第 725 期

學術交流
科技部—台德雙邊科技合作計畫學術交流暨成果分享
Report on the MOST-DAAD Project-Based Personnel Exchange Program

筆者（本院生醫工程與奈米醫學研究所郭立威助研究員）與德國Forschungszentrum Juelich研究中心（簡稱FZJ）Chang-Hoon Choi博士，執行我國行政院科技部與德國DAAD（Deutscher Akademischer Austauschdienst）所補助本（106）年度起之二年期台德雙邊科技合作計畫，希冀透過雙邊研究合作，利用於德國FZJ研究中心所擁有的超高場強（ultra-high field）磁振造影（magnetic resonance imaging, MRI）系統與本院的3 T磁振造影系統，共同研發磁振造影用的擬人腦化結構假體（phantom），並於軟硬體技術上進行交流合作。

德國FZJ研究中心是歐洲少數超大型的研究中心之一，隸屬德國亥姆霍茲國家研究中心聯合會（Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren），該中心目前約有五千三百名員工。研究領域包含能源、氣候變遷、生物、地球科學、神經科學與醫學、複雜系統、奈米科學等。FZJ在組織架構上，細分成十個不同領域的研究機構，而這次前往參訪的單位，也是Choi博士所在的神經科學與醫學研究所（Institute of Neuroscience and Medicine, INM）下的醫學影像物理（Medical Imaging Physics）組（簡稱INM-4）。INM主要是在執行人類大腦解碼（decoding the human brain）計畫，在不同空間與時間尺度下探索人類大腦的組織、功能與結構。而INM-4在NJ Shah教授帶領下，專注研究新的大腦成像技術發展、實驗驗證以及臨床應用上的實踐。為此目的，INM-4建構了數台非常具前瞻性的醫學影像系統，包含人用9.4 T MR-PET系統、3 T MR-PET系統、3 T及7 T MRI系統，以及動物用9.4 T MRI系統；還有人用PET系統及MEG系統等，其中9.4 T MR-PET更是全世界第一台在如此高的磁場強度下進行MRI與PET結合的醫學影像儀器。除此之外，該單位亦聘有MRI、PET及MEG專長的軟硬體研究人員，進行影像分析、演算法開發及硬體發展等研究。其所擁有的資源相當豐富，可說是目前世界上居於領先地位的醫學影像研究單位之一。

本所磁振造影研究團隊在張恕研究員及筆者的帶領下，過去幾年透過Taiwan Connectome Project（TCP）計畫的執行，建立了台灣唯一的大腦連結體磁振造影技術平台，該平台提供高強度的梯度磁場（為市售臨床機器的4倍），以達到更高的解析度以及造影更細微的大腦神經連結。故此雙邊合作計畫希望能藉由雙方在MRI軟硬體上的研發經驗進行交流，並探討高磁場磁振造影與高強度梯度線圈於大腦神經連結重建品質上的差異，進一步驗證本所自建系統的優勢。

今年，德方的Choi博士、Ezequiel Farrher博士與Richard Buschbeck博士生已於2017年5月蒞院參訪，而我方由筆者率同卓冠宏博士與陳名傑博士於2017年10月赴德國進行研究合作討論。本次參訪的成果包含了完成2017歐洲磁振造影年會的論文發表、共同投稿了2018國際磁振造影年會的會議論文摘要、完成了動物射頻線圈與射頻切換電路之製作，以及針對後續合作計畫的申請與目標進行討論，著實得到了相當豐富的合作成果。

此次參訪團除了參觀FZJ外，亦前往RWTH Aachen University Hospital進行MRI實驗。RWTH Aachen University Hospital座落於RWTH Aachen University校園當中，是一棟深具高科技與現代工業風格的建築。RWTH Aachen University是德國最大的科學技術大學，在歐洲科技領域享有盛名。該大學包含了9個學院、260個機構及7個研究中心，2016年的年度預算總經費約為九百萬歐元。此行程中相當難得的是，可以仔細參觀德國臨床磁振造影系統其醫院安置的環境與機房配置設計，對於未來設計磁振造影系統平台有極大的助益。

於此參訪行程中，筆者亦向該中心全體研究人員演講介紹本院的架構、規劃與研究方向，另外主要也介紹了本所自建之高梯度磁場磁振造影系統與相關研究。筆者發表的演說引起非常熱烈的討論，也與多位研究員討論了後續的合作方向。中心主任NJ Shah教授很有興趣地提問有關於該造影系統的未來發展，以及在台灣要進行安全規格標準認證與臨床試驗會面臨哪些問題，也提供了很多建議供筆者參考。此外，NJ Shah教授向筆者一行人介紹了INM-4的發展願景與未來的研究工作，該中心將在於利希（Juelich）與海德堡（Heidelberg）建立國家級的醫學影像設施（National Imaging Facility, NIF），也歡迎世界各國的研究人員能夠前往運用這些尖端的磁振造影系統，共同發展更前瞻的研究，相信對於未來雙邊的合作亦有相當大的幫助。

透過此次參訪，除了瞭解該中心在磁振造影研究上累積的寶貴經驗，亦與Choi博士以及該中心人員進行前瞻研究的討論與合作，並將本所的磁振造影研究成果推廣至國際，也趁此機會與更多研究人員進行交流。此外，透過本次參訪，筆者深刻體會到國外研究中心的研究人員並非僅著重於基礎神經科學與臨床應用，他們更善用整合的力量，透過發展軟硬體技術來強化醫學影像機器的功能或改善影像品質，也更有機會開啟於神經影像與臨床醫學上的前瞻應用。由於本研發團隊是台灣少數有能力能夠針對磁振造影系統進行軟硬體開發的團隊之一，因此可以借鏡INM-4/FZJ的發展來思考本團隊的未來發展及規劃，也期許能為我國的醫學影像系統研發更盡一份心力，創造出獨有的特色研究。
《文/圖：生醫工程與奈米醫學研究所郭立威助研究員》