Diffuse Reflectance Spectroscopy 運用於皮膚癌檢測 !

醫學美容和皮膚癌檢測最大利器 大成報 (2013-01-07 15:43)【記者連凱斐/台南報導】皮膚檢測都是侵入性，必須以切片做病理檢查，成功大學光電科學與工程學系曾盛豪助理教授研究非侵入性的光學檢測，他設計研發嶄新的光纖擴散偵測器，首度成功量測出人類活體皮膚的寬波長範圍(600~1000mm)，淺層皮膚的吸收與散射頻譜，可以檢測血紅素、黑色素、膠原蛋白與水份的濃度，可以早期檢測黑色素皮膚癌，以及皮膚老化的狀況，對於皮膚疾病的預防與醫療可以快速掌握。曾盛豪助理教授表示，近年來以「非侵入性」的方式來偵測生物組織的反應和變化，是全球科技發展的重點，過去在皮膚生理資訊上，都採侵入性的切片檢查，不僅在醫學美容上極受排斥，有時候在皮膚癌的診療也可能延誤時機，因此各界積極發展快速並且非侵入式的光學檢測。以皮膚癌上的黑色素瘤為例，危險性最高，臨床上常因無法與一般黑色痣作區別，而導致就診時為時已晚，治療效果極差；過去在黑色素瘤的診斷上，在未切片檢測之前，多取決於醫師本身的臨床經驗來判斷，沒有客觀量化的設備協助，徒增風險，若能藉由光學系統量化黑色素成分，協助醫師診斷就能大大提高黑色素瘤的治癒率。至於醫學美容上的應用，更是切身，曾盛豪助理教授表示皮膚結構包含表皮層、真皮層與皮下組織，膠原蛋白主要位於真皮層內，提供皮膚彈性與支撐的功能。當皮膚膠原蛋白的流失速度比生成速度快時，肌膚便會失去彈性而產生皺紋。如何預防皮膚內膠原蛋白的流失與如何增加膠原蛋白的含量是目前皮膚研究的領域裡最熱門的主題之一，但是至今臨床上尚未有客觀評估與量化皮膚內膠原蛋白的方法，因此若能以光學偵測的方式，非侵入式且快速量化皮膚內膠原蛋白含量的方法，可以提供臨床醫師快速、方便且客觀的檢測儀器。曾盛豪助理教授以他自行研究設計的光纖擴散偵測器（modified two-layer），配合漫反射光譜學(Diffuse Reflectance Spectroscopy, DRS)，藉由擴散理論將反射光譜轉換得組織的光學參數，並且藉由這些吸收、散射光譜能再進一步的擬合出生理參數，如血紅素、黑色素與膠原蛋白…等皮膚成分之濃度，達到量化組織成分的目的；由黑色素的濃度，可用來分析皮膚黑色素沈澱的狀況；血紅素的濃度，可觀察皮膚紅腫的情形；水的含量，可判斷發炎的程度；膠原蛋白的多寡，可瞭解皮膚的彈性現象，而藉由量化這些皮膚的主要成分，便可得到皮膚相關疾病或各部位皮膚狀況之明確資訊。這一套系統，曾盛豪助理教授與成大醫院皮膚科許釗凱醫師和李玉雲教授共同合作，共完成15個臨床病人對蟹足腫(keloid)作膠原蛋白量化研究，他並且以「非侵入式光譜學系統在追蹤蟹足腫治療反應的臨床應用」一文，發表在2012年七月生醫光學期刊(Journal of Biomedical Optics)上，受到頗多矚目。曾盛豪說這是是世界上首次有關於利用漫反射光譜學研究活體皮膚膠原蛋白濃度的研究，從15位臨床受測者正常皮膚、疤痕與病態性疤痕之組成成分。經由數據歸納與統計分析，發現正常皮膚與病態性疤痕之皮膚膠原蛋白濃度、血紅素濃度、散射特性，經統計歸納呈現明顯的差異，成功證明漫反射光譜系統可用於皮膚的臨床診斷，幫助醫師對於病情的了解。除了膠原蛋白、血紅素、黑色素成分的研究，曾盛豪助理教授的光纖擴散偵測器針對皮膚白斑與黑斑即時評估，繼續研究中，他說該系統是目前市面上前所未見的創新設備，目前尚未有類似用途的競爭對手，市場價值保守估計將有一億美元的產業價值，期望本技術能幫助台灣生醫產業，在2015年全球醫療器材市場預估達3,109億美元規模中，佔有一席之地。