【記者羅子恆綜合報導】衛星本該是提供科學家更準確資料的媒介，但近幾年ISUAL團隊（註一）發現福爾摩沙衛星二號觀測的暉光層（註二）位置與實際暉光高度有極大差異。國立成功大學太空與電漿科學研究所教授談永頤帶領曾為ISUAL工程師的江致宇與團隊透過粒子密度研究暉光層，找出產生觀測誤差的原因，並提出解決方法。註一：ISUAL團隊是由政府成立，用以研究福衛二號資料的團隊計畫。註二：暉光是太空中中性粒子與電漿粒子的氣體釋放能量時所發出的光點，可在具有大氣層的星球周圍被觀測到。 福爾摩沙衛星二號進行路徑光源判定時，會以最接近地心的部分假定為發光源，而實際發光源其實在更高的位置上。　圖／國立成功大學研究團隊提供承載台灣科學的夢想，福衛二號於民國93年升空，其配備「高空大氣閃電影像儀」可監測高空短暫發光的現象，例如大氣暉光與極光等。然近幾年ISUAL團隊發現福衛二號拍攝的暉光層影像由2D轉為3D時會產生誤差，觀測目標的實際位置與測得影像相差約有20公里。談永頤表示，以小範圍太空現象來說，該距離是嚴重的偏差，但現有的研究無法解釋誤差是如何產生。研究團隊藉由計算暉光層中各粒子的密度，並透過電腦模擬發光點的真實亮度，再與福衛二號資料進行模擬比對，發現影響誤判的主因是光的「疊加性（註三）」。另外，團隊也找出誤差值僅2%至3%的公式，可利用福衛二號收集到的數據計算出暉光層高度。註三：疊加性是指當視線範圍內有多處光源時，光會互相疊加變得更亮。 國立成功大學研究團隊透過電漿粒子密度推演出的模擬影像，與福衛二號收集到的資料相差將近20公里。　圖／國立成功大學研究團隊提供暉光層的粒子變化會影響進入的電磁波，層內粒子通常會隨大氣層與地球磁場變化，進而干擾需用電磁波定位的日常工具，如全球定位系統（Global Positioning System, GPS）。暉光層無時無刻都在擾動，平時對相關工具無顯著影響，但發生劇烈改變時，就會造成GPS定位不精準。國立中央大學太空科學與科技研究中心副教授趟吉光說：「影響GPS主要與暉光層的粒子密度分佈有關，分佈不均勻會使傳遞造成困難。」團隊的研究有望幫助暉光層擾動GPS定位的問題得到解方，江致宇補充道：「科學家能透過大量準確觀測數據，進行分析研究，進而預測擾動的現象並尋找解決方式。」然而達成該目標還需一段時間，趟吉光說：「是否能持續觀察，以及資料能不能協助預測都是考量因素，因此未來還有很多事情要做。」太空看似遙不可及，但隨著科技不斷進展，越來越多研究證實太空的變化會影響人們的日常生活，如太陽風暴對電器的作用等。談永頤說：「當太空發生重大事件時，可能直接影響民眾生活，因此科學家透過衛星觀察太空現象為將來做準備。」江致宇也表示，了解暉光層能提供往後研究相關資訊，並期望在未來達成預測太空現象的目標。 國立成功大學太空與電漿研究所教授談永頤帶領團隊研究太空暉光層高度差異之謎團。　圖／國立成功大學研究團隊提供

【記者劉書妤綜合報導】根據衛生福利部統計，心臟疾病高居民國107年國人十大死因第二位。心電圖為診斷心臟疾病之重要依據，然而目前的心電圖自動判斷機會有一定比率誤差，於是元智大學資訊管理學系副教授謝瑞建，率領資管系醫療資訊暨遠距醫學實驗室學生研發一種特殊計算方式——「『心算』心電圖特徵智能計算」，將人工智慧（Artificial Intelligence, AI）導入診斷機以增加準確率。 元智大學團隊作品「心算」心電圖特徵智能計算，於「2019全國移動互聯創新大賽」獲一等獎。　圖／洪劍源提供此作品透過AI精準辨識心電訊號特徵「P, QRS, T」（註），可應用於醫院中最普遍存在的十二導程心電圖機，提供更準確的診斷服務。過往的心電圖自動診斷機正確率約為70％，將此種AI計算方式導入診斷機後，其使用方式仍和一般無異，但正確率提高至94％。註：典型的心電圖波形由一個P波、一個QRS波群、一個T波組成。P波代表心房收縮，QRS波組是心室收縮，T 波則是心室舒張。透過人工智能辨識影像的技術已行之有年，但過往多應用於點陣圖影像，如物體檢測或人臉辨識。團隊中協助心電訊號資料分析的台北榮民總醫院內科部醫師韓志陸說：「不同於一般辨識所用的點陣圖影像，心電圖檢查是依據機器輸出的原始向量資料。」因此團隊於國軍桃園總醫院設立伺服器以收集病患的原始資料，並將其交由元智團隊開發的AI軟體判讀，比對專業醫師與軟體判讀心電圖的結果，逐步修正並改進作品。 上圖為真實的心電訊號特徵，綠色是P波，粉紅色是QRS波，藍色是T波；而下圖則為該團隊的心算模型預測出的結果。兩者圖形近乎一致。　圖／洪劍源提供「多數（生產心電圖機的）廠商有其獨特的判讀演算法，出廠後甚少更新，也很少接受用戶的回饋改進。」協助心電訊號資料分析的國軍新竹地區醫院院長楊仲棋說，因此他認為傳統大廠的演算法非最佳化的優化演算法。而國軍新竹地區醫院智慧醫療專員陳宗宏則認為，此作品特點在於，以去除雜訊的原始資料判讀而非圖形，可避免在救護車上測量心電訊號時，因晃動或意外因素造成心電圖失真的情況。團隊成員洪劍源說：「主要的困難在於一開始缺乏心臟方面的醫學知識，導致在數據標註方面有點不準確。」因成員非醫學專業領域，需仰賴兩位醫師協助標註時序心電訊號特徵。此外，洪劍源表示，目前已成功應用於持續及間歇性心房顫動的診斷上，未來期望逐漸擴展至其他心血管疾病的診斷。輔仁大學醫學系學生葉峻銘提到，心電圖是常見的臨床診斷工具，操作簡單，但診斷困難，目前該模型的診斷主要針對心房顫動，若能擴展到其他心臟相關疾病，對臨床來說將為一大的助益。

【記者吳盈蓉綜合報導】根據《天下雜誌》報導指出，中風是目前耗用台灣健保資源前三大疾病，更是長期以來國人十大死因中的前三位。中風的初期症狀較不明顯，容易導致誤診而錯過黃金搶救時期。日前由香港理工大學團隊所開發出的「電腦智能中風檢測系統」可將原本需花費10至15分鐘的中風檢測大幅縮短至3分鐘完成。　此系統分為框選與篩選兩階段。第一階段利用一套演算程式「圓形適應框選法(Circular Adaptive Region of Interest)」。團隊負責人、港理大醫療科技及資訊系副教授鄧福禧表示：「由於系統能自動讀取框選區，所以大幅縮短檢驗時間。」框選法以像素為單位去尋找密度變化，並抽取有細微變化的目標部位。當系統偵測到變化後會跟另一側的大腦半球作比較，若左右不對稱，則可懷疑是中風。團隊成員、港理大醫療科技及資訊系學生黃顯釗補充：「選區會標記疑似缺血或出血性中風的位置，並標示中風機率讓醫生集中判斷是否真陽性結果，作快速的臨床診斷。」然而單從框選法抽取目標部位，會出現誤差結果如假陽性與假陰性，所以若要提高準確性，需要第二階段「人工神經網絡」進行篩選。其為可模仿生物中樞系統的數學模型，能做出類似人類大腦進行思考模式，進而判斷影像有否中風情形。系統首先輸入22組圖像特徵的數據至人工神經網絡，再進行資料的學習、比對及判斷，最後得出中風機率的判斷結果。「系統懂參數演算、比對和分析病人的圖像特徵，再輸出分類後的結論。」黃顯釗補充。團隊曾到當地醫院收集52組中風病患與正常者的腦部掃描樣本，他們將樣本輸入系統分析後，診斷中風的準確率高達九成。鄧福禧提到在蒐集樣本時，曾遇到病患不配合而圖像產生躁影。他也補充：「分析大量樣本需要核實，過程相當繁瑣。」黃顯釗則表示：「研究的主要困難在於收集足夠且合適的圖像以提高準確度，因此我們只好提前準備與醫院交涉，並在取得圖像後加以篩選，確保被使用的圖像都合乎研究的要求。」這項系統目前仍須通過臨床測試，全面評估系統性能後才可實地運用於診療中。鄧福禧提到，系統未來會考慮加入雲端技術，以增加系統的靈活性，相關圖像與檢測結果可傳送至醫生的行動裝置。這項系統雖無法完全取代醫師診斷，但能作為醫師的重要參考依據，同時可讓非專科醫護人員初步評估病情，讓病人能及時獲得相關救助。

奶粉檢測儀可連結手機，簡單的介面讓操控很方便。後方的黑色硬體即為奶粉檢測儀。圖／陳達提供【記者呂欣綜合報導】西元2008年中國毒奶粉經上游乳製品工廠向下散播，受害者達1萬多位，震驚華人圈。中國天津大學（Tianjin University, TJU）21日發表作品「奶粉檢測儀」，這款體積小的偵測器可在五至十秒內以複合光譜成像技術掃描奶粉的內容物，隨時替每個生產環節把關，讓製造奶粉更安全。目前檢測奶粉慣用的三段四極桿液相層析串聯式質譜儀（Triple quadrupole liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS）體積大如洗衣機，而奶粉檢測儀則比一盒便當還小，天大精密儀器與光電子工程學院研究員陳達說：「我們利用微機電系統（Micro Electro Mechanical System, MEMS）大幅縮小檢測儀的體積，可安裝在奶粉輸送帶上。」在檢測時間方面，質譜儀冗長的電離過程會耗上兩天，但利用複合光譜成像技術最快五秒就能完成偵測，效率驚人。現時一般的質譜儀透過離子化器與微米濾網的方式分類不同電荷比的離子，並繪製離子碰撞的軌跡圖，方能獲知奶粉質量與濃度的資訊。檢測全程需有人力在旁操作和觀看，許多乳製品工廠怕麻煩而疏於檢驗。陳達表示，複合光譜成像檢測儀透過鐳激光照射，奶粉的分子會折射出不同光線，物理狀態一目了然。檢測儀的高靈敏模式借助奈米技術將汙染濃度檢測下限拓展到100ppb（百萬分之0.1），陳達說：「這種程度的精準值不但足夠偵測三聚氰胺，還可辨別生物毒性如黃麴黴素和其他真菌黴素。」天大學生潘越表示，研發過程最困難的是樣本蒐集。團隊為使複合光譜成像技術能準確分辨奶粉物質，他們網羅全球3963種奶粉樣品，建立中國最大的奶粉資料庫。他說：「我們將蒐集到的樣本放入超低溫冰箱儲存，並以真空包裝和超強效乾燥劑防潮，所費不貲。」他提及，團隊一度面臨財務吃緊的窘境，須向各方募集資金。團隊預計6月1日正式推出奶粉檢測儀。但陳達表示不會出售儀器，而是提供檢測奶粉的服務。

【記者何謙綜合報導】現行治療肝癌方法，不外乎切除腫瘤後接受化療清除殘餘癌細胞，但標靶藥物在體內循環會危害健康細胞。4月29日行政院原子能委員會核能研究員李德偉團隊發表新型肝癌標靶藥物「188Re-HSAM」，能準確殺死癌細胞、不存留體內且可直送患部，不須流經全身。　188Re-HSAM主要成分是錸同位素之一「錸-188」，具放射性能殺死腫瘤細胞，在體內衰減時間快半衰期僅17小時。李德偉解釋，錸-188能放出伽瑪射線（γ-ray）和貝塔射線（β-ray），前者能量低但能穿透人體，方便醫師精確診斷腫瘤位置；後者屬高能量輻射，強度高可清除癌細胞。早年治癌方法為植入膠束、導管或金屬片到患部，然而植入取出會造成創口，異物在體內也會使病患不適。188Re-HSAM次要成分「人類血清白蛋白微球體（Human Serum Albumin Microsphere, HSAM）」為錸-188的載體，此胜肽化合物能使錸-188隨時間被自然降解，也不需進行侵入性手術。搭配「肝動脈栓塞手術」，讓「188Re-HSAM」聚集動脈與微血管交界，原理是微球體直徑約20微米（μm）大於微血管的直徑6至9微米，所以會因無法通過微血管被截留，就能近距離由內而外釋放高劑量輻射殺死腫瘤。李德偉說：「在台灣癌症一直是死因之首，但以前標靶藥物治療對於肝癌的效果不彰。」常見藥物治療反應率僅10%至20%，還會殺死健康細胞。核研所研究員張志賢介紹，「188Re-HSAM」的另一特點是「套件式設計」，套件中含三瓶藥劑：錸-188同位素、白蛋白微球體、配方緩衝劑。藥劑師可依病人藥物測試結果決定三配方比例，方便醫療人員更精確治療病患。此技術是全球首發，核研所已將技術轉交私人生技公司，準備首度進入癌症藥品市場，三軍總醫院放射腫瘤部醫師任益民說：「這是極有潛力的肝癌療法，但是否這麼有效須等我們實行更多臨床試驗才能得知。」

【記者彭成全綜合報導】癌細胞與血球細胞的數量比是1:10億，在血液中尋找癌細胞如同大海撈針。由美國州立大學（Pennsylvania State University, PSU）、賓州大學（University of Pennsylvania, PU）及麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）的共同研發團隊，6日宣布研發出誤判率低、能在不破壞癌細胞下，即可分離血液中血球細胞及癌細胞的「聲波分離裝置」。現有的癌細胞分離原理為從細胞內找到可與腫瘤細胞融合的抗體，在抗體細胞上進行生物標記後，將抗體與腫瘤細胞生殖體融合，再對細胞利用離心機的運轉，以分離癌細胞。麻省理工教授道明（Ming Dao）表示，相較現有技術，聲波分離裝置無須對癌細胞進行生物標記，即能增進判斷精準性，並讓癌細胞不受到破壞，以便觀測。聲波分離裝置由如1分美元大小的晶片及兩個聲能裝置組成，將經特殊設計的Y型流管，放置晶片上方。當聲能裝置啟動後，將電能轉換聲波傳達信號至晶片，利用信號引導血球細胞及癌細胞分離至不同流通道。道明表示，此裝置只要少量能量即可啟動，讓癌細胞及血球細胞因不同的體積及大小，推進不同的流通道，將細胞分離精確度從60%至80%之間，穩定度提高到83%。聲波分離裝置不僅能觀測出癌細胞，還能助醫生詳細診斷病情決定治療方式。賓大教授沃菲克•厄爾迪瑞（Wafik El-Deiry）表示，該裝置能讓研究人員分離的癌細胞進行藥物研究，進一步分析化療後突變癌細胞的抗藥性，讓化療更有效。道明表示起初研發時，流體晶片設計研發為最困難的地方，在團隊努力計算細胞的運動軌跡後，耗費半年終於做出微流體晶片設計的模型。他表示，這項裝置仍須檢驗各種癌症測試及改良分離率，預計五年後才有可能廣泛用在醫療領域。