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活體三維斷層高速掃描,早期皮膚病變無所遁形

活躍星系核_96
・2015/04/21 ・1017字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 586 ・九年級

隨著國內人口逐漸老化,醫療支出逐年攀升,如何藉由早期診斷以降低醫療成本並幫助病人早日康復益形重要。以惡性腫瘤的檢測為例,現有的檢測技術須待腫瘤成長至約毫米等級才有機會診出;臺大教授黃升龍的研究團隊創新研發的「高速次微米三維斷層掃描儀」,可做單細胞(約0.01毫米)之各式定量分析,以非侵入的方式,用光照透析皮膚表皮層,可直接快速觀察組織結構及血球細胞的活體動態影像;進而取代實體切片,對各式疾病、癌症達成更精準的早期診斷。

同時是臺大電機系和光電工程學研究所教授黃升龍指出,此項成果的核心技術為高亮度之晶體光纖光源,可產生由可見光至近紅外光的寬頻輸出,適用於人體不同部位,做高速與高解析的組織結構以及微血管內血流的動態分析。目前已分別在皮膚癌、大腸癌及黃斑部病變進行各式臨床、前臨床及動物實驗,藉由醫療實體切片之H&E染色比對以驗證此技術的有效性,由於此項光學虛擬切片技術在深度及水平方向均可達次微米的解析度,未來有機會以三維光學虛擬切片取代實體切片,對各式疾病、癌症達成更精準的早期診斷。

黃教授表示,這項研究已進行10年以上,目前也已經啟動與北、中、南多家教學醫院在免疫風濕、小兒科及皮膚科的臨床、前臨合作,讓此項診斷技術可早日應用於國內。

為加速實現在臨床上的應用,臺大研究團隊已成功開發出第四代原型機,並技術移轉給高階醫療器材廠商-安盟生技做後續產品開發及醫療認證。這項技術目前已獲得7項美國專利並有8項美國專利申請中,相關成果並多次獲得國際專業網站的專題報導。

臺大第四代原型機: 組織及細胞之三維動態斷層掃描儀
臺大第四代原型機: 組織及細胞之三維動態斷層掃描儀

這項累積10年之研發成果,獲得國家多項支持。目前正由科技部「生技醫藥國家型科技計畫」補助以擴展平台式醫療器材於人體各組織、細胞及胞器之臨床診斷應用。

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另外,由於這項技術具有極高的實用價值,因此,在臺大副校長陳良基促成下,由臺大甫畢業之博士生、臺大校友等共同募資成立新創公司,並以2975萬取得本校之專屬專利授權,以早日實現此項技術於醫療院所。

生物與醫藥科技是二十一世紀最具潛力的領域之一,整合生醫、光電、電子、材料、化工等跨領域技術,以推展生物醫學科技應用,讓病症及早發現、及早治療,幫助病患早日脫離病痛的折磨。

資料來源:台大新聞稿

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 高柏科技 合作,泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時,曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏,那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓,引來眾多師生抗議。

「從此以後,我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中,帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言:在理論模型中,氨是太空熱控系統的理想介質;但在現實的辦公大樓裡,它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯,但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險,以及必須為後果負責的工程師。

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高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ,曾任職於美國 OAO 工程部熱流組,深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球,他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心:當晶片運算速度無止境攀升,那股伴隨而生的熱,究竟該往哪裡去?

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗,彷彿進步毫無邊界。然而,每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護。在物理現實面前,再動聽的發表會敘事也必須低頭。

晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護 / 圖片:envato

回顧個人電腦發展早期,晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後,鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級,其實更像是對空間的極限勒索:晶片功率翻倍,發熱源的面積卻沒變大,機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出,散熱設計的核心只有三要素:功率、熱源面積與空間限制。他舉例,在標準的 1U 機箱中,若發熱面積約為三十乘三十毫米,氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數,而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於,風扇轉速提升的背後,是噪音、電力損耗與空間占用。

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因此,「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫,而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱,卻也將新的挑戰帶入機房:漏液風險、流道堵塞、材料相容性,以及維運時的難度。工程的進步,本質上鮮少是徹底消滅問題,更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的,不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人,是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中,沒有空氣能讓風扇製造對流;受光面溫度破百度,陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射,以及熱管與環路型熱管(LHP)來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱,冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力:在他設定的特定條件下,實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能;但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變,移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦(kW)。他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此,太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度,偏好無馬達幫浦的被動式設計;但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度,往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒:技術是否「先進」,與它是否「適合」當下的場景,始終是兩回事。

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他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。/圖片:envato

好論文,為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」,而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作,還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據,在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時,也曾遇過實驗數據無法複製,或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠,而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝,高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」,每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作,並指派專業人才在過程中持續微調、校正,確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測,但由於儀器預設以「水」校正,換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算,卻發現缺乏重複性,數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面,改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證,才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號,而在於那段不夠優雅的挫折:假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻,企業需要的不只是會算數的人才,而是能洞察研究何時「走鐘」,並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

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林唯耕坦言,過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」,進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽,卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計,若無法穩定生產或贏得客戶信任,也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案,誰來負責出貨?

訪談尾聲,主持人國威提出了一個時代難題:假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計,企業該選擇全面擁抱 AI 的速度,還是保留緩慢但穩定的工程驗證,以規避潛在的失效風險?

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是:兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案;但工程師仍須實作原型,進行嚴苛的性能與可靠度測試,最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺,而是基於一項事實:AI 的資料庫裡,通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節,且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代,最稀缺的未必是熟練下指令(Prompt)的人,而是具備這種能力的人:能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來,並且願意為最終的量產品質負起責任。

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大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中,雲端是由龐大的機房架構而成,裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張,都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值,就是不讓這筆物理帳單,被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

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腎細胞癌悄悄找上門?這些早期無症狀警訊不可輕忽!
careonline_96
・2025/02/28 ・2680字 ・閱讀時間約 5 分鐘

圖 / 照護線上

「那是一位 60 多歲女士,因為容易疲倦、食慾不振、全身不適等症狀到醫院檢查,結果發現腎臟有顆約5公分大的腫瘤。」臺北醫學大學附設醫院泌尿科葉劭德醫師表示,「由於高度懷疑為惡性腫瘤,在經過討論後患者決定接受根治性腎臟切除術及淋巴結廓清。」

病理報告證實為腎細胞癌且有淋巴結轉移,所以在術後開始使用口服小分子標靶藥物(TKI)合併免疫治療。葉劭德醫師說,經過治療後,患者的食慾改善,體重也漸漸回升,目前仍持續在追蹤治療。

腎細胞癌(renal cell carcinoma)是成年人最常見的腎臟惡性腫瘤,早期大多沒有症狀,患者通常是在健檢或因其他疾病進行電腦斷層、超音波等檢查時意外發現。葉劭德醫師說,隨著病情進展,患者可能出現血尿、腹痛、腹脹、發燒、體重減輕、容易疲倦等症狀,等到出現相關症狀時,往往已經比較晚期。

最常見的腎臟惡性腫瘤腎細胞癌
圖 / 照護線上

懷疑罹患腎細胞癌時,醫師會安排電腦斷層或磁振造影,評估腫瘤的位置與特徵。葉劭德醫師說,若影像學高度懷疑為腎細胞癌且腫瘤較小時,建議直接進行腎臟部分切除手術,避免切片導致癌細胞擴散,也可以保留大部分腎功能。

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若腫瘤較大或懷疑有轉移,醫師會跟患者討論要直接做腎臟切除,還是先做腎臟腫瘤切片。葉劭德醫師說,經由病理檢查,才能確定診斷腎細胞癌。

臨床上會根據腫瘤大小、侵犯程度、淋巴轉移、遠端轉移來進行腎細胞癌分期。

第一期:腫瘤小於 7 公分且侷限在腎臟,無淋巴轉移,無遠端轉移。

第二期:腫瘤大於 7 公分且侷限在腎臟,無淋巴轉移,無遠端轉移。

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第三期:腫瘤侵入主要靜脈,或侵入腎臟周遭組織但未超出腎臟筋膜(Gerota’s fascia),或有局部淋巴轉移。

第四期:腫瘤已超出腎臟筋膜(Gerota’s fascia),或侵犯腎上腺,或有遠端轉移。

腎細胞癌的分期
圖 / 照護線上

早期腎細胞癌的治療以手術為主,若腫瘤較小且位置合適,一般會採用腎臟部分切除術,盡量保留腎功能。葉劭德醫師說,若腫瘤較大或位置無法部分切除,則考慮根治性腎臟切除術,並清除周邊淋巴結。

「最近有個患者是在健康檢查中意外發現右腎有顆約 2 公分的腫瘤,沒有任何症狀。進一步的影像檢查,也沒有發現遠端轉移。」葉劭德醫師說,「經過討論後,患者接受達文西輔助腎臟部分切除術,術後恢復相當良好。因為有及早發現、及早治療,應該會有不錯的預後。」

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較晚期的腎細胞癌,必須使用全身性治療,不過若狀況許可,還是會建議動手術切除腫瘤,有助於提升全身性治療的成效[1]。葉劭德醫師說,患者可以在全身性治療前做腎臟切除,或是在接受全身性治療後,腫瘤已經縮小到穩定的狀態,再評估手術治療的可能性。

由於腎細胞癌對傳統化學治療藥物的反應較差,所以腎細胞癌的全身性治療以標靶治療與免疫治療為主。葉劭德醫師說,口服小分子標靶藥物(TKI)可抑制多種酪胺酸激酶,阻斷腫瘤生長訊號傳遞,發揮抑制腫瘤生長與血管新生的效果。免疫治療是使用針對 PD-1、PD-L1 等的免疫檢查點抑制劑。

腎細胞癌治療策略
圖 / 照護線上

我們體內的免疫細胞具有消滅癌細胞的能力,但是癌細胞會與免疫細胞的 PD-1 接合,使免疫細胞的功能受到抑制。利用免疫檢查點抑制劑,可避免癌細胞與免疫細胞的 PD-1 接合,免疫細胞便能辨識並毒殺癌細胞。

目前腎細胞癌的全身性治療,會合併使用標靶治療與免疫治療,結合不同的治療機轉,進一步提升治療成效。葉劭德醫師說,合併使用口服小分子標靶藥物(TKI)與免疫治療,可提升腫瘤完全消失的比例,延長疾病控制時間,增加患者的整體存活期。患者要與醫師密切配合,才能達到較佳的治療成效。

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筆記重點整理

  • 腎細胞癌是成年人最常見的腎臟惡性腫瘤,早期大多沒有症狀,患者通常是在健檢或因其他疾病進行電腦斷層、超音波等檢查時意外發現。隨著病情進展,患者可能出現血尿、腹痛、腹脹、發燒、體重減輕、容易疲倦等症狀,出現相關症狀時,往往已經比較晚期。
  • 早期腎細胞癌的治療以手術為主,若腫瘤較小且位置合適,一般會採用腎臟部分切除術,盡量保留腎功能。若腫瘤較大或位置無法部分切除,則考慮根治性腎臟切除術,並清除周邊淋巴結。
  • 較晚期的腎細胞癌,必須使用全身性治療,不過若狀況許可,還是會建議動手術切除,有助於提升全身性治療的成效。患者可以在全身性治療前做腎臟切除,或是在接受全身性治療後,腫瘤已經縮小到穩定的狀態,再評估手術治療的可能性。
  • 腎細胞癌的全身性治療以標靶治療與免疫治療為主。口服小分子標靶藥物(TKI)可抑制多種酪胺酸激酶,阻斷腫瘤生長訊號傳遞,發揮抑制腫瘤生長與血管新生的效果。免疫治療是使用針對 PD-1、PD-L1 等的免疫檢查點抑制劑。
  • 目前腎細胞癌的全身性治療,會合併使用標靶治療與免疫治療,結合不同的治療機轉,提升治療成效。合併使用口服小分子標靶藥物(TKI)與免疫治療,可提升腫瘤完全消失的比例,延長疾病控制時間,增加患者的整體存活期。
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容易被忽視的神經內分泌腫瘤:早發現、早治療,扭轉病情的關鍵
careonline_96
・2025/01/08 ・2774字 ・閱讀時間約 5 分鐘

圖/照護線上

「有位五十多歲的男性患者,因為數月持續腹瀉且在右頸部發現一顆淋巴結腫大而就診。」三軍總醫院血液腫瘤科主任陳佳宏醫師表示,「患者並未意識到這些症狀與腫瘤有關,但在經過全身檢查發現,左側鼠蹊部亦有淋巴結腫大,而肝臟也有三顆腫瘤,肝臟腫瘤及頸部淋巴結切片後,病理報告為神經內分泌腫瘤,G1-G2,胃鏡及大腸鏡並無發現異常,藉由切片染色,CDX-2 (+), CK7 (-),CK20 (+), SSTR-2(+) 證實其源頭是腸胃道來的,故確定診斷為腸胃道神經內分泌腫瘤,而且腫瘤已經轉移至肝臟至頸部及鼠蹊部淋巴結,屬於第四期神經內分泌腫瘤,亦是晚期神經內分泌腫瘤。」

經過團隊討論後,患者決定接受手術切除頸部淋巴結,並利用射頻燒灼術及放射性治療處理肝臟的腫瘤。後續患者持續接受長效型體抑素注射治療,幫助改善症狀並抑制腫瘤生長。患者已經接受體抑素治療約5年,目前狀況穩定,沒有發現新的腫瘤。陳佳宏醫師說,雖然在發現時已是轉移性第四期神經內分泌腫瘤,不過只要積極接受治療,患者的病情還是有機會獲得良好控制,生活品質也可以維持。

神經內分泌腫瘤(Neuroendocrine Tumor,NET)是源自各種神經系統及內分泌系統細胞的腫瘤,可能發生在身體的多個器官。陳佳宏醫師指出,由於神經內分泌瘤可能會分泌各式各樣的內分泌素,而導致不同的臨床症狀,常見症狀包括腹瀉、心悸、臉部潮紅、皮膚炎、潰瘍、氣喘等,但是也有些患者完全沒有症狀。

神經內分泌腫瘤症狀千變萬化
圖/照護線上

因為神經內分泌腫瘤造成的症狀沒有特異性,臨床上無法根據症狀診斷神經內分泌腫瘤,例如腹瀉可能只是腸胃炎、臉潮紅可能與更年期有關。陳佳宏醫師說,不過如果這些症狀持續幾個月或反覆發作,就建議進一步理學檢查。確定診斷需要仰賴病理學檢查,唯有透過組織切片檢查才能證實腫瘤的性質。

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在進行切片前,醫師會根據患者的臨床症狀安排抽血、影像檢查,若有發現可疑病灶,便會考慮切片檢查。

神經內分泌腫瘤早期治療,幫助達到較佳的預後

神經內分泌腫瘤的治療方式取決於腫瘤發生的位置及分期,如果能夠早期發現,手術切除是最主要且有效的治療方式。陳佳宏醫師說,然而神經內分泌瘤與其他實體腫瘤有些不同,除了考慮腫瘤的分期,還需要評估腫瘤的分級,也就是細胞分化的程度。分化程度的好壞會影響治療策略和預後。

若腫瘤細胞分化良好,稱為神經內分泌腫瘤(Neuroendocrine Tumor, NET),這類腫瘤通常惡性程度較低。如果腫瘤細胞分化不良,細胞形態更具侵襲性且不規則,稱為神經內分泌癌(Neuroendocrine Carcinoma, NEC),這類腫瘤惡性程度較高,復發風險也更高。

神經內分泌腫瘤建議早期治療
圖/照護線上

「雖然神經內分泌腫瘤通常生長速度較慢,但是如果未能及時發現,腫瘤可能發生遠端轉移,散播到其他器官,讓狀況變得更棘手。」陳佳宏醫師表示,「若能及早發現,進行手術切除是比較單純且有效的治療方式,所以,早期發現和治療是相當重要的關鍵。」

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早期神經內分泌腫瘤在接受手術治療後,有較高的機會達到治癒。陳佳宏醫師說,晚期神經內分泌腫瘤的復發風險會大幅增加,術後通常需要搭配其他治療,例如體抑素類似物、化學治療、放射治療、標靶治療等,希望改善患者的預後。

體抑素類似物(somatostatin analog)可以有效抑制腫瘤釋放過量的內分泌素,例如胰島素、血清素等,幫助緩解臨床症狀,改善生活品質。陳佳宏醫師說,體抑素類似物也可以抑制腫瘤生長,幫助延長腫瘤惡化時間,延長無惡化存活期,對於無法完全切除或轉移性神經內分泌腫瘤相當重要。

體抑素類似物治療
圖/照護線上

傳統體抑素類似物採肌肉注射,一個月注射一次。目前有新型長效型體抑素注射凝膠,採深層皮下注射,且注射體積很小,僅0.5 ml,能夠降低注射時的不適。陳佳宏醫師說,由於患者需要長期接受體抑素類似物治療,新型長效型體抑素注射凝膠有助提升治療遵從性。若有些就醫困難或離島偏遠地區,在經過醫護人員的指導後,新型長效型體抑素注射凝膠亦可由患者帶回家施打,讓治療更便利。

筆記重點整理

  • 神經內分泌腫瘤是源自各種神經系統及內分泌系統細胞的腫瘤,可能發生在身體的多個器官。由於神經內分泌腫瘤可能會分泌各式各樣的內分泌素,常見症狀包括腹瀉、心悸、臉部潮紅、皮膚炎、潰瘍、氣喘等,但是也有些患者完全沒有症狀。
  • 神經內分泌腫瘤的治療方式取決於腫瘤發生的位置及分期,如果能夠早期發現,手術切除是最主要且有效的治療方式。
  • 早期神經內分泌腫瘤在接受手術治療後,有較高的機會達到治癒。晚期神經內分泌腫瘤的復發風險會大幅增加,術後通常需要搭配其他治療,例如體抑素類似物、化學治療、放射治療、標靶治療等,希望可以改善預後。
  • 體抑素類似物可以有效抑制腫瘤釋放過量的內分泌素,幫助緩解臨床症狀,改善生活品質。體抑素類似物也可以抑制腫瘤生長,延長無惡化存活期,對於無法完全切除或轉移性腫瘤相當重要。
  • 傳統體抑素類似物採肌肉注射,一個月注射一次。目前有新型長效型體抑素注射凝膠,採深層皮下注射,且注射體積很小,僅0.5 ml,能夠降低注射時的不適。若有些就醫困難或離島偏遠地區,新型長效型體抑素注射凝膠亦可由患者或家屬帶回家施打,讓治療更便利。

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