海扶刀殺腫瘤　國衛院用超級電腦算參數免燒傷！時間更快

記者黃仲丘／台北報導

▲傳統海扶刀對正常組織仍會有約1公分寬的傷害，國衛院至多可降至0.1公分（圖／國衛院提供）

過去治療癌症實體腫瘤的方法，常見為外科切除手術，輔以放療或化療；近年來雖然已有俗稱海扶刀的「非侵入高能聚焦超音波消融術」讓患者免開刀；但這項技術過去仍有燒傷和破壞正常組織的風險，國衛院研究團隊，運用超級電腦開發出一套專門適用於海扶刀的術前評估數學運算模型；能夠讓對正常組織的破壞減少近10倍，這項數學模型，也讓治療時間從數小時的評估，減少至2~3分鐘就可完成。

癌症高居國人十大死因之首，過去針對癌症治療，主要以外科切除手術，輔以放療或化療；近年來則出現俗稱海扶刀的「非侵入高能聚焦超音波消融術」，能藉由在體外給予超音波，產生43℃~46℃高溫，來殺死癌細胞，讓患者免開刀。但海扶刀技術，過去仍有燒傷和破壞正常組織的風險。

國衛院生醫工程與奈米醫學研究所副研究員馬克沁(Dr.Solovchuk)研究團隊，自2015年起開發了專門應用在海扶刀肝腫瘤熱消融治療的術前評估數學運算模型。透過運算後提供的治療參數進行治療，可大幅提高海扶刀的精準度並減少對正常組織的破壞。相關研究於2015年與2018年被發表於國際期刊《Communications in Computational Physics》與《Computers & Fluids》。該項運算模型目前仍在與時俱進，最近利用國衛院新採購的NVIDIA超級電腦，取得更進一步的突破。

馬克沁表示，過去且在HIFU肝腫瘤消融手術過程中影響治療結果的因素相當多，例如患者皮下脂肪厚度、病灶深度、位置以及大小、以及病灶週邊血管以及鄰近組織的分佈情形等等，對臨床醫師具有一定程度的挑戰，需要醫師受過特別訓練後才得以施行。

研究團隊，則嘗試運用耦合聲學、熱學、流體動力學三個場域和空化現象，開發新的數學運算模型可精準模擬患者患部，並結合多圖形處理器(Graphics Processing Unit, GPU)高效能運算加速分析速度，可以快速提供包含輸出能量、治療時間、治療路徑等臨床處置建議，幫助醫師訂定手術計畫治療參數進行治療。

馬克沁表示表示，透過離體和活體動物實驗驗證，運用這項數學模型所設定的參數，能讓患者對正常組織的傷害，從原本的將近1公分，縮小為0.1~0.3公分，對正常組織的破壞減少近10倍，這項數學模型，也讓治療時間從數小時的評估，減少至2~3分鐘就可完成。

國衛院生醫工程與奈米醫學研究所所長林峯輝表示，國衛院所研發的數學模式，可作為海扶刀的軟體，將來可與有開發海扶刀的公司洽談授權，也可和國衛院在國內設立海扶醫材的平台業者合作，讓這項技術進行實驗技轉，讓更多國內患者能夠受惠。

國衛院長梁賡義表示，過去國衛院雖有數學模型的理論基礎，但礙於要有足夠強大的電腦等硬體設備限制，研究得花較多時間。今年國衛院購買了六台Nvidia超級電腦，將可大幅提升國衛院的研發能力。

▼傳統海扶刀對正常組織仍會有約1公分寬的傷害，新計算方式能縮小為0.1~0.3公分（圖／記者黃仲丘攝影）