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前言

台灣洗腎率位居全球之冠，為維持日常生活，洗腎病患一週得洗腎1到3次，若用做血液透析的生命線––––廔管堵塞了，嚴重可能延遲療程，甚至引發動脈栓塞等併發症得住院治療，為降低該狀況的發生頻率，交通大學透過產學合作的方式推出一套可用來監測廔管血流量的巨量資料分析平台。

       

從監控廔管血流量開始  提升洗腎照護品質

根據美國腎臟登錄系統（USRDS）的最新公告，台灣慢性腎衰竭症的發生率與盛行率皆為全球之冠，病患人數已突破8萬，健保支出超過500億元，平均每名洗腎病患的支出達60萬元，但存活率卻逐年遞減，五年存活率僅56.2%。

洗腎病患數量越來越多，且用來進行血液透析的廔管發生堵塞也是長期洗腎患者最不希望發生卻時有所聞的狀況，然而市面上缺少便宜、體積小且方便監測的廔管血流量體積感測器。此外，在現行醫療流程中，通常是由醫院檢測發現廔管堵塞後，才由醫生安排手術，大幅度耽誤療程，若能居家測量廔管健康，並將病患生理資訊藉由雲端傳到醫院的電子病歷系統，配合巨量資料演算法，就可以提前對廔管堵塞進行預判，並提早安排手術時程，避免耽誤血液透析療程，對於所有慢性腎衰竭的患者皆為一大福音。

為有效降低健保支出並提升洗腎品質，交通大學電機工程系趙昌博教授攜手晶元光電與台北榮總蒐集、檢驗與校正臨床病例資料，由交通大學負責開發感測器，再與晶元光電合作分析光學（PPG）血流感測器的多波長訊號，建立可用來蒐集與分析病患資料的雲端巨量資料分析平台，以及可以即時呈現病患健康狀況的行動APP：

• 第一，俱備光學血流感測器的穿戴式裝置。由交通大學設計低耗能且小型化的感測器電路板，以及可有效避免感測器遭光源干擾與影響的穿戴式裝置。未來，交通大學將與晶元光電合作開發多波長的LED陣列式感測器，藉由獨立成份分析技術，將PPG訊號分成相互正交的獨立訊號源，屏棄血液中的其他物質（避免雜訊干擾），專注於量測血流波長，優化測量的精準度。
• 第二，透過臨床病例資料的蒐集與分析，雲端巨量資料分析平台與行動APP從廔管血流量開始，逐步建立、完善病患心血管有限元素模型(Cardio-Vascular Finite Element Model)與心血管疾病資料庫，藉由持續不斷調校、優化感測器與分析結果，提升廔管血流的測量準確性，一出現異常狀況，系統會透過行動APP通知病患與家屬，盡快安排手術以避免耽誤血液透析療程。

有助於建立專屬亞洲人的心血管疾病資料庫

值得特別注意的是，儘管交通大學、晶元光電與台北榮總目前僅針對「血流」進行臨床研究，但未來可望擴大應用範圍，進一步將範疇擴展到血壓、血糖、血氧等領域。再者，目前醫界尚無亞洲人心血管模型資料庫，待此計畫累積的數據資料達到一定規模，且心血管疾病資料庫相對完整後，資料庫還可以進一步與生理學系的亞洲人種心血管模型做比較、跟人類學系的遷徙擴張與氣候變遷做分析，或者是跟基因遺傳學系的亞洲人心血管病變潛在基因做交互比較，逐步完善專屬亞洲人的心血管疾病資料庫。

隨著數據資料的不斷累積，可進一步透過人工智慧技術優化該平台的分析能量，並且進一步與醫療院所的照護服務系統串聯，實現預防醫學，提供病患更貼心且智慧的照護服務。