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藍光顯微鏡開啟光碟機藍海市場

整理/胡湘湘 照片提供/工研院

工研院研發的藍光雷射掃描顯微鏡技術,將原本只能看影片的光碟機變身為影像診斷醫療器材,不僅成為個人化預防醫學的利器,也將為光碟機產業創造另一塊藍海市場!

台灣,曾經是光碟機王國,每10台光碟機中,就有1台是來自台灣,但隨著高速網路、雲端、隨身碟等技術的出現,光碟機逐漸被取代,過去盛極一時的光碟機廠商也面臨轉型的挑戰。工研院研發創新的技術「藍光掃描顯微鏡(Blue-ray Scanning Microscopy, BSM)」,是利用藍光光碟機的雙物鏡光學頭加以改造,可讀取生物樣品螢光顯微影像,並解決傳統雷射掃描無法定址、重複觀測分析的瓶頸,這是工研院繼帶動台灣光碟產業發展後,結合光電與生醫科學領域應用,為我國光碟機產業開發創新動能,進入生醫科學領域的新契機。

根據工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK)研究報告指出,全球分子影像市場穩定成長,預估到2018年將達53.8億美元,其中光學分子影像技術因技術成熟性提高,深具成長潛力。工研院結合ICT技術在醫療電子器材應用,讓一台上千萬的顯微鏡變得相當平民化,把光碟機的技術應用在生物螢光顯微影像上,使光碟機產業在醫療器材市場上找到新的應用領域。

目前市面上最先進的顯微鏡技術稱為雷射掃描共軛焦顯微鏡(Laser Scanning Confocal Microscopy, LSCM),是近代生物醫學影像儀器的最重要發展之一,採用螢光顯微雷射掃描裝置,以紫外光或可見光激發螢光探針,利用電腦進行影像處理,從而得到細胞或組織內部微細結構的螢光影像。

不過,目前醫師或研究人員在操作傳統雷射掃描共軛焦顯微鏡觀察細胞影像時,最引以為苦的莫過於每次都需費時手動尋找觀測細胞並進行對焦,費時且傷神,工研院電子與光電研究所所長劉軍廷領導的團隊深知醫生及研究人員之苦,他強調,工研院投入研發的藍光雷射掃描顯微鏡具數位化坐標定位功能,解析度達0.38mm高精度,可輕易對焦定位,加上其小巧輕便、價格較低、易操作等優點,不僅解決現行影像對焦不易問題,也為生物螢光顯微影像檢測打造新的里程碑。



關鍵技術 創新藍光掃描新契機

簡單來說,藍光雷射掃描顯微鏡比雷射掃描共軛焦顯微鏡更先進之處在於增加定址功能,傳統雷射掃描共軛焦顯微鏡觀察細胞影像時,因為倍數放大到數千萬倍很難迅速找到正確目標物進行重複觀測分析,有時不慎跑離目標物,幾乎就無法再找到原來觀察位址。藍光雷射掃描顯微鏡的「定址」功能就像是治療癌細胞的標靶藥物,可以精確讀出更細微的細胞影像,也就不再有找不到目標物的困擾。

更重要的是,現有市面上雷射掃描共軛焦顯微鏡一台造價動輒上千萬元,價格不斐,工研院利用現成的光碟機讀寫頭技術,所研發出具數位化坐標定位功能的「藍光雷射掃描顯微鏡」,以不到雷射掃描共軛焦顯微鏡百分之一的造價,提供絲毫不遜色於雷射掃描共軛焦顯微鏡的技術,可以降低顯微鏡的成本,協助台灣光碟機產業邁入生醫領域,並促成生醫與科技產業跨界合作,提高產品附加價值。

工研院表示,藍光掃描顯微鏡目前已系統化布局多項國內外專利,在不久的將來將執行原型機製作及推展試用,此舉不啻為台灣生醫光電產業打造新的契機。

過去10年,工研院為讓國內光碟機產業掌握關鍵技術,已經成功掌握藍光讀寫頭的技術,因此可將技術運用在生物顯微鏡上。劉軍廷進一步指出,藍光雷射掃描顯微鏡技術即是利用藍光光碟機的雙物鏡光學頭及制動器連動,加以研製成以藍光掃描讀取生物細胞螢光影像,並加入了定址(registration)伺服功能,當檢測細胞樣品的任一「點」皆對應一「位址」,如此讀細胞影像時如讀光碟片一樣便利快速,並可重複掃描同一位置影像,且當外在因素被迫中斷掃描,仍可對原影像進行重建、接續掃描、多波長或多模式影像融合等優勢。

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