超高解析度CT電腦斷層掃描重建! HD CT Scanner Spots Flaws Before Heart Attacks

CT電腦斷層是利用多張x-ray的照片去重建身體的立體結構, 像是在很多不同角度拍一個透明的水母, 然後要正確的還原立體結構. 這樣的技術不僅受限於硬體設備, 像是要拍夠多的照片, 照片解析度要好, 同時也受限於軟體的計算能力. 這種利用多張穿透照片重建的方式稱做 back projection reconstruction, 就是處理完照片後, 要利用計算還原影像. 因為是重建就有很多不同可能的結構, 而能對不同可能的結構做出評分跟改進就是這技術發展的重點. 這影片是展出利用目前快速的計算能力跟利用 adaptive statistical iterative reconstruction (利用已有的結構去疊代, 然後利用統計的方式判斷這影像的可能性有多高, 再進行下一輪疊代直到達到最佳化) 的方式可以達到的解析度. 這台研究中的GE的機器可以在幾秒內就照220張的不同角度影像, 重建後看到大約0.6mm的東西. 影片介紹醫生可以看到還沒有發生的血管疾病, 這樣的解析度甚至可以讓使用者在血管裡虛擬的飛行. 以往CT的一個大缺點是輻射的劑量太高, 這台也做改進. 影片說跟七八年前的機器比起來輻射劑量少了20倍(可能有吹牛). 希望這些科技不會太昂貴, 造福真的有需要的人.


科學文獻
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生物關節修復! Kevin Stone: The bio-future of joint replacement

很多人自己或是家人朋友都有能會遇到關節問題. 可是目前並沒有完善的關節修復方式, 就算利用人工關節也常常有使用期限或是舒適的問題. 這影片介紹利用人或是動物的組織來修復人體組織的研究. 在使用人體的組織方面, 就像是其他的器官捐贈移植, 有一些不錯的例子說明有效, 可是組織來源太過稀少跟昂貴. 利用動物組織方面, 演講介紹分三類, 如果只是單純作為簡單的支持性結構的, 可以利用分離有用的生物物質, 像是軟骨膠質,然後放入合適的載體在植入人體. 如果要利用到完整組織的話, 就需要作一些去除免疫的酵素處理, 把抗原給去除掉, 像是韌帶就可以這樣做. 最後一種是利用人體的幹細胞跟動物組織的混合, 一方面有再生能力, 一方面可以利用動物組織給的環境條件引導幹細胞發育分化, 這些研究或許在以後可以對很多疾病還是生理缺陷有所幫助!

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聰明醫學繃帶! Smart bandage

簡單的物質如果能夠賦予根據環境而反應的功能就可以變成智慧材料. 繃帶跟紗布是醫療上很常使用的東西, 特別是在覆蓋傷口上. 這影片介紹一種目前正在研究的智慧繃帶, 這種繃帶上有很多奈米膠囊. 當這種膠囊的表面接觸到細菌分泌出來的毒素的時候, 微膠囊就會破裂, 裡面所含的染料跟抗細菌的藥物就會釋放出來. 一方面利用顏色讓醫療人員知道這區域有能有感染, 一方面也同時抑制感染的發生. 其實因為在皮膚上有很多共生的細菌, 對皮膚的功能有幫助, 這種只針對有害細菌毒素反應的繃帶或許能讓傷口的回覆更好, 幫助像燒燙傷那樣大規模皮膚受到傷害的病患.

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鯊魚的表面跟感染防治! Surface Technology Designed to Prevent Hospital Acquired Infections

在醫療上如果能夠防止在醫院的細菌感染可以幫助很多免疫不好的病人. 現在一般的抗菌方式不外乎是利用殺菌藥品處理表面, 使用可自動釋放藥品的表面, 或是利用表面的奈米顆粒的催化性質殺死在上面的細菌. 這影片介紹利用仿鯊魚的表面而做的表面貼紙. 因為鯊魚皮膚表面有很多特殊花紋的微結構, 這些微結構會使得細菌很難附著, 因為難附著, 產生生物膜的機制也會被抑制. 只要把有這種這種微結構的貼紙貼在不同人容易觸摸的地方,　像是把手或是水龍頭, 就可以減少人間經由共同觸摸而傳播的細菌. 這樣的科技或許還能用在其他像是水管這種有生物膜危害的地方. 另一方面, 也許不同的還生物發展出更多種的表面在做更多事情, 就等科學家去發現了.

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用RNAi分解基因網路! RNAi in mouse Skin deep

科學實驗最基本也最通用的方式就是找出操作變因跟控制控制變因, 然後作實驗來驗證假設. 但是這樣的過程在生物基因研究上卻是漫長而辛苦的. 要改變一個基因去研究某些事情需要建立突變的動物系統. 常常需要花上很多錢, 時間跟研究生寶貴的的青春. 這幾年開始有利用RNAi的方式來作基因研究. 利用注入跟表現mRNA互補的RNA片段使mRNA降解, 讓某些基因失去作用, 作為一個快速的研究方式. 這影片介紹最近的研究可以在老鼠胚胎發育的階段注入帶有互補RNA的病毒給將要發育成皮膚的組織, 因為這種病毒有螢光標定, 所以可以追蹤到這些病毒到了哪些細胞組織. 研究人員利用之前找到150個在皮膚表現不同的基因, 經由這樣的方式, 可以關閉特定基因來研究這基因的功用. 這技術有很多好處, 一個是在發育階段注入, 所以只作用在特定範圍的組織細胞, 不會干擾這基因在其他細胞的功能. 一個是可以針對性地關閉特定基因, 讓整體的基因網路可以被快速研究. 以往有很多研究人員選擇了線蟲或是果蠅作為研究系統, 因為基因操作比小老鼠簡單的多. 利用這種新的技術, 在複雜的基因網路也有可能被快速定量研究喔!
學術文獻
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