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慢性病電子藥物創新與成長機會 Innovations and Growth Opportunities in Electroceuticals for Chronic Diseases
2025/02
Frost & Sullivan
www.frost.com
ㄧ、電子藥物介紹
(一) 電子藥物
電子藥物(Electroceuticals)是一種透過電子裝置調節神經訊號,以達到診斷、監測及治療目的的創新醫療技術。其核心原理是以低電壓脈衝作用於特定神經區域,透過刺激、抑制或調節神經活動來產生治療效果。應用方式包括電療、磁療、超音波及無線電波等多種形式,並可即時回饋調整治療模式。

理想的電子藥物裝置需具備微創、安全、長期植入及高治療效益等特性。目前業界積極採用具生物相容性且成本低的2D石墨烯材料,改善過去金屬電極僅能單一方向傳輸訊號的限制。主要刺激對象涵蓋腦部、中樞神經、迷走神經與周邊神經等。Medtronic、Biotronik與LivaNova等公司皆投入此技術,推動神經調控裝置的創新與應用發展。

(二) 重點技術特徵、優點與限制
以下介紹五種電子藥物重點技術特徵、優點與限制:
(1) 人工耳蝸植入:針對聽力喪失患者直接刺激聽神經創造聲音感知,能顯著提升語言理解力,但需手術植入。
(2) 迷走神經刺激(VNS /taVNS): 利用手術植入或侵非侵入的電極刺激迷走神經,適用於多種中樞及周邊神經系統疾病,如癲癇與腸胃疾病,同時具有提升記憶與認知效果,但可能引起皮膚刺激的副作用。
(3) 脊髓刺激(SCS):使用直流或交流電刺激腰椎和頸椎區域治療疼痛,直流電提供穩定療效,交流電更具靈活性,但裝置往往體積龐大。
(4) 深部腦刺激(DBS):通過手術植入電極刺激深層腦部區域,有效治療帕金森等疾病,但可能引發非預期的精神行為變化。
(5) 經顱磁刺激術(TMS)適用於神經監測、強迫症及成癮治療,透過發射電磁波至腦部並收集反射訊號來評估運動反應與腦皮質興奮性。優點為設備可遠距操作,缺點則為易產生電磁干擾及系統過熱風險。

二、產業生態系統與產業發展挑戰
(一) 產業生態系統
由醫療設備、數據、醫療人員、患者、數據分析與監管機構,等六大關鍵利害關係人組成產業生態系統。其中,醫療人員負責開立合適設備並進行使用訓練;患者則需依個人需求接受客製化治療,並考量區域疾病分布與行為習慣。設備設計須兼顧安全性、便利性與成本效益,並配合健保給付政策。

而數據傳輸則涉及高頻無線頻寬,必須重視隱私與資安問題,並取得GDPR與HIPAA認證。透過AI與機器學習進行數據分析,可促進臨床決策與優化療效。監管機構則依設備侵入性程度分級管理,非侵入性裝置規範較寬鬆,侵入性產品則需符合更嚴格的Class III標準,確保上市安全。

(二) 產業發展挑戰
電子藥物產業中,醫療人員面臨電極移位與感染風險,人體動態環境易使植入電極偏離位置,影響治療效果,而開放式裝置需頻繁重新校準,也增加感染機率。對患者而言,神經路徑複雜導致刺激難以精準,且無線裝置的高頻傳輸易過熱,影響舒適度與安全性。

數據分析部門則受限於單通道通訊架構,造成操作延遲,且醫療環境中的電磁波干擾使裝置穩定性下降,需透過金屬封裝技術加以改善。監管機構則需強化對資安的要求,因遠距監測與雲端儲存普及,病患資料面臨更高外洩風險,須確保系統加密並符合區域性法規。這些挑戰突顯產業需整合多方資源,共同提升電子藥物的安全性與實用性。

三、應用範疇與技術創新
(一) 慢性病治療的應用範疇
電子藥物可應用於慢性疼痛、自體免疫疾病及神經系統障礙治療。透過TENS、SCS等技術,提供非藥物性疼痛緩解;VNS有助降低免疫抑制劑使用,長期管理發炎反應;DBS與TMS則針對帕金森氏症、憂鬱症等難治性神經疾病,提供精準且持續的神經調節治療。

(二) AI在疼痛管理電療之應用
AI技術在疼痛管理電療中應用廣泛,包括機器學習、深度學習、NLP、電腦視覺與機器人技術。機器學習與深度學習分析疼痛反應與醫療影像,NLP辨識疼痛模式,電腦視覺評估疼痛程度,機器人提升治療精度與護理效率。這些技術結合,能優化慢性疼痛管理,提供更精準與個人化的治療方案。

(三) TMS挑戰與機會
經顱磁刺激(TMS)技術透過磁脈衝調節腦部突觸可塑性,結合fMRI與EEG達到毫米級精準治療,並推動個人化TMS與閉環神經調控技術的發展。主要TMS技術如單脈衝TMS+PES、配對脈衝TMS、重複單脈衝TMS及TBS,適用於阿茲海默症、帕金森氏症、憂鬱症與自閉症,提供精準神經調節方案。

(四) 其他趨勢
電子藥物的其他發展趨勢包含個人化、適應性、穿戴式與多模型系統。穿戴式裝置的輕量化提升患者在家中治療的便捷性,AI技術則根據患者反應調整治療方案,閉環神經調節動態調整脈衝頻率與強度,而多模型系統透過電磁波增強藥物滲透,結合腦部影像技術提升治療精準度,提供更高效、安全的治療選擇。

(五) 技術路線圖
電子藥物技術朝向無線傳輸、多通道架構與精準神經調控發展。以下為2024-2029電子藥物技術發展之觀察與預測:2024年SWIPT技術提升裝置效率,2025年MST與FUS技術應用於臨床,2026年開發迷走神經刺激療法治療肥胖與糖尿病,2027年神經心臟調控技術成熟,2028年兒童專用電子藥物問世,2029年可植入閉環神經調控電極系統推出。這些技術突破將為慢性病患者帶來更精準、高效的治療選擇。

四、產業趨勢
電子藥物產業正經歷快速變革,呈現四大關鍵發展趨勢,為慢性疾病患者帶來創新治療模式。這些趨勢不僅改變了醫療技術的應用方式,更重塑了整體醫療服務生態系統。

(一) 從設備導向轉向服務導向
電子藥物產業正由單純的設備供應轉型為綜合醫療服務。產業內頻繁的併購活動與資金投入不僅促進技術創新,更強化市場滲透率。企業透過與醫療機構及健康管理組織進行垂直整合,擴大市場覆蓋並建立品牌影響力。未來的電子藥物將融合軟硬體、遠距醫療與數據分析,成為整合性健康解決方案,為患者提供全方位照護體驗。

(二) 從反應性治療邁向預防性應用
傳統疼痛管理與神經調控主要依賴阿片類藥物等反應性療法,伴隨成癮風險與副作用。隨著個人化醫療發展,非成癮性電子藥物治療成為主流,如經顱磁刺激預防神經退化、迷走神經刺激調節免疫系統減少慢性發炎。這類技術不僅減少藥物依賴,更能提供早期介入與長期管理,確保慢性疾病得到更安全有效的控制。

(三) 非侵入性技術的興起
電子藥物市場正從傳統侵入性技術轉向非侵入性與微創技術。儘管深部腦刺激與脊髓刺激等侵入性療法效果顯著,但植入電極的移位與導線位移問題影響治療效果。因此,非侵入性技術如經顱磁刺激、經顱超音波刺激和穿戴式電子藥物裝置逐漸成為主流選擇。這些技術不需手術即可進行神經調控,降低感染風險,提高治療便利性與患者依從性,並促進遠距醫療的發展。

(四) 電子藥物與藥物遞送技術的結合
電子刺激能增加血管通透性,提升藥物穿透血腦屏障的效果,推動新一代結合神經刺激與藥物釋放技術的電子藥物發展。許多新創企業正投入開發能同時提供電療與藥物釋放的雙效裝置,使治療更精準持久。這類整合技術不僅擴展電子藥物的應用範圍,更為慢性病患者提供全新治療策略,顯著提升治療效果。

五、代表性案例
(一) Medtronic
Medtronic的脊髓刺激器產品技術,包括Vanta和Inceptiv系列,採用創新的適應性神經調節(AdaptiveStim)技術,能依據患者活動狀態自動調整脈衝頻率,並具全身MRI相容性。其電池壽命可達9-11年,減少更換頻率,為患者提供個人化的長期疼痛管理方案,有效提升生活品質。

(二) Boston Scientific
Boston Scientific的WaveWriter Alpha系統整合多重波形刺激技術與Illumina 3D演算法,能針對個人疼痛狀況精確調節刺激模式。其高MRI相容性不影響檢查進行,同時提供靈活的疼痛控制選項,顯著提升治療舒適度與效果。

(三) Neuronetics
Neuronetics的NeuroStar®先進TMS療法採用非侵入性經顱磁刺激技術,結合3D雷射定位系統和高效磁線圈,確保磁脈衝精準傳遞至大腦目標區域。此療法不需服用藥物,副作用較少,療程時間短,特別適用於雙相情緒障礙和憂鬱症的治療。

(四) Theranica
Theranica開發的Nerivio Migra可穿戴設備利用遠端條件性疼痛調節機制,以非侵入方式刺激C-纖維神經來緩解偏頭痛症狀。這款智慧型設備可通過手機應用程式操控,為患者提供無需藥物、便於攜帶的偏頭痛管理解決方案。

(五) Nalu Medical
Nalu Medical的Nalu神經刺激系統包含脊髓刺激(SCS)和周邊神經刺激(PNS)技術,採用微型植入式電極配合無線電池系統,提供體積小、耗能低且持久的疼痛管理方案。相較於傳統植入式刺激器,其體積小27倍,顯著降低感染風險,同時提供更加靈活的疼痛管理選項。
黃聖筑
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