2026-01-12
微創、特殊醫療
DTG® 光纖感測陣列：實現肝臟射頻熱消融 (RFTA) 精準溫度監控與智慧消融
光纖 DTG 陣列用於肝臟射頻熱消融之精準溫度分佈監控
——實現「智慧消融」的關鍵感測技術
專案背景：為腫瘤消融治療帶來「看得見的溫度」
射頻熱消融（Radiofrequency Thermal Ablation, RFTA）已成為治療肺部、腎臟及肝臟小型腫瘤的重要微創手段。其原理是將微型電極經皮插入腫瘤中心，透過中功率射頻能量產生局部高溫（>120°C），利用陡峭熱梯度（>3°C/mm）誘導腫瘤細胞死亡——例如，在 52°C 下持續 1 分鐘即達致死劑量。
然而，治療成功與否高度依賴對溫度場的即時掌握。傳統熱電偶因空間解析度低、易受電磁干擾，且難以多點同步監測，難以滿足臨床對精準控制的需求。
為何選擇 FBGS 的 DTG® 光纖感測陣列？
本跨國研究專案採用 FBGS 專利拉絲塔光柵（Draw Tower Grating, DTG®）技術，打造沿光纖軸向分布的高密度溫度感測陣列，具備以下突破性優勢：
- 超高空間解析度：每公分配置 1 個感測點（5 點同步監測），精確捕捉陡峭溫度梯度
- 生物相容 & 機械強韌：DTG 光纖可直接整合於消融針體，如穿刺針般順利穿透組織
- 抗電磁干擾（EMI Immune）：在高功率射頻環境下仍穩定運作，無信號失真風險
- 即時、準分布式溫度監控：提供連續、動態的溫度色圖（Temperature Color-map），量化組織受熱歷程
實驗成果：從離體豬肝驗證臨床潛力
研究團隊於離體豬肝樣本執行三組 20W 射頻消融實驗，結果顯示：
- 🔥 峰值溫度達 138.5°C，驗證系統可承受極端熱環境
- 🎯 60°C 致死門檻範圍穩定落在距消融中心 2.4–2.5 cm 區域，為治療邊界提供客觀依據
- 📊 溫度-時間-距離三維數據成功建構，可預測實際消融範圍與細胞死亡分佈
此成果不僅驗證 DTG 陣列的測量精度超越傳統感測器，更為未來 活體臨床應用奠定堅實基礎。
未來展望：邁向「智慧消融（Smart Ablation）」閉環系統
研究團隊與 FBGS 共同提出下一代 RFTA 裝置願景：
🔹 將 DTG 感測陣列直接嵌入消融針
🔹 即時溫度數據驅動閉環控制：自動調節功率與時間，確保腫瘤完全覆蓋，同時保護周邊健康組織
🔹 提升手術成功率、降低併發症風險，實現真正個性化精準治療
🔹 將 DTG 感測陣列直接嵌入消融針
🔹 即時溫度數據驅動閉環控制：自動調節功率與時間，確保腫瘤完全覆蓋，同時保護周邊健康組織
🔹 提升手術成功率、降低併發症風險，實現真正個性化精準治療
“This demonstrates the potential of embedding FBG arrays on ablation devices, in order to dynamically estimate the efficiency of the procedure and predict the ablation output.”
—— Monitoring radiofrequency thermal ablation in liver tissue with Draw Tower Gratings
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