• 技術名稱
  • 順應式同步多頻率擴散光學斷層造影系統
  • 計畫單位
  • 國立中央大學
  • 展區位置
  • 僅供線上展示
  • 聯絡人
  • 李昱陞
  • 電子信箱
  • jj5010560105@gmail.com
技術說明 乳癌是全球女性(包括台灣)好發性惡性腫瘤,在女性腫瘤中發生率第一、死亡率第四;乳癌早期發現(篩檢、診斷)早期治療為其關鍵;目前臨床常規醫學影像設備,如X光乳房射影、超音波及核磁共振 等,分別有有輻射疑慮、擠壓式量測造成疼痛、人為操作影響及價格昂貴 等個別問題。本技術設計開發俯臥順應式環形掃描檢測平台,結合同步多頻率頻域式光學量測技術,基於個別組織 (如皮膚、肌肉、脂肪等)光學特性差異,以及腫瘤組織血紅素濃度增加、含氧飽和程度降低 等性質,使得以近紅外光(Near Infra-red, NIR)特定波段為光源所重建組織吸收/散射係數影像有的差異,藉此區分正常與腫瘤組織。前端光資訊量測,機台光通道僅輕微接觸受試者乳房,無輻射及人為介入操作之疑慮;後端所發展的影像重建反算程式,構成俯臥式擴散光學斷層造影系統(Diffuse Optical Tomography, DOT)。
本系統技術相較當今類似造影設備有兩項特色:
(i)順應式彈性光通道光資訊掃描 基於臨床人體試驗經驗,不少受試者俯臥於檢測床乳房自然下垂於檢測區時,乳房幾何外型近似半橢球,而橫切面輪廓為橢圓;當今文獻所見的俯臥式機台,則均為同進同出固定光通道掃描模式。本技術在俯臥式掃描機台裝設可局部位移的彈性光通道機構,使得個別光通道均能順應受檢者乳房輪廓進行量測,並以光學式位移計擷取受試者乳房輪廓。順應式光通道可避免掃描檢測光通道與非圓剖面乳房的量測空隙,使光學係數影像重建的有限元素模型與乳房輪廓一致,提高所重建影像正確性。此外,俯臥式掃描機台的機構設計,藉由光源及光接收通道分區設置,取得掃描時間與掃描間格角度的妥協,能縮短掃描時間也未失去量測的空間解析度。
(ii)同步多頻率電源驅動光源 當今文獻發表均為順序式多頻電源驅動光源,進行光資訊量測;本技術以同步多頻率電源驅動光源進行乳房掃描光資訊收集,以光電倍增管擷取其表面射出之光資訊,透過前置放大器轉成電壓訊號,解調電訊號藉資料擷取器接收後,以程式分析大小與相位差訊息。本技術能在同一掃描量測時間獲取多個光衰減及相位落後資訊,縮短受試者受測時間;一般而言,光資訊多能夠提高後續計算影像背景組織與腫瘤組織間的對比度,改善腫瘤分辨率。
科學突破性 本技術發展之俯臥式NIR DOT影像設備,無侵入性及放射疑慮。提出及實現順應式光通道掃描機台,可避免掃描檢測光通道與非圓剖面乳房的量測空隙,提高所重建影像正確性;發展多頻同步電源驅動近紅外光量測光資訊,可在一次掃描量測下,同時獲得單頻電源驅動光源數倍光資訊;除縮短掃描時間,也得到較佳影像重建品質。
產業應用性 本技術實現順應式光通道掃描及多頻同步電源驅動光資訊量測在俯臥式NIR DOT造影設備。醫學影像設備大廠如GE/Philip/Siemens等,其進行的DOT掃描機台均為同進同出固定光通道設計;光源亦採順序式多頻電源驅動。本技術近期將執行臨床人體試驗,所獲得驗證結果可使所發展的造影設備極具產業價值。
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