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香港中文大学（中大）工程学院机械与自动化工程学系副教授陈世祈教授及其团队，最近成功将三维全息影像技术引入雷射显微镜，研发出首台「数码全息双光子激发」（Digital Holography-based Two-Photon Excitation，简称DH-TPE）显微镜。它能够以超高速拍摄活体神经细胞的三维成像，以此纪录神经细胞之间的互动，对科学家研究青光眼等视觉神经疾病的成因尤有贡献。 

陈教授的研究团队正与中大医学院眼科及视觉科学学系梁启信教授的团队在香港眼科医院合作进行实验，透过扫描活体动物的视觉神经细胞，进一步了解神经系统退化的原因，以科技推动智慧城市医疗质素。

三维成像纪录细胞之间活动 助研究青光眼发病机制

科学家对神经细胞的结构和网络，以及细胞之间信号传递的模式一直所知不多。主要原因是传统显微镜不能解析活体组织中复杂的细胞网络，亦不能详细纪录神经细胞群对外界刺激的反应，窒碍相关医学研究。为打破限制，陈世祈教授及其团队花了近四年时间，开发出低成本的精密数码全息雷射扫描器，结合双光子激发技术，制作全新雷射显微镜。与最尖端的商用TPE显微镜相比，DH-TPE显微镜提供了一套独特、创新的成像功能，包括（1）随机存取成像（2）多平面成像（3）三维可编程成像平面（4）波前校正（5）同步高速成像及多点光学刺激。 

扫描器的核心元件「数码微镜阵列」，是一颗包含了数百万个微小反射镜的光控制装置，常用于一般投影机。其千变万化的微镜组合（即Binary Holograms二值全息图）可将显微镜发出的雷射同时聚焦在最多20个目标，并能以每秒逾2万2千的超高帧率，拍下细胞实时萤光成像和同步多点光学刺激，详细记录细胞之间的活动情况。此外，雷射可穿透活体组织近一毫米，例如扫瞄眼底等形状不规则的细胞，追踪和纪录细胞迁移，例如血液细胞进出淋巴结和视网膜等，以至流动过程中细胞之间的互动情况。 

陈教授的团队获得香港政府创新科技署资助，正与中大医学院眼科及视觉科学学系和香港眼科医院合作，将新技术应用在青光眼的研究中。其中一个方向是通过在活体内双光子影像，分析视网膜神经节细胞的代谢功能失常来研究青光眼发病机制。 

青光眼是全球导致不可逆转失明的主要原因。青光眼患者视网膜上的视觉神经细胞受损，导致视力下降和视野缩窄。视觉神经受损后，视网膜神经节细胞中一种名为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）的辅助因子会减少，透过测量NADH的萤光强度，能够了解视网膜神经节细胞的代谢功能失常程度。 

DH-TPE显微镜的独特设计允许针对性的波前校正，通过非入侵性及无需标记的视网膜影像，分析视网膜神经节细胞代谢功能失常，有助研究青光眼和非青光眼性视觉神经病患者的神经保护，以及神经再生的治疗方法。 

DH-TPE显微镜适用于活体研究，研究员可长时间跟进同一实验动物的细胞活动，用以比较前后的变化，更准确地找出病因。研究团队成员张大鹏博士表示：「数码全息雷射扫描器可应用于各类型的病症研究，例如因大脑皮质神经细胞活动过度或异常引发的癫痫症，以及人体重要的免疫器官淋巴结的相关症状等，技术对发掘疾病成因有莫大的贡献。」 

对于数码全息扫描器的普及发展，张大鹏博士表示非常乐观，主要原因是半导体发展成熟，扫描器组件材料价格低廉；此外，扫描器体积轻薄如一张流动电话SIM卡，应用灵活，配合特制镜头，方便研究人员调节观察角度，相比传统显微镜的弹性较高、应用面更广，突破研究局限。

有关中大工程学院「推动智慧城市」系列

中大在人工智慧及深度学习方面的研究领先全球，曾先后在人脸识别和视觉识别的国际挑战赛中名列前茅；中大多媒体实验室被誉为「人工智慧研究先锋」，与美国加州大学柏克莱分校、麻省理工学院、史丹福大学及牛津大学等齐名，是亚洲唯一获此美誉的高等学府。工程学院下设的资讯工程学系、电子工程学系、系统工程与工程管理学系及计算机科学与工程学系多个研究团队，均致力开发人工智慧及深度学习在智慧生活、智慧出行和智慧环境等方面的应用，致力把香港构建为一个世界级的智慧城市。未来，中大将推出更多利用人工智慧改善人类生活质素的创新项目，并陆续于「推动智慧城市」系列中与公众分享。

有关香港中文大学

香港中文大学 (中大) 成立于1963年，为一所享誉国际的研究型综合大学。中大位处于亚洲的中心地带，一直秉持「结合传统与现代，融会中国与西方」之使命。中大合共有九所书院，它们与大学相辅相成，提供以学生为本的全人教育和关顾辅导，加强师生间的交流和互动。大学设有文学院、工商管理学院、教育学院、工程学院、法律学院、医学院、理学院及社会科学院，连同研究院，共开设超过300个本科及研究生课程。中大各学院积极参与广泛的研究领域，设有多个研究所及研究中心，于优质的跨学科研究中各有专精。 

中大在今年的「路透社：亚太区最具创新力大学」（Reuters: Asia Pacific region’s most innovative universities）排名中，再次在香港区位列榜首，整体排名第22位。中大一直致力推动创新科技，目前在全球各地有超过800个获授权的专利项目，部份已经与业界达成合作协议，把创新科技引入市场。单在2016-17年度，中大已申请了223个专利，以及有132项专利获审批授权，涉及医疗科技、生物科技、信息科技、电讯及材料科学等领域。