醫療與生命科學

透過影像的實驗室自動化

由於技術、科學和醫療的進步，近數十年來，人類的壽命因而顯著延長。大型醫院與實驗室中精確、高科技且日漸自動化的設備，在大量測量與分析工作中帶來極具價值的助力。

廣泛的實驗室應用

一般的實驗室自動化概念，可以從許多不同角度解釋，也有多種工作；從簡單的應用如測量重量、到複雜的機器人與分析系統、過程追蹤與儲存系統。因此在醫學、科學、藥學與分析領域，都有許多可行的相機應用方式產生。某些應用比較明顯易懂，例如在尿液沉澱物分析裝置中內建的相機，而其他相機則在背景運作，提供資訊給醫師，以便開立醫療診斷給我們。其他則是在設備內部進行各種支援，不會直接連接實際的檢測過程。這類應用範圍甚廣，簡單的有如讀取條碼或支援雷射技術，或在抽血時自扎針處開始追蹤血流路徑，到各種不同測試程序與結果；複雜的則有細胞內處理技術，讓科學家可以看到疾病的起源，以發展出革新的診斷與治療方法。

醫療與研究的自動化趨勢

醫院與研究實驗室愈來愈趨向自動化趨勢。促成這項發展的基本動力如下：

1.成本上漲的壓力：

醫療體系與研究機構面對日漸加重的經濟負擔，試圖以降低服務成本方式來應對壓力。透過當代技術與平價系統元件達成的自動化，將可降低實驗設備的成本，減輕成員的壓力，並將省下的資源用於他處。

2.高速：

分析處理速度愈快，和診所與分析單位簽約的實驗室，即可在單位時間內進行更多分析作業，更快速服務其客戶，帶來競爭優勢。自動化同時也能讓每次實驗得到更多結果，縮短專案時程，讓新技術的開發更快完成。

3.更高品質的管理與標準化：

許多過去以人工方式進行的檢驗，現在有愈來愈多是由機器代勞，且其技術特色使這些機器可以完成作業，並帶來更為精確、更可再現的結果。舉例來說，應用視覺系統與自動化顯微鏡，讓研究人員可以直接在辦公室顯示器上看到精細且精確的影像，不用在暗室中透過目鏡觀看。此外，擷取到的影像資料可以文件化並儲存歸檔，符合品質管理系統愈來愈高的需求。自動化系統也不受限於和手動作業步驟程序相關變因的影響，可得到更高的可再現性，朝更進一步的標準化邁進。如有需要，數位影像資料可在不同地方進行檢視，例如在科學研討會上或出診時。透過以相機輔助的檢驗和分析，可以改善可靠陳述的條件。

4.更廣泛的可用性：

實驗室自動化已讓新科技能更高效率地讓更多人使用。研究可因此更快判定疾病的致病過程。因此，舉例而言，可以透過體外診斷的分子生物學分析，來早期發現疾病，可因此降低或甚至阻止疾病發生，以及後續對病患成為沉重負擔的昂貴治療。易用且平價的設備，讓面對經濟與基礎架構相關困難的地區，也能進行診斷。也就是說，傳染病疫區的醫療可以獲得提升，因為這類地區的醫事人員通常訓練較為不足、實驗室設備一般水準較低落、受影響病患的經濟能力也較差。因此可以預見定點照護系統 (point of care) 與微型實驗室技術在數量上的提升。

實驗室自動化的應用範圍

下列是幾個實驗室自動化相機應用的一些典型應用實例：

1.程序自動化

這裡包括一般用以產生影像與資料的相機應用，不是單純的分析應用，而是用於程序支援目的，例如條碼/matrix 碼處理，用於大多數體外診斷設備 (IVD)。這可以用於病患取樣瓶的簡易辨識，或是傳送試劑使用的資料，以供設備進行分析結果計算，並為品質管理所需進行批次記錄。因此，在與實驗室資訊系統的自動交換中，正確的結果來自對患者樣本的要求，並以數位方式管理。

多種實驗室設備使用液態測試材料。依應用領域的不同，必須決定或檢查這類所謂液體處理程序的各種參數。舉例來說，這些參數可能包括液體的狀態 (不可吸入空氣，否則可能造成分析錯誤)、容器形式、瓶塞色彩以對內含檢體進行編碼 (例如內為血清或是完整血液)、或是色彩特性/層次或液體中的不規則性 (氣泡、泡沫)。由於相機不必觸及樣品，也不必移去瓶塞，因此和其他如液態容量判定等方法相比更具優勢。這樣可避免如汙染之類的問題，也能提高流量。

2.自動顯微鏡

舉例來說，自動顯微鏡包括光源應用，以及用於體外診斷、生命科學暨藥學研究，以及數位病理學的螢光顯微鏡。

不同廠商在其設備中使用相機系統，以進行自體免疫疾病診斷，或進行血液或造血器官疾病的診斷，亦用於數位病理學中。病理學家檢驗組織切片或細胞樣本，以找出病理變化。為此，病理學家製作可使用顯微鏡來檢驗的切片，以產生致病相關結論，並對診斷與治療策略提供有價值，但難以透過如放射檢驗辨識而得的資訊。

具備不同用途的自動化顯微鏡設備，選擇十分多樣。範圍從體積僅有半個鞋盒大，單純用以進行細胞計數的裝置，到直接在保溫箱內使用，無需手動操作，可進行時間相關活細胞造影的系統，一直到用於藥物篩選的高內涵篩選系統等，無所不包。

什麼樣的實驗室應用，應採用什麼樣的相機？

除了上面提到的領域外，在整個科學範疇中，還有多種不同的相機潛在應用與使用案例，像是蛋白質與核酸分析、微生物學、粒子分析等。在不同專業領域中，選擇具備所須功能的相機，以涵蓋各種不同應用，是十分重要的。除了相機獨特的產品功能外，也應具備簡易有彈性，附有高效適用 SDK 的整合，當然必須擁有高品質與高可靠度。可快速且隨時提供的優良技術支援，也能簡化系統開發者的整合流程。