國際生醫新聞

在新冠肺炎的相關新聞中，我們不時會聽見「重症患者使用呼吸器......」；四月初，感染新冠肺炎的英國首相強生也「驚傳病情惡化，轉送重症病房，輸氧氣但未戴呼吸器」。感覺似乎一旦動用到呼吸器，就會是件很嚴重的事情。但，為什麼？

呼吸器治療是針對罹患呼吸衰竭的病患，輔助其進行氣體交換、熬過這一段時間，待患者可自然呼吸時，便可脫離呼吸器；一般可分為侵入性 (須插管並通氣) 與非侵入性 (正壓供氣) 兩種治療方式。此類機械性通氣雖可用在急重症患者維持生命，但也有潛在的副作用，例如呼吸器導致肺損傷 (ventilator-induced lung injury, VILI)，有時，儘管疾病已受到控制，患者卻無法脫離呼吸器。VILI 機轉之一的生化損傷 (Biotrauma)，就是在機械通氣時，因為肺部反復受到強迫性擴張/塌陷或是過度擴張，引發組織損傷並釋出發炎物質，透過循環系統進一步引發全身性發炎反應，嚴重時將可能導致多重器官衰竭。對於無肺部問題的患者尚且如此，已有肺損傷的患者，簡直就是飲鴆止渴。

目前醫師僅能使用有限的參數，參考患者的體重來決定適當的壓力限值、氧氣水平與氣流等參數，因此無法十分有效避免肺臟受到機械通氣的損傷。慕尼黑工業大學 (Technical University of Munich, TUM) 的研究人員為此開發了一套運用人工智慧建構的數位肺部模型，可透過電腦斷層掃描 (CT) 收集數據進行運算、模擬肺組織在氣流通過時的狀況，甚至可將已受疾病破壞、或先前已損傷的部位納入考量，因此醫務人員和醫師可依此調整呼吸器的設置，以提供患者更安全的治療。

研究人員已成立了 Ebenbuild 公司，期望能將他們的研究盡早納入臨床運用。而利用人工智慧自動生成的肺部模型，甚至可以用於新冠肺炎的早期檢測。研究領導者說：「COVID-19 死亡患者中有 80% 以上是急性肺衰竭所造成。長期的機械通氣，重症患者的存活率會下降至僅剩 50%。」因此，此一數位化肺部模型將可協助優化機械通氣的條件設置，以期顯著提升患者存活率。

資料來源：Medical Xpress、台北醫學大學、高雄榮民總醫院