香港大學成功研發最新細胞光學成像技術ATOM助檢測人體中極少量癌細胞及早期癌細胞病變

以香港大學(港大)工程學院為首的跨學科研究項目，成功結合已有的光纖光學和激光技術，研製出高速、準確及有效率的細胞光學顯微成像技術 --- 「非對稱探測時域展寬光學顯微成像術」（簡稱ATOM），以快於現有技術達10,000倍的速度捕捉細胞圖像，即使是人體中只出現極少量癌細胞也可以檢測得到，有助更精確的醫學診斷。

傳統醫學實驗室一般運用流動細胞儀（Flow Cytometry），以血液中不同細胞的數量來辨識不同的病理，但往往只能從數據上分析細胞種類及數量，未能有效地掌握每個細胞的特徵。ATOM配合流動細胞儀，能同時間成功拍攝流動速度高達每秒10米的超快移動活體細胞（如血液細胞）的高清晰影像，等同於每秒捕捉100,000個細胞圖像，比任何現有普遍CCD/ CMOS攝像技術快1,000至10,000倍。除了高速，此研究技術更能在短時間內處理大量生物樣品的信息及數據，有效辨識每一細胞的特徵，有助在血液樣本中發現早期癌細胞病變，以及加強化療後復發檢測準確度。相關技術亦可應用於工業用途，快速檢測物品表面的缺陷，於高速連續生產線上提供品質管控。

研究團隊由工程學院電機電子工程系(同屬醫學工程)的謝堅文博士領導，其他主要成員包括機械工程系岑浩璋博士、電機電子工程系黃建業博士及李嘉誠醫學院兒童及青少年科學系首席教授陳志峯教授等。

謝堅文博士說：「生物醫學及醫療科技是港大工程學院策略性科研領域之一。過去幾年，我們致力進行生物醫學工程研究，尤其是生物醫學成像技術。研究團隊重點研發的項目之一，是超高速及高對比度細胞成像技術ATOM，研製ATOM的過程極具挑戰性，然而其功能在高精度及高通量篩選的臨床診斷和基礎生命科學研究是必要的。例如，現有的成像技術無法有效地從一滴包含了數百萬甚至數十億個細胞的血液中發現那些微量的癌細胞; ATOM超快速成像技術卻能對早期癌症或化療後復發的檢測起了關鍵的作用，並能在癌症早期診斷中扮演重要角色，我們對這項新技術的主要後續研究亦將會朝著此方向繼續發展。」

陳志峯教授補充說：「ATOM是成像技術領域的一個重要發展，它可以讓醫療人員超快速地檢視大量細胞。由於細胞的動態與人體疾病息息相關，此技術有助更準確及更高效地識別流動血液中的早期癌細胞。ATOM的發展和應用為未來的生物醫學診斷帶來了很大的幫助及希望。」

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Caption :
The imaging speed of asymmetric-detection time-stretch optical microscopy (ATOM) Camera (left) in capturing ultrafast-flowing cells is 26 million frames per second, much faster than 23 thousands frames per second of the existing CMOS Camera (right).

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