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【裘槎科研獎】中大學者製「神眼」 掃描腦眼不傷身

2019-12-20
■周仁杰將利用科研資金,開發「反射模式層析相位顯微鏡」。 香港文匯報記者 攝■周仁杰將利用科研資金,開發「反射模式層析相位顯微鏡」。 香港文匯報記者 攝

顯微鏡猶如一道奇妙的門,讓人類能夠走進微觀世界探索。中文大學生物醫學工程學系助理教授周仁杰,憑茈學衍射層析顯微技術的學術成就,榮獲「裘槎前瞻科研大獎2019」,助其開發精確度、安全性遠超X光的「反射模式層析相位顯微鏡」。該顯微鏡可為單個細胞建立實時3D模型,亦能直接掃描大腦、眼睛等重要器官,新技術不僅能夠看得更「細」,亦能看得更「遠」,有助及早發現阿茲海默症、視覺退化等病症。

醫療系統常用的人體掃描成像技術,使用起來諸多限制,例如X射線電腦斷層掃描(X-ray CT)所釋放的輻射,可能損壞人類DNA結構,故不能直接照射大腦、眼睛等敏感器官;短時間內多次使用亦會對人體造成傷害。現今技術中,也沒有掃描技術能夠實時反映活體動物細胞情況,以致錯過治療病變細胞的黃金時機。

為補足現時掃描技術的弊端,周仁杰計劃以裘槎基金會提供的500萬元科研基金,開發全新「反射模式層析相位顯微鏡」,該顯微鏡先向目標物發出「白光鐳射」,並從側面發出「干涉光」,利用光的「干涉原理」逐層掃描目標物,最後演算出立體的3D圖像。

1秒鐘30張 「畫質」勝X光千倍

新技術得出的3D圖像有如動畫片般,以1秒鐘30張的速度呈現單一細胞的即時動態,其精確度誤差只有1納米,解析度則是亞微米級、比X光高1,000倍。周仁杰說:「我們可以根據單一細胞的形狀、機械特性,從而判斷是否出現細胞癌變、甚至擴散的跡象」,未來更可配合機器學習技術,預測懷疑病變區域。

該顯微鏡具高分辨率、高精確度、實時成像等優勢,更屬非侵入性,即病人不需要注射顯影劑、也不需要切除任何組織,即能進行掃描。另由於顯微鏡是利用白光而非X光,使用時不會發出輻射,能直接照射大腦等敏感器官,有利於包括阿茲海默症等預防檢測、長期觀察等多種用途。

周仁杰預計,顯微鏡能夠在5年內成功開發,進行臨床試驗則需要5年到10年的時間。他表示,未來普及後顯微鏡變得像眼鏡店驗光儀般,只把頭伸進去就能夠診斷眼角膜、視網膜的細胞,甚至能將顯微鏡鏡頭設置在內窺鏡上,檢查人體各個器官。 ■香港文匯報記者 詹漢基

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