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Ｘ光成像對比大突破

97/02/04 20497

蔡永彬｜臺灣大學新聞研究所

2004 年初的《自然》（Nature）期刊上，有篇標題是〈What a Contrast！〉的報導，內文描述Ｘ光在「相對比成像」方面的突破。利用物體折射率的不同，使Ｘ光可以看到原本無法看清楚的結構，也正是中研院物理所胡宇光教授的研究。

現在一般醫院的Ｘ光照相，只能看到大尺寸、高密度的硬組織，對於體積小或密度低的物體，辨識能力卻不盡理想。胡教授利用物體邊緣折射率不同，發展出新的Ｘ光成像技術，不但增加成像對比，也可以加強聚焦能力和解析度。

胡教授表示，這項新技術成功結合了「高解析度」、「高成像對比度」與「取像速度快」3 個優點。他曾利用這個技術清楚地看到果蠅腦部（軟組織），甚至果蠅複眼上的纖毛等「細微結構」，突破過去只能看到骨骼等硬組織結構的限制。他指出，這項技術的取像速度和最終可達到的解析度，可以比現在醫院的Ｘ光機高 1 萬倍，應有打入醫療設備市場的可能。

胡教授舉癌症為例，目前Ｘ光能探測的最小腫瘤約為 3 毫米（mm），這項新的成像技術已可以檢測到小於 1 毫米的初期腫瘤，越早發現治癒率將越高。其實若不考慮輻射劑量的問題，這項技術還可輕易達到微米（μm），甚至相當於人類頭髮直徑的十萬分之一，也就是奈米的解析度。

這種技術也可以結合電腦 3D 成像，觀察、追蹤生醫用途的奈米粒子在動物體內的傳輸情況。因此，除了幫助癌症的早期檢驗外，高速、高解析度的Ｘ光成像也能觀察抗癌藥物在身體內的傳送，並監控奈米顆粒與腫瘤對抗的過程，提高癌症治療的靈敏度及準確性。

此外利用微聚焦的Ｘ光束，更可以在進行癌症放射線治療時，提高對腫瘤的殺傷效果，並減低對正常組織的傷害。胡教授預估，這項技術 3 年內應可做完動物實驗，5 到 10 年內應該就可應用到人體醫療上。未來在國家同步輻射研究中心旁邊也可以蓋附設醫院，利用同步輻射光源進行精準的放射線治療。奈米科技發展面臨的一個嚴重問題是：缺乏直接卻又非破壞性地觀察奈米尺度結構的方法，而這項技術提供了一個有用的解決方案。除了醫學上的應用外，胡教授也提到利用它「切開」化石，偵測微小化石內部的狀態或成分，已經對考古研究產生很大的貢獻。

深度閱讀

W.L. Tsai, P.C. Hsu, Y. Hwu, C.H. Chen, L.W. Chang, J.H. Je, H.M. Lin, A. Groso & G. Margaritondo (2002) Building on bubbles in metal electrodeposition. Nature, 417, 139.
胡宇光、楊宗燁、王長海、施元丁、諸丁鎬、G. Margaritondo (2005)Ｘ光相對比高速高解析度顯微術的原理及應用，科儀新知，149，7-19。
J.Y. Chen, D.J. Bottjer, E.H. Davidson, S.Q. Dornbos, X. Gao, Y.H. Yang, C.W. Li, G. Li, X.Q. Wang, D.C. Xian, H.J. Wu, Y.K. Hwu, and P. Tafforeau (2006) Phosphatized polar lobe-forming embryos from the precambrian of Southwest China. Science, 312(5780), 1644-1646.

資料來源

《科學發展》2008年2月，422期，75頁

腫瘤(42) 同步輻射(22) 科發月刊(5221)

Ｘ光成像對比大突破

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