重建76條腦神經纖維束圖譜 解開腦齡黑盒子

上頂醫學「水分子擴散MRI」 結合AI 預測失智風險

撰文記者 彭梓涵
日期2023-01-16
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曾文毅期望能透過異業結合,開發腦齡預測的專有MRI。圖左為曾文毅,右為徐泳欽(攝影/李林璦)

上頂醫學影像科技股份有限公司

創辦人»    曾文毅、徐泳欽
競爭優勢 »    以腦部擴散式磁振造影(Diffusion MRI)技術為基礎,結合人工智慧(AI)技術,打造的非侵入式的腦神經纖維示蹤技術(Tractography),可評估腦神經年齡退化程度,為失智症早期診斷醫療需求,提供新的解決方案。水分子擴散MRI量化髓鞘的應用,已在2020年取得美國FDA 510(k)、2022年再取得臺灣衛福部食藥署(TFDA)許可。
未來展望»    短期目標先取得預測認知功能障礙的TFDA許可,中期目標則會通過美國、歐盟許可,進軍美國市場。長期目標則是透過異業結合,開發專有腦齡預測的移動式MRI。


撰文/彭梓涵


身分證除了可判別年齡外,現在還有膚齡、骨齡、肌齡、腦齡可以代表一個人身體健康。但其中「腦齡」,就像一個黑盒子,記錄著一個人過去的生活型態,也預測未來失智風險。

2017年成立的上頂醫學,以技轉自臺灣大學醫學院曾文毅教授的腦部擴散式磁振造影(Diffusion Magnetic Resonance Imaging, Diffusion MRI)技術為基礎,結合人工智慧(AI)技術,打造出一套非侵入式的腦神經纖維示蹤技術(Tractography),可評估腦神經年齡退化程度,為失智症早期診斷醫療需求,提供新的解決方案。

不需顯影 水分子擴散MRI微觀腦神經纖維

身為上頂醫學共同創辦人兼醫務長的曾文毅,畢業於清大核工系及臺大醫學院醫學系,他在MRI於臺灣問世的年代,奉命負笈美國麻省理工學院,專研磁振造影理論。

學成歸國後他也將所學貢獻臺灣醫療界,除了擔任臺大醫院醫學部兼主治醫師,還在臺大醫院醫材與醫學影像研究所兼任教授。

2003年開始,他與研究團隊聚焦「水分子擴散MRI」的技術,研究腦神經纖維束,2012年其研究清楚的呈現人類大腦神經纖維束連結,突破性結果登上科學期刊《Science》。

除此之外,在研究中,他還發現,腦神經纖維軸突(Axon),起始端與終末端外均包有神經傳導的「髓鞘(Myelin Sheath)」,其結構的完整性,會隨著年齡老化變化,進而影響認知功能。而水分子擴散MRI,正好能觀察到神經纖維束的結構變化,進而分析是否出現神經退化性疾病,如阿茲海默症、失智症產生的異常變化。

曾文毅說,目前市面上已通過美國食品藥物管理局(FDA)批准失智預測的MRI影像判讀,都只是觀察大腦「灰質」的體積變化,雖然灰質的變化被證實與老化有關。

但許多神經退化疾病發生的早期,在灰質比較巨觀的表現中,無法觀察到差異,只有微觀的觀察神經纖維束的結構變化,才能察覺不同。

切入高階健檢市場  鎖定中年以上風險族群

歷經多年研究,熱愛腦科學、屆齡退休的他,便轉換跑道創業,上頂醫學也利用水分子擴散MRI技術,重建76條腦神經纖維束圖譜,並搭配自主研發的分析演算法,瞄準失智症疾病風險預測的市場。

在失智症市場布局策略上,上頂優先進軍高階健檢市場,並瞄向35歲以上族群。曾文毅解釋,髓鞘是會不斷成熟發育的細胞,其功能到35歲時發展到達顛峰,之後就會一路下滑,不過,髓鞘發展是可及早透過飲食、運動來可逆的調整。

目前,上頂的水分子擴散MRI腦齡檢測,已落地於國內高階健檢中心,包括聯安、美兆等。受檢者只需到台安醫院進行水分子擴散MRI檢查,可獲得腦齡跟實際年齡的年齡差,與八大認知功能網絡,包括:事件記憶與情緒、語意記憶、內隱記憶、工作記憶、注意力、語言、感覺運動、視覺等不同腦區的年齡,以預測失智症風險。

不只健檢市場,目前也有兩家進口美國營養品公司與上頂簽約合作,另外,也有腸道菌相、高壓氧公司洽談中,目的都是希望透過上頂技術,來觀察其開發的產品是否可改善腦齡。

目標打造腦齡預測專有MRI

而除了消費性市場外,上頂也正在進行,「認知功能障礙(MCI)的臨床風險診斷」。曾文毅說,MCI是失智症的前期,在臺灣,65歲以上族群就有16~20%為認知功能障礙。

雖然,並不是所有MCI患者都可能演變至失智症,但曾文毅指出,因為MCI全套的檢查花時費力,且醫院也不一定有資源,因此,患者早期多是消極面對。上頂因此針對這塊市場,開發便於預測與診斷的檢查。

目前,上頂醫學的水分子擴散MRI髓鞘量化的應用,已在2020年取得美國FDA 510(k)、2022年再取得臺灣衛福部食藥署(TFDA)許可,另外,預測MCI的美國專利也已取得,其他國家專利正在申請中。

曾文毅說,上頂也會持續研發及推動商業化,短期目標會先取得預測MCI的TFDA許可,5~10年的中期目標則會通過美國、歐盟許可,進軍美國市場。

對於更長期的目標,「期望能透過異業結合,開發腦齡預測的專有MRI。」曾文毅表示。

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 102