奪病患的 正常活動能力,對其心理和醫療成本都造成極大負擔。近年來測量皮膚灌注壓 ( Skin Perfusion Pressure , SPP ) 成為評估血液供應情況的重要指標,而研究顯示,當 SPP 低於 40 mmHg 時,表示患者的傷口存在極大風險無法有效癒合,須及早干預治療。相較於傳統的雷射杜卜勒技術 ( Laser Doppler flowmetry , LDF ),雷射散斑對比成像技術 ( Laser Speckle Contrast Imaging , LSCI ) 在 SPP 的評估具有明顯優勢,非接觸式的測量方式能夠降低傷口感染風險,儀器操作簡單快速,不需要繁瑣的貼片作業及耗材浪費,能有效降低醫療成本並提高醫療普及。本研究將探討 LSCI 技術應用於糖尿病足患者 SPP 之評估,以提供方便可靠的檢驗工具及預後因子,藉此在早期發現血循問題,實現預防醫療及提高醫療品質。實驗過程中,透過引入 LSCI 血循造影機監測微循環變化,並整合自行開發的袖套加壓裝置,以評估糖尿病足患者的 SPP。袖套加壓裝置的主要功能是對下肢進行加壓,充氣至高於收縮壓 20 mmHg 以上阻斷血流,接著進行緩慢的壓力洩降,同時利用 LSCI 血循造影機記錄血流再次通過的瞬間,此瞬間之壓力值即為 SPP,最後由袖帶壓力裝置軟體顯示血流和壓力變化以及 SPP 評估結果。在袖套加壓裝置的開發中,本研究透過壓力控制模組對幫浦、氣閥和壓力感測器 (0-40 kPa) 進行控制。壓力控制模組包含 MCP607 運算放大器、ADS1220 類比數位轉換器及 RP2040-zero 微控制器,由 RP2040-zero 微控制器整合所有訊號並連接至電腦,並使用 Python 開發 QT 介面實現硬體操控和數據分析。本研究規劃於臨床上收案糖尿病足患者(試驗組)及健康民眾(對照組)進行測試,觀察受試者們使用 LSCI 血循造影機測量 SPP 是否存在顯著差異;同時使用 LDF 進行驗證,分析使用 LSCI 血循造影機在 SPP 測量上的可靠性。期望透過本研究可以為糖尿病足患者提供更簡便、快速且舒適的測量工具。