科技的浪潮席捲而來，正以超乎想像的速度改變著我們的生活。在醫療健康領域，這股力量尤為顯著。過去，量度血壓、心率等生命體徵需要專業儀器，檢查癌症更是一個漫長而煎熬的過程。然而，香港科技大學（簡稱科大）的科研團隊，正將這些「不可能」化為現實，透過創新科技，為普羅大眾帶來更便捷、更快速的健康監測與疾病篩查方案。
點亮日常健康的一盞燈：手機APP的神奇力量
想像一下，你的智能手機，除了通訊、娛樂，還能成為你的隨身健康助手？科大團隊研發的一款手機應用程式，正是朝這個方向邁出的重要一步。這款程式利用智能手機或平板電腦內建的鏡頭，透過非接觸式的遠程光體積變化描記圖法（rPPG）專利演算法，結合先進的人工智能及訊號處理技術，僅需短短30秒，就能偵測出多項健康指標。
它的神奇之處在於，你不需要佩戴任何額外的感測器，只需將臉部對準鏡頭，程式就能捕捉你臉部皮膚血液流量變化所引起的微弱顏色波動。 這些肉眼難以察覺的變化，在精密演算法的分析下，即時轉化為具體的健康數據，包括心率、血率變異性、血氧飽和度，甚至能分析出臉部皮膚年齡。 根據團隊的介紹，其心率監測的準確率高達98%，而其他數據的準確率也能達到九成。
這項技術相較於目前智能手錶普遍使用的接觸式光體積變化描記圖法（PPG），採用更為先進的rPPG技術，能夠擺脫感測器的束縛，實現無接觸式的健康監測。 數據會即時上傳至雲端，透過人工智能與大數據進行運算及對比，最終將健康指數回傳至用戶的手機或平板電腦。
這款應用程式的意義重大。它將高科技健康監測從專業醫療機構帶入尋常百姓家。對於那些需要頻繁監測自身健康狀況的人，如高血壓或心臟病患者，以及關注亞健康狀態的都市人群，這提供了一個極為便利且準確的工具。它不僅能幫助用戶隨時掌握自己的身體狀況，更能提高大眾的健康意識，鼓勵主動管理健康，從而減輕醫療系統的壓力。 更令人振奮的是，這款應用程式的心率量度功能已獲得美國食品藥物管理局（FDA）的許可，成為全球首款獲此認證的醫療手機應用程式，這無疑是對其技術成熟度和準確性的極高肯定。
極速偵測癌細胞：AI光學機器的革命性突破
如果說手機APP讓健康監測變得觸手可及，那麼科大團隊研發的另一項創新——AI光學機器，則在癌症檢測領域帶來了革命性的進步。癌症，這個令人聞之色變的疾病，其早期診斷對於治療效果至關重要。然而，傳統的癌症病理診斷過程往往耗時且依賴於經驗豐富的病理醫生。
科大由化學及生物工程學系副教授黃子維領導的團隊，開發出一款名為CHAMP（通過圖案照明的計算高通量自發熒光顯微鏡）的先進顯微成像系統，能夠以人工智能革新癌症腫瘤組織的評估方式。 這套系統最引人注目的特點是其驚人的速度：只需短短3分鐘，就能偵測到癌細胞。
傳統上，在癌症手術中，醫生為了確保癌細胞完全切除，可能會將切下的組織送往病理實驗室進行冷凍切片檢查，這個過程通常需要至少30分鐘，且準確率約為65%。 而被視為「金標準」的石蠟切片技術，準確度雖高，但需要一星期才能得出結果，顯然無法用於手術期間的即時判斷。 CHAMP系統的3分鐘快速檢測，準確度超過九成，不僅媲美傳統石蠟切片，更大幅提升了手術期間的檢測效率和準確性。
這項技術的原理在於利用特定波長的紫外線刺激組織表面，激發細胞內的生物分子產生自發熒光，從而生成灰階的細胞圖像。 接著，團隊自主研發的深度學習演算法會對這些灰階圖像進行「虛擬染色」，使其呈現出類似傳統病理學中的染色圖像，方便病理醫生進行即時評估，確認手術區域是否仍有殘餘癌細胞。
CHAMP系統目前的應用主要集中在乳房和肺部組織，並正逐步測試其在肝、大腸、腎、皮膚及前列腺等器官的應用。 團隊已就此技術獲得6項美國臨時發明專利，並成立了初創公司「遨天醫療科技有限公司」，致力於將研究成果轉化及商品化。 在香港特區政府「產學研1+計劃」的資助下，團隊正準備在香港及內地的五間醫院啟動大規模的臨床試驗，包括香港的瑪麗醫院和威爾斯親王醫院，以及內地的北京大學深圳醫院、廣西壯族自治區人民醫院及安陽市腫瘤醫院。
這項技術的成功，將有望顯著減少癌症手術後的二次手術率，降低患者的痛苦和醫療成本。 同時，它也為緩解病理醫生人手短缺的問題提供了新的解決方案，甚至未來有望讓非專業人士也能在短時間內學會進行初步的癌細胞檢測，這將極大地推動癌症篩查的普及化。
技術背後的智慧：AI與光學的完美結合
無論是手機APP的遠程健康監測，還是AI光學機器的快速癌細胞偵測，其核心都離不開人工智能（AI）與光學技術的深度融合。
在手機APP中，rPPG技術利用光學原理捕捉皮膚下的血液流動信息，而AI則負責處理這些微弱的信號，通過複雜的演算法去除環境光、人臉運動等干擾，從而精準計算出各項生理指標。 AI的學習能力使得程式能夠不斷優化演算法，提高監測的準確性和穩定性，適應不同人群、不同環境條件下的使用。
而在CHAMP系統中，光學顯微鏡用於獲取高分辨率的細胞圖像，而AI則扮演著「虛擬染色」和智慧分析的角色。 深度學習演算法通過學習大量的病理圖像數據，能夠自動識別圖像中的癌細胞特徵，並將灰階圖像轉化為易於病理醫生判讀的彩色圖像。 AI的加入，使得機器能夠像經驗豐富的病理醫生一樣進行快速且準確的判斷，甚至在某些方面超越人類的極限，發現肉眼難以辨識的微小病灶。
AI與光學的結合，不僅提升了檢測的效率和準確性，更為醫療診斷帶來了全新的可能性。它降低了對高精尖專業知識的過度依賴，使得醫療資源能夠更有效地分配，讓更多人能夠享受到高質量的醫療服務。
展望未來：智慧醫療的新篇章
科大團隊的這些創新成果，無疑為智慧醫療描繪了美好的藍圖。手機APP讓個人健康管理變得觸手可及，讓人們能夠更積極主動地關注自身健康，實現疾病的早期預防和干預。AI光學機器則在癌症診斷領域提供了強大的工具，有望顯著改善癌症的診斷效率和治療效果。
當然，任何新技術的推廣和應用都需要時間和努力。手機APP需要不斷優化用戶體驗，擴展監測指標的種類，並與醫療系統建立更緊密的連接，實現數據共享和遠程醫療。AI光學機器則需要完成大規模的臨床試驗，獲得監管機構的正式批准，並逐步推廣到更多的醫院和診所。
然而，這些挑戰並不能掩蓋科大團隊所取得成就的光芒。他們的研究不僅是技術上的突破，更是對人類健康的深切關懷。透過將尖端科技與醫療需求相結合，他們正在開創一個全新的醫療時代，一個更加智慧、便捷、普惠的醫療時代。未來，我們或許能看到，只需一部手機，就能對自己的健康狀況瞭如指掌；只需一次簡單快速的檢查，就能及時發現和治療潛在的疾病。科大團隊的故事，是香港科研實力的一個縮影，也是對未來智慧醫療充滿希望的預示。
