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量子感測與光電子顯微技術共同開啟醫學影像新可能

以色列理工學院(Technion)的 Ido Kaminer 教授與 Yehonadav Bekenstein 教授獲得歐洲研究委員會(European Research Council, ERC)頒發的 Proof of Concept研究補助,期望在低輻射醫學影像技術以及生物組織精準影像領域帶來重大突破。PoC 研究補助屬於可行性研究補助,目的在推進學術研究轉化到實際應用與商業化。這項補助僅頒發給先前已獲得 ERC 補助的研究人員。以色列理工學院兩位獲獎者分別為:任職於電機與電腦工程學院的Kaminer 教授與任職於材料科學與工程學院的Bekenstein 教授。兩人在 2018 年同時加入以色列理工學院,並在 2025 年成立跨學院的量子顯微實驗室(Quantum Microscopy Lab),該實驗室另有物理學院的 Michael Krüger 博士等成員。這座創新實驗室配備最先進的顯微鏡設備,能夠偵測目前其他方法無法研究的量子現象。其成立緣起於以色列理工學院在國家科技創新管理機構(National Authority for Technological Innovation)計畫徵選通過,並獲得 Technion Helen Diller 量子中心大力支持。

 

Bekenstein 教授畢業於耶路撒冷希伯來大學(Hebrew University of Jerusalem),在加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)完成羅斯柴爾德博士後研究後加入以色列理工學院任教。他被認為是發現新興材料領域的領先科學家之一,專長於發光奈米材料與鈣鈦礦(perovskites)材料,這些技術正是使他獲得此次資助的新型感測器的核心技術基礎。他的科學研究曾獲得多項重要獎項,包括:Krill Prize for Excellence in Scientific Research 與 Technion Goldberg Prize。Bekenstein 教授所獲得的補助將用於推動 MagicLayer 技術的發展。旨在發展能夠在極低輻射暴露環境下運作的新一代醫學影像感測器。此技術奠基在奈米晶體與超快速量子光發射技術之上。目前醫學影像使用的感測器受到反應速度限制。也因為相對緩慢的反應速度導致珍貴資訊流失,也迫使醫師需要增加病患輻射暴露量。雖然目前使用的標準晶體已接近其物理能力理論極限,卻依舊難以實現該領域10 皮秒(picoseconds)時間解析度的理想目標。新的感測器正是為了解決這個問題而設計,利用以色列理工學院開發的奈米晶體陣列,能夠發出具相關性(correlated)的光,因此反應速度遠快於現有技術。這項技術不僅在醫學應用有所相關,也可用於改進電子顯微鏡,以及核設施中放射性氣體的即時監測。

 

Kaminer 教授在以色列理工學院電機工程學院完成博士學位後,前往美國麻省理工學院進行博士後研究,隨後返回以色列理工學院任教。他是光子學、電子顯微學、光與物質交互作用、量子資訊處理與利用人工智慧進行數學發現領域的世界知名科學家。他的研究曾獲得多項榮譽,包括:Stanisław Lem Prize、Schmidt Science Polymath Award、Blavatnik Award與Krill Prize等獎項,並且曾入選 以色列青年科學院(Israeli Young Academy)。此次獲得的研究補助將用於開發 Stork模組技術,預估能提升穿透式電子顯微鏡性能。穿透式電子顯微鏡廣泛應用於生物研究以及半導體量測與檢測。然而,由於對比度低造成影像能力受限,進而影響解析度與處理效率。Stork 技術能夠將光直接導入待測樣品,同時有效收集樣品所發出的光,可大幅提升 穿透式電子顯微鏡的影像能力。這項技術對穿透式電子顯微鏡領域來說,可謂是典範轉移(paradigm shift),將能為生物組織影像與電子元件原子尺度缺陷觀測提供前所未有的資訊。

 

資料來源:https://www.technion.ac.il/en/blog/article/toward-a-new-era-in-electron-microscopy-and-medical-imaging/

 

 

 

更新日期 : 2026/04/17