化學治療往往伴隨許多副作用，最嚴重之一是導致骨髓抑制，使患者產生血球細胞異常病症，進而發生貧血、嚴重感染與潛在出血風險等情況。中央大學黃貞翰教授團隊，已開發出台灣首個全方位血液細胞影像與生化分析系統HemoXpress…

癌症醫療與照護是全球積極投入的醫療保健議題與項目，其中至今需求量最高的療法是化學治療，但往往伴隨許多副作用，最嚴重之一是導致骨髓抑制，使患者產生血球細胞異常病症，進而發生貧血、嚴重感染與潛在出血風險等情況，導致患者化療中斷、失敗甚至死亡。醫院的常規血液檢測雖可概覽患者總體健康狀況並藉以初步篩檢評估，但因須就醫才能進行而使時間和人力成本耗費較高，降低了檢測的可近性，也就無法即時掌握血液變化情形。

曾於哈佛大學醫學院與麻省總醫院擔任研究員、任教於中央大學黃貞翰團隊，精確針對上述臨床需求，以其堅實的基礎研究技術專長為根基，首創採用光學近場繞射影像重建，並結合演算辨識（深度學習）和電化學感測分析，做到高通量無鏡頭大範圍清晰成像，將現行檢驗科大型顯微鏡機台予以微型化成為手持式裝置–全方位血液細胞影像與生化分析系統HemoXpress。其中很關鍵的技術是利用純量繞射理論簡化光學成像設備，只需由非同調光、針孔和光學影像感測器組成，免去龐大且複雜的光學元件要求。

※黃貞翰教授團隊開發出台灣首個能居家檢測的血液檢測儀HemoXpress，照片中從右至左為國立中央大學周景揚校長、生醫系黃貞翰教授、生醫理工學院阮啟弘院長。(照片來源：國立中央大學)

現行國際市場上類似的多數居家血檢儀器仍採傳統顯微鏡成像方法，或採流式細胞技術結合化學染色分析方法。而目前台灣市場上並無居家型全血檢驗儀器，HemoXpress以此為定位，免除現行的複雜操作模式，可於「居家」與「診間」進行體外診斷並做到物聯網遠端監測。開發者黃貞翰教授談及會開始做相關研究是源自2014年，在美國執行藥物對癌細胞影響的研究計畫中，他負責開發新的成像方式。他特別強調在國外的經驗讓他深刻體會「先畫靶再射箭」的重要性，即先確認要解決的問題點是什麼，再用自己的專長和技術累積成厚實的基礎研究，過程中莫忘想解決的問題，朝著這一目標並鎖定專一且明確的產品市場，將基礎研究轉為可以應用到市場上的商品！而這也是他回台灣後一直在實踐的方向和目標。

「這個系統首要提供癌症患者即時檢測（Point-of-Care Testing, POCT，或稱定點照護檢驗）的血球監控與照護，希望積極降低化療導致骨髓抑制所引起的致命感染風險，提升化療效果，減輕病友反覆抽血的痛苦和相關成本。」黃教授道出這就是他開發這套系統所要解決的臨床問題，也是這套系統開發前就鎖定的剛性需求，同時針對廣度需求，可以延伸到提供慢性病和長照等領域的使用者。黃教授團隊致力於開發可攜性檢測裝置，著重於提升檢測系統的實用、精度、穩定度與再現性，並因此於2020年成立「台灣優勢感測股份有限公司」，開創台灣精密檢測裝置技術品牌。

「剛回到台灣時因為沒有足夠人脈，許多事無法施展，幸好科技部價創計畫/產學研鏈結中心（Taiwan Startup Institute, TSI）讓新人有機會獲得資金和舞台。另外，也很重要的是，商品化和基礎研究很不同，必須要有明確的市場和目標！在這方面，TSI和科技部計畫提供的業師輔導，對我們幫助很大！」黃教授感激地說。在開發這套系統時，具跨領域專長的黃教授，要從光學、材料等技術面以及晶片開發和系統整合等方面進行研究，同時在研究過程中就開始規劃專利申請，順便同步就把專利都定義下來，完成論文並發表後就開始作商業規劃（Business Development），讓基礎研究可以順利接軌到商業開發上。

HemoXpress系統整合了三項專利技術，包括高通量無鏡頭成像方法和系統、無透鏡光學影像還原的系統和演算方法，以及複合式細胞成像與生化檢測晶片。其中晶片具有功能性微流道設計，可以精準掌握血球進樣品質和降低血液需求量（指尖血），且能在短時間內（<60秒）進行白血球、紅血球和血小板的分類和濃度檢測分析，經實際驗證血球細胞分辨率的準確率達97.8%；此外，HemoXpress可搭載無線傳輸、延伸建立APP介面與緊急狀況提醒等，不僅滿足癌症病友與高齡共病患者的居家全血檢測需求，更有望成為精準健康、長照、醫療資源缺乏地區及癌症藥物開發中的關鍵角色。

※系列報導：

• 體外診斷的即時檢測POCT產品將推升後疫時代遠距和精準醫療發展