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■陳志峯(左)及謝堅文(右)表示,即使人體只有微量癌細胞,ATOM技術亦有助快速發現。曾慶威 攝
用脈衝激光捕捉影像 辨認初現極小量癌細胞
香港文匯報訊(記者 歐陽文倩)癌症可怕之處,在於往往難以及時發現。有見及此,香港大學工程學院為首的跨學科研究項目,透過結合光纖光學和激光技術,研製高速、準確及有效率的細胞光學顯微成像技術「ATOM」捕足細胞圖像,速度較現有系統快1萬倍,且圖像十分清晰,連數十億個血液細胞中有1個癌細胞亦能辨識出來。這技術有助醫學界於癌症初現、人體只有極小量癌細胞時即可作出診斷。
領導ATOM(非對稱探測時域展寬光學顯微成像術)研究的港大工程學院電機電子工程系助理教授謝堅文表示,日常生活中捕捉快速移動的影像,速度和清晰度兩者不可兼得,只能二擇其一,在醫學領域裡也面對同樣問題,「尤其是細胞發出來的光很微弱,所以需要更強曝光」。
攝影打散編碼再傳遞
有見及此,研究團隊善用每秒閃光頻率高達1,000萬的脈衝激光(Pulsed laser)捕捉影像,並透過光柵(Diffraction grating)把白光「打散」成紅到紫的色譜,再用不同光顏色記認影像位置,然後把這些「已編碼閃光」透過逾10公里長光纖傳遞至處理器。
判斷細胞類別助診斷
不同顏色的光速度不一,故「已編碼閃光」在跑10公里馬拉松的時候會分出先後,再結合紋影成像(Schileren photography)技術,即可快速、清楚地拍攝透明細胞,以及看到內部結構。當專家用處理器讀取細胞光吸收度及折射率時,即可判斷細胞類別,用作診斷疾病指標。
成本六七十萬較便宜
現時一般COMS相機成像速度僅每秒2.3萬張,只能捕捉每秒2米流速的影像。ATOM則能掌握每秒10米流速,速度與「百米飛人」相若,每秒可捕捉10萬個細胞圖像,系統成本亦只是六七十萬元,較市面上逾百萬元的儀器便宜。
參與研究的醫學院兒童及青少年科學系首席教授陳志峯表示,現時檢視癌細胞要靠熒光劑,有一定限制,但ATOM則有助醫療人員快速檢視大量細胞,並更準確及更高效地識別流動血液中的早期癌細胞。他又表示,該技術可用來檢視癌症病人康復情況,更準確地了解體內殘餘癌細胞數量,以制定適當治療方案。
不過,謝堅文表示,有關研究仍在初步階段,要到真正使用於醫學界,可能還要等待數年,「我們只是研製了這台儀器,未來會研究高效能運算處理器,以處理圖像數據」。
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