創科廣場｜科技檢測隱形殺手 中大展出多項創新

中文大學將參與本地三個大型科技展覽，介紹實用的科研項目，包括早期評估未確診糖尿病患病風險的「全自動視網膜圖像分析（ARIA）技術」，以及「便攜式高靈敏甲醛快速檢測儀」。

現在都市有不少隱形殺手，除了疾病也有環境等因素。香港的慢性疾病之中以糖尿病的影響最大，糖尿病可引致多項併發，不過很少人經常會檢測血糖，社區中有不少隱性糖尿病人。

全港約有七十多萬人患糖尿病，約每十個當中便有一人患上糖尿病。據研究發現，只要改善生活習慣，例如減重7%，加上每周運動150分鐘，糖尿病的改善，甚至比藥物療效還要好。

但如何進行大規模的社區篩檢，必須簡便、快捷、完全無創。ARIA技術是中大醫學院徐仲鍈教授率領的團隊，分析視網膜圖像（俗稱「眼底相」），就可快速準確評估糖尿病風險。ARIA已可用於評估中風和認知障礙症早期風險，作為糖尿病風險評估方法，有更大應用價值。上述研究結果於歐洲糖尿病研究協會（EASD）第57屆年會上發表。

準確度超過九成

ARIA以機器學習評估方法，檢測視網膜圖像。研究團隊分析2,221個個案訓練的AI模型，只要將眼底相上傳至雲端分析，數分鐘就可獲得結論，篩查糖尿病風險，靈敏度高達92%，識別能力達96.2%，整體準確度達94.4%。

徐仲鍈表示，上述AI模型再採用了兩組獨立數據測試，一組為1,394個香港個案，包括734位來自社區的對照對象，以及660位糖尿病患者。測試結果顯示此評估方法的靈敏度達99.5%，識別能力達91.1%。研究團隊再利用英國合作夥伴所提供1,682位糖尿病患者的視網膜圖像進行驗證，顯示靈敏度達98%。ARIA檢測技術在亞洲人和白種人中皆能發揮作用。

徐仲鍈指出：「人類眼睛蘊含了有關健康重要綫索和信息，我們需要的是能將其解讀的正確技術。」通過類似ARIA數碼醫護技術，公眾可及早知悉風險，並作出預防和改善生活習慣。

徐仲鍈研究ARIA超過十年，已成功應用ARIA評估中風（ARIA-stroke）和腦白質病變（ARIA-WMH），後者是認知障礙症的早期風險因素。研究團隊現時正研發ARIA用於檢測精神健康疾病、貧血、自閉症（驗證研究-2-6歲）、冠心病和糖尿病腎病等。ARIA檢測已在全港多家視力及保健中心使用。

激光甲醛傳感器

中大介紹另一項技術則為甲醛檢測儀。甲醛無色無味，卻是可以致癌物質，高濃度時具有強刺激性。室內空氣的甲醛主要來自建築材料和家具，部分可持續釋放甲醛達3至15年，堪稱「隱形殺手」。

雖然市面上有不少揮發氣體（TVOC）傳感器，但其實準確度一般。高性能的傳感器非常昂貴，也必須經常校準。

世界衞生組織（WHO）建議室內甲醛濃度標準不應超過80 ppb，否則會對人體有害。問題是現時流行的甲醛檢測儀器，通常採用電化學的原理，檢測誤差非常大，也容易受到其他氣體干擾，數據日久材料老化亦引起檢測數據漂移，部分傳感器要在甲醛濃度高於300 ppb，才能有效檢測。

較大型檢測甲醛通常以氣相色譜、質譜等科學分析儀器，則需要採樣及預處理，動輒數小時。近年，不少傳感器開始以光學原理，例如通過光綫引發物件氣體分子震動，利用其可吸收特定波長現象檢測氣體。

中大機械與自動化工程系副教授任偉團隊研發一種低成本、手提式甲醛檢測裝置，採用多次反射增強的波長調制吸收光譜技術，以紅外激光吸收氣體傳感器，準確快速地測量出甲醛濃度，靈敏度達ppb級。

上述傳感器無需經常校準，開機即用，最低可探測低至0.6 ppb的甲醛濃度，1秒之內便可得出測量結果，測量結果不受環境其他氣體干擾，準確度高，並以鋰電池供電，可隨時隨地持續檢測。由於不涉及化學材料消耗，亦較電化學原理的檢測儀更耐用，穩定性也更高。

可檢測極低濃度甲醛

研究團隊亦積極研發以光學傳感器探測不同氣體，通過更換傳感器內的激光芯片發出不同的激光，便可透過氣體波長識別出特定的氣體。團隊正研究同時檢測5種氣體，例如一氧化碳、氮氧化物（NO及NO2），氨和二氧化硫等有害氣體。一氧化碳可致命，氮氧化物則是常見的室外污染物，氨（Ammonia，即阿摩尼亞）和二氧化硫則應用於檢測工業廠房或洗手間等。

中大工程學院副院長黃錦輝教授表示，近期中大將參加3個科技展覽，包括創新科技署主辦於科學園舉行的「創新科技嘉年華2021」展覽，香港會議展覽中心舉行的「國際資訊科技博覽2021」及「香港國際醫療及保健展2021」。