清華大學:3D數位生醫組織病理影像技術-3D影像 診斷更精準

當腫瘤醫學與癌症用藥,皆有眾多劃時代的進展,在全球,癌症仍是每年奪去人命的首要殺手,原因常在於病理診斷工作, 雖有許多先端設備的輔助,但受限於病理師培訓不易,人為誤差與診斷耗時,成為亟待突破的一大鴻溝。

3D影像讓病灶無所遁形

「2016年,美國FDA正式發佈『數位病理指引』,可以預見全球在數位病理技術的相關法規,將會逐漸完備,是將這項3D數 位生醫組織病理影像技術推出的時機了。」清華大學生命科學院副院長楊嘉鈴說。楊嘉鈴指出,目前的腫瘤病理切片,只能 取得局部的切面影像,再由病理師判斷,一來受限於病理師的訓練與個人經驗,更重要的是切片時不見得剛好取得癌細胞,誤判變得在所難免。

「這項技術的特點,就是可以將整個病理組織變得透明,並透過連續自動掃描、切片深度擴充,以及多疊影像的數位縫補, 得出全景的3D數位影像,不但解析度高,連微小的血管增生都無所遁形,可以讓診斷更精準,也更快速。」楊嘉鈴表示,清 大生科院團隊這次送件申請教育部「新型態產學研鏈結計畫」,就是希望結合臺灣資通訊產業的領先技術,建構全球第一個 3D數位病理影像的雲端大數據資料庫。


在雲端資料庫的建置下,未來,病理師在做病理診斷時,不但有完整的病理組織圖像,更可透過標準化作業流程,追蹤病理分析、用藥狀況與療效評估,改變全球醫療院所的病理判讀現況。

豐富科研成果,擴大應用範圍

身為全臺第一個成立生命科學院的學府,結合數位影像與生物資訊的研究,向來是清大生科院的重點方向。 重量級的國際研究成果,包含2004年起藉由教育部五年五百億計畫成立的「腦科學研究中心」,所逐年建構的「果蠅腦神 經圖譜」,除了曾獲美國《紐約時報》(The New York Times)大篇幅報導,在相關研究的引用率更達9成。


負責主導果蠅神經圖譜的建置,同時也是3D數位生醫組織病理影像計畫共同主持人的中研院院士清大生科院院長江安世表 示,果蠅腦的神經圖譜,是研究人腦的前哨站。一旦知道腦傳遞訊息的奧祕,未來人們可能透過腦的控制,除了提升學習能 力、記憶力,甚至可以自我修復疾病。


「如果能將腦神經的運作模式,應用在電腦運算上,當電腦的運算不再是0和1,人類的未來也將有截然不同的想像。」擁有 電機博士學位,擔任此計畫協同主持人的清大光電工程所助理研究員林彥穎補充道。


「生命科學的研究,不僅在個人生命,被人類破壞殆盡的地球生態,也是清大生科院關注的重點。」清大分子與細胞生物研 究所所長張大慈分享,這項計畫第一階段的重點,雖然放在腫瘤醫學的病理診斷,未來在結合清大「生物資源保種研究中 心」的資源下,不但可以讓臺灣的生態保育研究與國際接軌,從動、植物,甚至礦物所累積的龐大數據庫,也將成為更多創 新產業與研究可以汲取的寶庫。

25年深耕,如今生根

目前,這項計畫除了取得超過20項國際發明專利,並配合將基礎研究突破,轉譯到實際產業應用的臨床醫師與專業人才,將 實驗室的技術轉化為產業需求。計畫主持人楊嘉鈴表示,這項研究計畫嚴格來說,已經進行了25年,從1991年生科院成立, 在1998年得到教育部生技產業人才培育計畫的挹注,快速進到技術開發的階段,並在過去10多年間,得到教育部、國衛院、 科技部多項計畫的肯定,但在產業應用上,這個團隊才剛上路不滿3年。


「生命科學研究,本來就是一種跨域的整合,加上張大慈教授過去即主導許多生醫產業的產學合作與就業輔導,產學研鏈結的經驗豐富,專利佈局也已經完成。但因法規建置還在初期,所以保守預估在4年內推動衍生企業。」楊嘉鈴指出,這項計畫 最重要的任務,還是延續以往清大生科院在人才培育的宗旨,盡量將具創意的年輕學子納入團隊,為我國生醫產業建立突破 性技術,並提供ICT產業轉型契機。清大生科院副院長楊嘉鈴。

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