#話都給我講就好系列-64-20190610
（又有新秀上場！這篇是本系大三的 劉益任同學的作品，優秀！可以幫我放一天假！同樣的若有錯誤請鞭小力一點）
#診斷癌症，不用再做 #病理切片？改用 #雷射造影！這可是物理界的大事！
相信各位對於 #怪醫黑傑克 都不陌生，而大家所熟知的怪醫黑傑克是一名技術高超的無照外科醫師，在不管是漫畫或動畫中，經常都可以看見黑傑克用他的手執手術刀進行複雜的外科手術。而今天便是要來談論黑傑克如何用雷射手術刀開無雙（大誤）！！
其實今天要談的是將 #活體組織切片檢查（#biopsy，簡稱活檢）改用雷射取影像來取代手術刀。
活體組織切片檢查（biopsy），為從動物或人類身上取下少量的活組織做病理學診斷的一種檢查方法。
活檢過程看似簡單─採集樣本、樣本檢驗、報告出爐…然而實際上，在活檢當中需要做許多準備工作─做活檢的組織樣本必須切為很薄的薄片，然後使用各種染料來標記特定的蛋白質或細胞結構，最後在顯微鏡下觀察，再由專業的病理專家來判讀檢體做出診斷。
美國 #加州理工學院光學影像實驗室（Caltech Optical Imaging Laboratory）的Lihong Wang教授說：「你一次能標記的分子種類有限，想標記更多分子就得清洗樣本再標記，而且有些分子根本不會吸收染料而無法被標記。」
Lihong Wang教授的實驗室目前正在開發一種新技術，意圖使用 #雷射脈衝 來代替染料做標記並將樣本成像，而這樣的技術可以使活檢的檢驗過程更簡單，且其侵入性也更小。
這種新的方法被稱為「#局部紫外線—#中紅外線 #光聲顯微術」（ultraviolet-localized mid-infrared photoacoustic microscopy，or ULM-PAM）。此方法是藉由紅外光和紫外光雷射對樣品進行照射，改變其物理特性來顯現活組織樣品的微觀結構之圖像。
首先用紫外光雷射來照射需成像的樣品，使樣品內部的分子振動，透過樣品旁的感測器來偵測這些振動訊息，並將其傳送至電腦處理。
接下來用紅外光雷射來照射樣品，紅外光會加熱樣品，但並非均勻加熱，其因為樣品中的某些材料，如蛋白質或DNA，會比其他材料更能從紅外光雷射中吸收能量。
在紅外光雷射之後，再度以紫外光雷射照射樣本，和之前一樣，這會使樣本分子振動，且其振動模式會因升溫而改變。這樣一來便可透過比較樣品在加熱前和加熱後的振動分析，以電腦輔助建立圖像，而其中的細微結構可藉由前述的「熱標籤」（升溫前後振動模式的改變）來辨識。例如癌細胞會以不同於正常的健康細胞的方式來表現DNA或蛋白質，因此可以透過此種方式來區分癌細胞與正常細胞。這項研究，發表於5月13日出版的「Nature Photonics」（自然光子學）。
這種方式，比起目前活檢中的染色技術來說，要來的快速、簡潔，且可能不需取出活體組織，只需在手術中用雷射照射便可檢查。
這項技術目前仍使用於切下來的人體組織，驗證此概念確實可行。研究團隊接下來希望能如前所述，真正在臨床手術中使用這種不需切片的病理檢查技術。
什麼？跟物理無關？研究團隊克服的主要挑戰是，紫外線跟紅外線兩者光學性質截然不同，他們必須使用適當的反射鏡與透鏡，設計出可以同時對焦的光路。這是個徹頭徹尾的光學問題，怎麼會跟物理無關，超有關的好不好！
Phys.org報導：https://phys.org/…/2019-05-lasers-aim-scalpels-cutting-edge…
Nature Photonics論文：https://www.nature.com/articles/s41566-019-0441-3
#超中二物理系主任雜記
#物理與傳播學生作品
#等我征服世界就把光子學列為全人類必修
#生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關
#話都給我講就好其之64
圖一：天才外科醫師：怪醫黑傑克（來源：手塚治虫/秋田書店）
圖二：圖為醫師採集腦部中的細胞作為檢體（來源：維基百科）
圖三：透過雙波長雷射顯微技術使老鼠大腦的部分區域成像（來源：加州理工學院）
（又有新秀上場！這篇是本系大三的 劉益任同學的作品，優秀！可以幫我放一天假！同樣的若有錯誤請鞭小力一點）#診斷癌症，不用再做 #病理切片？改用 #雷射造影！這可是物理界的大事！相信各位對於 #怪醫黑傑克...