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爆肝了嗎?自動化系統幫忙鑑別肝肺功能

中正大學機械工程系副教授楊智媖,開發醫療輔助系統。中正大學

中正大學開發自動化系統,透過影像匹配技術,可自動判別並劃分肝、肺各區及其功能性優劣,該系統目前正申請專利中。

放射線治療透過局部照射殺死癌細胞,而在規劃治療路徑時,主要仰賴醫師人工判讀與圈選器官的功能性分布。為了讓醫師精準圈選肝、肺臟部位,避開功能性較佳的區域,中正大學機械工程系副教授楊智媖開發自動化系統,希望能夠減輕醫師人力負擔,也降低病人整體肝、肺臟功能損害。

在做放射線治療的時候,放射線不只針對癌細胞,中間經過的地方,包含正常細胞組織都會受到影響,因此在病患進行放射線治療前,醫師必須先做好照射的路徑規劃,如何在降低正常細胞受輻射損害的情況下,又能精準破壞癌細胞,顯得相當重要。

如果這些放射線可以只經過肝、肺臟功能性較差的地方,保留高功能的細胞,不但可以讓病患較無副作用,也可以減少治療後功能性的損失,因此她與大林慈濟合作開發「可鑑別肝肺功能性並劃分優劣區塊的自動化系統」。

該系統耗時近6年開發完成,利用醫學影像分析、影像匹配等技術,導入肝、肺臟在核磁共振、電腦斷層掃描的影像,經過系統計算和自動定位,就能劃分肝、肺臟各區塊,找到功能較好或較差的組織細胞,並輸出分區輪廓曲線圖。

傳統肝功能檢測需要透過核磁共振影像,肺功能則藉由嘴巴吸入或血液打入放射物質,再透過電腦斷層掃描捕捉體內訊號成像。楊智媖指出,這些檢測方式都需要以人工目測,判斷與圈選肝、肺各區功能優劣,非常仰賴醫師長年的經驗。

但是一個人的胸腔影像會產出上百張切面圖像,例如肺部就有5大肺葉18個小結,每張醫學影像都由醫師手動圈選,需要花費大量的人力和時間,一天能處理的病患資料有限。此外,病人的體型還會因療程產生改變,如此一來,就得重新拍攝與規劃放射線治療的路徑。

中正團隊開發的自動化系統,採用四維電腦斷層掃描的影像,可以從病患肺部影像數值變化,判斷肺泡通氣功能優劣,降低病患做傳統肺功能檢測時,額外吸入放射物質而引起的副作用。

該系統已經申請臨床試驗,且正透過大林慈濟醫院申請專利,未來將持續優化系統,並尋求相關廠商合作商業化,造福更多癌症病患。

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