3D列印磁彈性智慧筆 可望成為巴金森氏症早期診斷新利器

每年有數萬名巴金森氏症患者，往往要到這種無法治癒的神經退化性疾病已經惡化時才被確診。像是手抖或肢體僵硬等運動症狀，通常要等到神經系統已嚴重受損才會顯現。當患者終於被診斷出來時，超過半數製造多巴胺的神經元可能早已損毀。這種診斷延誤不僅限制了治療選項，更拖累了早期介入的黃金時機。

雖然現有檢測技術可以發現巴金森氏症的生物標記，包括腦部細胞流失和血液中的發炎指標，但這些檢測通常需要專業醫師操作，還得動用大型醫學中心昂貴的儀器裝置，對許多人來說根本遙不可及。

由加州大學洛杉磯分校Samueli工程學院生物工程系副教授陳俊領軍的研究團隊，開發出一款看似簡單卻相當有效的工具：一支智慧型自供電磁彈性筆，透過分析書寫筆跡，有望協助偵測巴金森氏症的早期徵兆。

這支高靈敏度的診斷用筆採用柔軟的矽膠磁彈性筆尖和鐵磁流體墨水（一種含有磁性微粒的特殊液體）。當筆尖接觸表面或在空中移動時，纏繞筆身的導電紗線線圈能將所有書寫動作轉換為高保真、可量化的訊號。這支筆雖非設計來書寫，但能利用筆尖磁性的變化和鐵磁流體墨水的動態流動來產生資料，實現自供電功能。相關研究成果已刊登在《自然化學工程》六月號的封面故事。

為驗證這支筆的診斷潛力，研究團隊對16位受試者進行先導試驗，其中3人罹患巴金森氏症。智慧筆記錄的詳細書寫訊號，經由專門偵測疾病相關運動模式的神經網路分析後，模型辨識巴金森患者的準確率高達96.22%。

「偵測肉眼難以察覺的細微運動症狀，對巴金森氏症的早期介入至關重要。」研究通訊作者陳俊表示：「我們的診斷筆提供了一個價格合理、可靠且容易取得的工具，其靈敏度足以捕捉細微動作，適合在資源有限地區大規模使用。」

研究人員預期，這項發明將徹底改變巴金森氏症等神經退化性疾病的早期檢測方式。基層醫師或老年醫學專家在例行診療時，只需進行簡短的書寫測試，就能根據資料及早轉介或治療，不必等到症狀嚴重影響生活才採取行動。

該研究共同作者包括電腦科學系Leonard Kleinrock講座教授王偉、生物工程系主任教授李松，以及陳俊生物電子研究團隊的成員：研究生陳國瑞、段昭奇、Kamryn Scott、趙勛；研究科學家劉澤陽；博士後研究員Trinny Tat、周藝豪。王偉指導的研究生張俊凱也參與其中。陳俊同時也是加州大學洛杉磯分校加州奈米系統研究所的成員。

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