以小動物影像探索生物科技之奧秘

李百祺

您可知道小鼠在生物科技中扮演著不可或缺的角色？您可知道實驗室飼養的小動物也需要使用超音波、核磁共振及電腦斷層等精密影像系統做＂健康檢查＂？您可知道小動物影像系統比人類用的臨床診斷系統技術層次更高，有更多的技術挑戰？您可知道這些小動物影像系統售價昂貴，但市場潛力無窮，且適合台灣之產業發展？

這些都是因為在癌症研究、藥物開發等生物科技領域中，動物實驗在臨床前(pre-clinical)研究中是不可或缺的一環。因此，使用先進影像技術來對實驗動物做非侵入式之觀察，可縮短研究時程，降低使用動物之數量，並提昇相關研究之品質。在各種實驗動物中，小鼠由於體積小、飼養方便，最常被當作研究對象。統計資料顯示每年全世界因生物科技相關研究所使用之小鼠數量達數千萬隻，且此數量每年之成長率超過10%，由此可見非侵入式之小動物影像確有其必要性。但由於小動物體積與重量約只有人類的千分之一，小動物影像系統必須有較臨床系統更優異十倍之解析度與千倍之靈敏度，才能充分發揮影像之功能，達到提升生物科技研究品質之目標，造福人類。

有鑑於此，國科會自2002年開始補助由台灣大學電機系李百祺教授所帶領之研究團隊，為期三年，致力於超音波顯微影像技術之開發，克服傳統超音波影像技術之限制，並成功應用於小動物胚胎之結構與功能性造影、小動物心臟影像、腫瘤造影等尖端研究工作，獲致豐碩之研究成果。本研究為一典型之跨領域研究，合作範圍涵蓋醫學、化學等專長，並與美國芝加哥大學影像團隊合作，針對小動物正子放射斷層掃瞄技術(microPET)做結合，研究成果居世界領導地位。除了有多篇論文在頂尖期刊發表之外，有關血流資訊計算之成果亦獲得SPIE Medical Imaging研討會之最佳論文獎。此外，以超音波顯微影像技術觀察小鼠腫瘤血流分布之結果亦刊登在IEEE Transactions on UFFC之期刊封面（2004年1月），高頻超音波探頭技術亦在申請國內外專利中。目前本研究團隊正進行超音波顯微影像顯影劑之製作，以期能進入分子影像與藥物輸送之範疇。此外，研究團隊亦正發展結合正子放射斷層掃瞄與顯微超音波之影像定位與融合技術，以進一步探索疾病演化之分子過程及可能的治療機制。

臨床前研究所需之超音波影像系統，其全球市場估計在美金29億元左右，潛在之商機龐大，而此市場中與本研究計畫直接相關之超音波顯微影像部分則在各種技術中具有最大的成長空間。此全球市場目前由加拿大之Visualsonics公司壟斷，該公司在過去幾年中已賣出約200套系統，去年的營收為美金2千4 百萬元，2003年至今營收年複合成長率高達145%，可見此市場之潛力無窮。本研究團隊所開發完成之多項前瞻技術，不但居於領先地位，亦極具商業潛力。因動物影像不同於臨床影像，不需經過FDA認可便可上市，故產品開發時間可以縮短，風險得以降低，可做為國內相關產業進入生技領域之另一項優勢選擇。

李百祺，電機系1987年畢業，現任台大電機系教授。