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醫學工程師/首位生醫光電女所長郭文娟:跨域也要跨入產業

陽明交大生醫光電所長郭文娟是該所成立20多年來首位女性所長,她自謙「可能因為我是系上唯一的女老師吧!光學領域也有許多傑出女性,現在有不少女學生參與研究行列」。
記者林伯東/攝影
陽明交大生醫光電所長郭文娟是該所成立20多年來首位女性所長,她自謙「可能因為我是系上唯一的女老師吧!光學領域也有許多傑出女性,現在有不少女學生參與研究行列」。 記者林伯東/攝影

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桌面上擺滿像樂高積木般的儀器,上頭還裝載監控電腦,密密麻麻地數據和文獻映在螢幕,眾多器材裡,一台印有藍色Logo的白色機盒格外醒目,這是陽明交通大學生醫光電研究所長郭文娟實驗室中蓄勢待發的產品,也是生醫光電走向眼科之外的臨床結晶,專業的跨域和斜槓還不夠,郭文娟認為腳步要跨入產業界,這是為了讓學生看到能夠投入的夢想和目標。

跨領域從實驗室開始,不同視角觀察問題

「光學同調斷層掃描術」(OCT)是郭文娟實驗室裡研究的題目,白色機盒搭配著光學探頭,正是OCT技術所延伸的「智能影導式針頭穿刺術」。學生介紹,腹腔鏡手術及達文西手術之前,必須要用氣腹針插入腹腔,在腹膜灌入氣體,撐起手術的空間,重要的一步卻只能憑醫師手感和經驗「盲刺」,但刺得太深、太淺都有損傷器官風險。

這項「智能影導式針頭穿刺術」能視覺化,透過光學探頭進行掃描,投影出身體組織的影像,還能如同倒車雷達般發出警示,目前技術已經和台北榮總完成10例的腹腔鏡手術人體實驗。學生拿起探頭稍微模擬,一問之下,學科背景不乏光電、醫工、生技或物理等領域。

郭文娟刻意安排不同專業的合作,她說,生醫光電不僅只有儀器操作、分析影像能力之外,也得執行動物實驗,尤其研究成果要能運用於臨床醫學,就得加入臨床醫師視角,才能看見實際面的問題,「在校內就要先搭起不同領域的交流平台。」

陽明交通大學生醫光電研究所長郭文娟實驗室學生介紹「智能影導式針頭穿刺術」,在重要的氣腹建立,能利用視覺化投影出身體組織的影像,免於憑著醫師經驗「盲刺」。

記者林伯東/攝影
陽明交通大學生醫光電研究所長郭文娟實驗室學生介紹「智能影導式針頭穿刺術」,在重要的氣腹建立,能利用視覺化投影出身體組織的影像,免於憑著醫師經驗「盲刺」。 記者林伯東/攝影

沈浸動手組裝的成就,單一專業特色是什麼?

說起跨領域,對郭文娟來說一點都不陌生,大學志願的選填就透露出端倪,想念第三類組(醫學、生命科學系)又結合物理的科系,陽明大學生物醫學影像暨放射學系成了所選。「結果讀了好像又沒有太大興趣…」她笑說,如同大一新鮮人還在摸索興趣,一直到進入恩師、生醫光電教授周晟的實驗室擔任專題生,人生的頻譜有了變化。

喜歡動手操作的郭文娟,在專題生的日子裡,沈浸於自己組裝系統,取得影像資訊的成就感,她還開發了透過雷射光就能從兔子眼睛內的葡萄糖濃度監測血糖的技術,論文更刊登在國際期刊,即便大學畢業前到醫院實習,反而加深了解學術研究遠比醫事放射師臨床常規工作來得快樂。

郭文娟的自問,「只有生醫光電學的訓練,出來後會不會只是眾多光電人才之一,你的特色是什麼?」攻讀台灣大學電機工程學博士成了問題的解答。如此的遠見放到現在,正是熱門的跨域斜槓,確實畢業後的工作出路更廣,但她仍投身喜愛的生醫光電研究,第一份工作是大學的教職,逐步朝向創新的生醫光電領域引領學生們共同邁進。

白色機盒搭配著光學探頭,正是OCT技術所延伸的「智能影導式針頭穿刺術」陽明交通大學生醫光電研究所長郭文娟正著手研發的產品。

記者林伯東/攝影
白色機盒搭配著光學探頭,正是OCT技術所延伸的「智能影導式針頭穿刺術」陽明交通大學生醫光電研究所長郭文娟正著手研發的產品。 記者林伯東/攝影

非輻射、低功率,OCT技術用在癌症早篩

生醫光電看似難以貼近生活,OCT技術更對民眾來說模糊難懂,郭文娟舉例,光學斷層影像能夠放大到10的負七次方、約頭髮的十分之一細微影像,加上非輻射、非接觸、低功率等特性,對人體相對安全,「有點類似超音波,只是以雷射光方式提供更高解析度的影像。」常見的眼底視網膜掃描便是利用此技術,由於視網膜有十幾層結構,且每層細胞結構非常靠近又薄透,OCT技術能精確診斷各種眼底疾病包含黃斑部病變或角膜水腫等病兆。

郭文娟說,眼科已成熟地運用OCT技術,所以實驗室的研究才會嘗試投入不同科別,像是早期皮膚癌、口腔癌檢測,並設計出兩種探針:「概念都一樣,用在不同地方,解決的問題就不同。」

現行檢測皮膚癌的皮膚鏡是類似放大鏡一種,仍缺乏深入皮膚表層的能力,她進一步說明,OCT技術則利用光學斷層影像搭配探針,能夠輸出成三維、立體的影像,精準定位以判斷疾病分級。

另外,口腔癌通常由醫師觸診或觀察口腔表層是否有白斑,在這項技術之下,透過分層結構以判別是否為發炎、惡性腫瘤等「不再只依靠醫師經驗,而是提供客觀診斷標準。」她說,說不定未來在洗牙時,牙醫順便拿出光學掃描探頭,就能輕鬆檢查出口腔有無異狀。

跨入產業多了商業成本腦袋,新創公司學生任CEO

技術不能只在乎成像,還有檢測準確率、照射範圍,她說,畢竟門診只有幾分鐘甚至幾秒就要知道答案,若要做到商品化、用於人體臨床端,無法像是學術論文只偏重安全可行性,要考量器材的重量、體積等工藝技術層面。

郭文娟堅持「跨領域不是醫學和物理工程,還要跨出去產業。」尤其OCT技術比其他研究更貼近臨床運用,如果要做成醫療產品,走出實驗室才是剛起步。她以「智能影導式針頭穿刺術」為例,原先預計年中會到試製階段,但牽涉到成本、量產、器材探頭等設計「前後花了一年多的時間調整」,可能得延期到今年底或明年初。

現階段,團隊持續與廠商溝通討論生產線、設計成本及銷售等商業面問題,她說,「會不會原來的設計在一定成本內根本做不出來,要全部改掉,這都是風險。」雖然曾想過技術轉移方式,但是幾經思考,一路以來的測試、累積下的影像數據,墊高了技術的價格。

專業人才、技術紛紛到位,學生們也有創業當CEO的想法,郭文娟陪著他們組成團隊、成立新創公司,她說,讓學生看到投入的夢想和努力的目標,清楚知道自己現在做的事情。「其實許多實驗室主持人就像是新創公司老闆。」她笑說,老師必須替學生添購器材、儀器,還要向政府或業界申請計畫及前端資源探詢,「雷射就像開水龍頭,一開也很燒錢。」

「結果讀了好像又沒有太大興趣…」郭文娟笑說,如同大一新鮮人還在摸索興趣,一直到進入恩師、生醫光電教授周晟的實驗室擔任專題生,人生的頻譜有了變化。
記者林伯東/攝影
「結果讀了好像又沒有太大興趣…」郭文娟笑說,如同大一新鮮人還在摸索興趣,一直到進入恩師、生醫光電教授周晟的實驗室擔任專題生,人生的頻譜有了變化。 記者林伯東/攝影

「試試看再煩惱」,負面表列找到跨領域人生

採訪的這幾天剛好是日本暌違14年再度奪下世界棒球經典賽冠軍,關鍵一球的大谷翔平掀起浪潮,眾人訝異他完成多年前親筆寫下的人生目標,郭文娟淡淡說,「哇…真的很厲害,但我倒沒有想過要寫人生目標,這樣做的話有點無聊,有些事情可能是水到渠成,如果列在上頭沒有得到,感覺就會變成失去,但其實你根本沒有失去什麼。」

近年郭文娟研究團隊的成果投入衍伸新創,她也是陽明交通大學生醫光電所成立20多年來首位女性所長,人生清單裡不斷突破,事事都逐漸水到渠成,不過,她自謙「可能因為我是系上唯一的女老師吧!光學領域也有許多傑出女性,現在有不少女學生參與研究行列」。

「試試看,考上再來煩惱、念了再來煩惱。」郭文娟想起迷惘在唸博士班還是先工作的十字路,媽媽給了這一句,當時其實心中有了決定,缺乏那臨門一腳的助力。這句話適合用來鼓勵學生嗎?她回到教育者的角度仔細回答,或許還是要看學生個性、因材施教,「但沒有失去什麼,只是去試試看,試著說不定會不小心成功。」

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