http://www.physorg.com/news120837734.html
January 29, 2008
若人類同水母一樣具有透明的皮膚，判斷如癌症這樣的疾病可能會變成一件輕鬆工作：只要瞧一眼，看看腫瘤如何形成與生長就成。
當然，人類一點點透明度也沒有。"一個人之所以不透明是因為他們的組織具高度散射，" 送過去的光波會傾斜地通過組織而非直接穿過去（一如通過水母組織一樣），加州理工學院的 Changhuei Yang 解釋。
這種散射，除了讓我們全都不透明之外，還讓疾病的探測成了更難以應付的問題，需要許多診斷測試與步驟。但或許不久之後，這將不成問題，感謝 Yang（電子工程與生物工程助教授）等人所開發的新光學手法，那能夠中和光線的散射，並移除它在影像中所創造出來的扭曲變形。
一個描述此過程的研究出現在二月號的 Nature Photonics。
眾所皆知，光在物質當中的散射，實際上並非如你想像的，是一種隨機且不可預料的過程。事實上，散射是屬於決定論的（deterministic），這表示當光束穿過特定組織切片，並且反射（bounce）以及從個別細胞反彈回來（rebounds off）時所採取的路徑是完全可預期的；如果你再度將光線反射至同樣寬度（swath）的細胞時，它將以完全相同的方式散射。
此過程甚至可逆轉；如果經由組織所散射出來的光線中的個別光子能被收集起來，並送回到組織，它們會沿著相同的路徑反射回來，並在它們被送出之原點聚集起來。"此過程類似將撞球在撞球桌上散射。如果你能精確地顛倒撞球的路徑與速度，你能導致撞球在三角框中重新聚集在一起，" Yang 解釋。
Yang，及其在 Caltech、瑞士 Ecole Polytechnique Federale de Lausanne 還有 MIT 的同僚，利用此一現象來抵消我們組織黑暗的本質。
他們的技術，稱為 turbidity suppression by optical phase conjugation（TSOPC，由光學相耦合所抑制的濁度），出人意外的簡單。科學家們使用一種全像結晶體來記錄從一塊 0.46 mm 厚之雞胸浮現的散射光圖案。他們接著利用全像術將此圖案回播（play back）到此組織片段，以重新獲得原本的光束。"這類似掌握住時間流向，並將其顛倒；時間顛倒的光子必定折返至它們通過組織時的軌道，" Yang 說。"然而這項任務卻相當可怕，這猶如使框中 10 到 18 次方個撞球（或光子）在桌面上到處散射，並企圖將它們重新集合到框中。"
"直到我們做這項研究之前，仍不清楚這個效應在生物的組織上是否顯著。對於這個效應毫不費力就能看見，而且相當強健，我們感到驚喜，" Yang 說。"這項研究在生醫之光學時間逆轉的使用，開啟了許多可能性。"
此技術的可能用途之一是光動力療法，在其中高度聚焦的光束可用來殺死已吸收能殺死細胞之光敏化合物的癌細胞。雖然此療法在皮膚表面最有效，不過 Yang 的技術能夠提供一種方式將光線集中到光敏化物所在的深處組織。
Yang 的構想是將強效光散射粒子，那塗佈了光活化殺癌藥物，注射到生病的組織中。將光線照射到組織，並從組織反射出來時，必定會反映出被散射的化合物。某些被散射的光線會回到原處，那可被記錄成全像圖。
這張全像圖將包含關於穿透此組織之散射光線的路徑，並且在實際上，描述了「回到」散射光線分子（即殺癌化合物）的最佳路徑。以更強烈的光線回播此訊號，將活化具有療效的藥物，而那將殺死癌細胞。
此外，這種技術也能夠提供電力給殖入人體當中的裝置。你可以看見殖入人體中的裝置（如心跳節律器）都很大，部份的原因是它們得攜帶自身電力。他們表示如果裝置改採太陽能電池並搭配此技術，將能大幅縮小裝置。
※ 相關報導：
＊ Optical phase conjugation for turbidity suppression in biological samples
http://www.nature.com/nphoton/journal/v2/n2/abs/nphoton.2007.297.html
Zahid Yaqoob, Demetri Psaltis, Michael S. Feld, Changhuei Yang＊ 光動力療法 癌症有機會免開刀
Nature Photonics, Published online: 27 January 2008
doi:10.1038/nphoton.2007.297
＊ 微調雷射可消滅血液傳染病，如 AIDS
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小鼠裝肝臟視窗 活生生看代謝
李宗祐／台北報導 中國時報 2008.03.21
我國肝臟病理生理學研究出現重大突破！台灣大學研究團隊成功在小鼠腹部裝置「肝臟視窗」，首創全球以活體小鼠觀察肝臟完整代謝過程，解析度精細到可看到細胞與血球活動，可望協助醫學界全程觀察研究各種肝病連續變化過程，找出更有效的新療法和藥物。
由台大生物科技研究所副教授李宣書和物理系副教授董成淵共同領導的研究團隊，在國科會支持下，成功研發裝置在小鼠腹部的「肝臟視窗」，是結合多光子顯微鏡建立的活體細胞實驗平台；本周三(十九日)觀測研究敗血症肝細胞死亡過程，意外發現白血球在肝細胞還完整時，就搶先進入細胞組織。這項新發現推翻醫學界過去普遍認為，組織壞死後，白血球才進入肝細胞、清除壞死組織的看法。
以活體作觀察 台大創全球首例
研究團隊也觀察發現，白血球在敗血症患者的肝臟血管內發生「星艦迷航」、逆著血流方向運動，此現象也是醫學界首度發現。李宣書表示，研究團隊仍無法瞭解白血球為何在肝細胞壞死前就進入細胞組織以及進去做什麼？也不知道白血球為何發生「星艦迷航」？他相信透過「肝臟視窗」實驗平台持續觀測研究，可望陸續解開這兩項新發現跟敗血症引發肝衰竭的關係。
李宣書表示，傳統研究方法都採用「斷面研究」，無法利用活體小鼠全程觀測研究各種肝病變化過程。以肝癌為例，先將腫瘤細胞轉移到多隻小鼠體內後，不同時間點解剖小鼠，取出病理切片，觀察不同階段病變，但這僅能做斷面研究，不了解各個階段演變過程。
有助研究肝病 找出更有效療法
研究團隊經過五年努力，成功研發出「肝臟視窗」，在活體小鼠腹部開洞裝上透明玻片（約一元硬幣大小），再利用多光子顯微鏡透視小鼠活肝的新陳代謝，完成全球首度在活體觀察到螢光藥物經由肝細胞排泄到小膽管的連續過程。
研究團隊目前正利用「肝臟視窗」，研究肝癌、肝纖維化和脂肪肝的生理病理機制；及普拿疼和酒精傷害肝的過程、敗血症的肝傷害、阻塞性黃疸，以及細菌、黴菌、寄生蟲在肝臟的感染機制。
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