患上肺癌及接受手術固然讓人擔憂，若然未能徹底切除腫瘤，病人或需要再度接受手術。科大研究團隊研發了一種嶄新的細胞成像技術，只需三分鐘，就能準確檢測病人體內是否仍有殘餘的癌細胞組織，在手術期間以人工智能協助醫生及時判斷癌細胞切除的成效，從而避免患者承受二次折磨。
對抗頭號殺手
該研究項目的首席研究員——科大化學及生物工程學系助理教授黃子維說：「肺癌是全球死亡率最高的癌症。在2020年，全球估計有約220萬宗新症和180萬宗死亡個案。大致上，接受癌症切除手術的病人當中，有大約一至兩成病人需要進行第二次手術。」這亦促使黃教授將研究項目的重心放在肺癌上。
他進一步說明：「多年來，外科醫生都一直面臨一項重大挑戰，就是在手術期間，無法確定所有癌細胞是否已經成功切除。」
黃教授和他的研究團隊希望在不久的將來，能應用這項新技術惠及病人。他們正在與五間醫院進行大規模臨床試驗，分析約一千名病人的組織樣本，並預期CHAMP顯微鏡能於2024年在香港投入服務，2025年開始擴展至內地。
這些合作夥伴包括香港的瑪麗醫院和威爾斯親王醫院，以及內地三間醫院：北京大學深圳醫院、廣西壯族自治區人民醫院、以及安陽市腫瘤醫院。
研發新方法，帶來新希望
現時用於癌組織成像的方法主要有兩種。傳統石蠟切片技術雖然被廣泛認為「金標準」，準確度亦近乎完美，但一般需時一星期才能得出報告，意味病人在手術後還要焦急地等候多日，才知道手術成效。如果手術不成功，便要再捱一刀，進行第二次手術，方有望清除體內殘餘的癌細胞。另一種在手術進行當中使用的檢測方法稱為冷凍切片，雖然可以在30分鐘內快速得出結果，但準確度只有約七成。
科大團隊研發的成像技術便帶來新的突破：只需三分鐘就能偵測癌細胞，而且準確度更超過九成，媲美需時一星期的傳統石蠟切片成像。
黃教授解釋新顯微鏡技術背後的科學原理：「我們利用特定波長的紫外線刺激組織表面，利用細胞內生物分子所產生的自發熒光，生成灰階的細胞圖像。」
CHAMP顯微鏡會對病人的組織樣本進行成像，生成出一幅灰階圖像（左），然後利用深度學習演算法為圖像虛擬染色（中），為醫生提供癌細胞位置等資訊，整個過程僅需三分鐘。虛擬染色後的圖片會與傳統石蠟切片技術生成的圖片（右）進行比對。由石蠟切片技術所得的診斷結果被醫護界譽為臨床「金標準」。
「得出灰階圖像後，我們會利用自家研發的深度學習演算法進行虛擬染色，變成近似臨床金標準的組織學圖像，方便病理醫生作即時評估，在手術中途確認所有癌細胞是否已成功切除。」
這項名為「通過圖案照明的計算高通量自發熒光顯微鏡」（簡稱CHAMP）的技術，在本地以至國際醫學界屢獲讚譽。團隊在科大的支持下，創辦了初創公司遨天醫療科技，並獲「大學科技初創企業資助計劃」支持，希望將研究成果應用於醫院及診所。
在2020年，公司在科大—信和百萬獎金創業大賽上獲頒金獎，同時勝出深圳其中一個最大型的初創公司比賽——南山創業之星國外賽。團隊今年再下一城，在第48屆日內瓦國際發明展上奪得金獎，在國際舞台上爭光。
除了研發技術外，公司未來亦計劃生產CHAMP顯微鏡，供應給香港、國內以至海外的醫療機構使用。
醫療成像技術的未來
CHAMP是黃教授多年嚴謹研究的心血結晶。他在聖路易斯華盛頓大學及加州理工學院攻讀博士學位期間，他已經潛心研究改善組織學成像的技術。在生物醫療成像專家汪立宏教授的指導下，黃教授與他當時實驗室團隊的成員一起研發出一款顯微鏡，能夠在一至兩小時分析乳癌腫瘤，準確度媲美需時一周的傳統石蠟切片檢測 。
黃教授說：「當時的成果令人鼓舞，但我認為檢測速度仍未夠快。我認為技術尚有進步空間，於是下定決心繼續鑽研醫療成像技術。在美國取得博士學位後，我便回港加入科大，成為全職教員。」
他憶述：「後來一位肺科醫生問我那項成像技術可否應用於肺癌。因為肺部是人體的重要器官，若在手術中能精準地切除癌細胞，不僅可以盡力保存病人呼吸系統的功能，同時也能將殘餘癌細胞對身體的威脅減至最低，保障病人術後的健康。於是，我決定挑戰自己，將研究的重心轉向肺癌。作為首席研究員，我帶領科大團隊成功研發CHAMP成像技術，與我修讀博士課程期間的發明比較，速度快了大約一百倍。我期待這項研究最終能在臨床應用，發揮它的貢獻。 」
CHAMP的潛在應用範圍非常廣泛，除了研究肺癌及乳癌外，團隊亦正在對肝癌、大腸癌、腎癌和皮膚癌，以及各種前列腺疾病進行小型測試。
「我們深信CHAMP未來會令醫療成像及診斷更臻完善，我們研發的顯微鏡將會是香港、內地以至海外醫療機構診症的好幫手。」
