胃組織也有「力學指紋」：微型感測器辨出腫瘤與纖維化

外科醫師辨認腫瘤邊界，除了依靠影像與肉眼，也常仰賴器械接觸組織時傳回的細微阻力。如今，西安交通大學團隊把這種「觸感」轉化為可量化訊號：一款微型力感測器在不切割或破壞受測部位的情況下，測出正常、癌性與纖維化胃組織不同的力學特徵。研究刊於《Microsystems & Nanoengineering》。

這款全矽微機電系統（MEMS）以共振頻率的變化感知外力。探頭接觸組織後，受力會改變矽共振器的頻率；研究人員再以電磁方式驅動裝置，使它能在一般大氣環境運作，而不必將探頭本身置於真空中。為降低空氣阻尼帶來的雜訊，團隊另以電訊號把感測器與真空腔內的高品質因子共振器同步，將力解析度提升約2.5倍，同時維持原有靈敏度。

研究使用九件臨床診斷後留下的匿名胃組織，正常、腫瘤與纖維化組織各三件。研究人員取約2毫米厚的組織，在25±1°C的離體環境中，以每次2微米的位移讓探頭輕觸表面；各測量位置進行七次獨立實驗，再依接觸力學模型換算表面楊氏模數，也就是材料抵抗變形的程度。

三類組織呈現清楚的硬度落差：纖維化組織的楊氏模數約3.98千帕，正常組織約1.32千帕，腫瘤組織則約0.5千帕。纖維化區因膠原沉積而變硬；腫瘤區則可能受細胞骨架密度降低、細胞間連結鬆散及壞死等因素影響，整體較軟。正常組織的讀值相對均勻，腫瘤與纖維化區內部則顯示較大的空間差異，與病理切片呈現的組織異質性相呼應。

這項技術的臨床想像，是把力學探頭置入腹腔鏡器械，在微創胃癌手術中即時提示組織性質。感測端的尺寸可望配合常見內徑至少5毫米的腹腔鏡工作通道，溫和接觸也有利於保留組織供後續病理檢查。若能進一步證實量測結果與腫瘤邊界、切緣狀態穩定對應，它或許可成為影像之外的另一層導航資訊。

不過，論文展示的仍是受控條件下的離體測試，樣本總數只有九件，尚未進行活體手術、盲態分類或診斷準確度評估。完整系統目前還依賴真空封裝的高品質共振器、鎖相放大器與精密定位設備；溫度漂移、組織表面液體、接觸角度及個體差異，也可能影響手術現場的讀值。要走進開刀房，團隊仍須縮小封裝與讀出電路，並在更大、更多樣的患者群體中建立判讀門檻。