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台灣、韓國、瑞士團隊建功
前述相對比顯微技術的發展,可歸功於台灣、韓國以及瑞士三地所組成的研究團隊。這個團隊一方面快速將此顯微技術發展至簡易可行的境界,同時也與中鋼公司、大同工學院等其他國內外研究單位合作,進一步拓展應用此項技術於不同的研究領域。相關的研究成果,除已在2002年5月於《自然》雜誌上發表研究成果外,上星期出版的《自然》雜誌也再度對此項技術在血管造影方面的貢獻,主動作了相當的報導。」
應用優點1.:直接觀察物體內部微小的深層結構
應用簡化的成像機制,再配合同步輻射X光源,除了可大幅提昇X光照相的解析度外,同時並縮短了取像所需的曝光時間。擷取速度的提升不只是單純的節省了實驗的時間而已,更重要的是它開啟了許多前所未見、匪夷所思的研究可能性。由於相對比X光成像可以在極短的曝光時間下(千分之ㄧ秒內),取得解析度遠比傳統X光照相高出數千倍的動態影像,故可用以直接觀察物體內部微小的深層結構。
例如,我們目前成功取得活體細胞三度空間的活動影像、以及幾近即時顯微斷層重建等,這些都是熟悉X光功能的專家所無法想像的應用。此外,利用顯微技術透視電鍍槽,也可直接觀察電鍍時鍍膜中微小缺陷的形成過程,發現針狀的金屬鋅竟然可以在看似不導電的氫氣氣泡表面上成長(圖一),而形成鍍層微觀缺陷。
應用優點2.:高診療準確度、大幅降低輻射劑量
除了提供材料科學研究一個高速、高解析度非破壞性的顯微工具外,相對比X光顯微技術還有更廣泛的用途。譬如在醫療上,高解析度和高成像對比可以提前檢測出初期腫瘤及其伴隨的組織變化,以達到高診療準確度及時效性。同時,這個技術也可大幅降低X光照相和斷層掃描的輻射劑量,這點也是使用同步輻射光源進行醫療用乳房診斷攝影的主要依據。
應用優點3.:不需注射顯像劑
利用相對比的即時高解析度X光顯微成像技術,我們也證實了優越的相對比可以直接觀察到動物體內的血管及微血管,而創造了不需顯像劑(contrast
agent)的血管造影術(圖二)。顯像劑的注射是心臟血管造影術造成病患死亡的最主要原因,如能避免使用,將可有效降低致命率及病患接受手術時的痛苦。對細微血管的直接觀察,也對腫瘤診斷、阻截(其形成時會伴隨大量微血管滋生)等醫學研究,有相當的助益。
在未來幾年間,預期此項研究的重點將在於繼續提高顯微影像的解析度、及取像的速度。利用尖端的微結構製造方式,製造出具有高解析度以及聚焦放大等功能的X光透鏡(圖三),而可望將X光顯微技術的解析度,再提高十倍以上,達到可直接觀察奈米結構的程度。將來,配合高速的取像及X光優異的透視功能,可使X光顯微術進入奈米科技及微觀動態的世界。
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