光生物調節療法與 COVID-19:為什麼設備選對很重要?

(本文由中華全齡人生健康促進協會授權轉載)

A graphic illustrating the relationship between photobiomodulation therapy and COVID-19, featuring an artistic rendition of lungs and coronavirus particles, along with text addressing the importance of appropriate device selection for effective treatment.

2019年在全球引發大流行的 COVID-19,暴露了傳統治療手段的不足,特別是在早期缺乏疫苗與有效藥物時,更是造成了生活型態的極大改變及人們的恐慌情緒。光生物調節療法(PBM)以紅光與近紅外光為基礎,透過皮膚深層照射影響線粒體功能,啟動身體的免疫調節與修復能力。本研究為應用 PBM 在急性 COVID-19 及長新冠治療的案例研究,或可作為未來相關疾病的應用參考。

這篇文章內容摘要自論文《光生物調節在COVID-19治療中的新興角色》,探討建議使用的儀器是否真的具備治療的潛質。

論文來源:Williams, R. (2023). The Emerging Role of Photobiomodulation in COVID-19 Therapy – Part I. Medical Research Archives, 11(8). doi:10.18103/mra.v11i8.4029

為什麼要用光來幫助 COVID-19 復原?

新冠肺炎不只影響呼吸系統,還會引發全身性發炎、讓血液循環變差、細胞能量下降,讓許多人在急性期很痛苦,甚至在康復後還持續有咳嗽、喘、疲勞、腦霧等「長新冠」症狀。

光生物調節療法(PBM)利用特定波長的紅光(600–700nm)與近紅外光(800–900nm),能穿透皮膚直達細胞內的「發電機」——粒線體。當光被粒線體吸收後,會啟動一連串反應:

產生更多能量(ATP)

細胞更有力氣進行修復。

釋放少量活性氧(ROS)與一氧化氮(NO)

在能量提升的同時,會釋放少量活性氧與一氧化氮。

雖然活性氧過量的情況下會對身體造成傷害,但是在適當劑量下,活性氧反而是「細胞的修復訊號」,告訴免疫系統該降溫了,幫助它「冷靜下來」,不再過度攻擊,並且促進組織修復。

一氧化氮則可以促進血管擴張、改善血流,幫助氧氣和營養送到需要修復的地方。

研究中也整理了多篇基礎研究,推論一氧化氮能夠抑制多種 RNA 病毒的 RNA 合成與複製,其中也包括冠狀病毒家族。它的作用方式可能是干擾病毒複製所需的酵素活性,或改變細胞內的環境,使病毒複製效率下降。因此推論光生物調節釋放的一氧化氮,可能有抑制病毒複製的潛力,讓病毒不容易在體內快速擴散。

這些作用加起來,就像在給身體做一次「有效的充電」,不只是幫細胞補足能量,還協助恢復正常運作,讓身體更快回到健康狀態。

PBM 主要透過刺激線粒體內的細胞色素 C 氧化酶(CCO),增加 ATP 產生、釋放活性氧(ROS)與一氧化氮(NO),以達到免疫調節與抗病毒的效果。

研究怎麼做?

研究團隊使用的是專門設計的柔性 LED 光墊,能發出紅光(600–700nm)和近紅外光(800–900nm),將光能量有效傳送到肺部與免疫系統相關區域。治療時會將光墊放在胸口和鼻子周圍,每次 20–30 分鐘,一天一次,連續 3–5 天。

為了確保肺部深層仍能達到有效劑量,團隊先計算光在皮膚、肌肉、肋骨、肺組織中的穿透率,再反推表面所需的能量。

結果表明,表面能量密度設定為 40 J/cm²,穿透後肺部深層仍可保留 至少 0.5 J/cm² 的能量,足以刺激線粒體啟動修復反應。

研究採用文獻與光學模擬數據,分析皮膚至肺部多層組織的吸收與散射係數,先計算紅光與近紅外光的有效透過率,再反推所需的表面劑量。依此設定表面能量密度 40 J/cm²,在考慮穿透衰減後,確保肺部深層的實際到達劑量仍 ≥0.5 J/cm²,以達到線粒體刺激所需的生物效應門檻。

論文中使用的設備參數細節如下:

  • 使用的設備為柔性 LED 陣列
  • 發射波長落在 600–700nm 與 800–900nm
  • 表面能量密度設定為 40 J/cm²,以確保肺深層劑量 ≥ 0.5 J/cm²
  • 使用可變頻脈衝(PWM)控制皮膚溫度不超過 43°C

為什麼儀器的「有效性」很重要?

光生物調節療法(PBM)要有效,不只是「有光照到身體」就好。這篇研究花了很多篇幅在驗證設備參數和設計,它們直接決定「光」是否能穿透到足夠的深度,並且擁有足夠的能量啟動粒線體(就像幫手機充電一樣,如果電壓或電流不足,電就永遠充不進去)。

研究從四個方向驗證設備的有效性:

  1. 光要能深入到肺部
    • 不是每種光都能穿透皮膚、肌肉、骨骼到達肺部。
    • 研究精挑 600–700nm 的紅光和 800–900nm 的近紅外光,因為它們的穿透率最好,能把光能量送進深層組織。
  2. 劑量要精準計算
    • 研究先計算光穿過皮膚、肌肉、肋骨後會損失多少能量,再反推表面要輸出多少才夠。
    • 結果設定表面能量密度為 40 J/cm²,確保肺部深層至少收到 0.5 J/cm²,達到啟動粒線體的最低門檻。
  3. 治療安全性控制
    • 長時間或高能量照射會讓皮膚升溫。
    • 研究用「可變頻脈衝控制」技術(PWM),讓皮膚溫度保持在 43°C 以下,確保安全又有效。
  4. 設備設計與臨床應用的連結
    • 使用柔性的 LED 光墊,可以緊貼胸口與鼻竇區,覆蓋大面積,確保更多光進入目標區域。
    • 研究把這樣的設計與臨床數據對照,發現患者的恢復速度與設備的參數設計息息相關。

照光後,病人變化怎麼樣?

在這次研究中,主要觀察的是 50 位急性 COVID-19 病人。結果很明顯:

  • 大部分人在 3 天內症狀就明顯減輕,多數人在 5 天內完全康復。
  • 沒有人需要用氧氣,也沒有人後續出現「長新冠」。

另外,研究團隊在其他臨床案例中,也觀察到 超過 200 位長新冠患者(不是這次研究的主要對象)使用同樣原理的照光治療後,呼吸比較順了、體力回來了、睡眠變好、情緒也穩定了。雖然這部分不是正式的研究數據,但顯示這種療法不只急性期有幫助,對長新冠的改善也可能有潛力。

臨床數據顯示,急性期患者的氧合指數和症狀量表(Borg、VAS)顯著下降;長新冠患者部分屬於延伸臨床經驗報告,在多系統症狀(呼吸、神經、心理)都有統計學顯著改善。

詳細機制與療效分析將在下篇說明。

建議什麼時候使用光生物調節治療?

光生物調節療法的效果,和介入的時機有很大關係。
如果是在剛確診 COVID-19 的時候就開始使用,越早介入,越能幫助身體縮短病程、降低出現重症的風險。很多人在治療後,呼吸不會那麼急促,整體體力也恢復得比較快。

另一個適合使用的時機,是當你已經康復但出現了長新冠症狀,像是動一動就喘、容易疲倦、腦袋常常一片空白、睡不好,甚至情緒低落。這些症狀有時會持續好幾個月,而光生物調節療法有機會幫助改善這些狀況,讓生活品質回到正軌。

當然,這項治療必須在醫師評估後進行,而且要選擇有醫療器材認證的設備,才能確保安全與效果。千萬不要隨便購買來路不明的光療產品,因為波長、能量和照射方式不對,不但可能沒效果,還可能造成皮膚或組織損傷。

最後提醒:光要用對,才能真正幫助身體復原

光生物調節療法的安全性高,能與其他治療並行,對 COVID-19 的急性期與長新冠都有幫助。但要發揮最佳效果,必須在專業醫師評估下進行,並且使用有醫療器材認證的設備,確保波長、能量與照射方式都正確。

如何選對儀器很重要

  • 照射面積要能覆蓋胸口、頸部淋巴與鼻竇區
  • 要有醫療器材認證(如台灣衛福部、美國 FDA、歐盟 CE 醫療認證)
  • 波長必須落在臨床研究支持的 600–700nm 與 800–900nm
  • 功率與能量輸出要穩定,才能保證療效
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