(醫療診斷) 單波/多波段LED螢光顯微鏡

醫療、醫美應用需求大 全球LED業者搶進 2016/04/14- DIGITIMES企劃 醫療產業發展光線治療技術已有20多年歷史，初期是利用可調光的雷射光線，應用於外科、眼睛手術之中，以提高手術精準度與降低出血量，也讓醫療品質獲得大幅提升。在此基礎下，隨後開發出以閃光燈為能量來源，發展出高強度、非同調性的脈衝光，利用多波長、長脈衝、大光點的方式，發展出去斑、除皺等醫美用途。而在威斯康辛醫學院發表人體照射了特定波長光線後，會增強細胞粒腺體所產生的核甘三磷酸(ATP)數值，使細胞速度生長快上2~4倍、增進傷口癒合能力2倍以上後，便讓各家業者投入LED技術應用於醫療、美容產業研發，成為目前附加價值最高的應用之一。工研院與彰化基督教醫院合作發展智慧醫院，預計將發展智能醫院護理交班VLC定位系統、UVC超快速殺菌系統、動態LED皮膚醫療器材。工研院工業技術研究院電子與光電研究所副組長胡鴻烈說，LED照明在醫療產業的應用可分三類，依序為醫療照明、醫療診斷與治療等，各層級所需照明技術不盡相同。醫療照明泛指應用於醫療空間或場所使用的照明產品，包括一般檢驗燈、手術燈、手術頭燈、牙科診療燈等等，對光源品質與穩定性要求極高、允許誤差範圍小，且需符合國際規範與通過認證，才能維持醫療環境品質的穩定。

打造無影光源優化醫療環境 隨著LED照明技術不斷進步，其具備冷光、窄波域及高演色等特性，在醫療設備應用已從過去的指示燈、屏幕顯示等，延伸到LED手術燈、血管照明、NBI、口腔照明、LED美容燈、LED內視鏡及手術光波定位系統等領域之中，可解決傳統光源使用上的種種限制。如LED燈泡便非常適合安裝在膠囊胃鏡上使用，因傳統燈泡溫度過高，無法在病人身體內長時間，此種變革能讓檢驗師為病患進行最完整的檢查，找到初期潛在的病因。近來被廣泛應用於醫院中的LED手術無影燈，則是運用LED燈泡光線散射角度易控制的特性，透過預先精密計算後，能打造無照射死角的手術環境。如此一來，便能突破傳統燈泡的色溫不可調、溫升較高等限制，解決醫護人員長時間工作後，可能產生視覺疲勞和手術區域溫升較高問題，能有效避免發生醫療糾紛的可能性。此外，過去牙科醫師看診使用的口腔照明設備，亦是採用傳統鹵素燈泡，一旦使用時間較久，同樣會因為燈泡發熱量高，影響病患治療效果。相較之下，LED燈泡則發熱量極低，能讓牙科醫師在治療過程中不會受到干擾，有助於確保手術過程中的穩定，讓口腔治療發揮預期效果。儘管LED照明技術非常成熟，但要應用於不容有絲毫差錯的醫療環境中，自然必須要符合極為嚴苛的規範。目前相關規範以國際照明委員會(CIE)於2002年發佈CIES009/E:2002標準為主，該標準主要從照度、亮度評估光輻射分別對皮膚和眼睛的危害程度，以及按照燈和燈系統危害程度進行等級分類，避免LED照明對病患或護理人員造成危害。

LED燈泡發熱量低提高癌症檢查效益 在全球醫療費用不斷攀升的狀況下，各國政府都極力推動早期健康檢查服務，冀望能夠在疾病發生初期，便採取適當治療方式，降低後續醫療費用的產生。而人體組織因有自發產生螢光的特點，當暴露在紫外線和藍色的光線下，會發散出淡淡的螢光。特別將光線照射在腫瘤與健康組織上時，兩者之間的螢光反應有極大差異，目前已經被廣泛用於診斷早期癌及其癌前病變的輔助性方法，可解決肉眼難以發現的微小癌變的問題。市面上常見多醫療設備均配備螢光診斷功能，方便醫師為診斷病人身體狀況，只是過去都採用傳統汞燈或氙燈的螢光顯微鏡，使用前需先經過一定時間的預熱程序，難免會影響到診間看病的流程。而改用單波段或多波段LED燈泡的螢光顯微鏡後，則擁有開機即可使用的優勢，且具穩定性好、螢光激發性佳的特性，目前已經成為醫療設備的首選。一般來說，當內視鏡設備使用短波段LED光源時，能用於偵測食道上皮內癌、胃早期癌、大腸早期癌等疾病的診斷，眼科醫師診斷若用特定波長LED燈泡配合造影劑，則可判斷病患是否有初期眼底疾病，便於後續進行早期治療。目前與螢光診斷的國際規範，主要以IEC 60601-2-57:2011為主，適用於光線波長範圍在200nm到3,000nm之間的LED照明光源，適合用於治療、診斷、監測和整容/美學等設備。

紅、黃、藍光均有功效醫美商機上看60億美元 相較於前述醫院場所照明、醫療診斷領域，LED照明在醫美領域的應用範圍更廣泛，尤其自LED光療技術於2005年取得美國FDA認證後，即成為全球醫療美容界的新技術，不少醫美診所更推出肌膚活化、再生與改造等美容療程。此外，市面上亦有生技業者為醫美診所推出LED光療儀，以及在消費市場販售LED光療面膜，搶攻每年高達60億美元的醫美商機。千才生醫董事長高嵩岳指出，LED光療與傳統光療之間最大差別，在於LED光源能量較弱，不會直接引起肌膚組織的破壞再生，而是透過光照射激發人體自然的新陳代謝，可達到去痘、淡斑、美白、縮小毛孔及煥膚等美容效果。但也因能量較弱，LED光療療程比傳統光療更長，多半得長達3個月才會看得到治療效果。不同LED光線波長帶來的醫美效果迥異，根據工研院研究報告指出，紅光醫療效果為促進血液循環、助於排除廢物、加速傷口癒合，促進皮膚的膠原蛋白及彈力蛋白增生，甚至達到淡化細紋、黑斑的效果。黃光功效則為可代謝黑色素、幫助吸收保養品的營養分子，也能改善過敏皮膚等。而藍光則能有效抑制細菌繁殖的特性，若搭配紅光同時治療，可減少皮膚皮脂腺的分泌，以及降低粉刺產生的機率。工研院電光系統所代所長吳志毅指出，目前皮膚治療主流醫材是以雷射為主，由於產生熱源較高，一旦使用不甚可能會對皮膚造成灼傷，而工研院投入開發的動態LED皮膚醫療器材，不僅能免除前述的副作用，醫師還可依照病患狀況調整到適合的LED光線波段，達到提升皮膚治療效果。

工研院推動智慧醫院擴大LED技術應用範圍 身為台灣科技產業火車頭的工研院，近來在經濟部技術處科專研發計畫支持下，積極協助台灣LED產業切入特殊應用領域市場，2016年初與彰化基督教醫院合作發展智慧醫院，預計將發展智能醫院護理交班VLC定位系統、UVC超快速殺菌系統，在提高醫療品質及效率、降低醫護人員成本和負擔外，也冀望協助LED產業佈局智慧醫院市場。有別於前述醫療美容、醫療場所照明，工研院發表的智能醫院護理交班VLC定位系統，是運用LED可見光通訊系統特性，縮短設備盤點所需時間，進而降低護理人員的工時。至於UVC超快速殺菌系統方面，能在80~90秒提供醫療等級的消毒程度，能節省處理醫護耗材所需時間與人力，有助於降低醫院的營運成本。工業技術研究院副院長劉軍廷表示，此次與彰化基督教醫院合作案，除以LED智能照明系統整合方案，協助彰化基督教醫院發展智能化醫療照明服務外，也希望為LED產業尋找更多應用機會。台灣醫療服務、資通訊產業在全球向來備受肯定，結合兩者特色而成的智慧醫院，可望帶動相關醫療產業發展，為台灣生技與通訊產業找到新的發展方向。