【馴光記】追逐病灶的光 本地研發新激光掃描技術 - 明周文化

【馴光記】追逐病灶的光 本地研發新激光掃描技術

撰文: 佟鎮南     攝影: 梁俊棋

22 Jan 2018

2017年4月,香港大學電機電子工程系謝堅文副教授的團隊,成功研發新型激光掃描技術FACED。原理是利用一對經微調校至有百分之一度(0.01°)偏差的平行平面鏡(又名無窮鏡,Infinity Mirror)利用多重光反射原理,解決過去在光纖傳輸上超過99.999%光損耗的缺點,令成像速度較現有掃描技術快超過一百倍,圖像解析度大幅提升。

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FACED快速激光掃描技術,以每秒百萬至千萬行高速掃描,毋須採用機械操縱反光鏡;換言之,是突破了物理慣性的限制。(圖片由香港大學提供)

FACED這嶄新技術有助開拓基礎科學研究新範疇,尤其是應用於發展新一代高速生物醫學顯微鏡,用於常規醫學診斷,實現有效準確診斷疾病,以及於更早期發現例如癌症的病變以及腦疾病等。激光影像掃描亦可廣泛應用於其他不同領域包括光學科研顯微鏡(用於生物或材料科學等),或工業生產用自動化機械視覺等。

謝博士說:「新激光掃描速度比現有技術高出一百倍,更重要是無損圖像解析度。應用於涉及龐大影像數據的需求分析,例如生物醫學研究及診斷的細胞分析儀技術,利用FACED激光影像,可提供高效率及深入單細胞分析。」

研究團隊將FACED影像掃描系統配合微流體技術,成功研發高解析度單細胞成像分析儀。此儀器每秒可捕捉一萬至十萬個單細胞圖像,比現有尖端技術快百倍。其高速影像掃描可望用於早期癌症診斷,從億萬正常血液細胞中,高速及有效地分辨罕見癌細胞。

新技術又可應用在其他生物顯微領域,例如組織病理學中大量常規切片掃描及診斷,或海洋生物學中,於海水中篩查引致「藻華」(俗稱紅潮)的單細胞微藻類。另外更可用作各種高速生物動態檢視,例如神經元信息傳送模式,藉以解構大腦的複雜結構與疾病原理,了解腦退化症或思覺失調等疾病的成因和病態發展等。

這項研究成果已發表於《光:科學與應用》2017年一月刊。

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FACED激光掃描技術可應用於發展新一代高速生物醫學顯微鏡,用作單細胞成像分析。(圖片由香港大學提供)

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傳統激光掃描速度受制於機械物理學中「慣性」現象。(圖片由香港大學提供)

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