「硬脊膜外腔麻醉術」是最常使用的區域麻醉術(半身麻醉)之一 ,常用於: 無痛分娩、下半身手術、及術後止痛。統計數據顯示,約有1/10的麻醉術採用「硬脊膜外腔麻醉術」,全球每年約有數百萬例。以無痛分娩為例,臺灣一年約有40,000例。對於肥胖及脊椎結構異常的患者,施行「硬脊膜外腔麻醉術」的困難度較高,對於麻醉定位探針的需求更高。
硬脊膜外腔 (Epidural Space)麻醉手術施行方式是以硬脊膜穿刺針 (Epidural needle) 在患者腰背部或者是胸背部等,刺穿皮膚、肌肉、黃韌帶後進入「硬脊膜外腔」,置入導管,再將麻醉藥注入,暫時性阻斷對應部位的脊神經傳導,抑制手術中、手術後的感覺。硬脊膜外腔厚度約為2-7 mm,位於黃韌帶(Ligamentum Flavum)和硬脊膜(Dura Mater)間。目前在臨床上這種麻醉的施行,仍是完全仰賴麻醉醫師的手感來進行數公分的黑暗穿刺,進入僅約 2-7 mm的硬脊膜外腔。根據統計,這種手術約有1-3 % 的失敗率,常造成嚴重的頭痛等併發症。
完成動物實驗 仍需進行小規模臨床試驗
國立陽明大學醫學工程所江惠華教授和臺北榮民總醫院麻醉部丁乾坤主治醫師結合工程研究及臨床專長,執行國科會三年期研究計畫,開發出「高頻超音波麻醉定位探針」,目前已完成多次動物實驗,正申請美國和臺灣專利中。
依美國食品藥品管理局(Food and Drug Administration,簡稱FDA)規定,本產品屬中度風險性、低侵入性的Class II醫材,有機會列入FDA 510(k)產品。而依照臺灣衛生福利部食品藥物管理署的規定,若列為Class II-新醫材,仍需於上市前完成小規模臨床試驗。
具“前視”功能,可提供預警功能的超音波探針技術
超音波在臨床上可用於辨識人體軟體組織的長度和厚度,以及人體軟體組織的運動模式,如心肌脈動和血管脈動。此外,還可用於量測血液流速等。
超音波探針的硬脊膜外腔定位技術是根據: 黃韌帶、硬脊膜外腔、和硬脊膜間的「聲阻抗」(acoustic impedance)不同的原理,進行量測與定位。聲阻抗,定義為「介質密度與聲速的乘積」。當聲波由一個介質傳遞到另一個介質時,遇到聲阻抗不同的介質時,即會產生部份反射、部份穿透的特性。黃韌帶及硬脊膜為兩個聲阻抗較高的介面;藉由超音波探針置於硬脊膜穿刺針中,可進行對黃韌帶與硬脊膜的測距。本定位技術,可即時呈現麻醉穿刺針與黃韌帶、硬脊膜的距離。可提供麻醉醫師即時性、前視性、預警性的資訊,協助硬脊膜麻醉穿刺的準確定位。
自主創新研發 邁向高階技術醫材
本系統之高頻超音波探針在穿刺的過程中會進行同步量測,其優點是可以提前偵測:麻醉穿刺針與黃韌帶、硬脊膜的距離。此高頻超音波探針由陽明大學醫工所、臺北榮總和聲博科技公司共同設計,並於陽明大學進行探針封裝; 本項技術門檻高。
本產品為國人自主研發創新課題,研究成果已發表於麻醉醫學類排名第一的「麻醉醫學(Anesthesiology)」國際期刋。本產品以解決臨床問題、提升麻醉手術安全性為目標,且具醫療器材產業價值潛力。
醫療器材是臺灣政府推動生醫產業的重點。臺灣的產業與基礎建構已具備發展醫療產業的重要因素,包括優質的人才、高品質醫療體系、高科技產業能量、以及創新和創業的動力。醫療器材是未來10年內最具有高成長優勢的生醫產業,全球市場/產值約3000億美元。然而目前臺灣醫療器材產業僅佔全球產值的1%,且多為技術低階產品。臺灣產業界及資金市場一向有很高的靈敏度及機動性;若能有效結合學研界與產業界研發能量,將有助於提升我國醫材產業的競爭力。本項高技術門檻的高頻超音波麻醉定位探針系統之研發,實為國科會所支持,結合學校、醫學中心研發能量,邁向自主創新醫材研發的實質躍升例證。