腫瘤是威脅台灣人民健康的頭號殺手,一開始在產生時,由於體積過小、檢測不易,
早期發現並不容易,若有技術能及早察覺並揪出病灶,將會是醫學界的一大變革。
黃升龍教授研究團隊
領先全球的高亮度晶纖寬頻光源
隨著攝影成像技術和電腦演算技術的不斷進步,
生物影像分析已成為醫學研究和疾病診斷一個不可或缺的工具,
台大電機工程系暨光電工程學研究所教授黃升龍,便以此技術領域為基礎,
帶領研究團隊研發非侵入式的「高速次微米三微斷層掃描儀」,
替台灣醫學界帶來創新的預判與診斷技術。
黃升龍教授解釋,「以往惡性腫瘤尺寸要到一毫米才能發現,但透過儀器,
不用切片檢測,只需以光照皮膚表皮層,癌細胞即使小到零點零一毫米也能驗出。」
讓皮膚癌早期診斷可有高達90%的準確率,而這一重大突破背後最大功臣,就是高亮度晶纖寬頻光源。
不必切片檢測,透過「高速次微米三微斷層掃描儀」光照皮膚表皮層,癌細胞也能檢驗出來
「原創高亮度晶纖寬頻光源是我們的獨門絕活。」為什麼亮度會特別高呢?
黃升龍教授指出「一般玻璃纖維的原子是亂數排列,我們則是把晶體拉成絲,
再用另外一層玻璃把晶體光纖包覆起來,再做拋光研磨,因為原子呈周期性排列,
這種材料特別強壯,可有效散熱並大幅提昇寬頻光源效率,放到成像系統,可以做各種高速、高解析應用,包括高功率雷射。」
技轉安盟生技拓展更多應用可能性
當然如今的技術突破並非一蹴可幾,可是長時間累積下來的成果,
尤其這些硬體早在20多年前就已進行開發,直到科技部推動AI創新研究計畫,
讓黃升龍教授研究團隊直呼「太棒了!」
可以藉由「對具細胞解析度之三維光學斷層影像做深度學習」計畫,
讓斷層掃描儀器導入AI學習,認識細胞核的分布及形貌,進而協助醫生看懂醫療影像,
提高皮膚癌、紅斑性狼瘡等疾病的診斷正確率。
「高亮度晶纖寬頻光源」是黃升龍教授研究團隊的獨門絕活
這項為期四年的計畫,黃升龍教授指出前兩年重心放在軟硬整合,
第三年將與國內醫學中心啟動大型臨床試驗,作為第四年國際臨床試驗的重要參數。
「AI需具備大數據分析與深度學習等技能,否則無法憑影像判斷是否為皮膚癌」,
但構建大數據不是一件容易的事,一是活體數據量的取得有難度,二是醫生行程相當忙碌,
沒有足夠時間在這些數據資料庫做精確標記,所以研究團隊想到變通方法,
先請有醫學背景的助理標記,再請醫生複查,成功將準確率提升至90%。
經由「軟硬整合」,斷層掃描儀器導入AI學習,可以辨識細胞核的分布及形貌
「AI用於生物醫學影像的方向是對的,但需要更多科研資源投入」,
黃升龍教授認為整合醫師和工程師有其必要,因此2014年已將生醫光電研究成果,
技轉出去成立安盟生技,如今打造的光學同調斷層掃描OCT技術平台和醫療影像分析系統,
正是以晶體光纖寬頻光源為技術核心,未來除了用來偵測皮膚癌,
也希望藉由深度卷積神經網絡及三維細胞成像技術的持續精進,延伸到心血管及腸癌檢測,
幫助醫生能對人體腫瘤暨心血管內斑塊做出更準確的風險評估。