跨域整合 腦部手術更安全

工研院以顱內OCT技術結合智慧DBS，讓醫師在腦部手術時，可即時辨識腦內結構與血管界面，提高手術安全性與精準度，爲臺灣高階腦科醫療器材研發揭開新篇章。工研院／提供

在腦部手術的世界裡，毫米之差就能決定病人的命運。對帕金森氏症患者而言，深層腦電刺激（Deep Brain Stimulation，DBS）已經是全球最成熟的治療方法之一。醫師會將電極精準植入大腦深層的特定核區，例如視丘下核，並以高頻電脈衝持續刺激，抑制異常神經放電活動，幫助腦部迴路恢復平衡。這種方式能有效改善患者的顫抖與僵硬，減少藥物使用，讓許多人得以恢復正常的生活。然而，DBS的挑戰始終存在就是須將電極抵達深層腦區的正確位置，過程中若有一絲誤差，就可能影響治療成效，甚至帶來併發風險。

傳統上，醫師多半依靠術前影像導航，再配合術中微電極紀錄（Microelectrode recording，MER）聆聽神經放電的聲音來判斷位置。這種方式行之有年，過程繁瑣往往需要多次穿刺以及反覆確認，不僅增加手術時間，也提高出血與感染的風險，而且這種方法最終仍只能讓醫師「聽得到，卻看不見」。

因應臨牀對高精準度導航的需求，經濟部產業技術司補助工研院開發出「顱內光學影像技術」，協助醫師突破傳統方法的限制。透過微創顱內「光學鷹眼」光學同調斷層掃描（Optical coherence tomography，OCT）導引技術，醫師能在DBS電極前進的路徑上，真正「看見」腦內的結構。顱內OCT的探針在工研院的設計下可縮小至僅0.63毫米，幾乎與DBS電極相同，並採用獨特的雙層鋼管設計，讓內層旋轉掃描、外層固定減少摩擦。

當探針隨着電極進入腦部時，醫師不僅能辨識灰質、白質與血管界面，也能即時判斷路徑是否安全，從而降低誤傷血管與組織的風險。換言之，DBS手術已經從過去只能仰賴聽覺判斷，進化到現在能夠「直視」，精準度與安全性大幅提升。

工研院的創新並不僅止於幫助醫師「看清楚路徑」。在電極精準抵達目標位置之後，下一個挑戰是如何讓刺激能隨患者的大腦狀態即時調整，這正是DBS持續進化的關鍵。傳統DBS屬於「開放回路」，就是電流一旦設定就會持續輸出，缺乏對腦部動態反應的即時調控。

爲突破此限制，工研院研發「智慧化DBS系統」，把感測器、低功耗晶片與閉迴路演算法整合在一起，讓植入式電極不僅能輸出電刺激，還能同步監測腦波訊號，並依患者的實際反應自動修正刺激頻率與強度，讓治療變得更智慧、更個人化。這樣的系統不僅能提升治療的精準度，也能降低副作用，並延長電池壽命，減少病人再次手術的風險。

從「光學鷹眼」帶來的即時導航，到智慧DBS開啓的閉迴路治療，產業技術司藉由工研院研發團隊，帶動光電、半導體與醫材工程的跨域整合，建構一條完整的技術路徑。從上游是高精度光學與晶片設計，中游是微創導引與刺激系統，下游則延伸到臨牀應用與驗證平臺，不僅能讓臺灣在腦科醫療技術上更具競爭力，也有望把國產醫材推向國際市場。

（作者是工研院生醫所醫療器材組專案經理）