2025 台灣醫療科技展/睡眠檢查貼滿線更睡不著!雙和醫劉文德:「非穿戴監測」揪出睡眠呼吸中止

很多人一想到「睡眠檢查」,腦中浮現的畫面是:躺在陌生病房、全身貼滿導線、翻身都不方便,結果那一夜根本睡不好。雙和醫院胸腔內科劉文德主治醫師在醫療科技展演講指出,這樣的檢查不只讓病人痛苦,還可能「低估」或「高估」睡眠呼吸中止的嚴重度。

他帶領團隊以雷達與光纖感測技術,發展出「非穿戴式」睡眠監測系統,不必黏貼任何電極、也不用戴手錶,就能在醫院與家中長期追蹤呼吸、心跳與睡眠品質,甚至看出心臟功能惡化與情緒變化。

住院睡眠檢查,嚴重度可能被低估也可能被高估

傳統的多導睡眠檢查,需要住院一晚,頭上、臉上、胸口、四肢都貼滿導線與感測器。劉文德說,對很多人來說,這是「又陌生、又綁手綁腳的一晚」。有些病人因為太不自在、睡得比平常更淺,反而「低估」了平常在家較嚴重的睡眠呼吸中止。也有另一種情況,平常只要側睡就好很多,但在檢查當晚因為貼了太多線,翻身困難,結果「高估」了病情。

他自己也曾親自去做檢查,只是想體驗一下:「終於撐到以為天亮可以回家,一看手錶才兩點而已,意思就是真的很難睡。」

非穿戴雷達監測:躺在床上就能看呼吸與睡眠品質

為了讓睡眠監測更貼近日常狀態,團隊導入「雷達感測」技術。原理和大家熟悉的倒車雷達、飛機雷達類似,雷達發出訊號,打到胸口再反彈回來,從細微的起伏就能看出呼吸與心跳變化。

  • 放置方式:雷達裝置放在床邊、距離胸口約 70–100 公分的位置,病人只要照常躺著睡覺即可。
  • 能看到什麼
    -呼吸頻率、呼吸是否穩定
    -有沒有出現呼吸變淺、呼吸停頓
    -睡覺時翻身、躁動程度,可推估睡眠品質好不好

劉文德表示,北醫與雙和團隊從 2020 年起研究雷達睡眠偵測,歷經約 5 年,與標準睡眠檢查比對後,準確率可達 9 成以上。目前技術已取得專利,並朝醫療器材證照邁進,未來可作為正式的睡眠呼吸中止檢查工具。

從 COVID 病房,看見「隱形」睡眠呼吸中止

雷達技術原本鎖定睡眠檢查,疫情期間卻派上了另一種用場。當時確診病人被關在負壓病房,醫護進出要全套防護衣。團隊把雷達放進病房裡,透過遠端監測呼吸,不用頻繁進出房間,就能掌握病人呼吸狀況。順勢一看,他們也把這些病人的睡眠呼吸型態抓出來分析。

結果發現:

  • 第一波疫情時,大約 3–5 成 確診病人有「重度睡眠呼吸中止」。
  • 到 Omicron 流行時,比例甚至上升到 5–7 成。

國外也有一項研究,針對 257 位確診者做睡眠檢查,結果只有 2 人沒有睡眠呼吸中止,且約 58% 是重度。這些數據和雷達觀察到的情況非常接近。

劉文德指出,很多人確診後長期咳嗽、睡不好、注意力不集中,常被歸為「long COVID」「腦霧」,但背後很可能也有「原本就存在、卻沒被發現」的睡眠呼吸中止問題。

光纖床墊:安養院、精神科病房也能「零干擾」監測

除了雷達,團隊也與光纖研究團隊合作,開發「光纖床墊」技術。光纖是一條細線,正常時光在裡面傳遞,看不出變化;一旦被彎折,就會出現漏光。把光纖做成一片,墊在床墊底下,當有人躺在上面、呼吸、翻身、甚至心跳時,就會造成不同程度的彎曲與訊號變化。

特色包括:

  • 敏感度高:哪個位置有人微微動一下、甚至走跳,都能被捕捉。
  • 可辨識呼吸與心跳波形
    -呼吸:緩慢起伏的波形
    -心跳:呼吸波上疊加的小尖峰
  • 應用場域多
    -安養院、護理之家:持續看長輩夜間呼吸,有些裝置甚至可在臨終前呼吸變化出現異常時,提前提醒照護者。
    -精神科病房:思覺失調、躁鬱症、重度憂鬱等住院病人,很難接受身上再多綁線,光纖床墊就成了「完全零穿戴」的監測方式。

目前也有大型研究計畫進行中,觀察重大精神疾病患者,如果睡眠呼吸型態開始變得不穩定,是否可以作為情緒惡化、即將發作的早期指標。

從呼吸看心臟:呼吸不穩,可能是心臟衰竭的警訊

雷達與光纖看得到呼吸型態,也成為觀察「心臟功能」的窗口。

有一種典型的呼吸型態是,一段時間呼吸越來越用力、越來越深,接著突然變得很淺、甚至暫停,過一陣子又再度深呼吸,反覆循環。醫學上這類「過度換氣 + 呼吸暫停」交替的型態,常見於:

  • 睡眠呼吸中止患者
  • 心臟衰竭、心臟功能不好的病人

研究顯示,每一個呼吸循環愈「長」,代表心臟功能愈差。例如心臟功能良好的人,循環時間可能約 40–50 秒;心臟衰竭病人則可能拉長到 80 秒以上,且隨著心臟衰竭急性惡化,這種循環會變得更頻繁。

團隊進一步讓系統自動分析夜間呼吸:

  • 算出睡眠呼吸中止的嚴重度
  • 監測是否出現「過猶不及」的呼吸循環、比例多少、每次循環時間多長

結果會自動產生成報告,透過 LINE 等方式通知病人、家屬與醫療團隊。例如:一小時呼吸中止 23 次,睡眠時間 4.8 小時,過度換氣/呼吸不穩占 15%,循環時間平均 80 秒。這套技術同樣獲得專利,並已在心臟科臨床試驗,希望未來心臟衰竭病人出院後,在家睡覺時只要把雷達放在床頭,就能提早偵測到呼吸模式變化,搶在「喘到受不了」之前調整治療。

提前 90 秒預測呼吸中止,讓呼吸器更聰明

睡眠呼吸中止並不是「突然一秒就堵住」,而是喉嚨肌肉逐漸變軟、氣道慢慢塌陷的過程。劉文德用「軟吸管」比喻,硬吸管很好吸,但軟吸管會被吸到扁掉,我們會下意識用更大力去吸;同樣地,人睡得越熟,喉嚨越軟,就會開始用力呼吸、掙扎一陣子,才真正完全堵住。

這段「掙扎」會反映在心跳變化上。團隊將呼吸中止發生前 30、60、90 秒的心率資料拉出來分析,發現其實可以從心跳型態猜到:「大約 90 秒後,這個人會出現一次呼吸中止。」這項技術後來申請專利,也已發表研究,並與加拿大一家呼吸器廠商合作,希望未來的睡眠呼吸器(CPAP)不再是「等呼吸停了才加壓」,而是能在系統預測到即將呼吸暫停時,提前把壓力調高,讓病人戴得更舒適、也更有效。

文/楊依嘉、圖/巫俊郡

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