נתן צבי שקד

נתן צבי שקד הוא פרופסור מן המניין וראש המחלקה להנדסה ביו-רפואית בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן באוניברסיטת תל אביב. חוקר בתחום הביו-פוטוניקה ומערכות אופטיות לדימות מיקרוסקופי וננוסקופי.

נתן צבי שקד
Natan T. Shaked

לידה	תל אביב-יפו
עיסוק	פרופסור מן המנין וראש המחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת תל אביב חוקר בתחומים: מיקרוסקופיה אופטית, ביו-פוטוניקה, והנדסה ביו-רפואית,
מוסדות	אוניברסיטת תל אביב אוניברסיטת דיוק
פרסים והוקרה	עמית החברה הבינלאומית לאופטיקה ופוטוניקה (SPIE Fellow 2021). עמית החברה האמריקאית לאופטיקה ופוטוניקה (OPTICA Fellow 2021)
http://www.eng.tau.ac.il/~omni
תרומות עיקריות
צילום אולטרה-מהיר של תאי זרע בתלת מימד בשחיה טבעית וללא צביעה כימית, מערכות אינטרפרומטריות והולוגרפיות קליניות, כלי לימוד עמוק למיקרוסקופיית פאזה כמותית

ביוגרפיה

שקד נולד בתל אביב וגדל בישראל. את התואר הראשון, השני והשלישי שלו השלים בשנים 2002, 2004 ו-2008, בהתאמה, כולם בהנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב.

בשנת 2008, הצטרף שקד למחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת דיוק בקרוליינה הצפונית, ארצות הברית, ושהה שם כשנתיים כעמית בתר-דוקטורט, בתמיכת מלגת ביכורה של הקרן הלאומית למדע, ועוד חצי שנה כפרופסור מבקר באותה מחלקה.

בשנת 2011, שב שקד לישראל והצטרף כחבר סגל במחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת תל אביב, בדרגת מרצה בכיר. בשנת 2015 – קודם לדרגת פרופסור חבר, בשנת 2019 – קודם לדרגת פרופסור מן המניין, ובמרץ 2022 – התמנה לראש המחלקה להנדסה ביו-רפואית.

מחקר

שקד עומד בראש קבוצת מחקר גדולה העוסקת במיקרוסקופיה, ננוסקופיה ואינטרפרומטריה אופטיות ביו-רפואיות (בראשי תיבות באנגלית – OMNI). קבוצתו מפתחת כלים ניסויים ואנליטיים לצורך דימות תלת-ממדי תוכני-כמותי של תאים ביולוגיים, ללא צביעה כימית העלולה להזיק להם, המשתלבים בצורה ייחודית עם שיטות בינה מלאכותית בעזרת למידה עמוקה.

בין הפיתוחים הטכנולוגיים בקבוצתו ניתן למנות פיתוח מודולים אינטרפרומטריים והולוגרפיים קליניים שמאפשרים צילום של תאים ביולוגיים ללא צביעה כימית ועם קונטרסט כמותי, שאותם ניתן למקם אותם חיצונית למערכות מיקרוסקופיות קיימות, ושאינם דורשים תנאי יציבות מכנית או כיוון מחמירים כפי שמתקיים במערכות אינטרפרומטריות רגילות; פיתוח כלי למידה עמוקה עבור סיווג של תאים ביולוגיים וצביעתם הווירטואלית על סמך המידע העמוק המופק; טומוגרפיה אופטית לצורך דימות תלת־ממדי מהיר של תאים חיים בעזרת מקדם שבירה; וננוסקופיה אינטרפרומטרית של תאים ביולוגיים ואלמנטים דקים אחרים.

שני יישומים רפואיים מרכזיים במחקרו הם דימות כמותי, ניתוח ובחירה של תאי זרע להפריה חוץ-גופית (יישום אשר התגבש לכדי חברת QART Medical אותה ייסד) ודימות וניתוח בזרימה של תאי סרטן בביופסיות נוזליות, כגון מציאת ואבחון תאי סרטן בדגימות דם.

שקד הוא מחבר של מעל 100 מאמרים אקדמיים בעיתונים מדעיים מובילים ומעל 170 מאמרים בכנסים. הוא ממציא של מספר פטנטים, ושימש כעורך-שותף של ספר מדעי בתחום מיקרוסקופיית הפאזה לשימושים ביו-רפואיים. שקד מכהן כראש הכנס השנתי לדימות וחישה ביורפואיים ללא סימון (SPIE LBIS) המתקיים מדי שנה בסן פרנסיסקו, קליפורניה, ארצות הברית, ועמית בקהילה האמריקאית לאופטיקה (OPTICA Fellow) וכן בקהילת הבינלאומית לאופטיקה ופוטוניקה (SPIE Fellow).

פרסים והוקרה

• OPTICA (OSA) Fellow‏ (2021)
• SPIE Fellow ‏(2021)
• מענק ERC אישי (2015)

מאמרים נבחרים

• N. T. Shaked, S. A. Boppart, L. V. Wang, and J. Popp, “Label-free biomedical optical imaging,” Nature Photonics [IF 39.728], Vol. 17, pp. 1031-1041, 2023.
• G. Dardikman-Yoffe, S. K. Mirsky, I. Barnea, and N. T. Shaked, “High-resolution 4-D acquisition of freely swimming human sperm cells without staining,” Science Advances [IF 14.143], Vol. 6, No. 15, eaay7619, 2020.
• Y. N. Nygate, M. Levi, S. K. Mirsky, N. A. Turko, M. Rubin, I. Barnea, G. Dardikman-Yoffe, M. Haifler, A. Shalev, and N. T. Shaked, “Holographic virtual staining of individual biological cells,” Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS) [IF 11.205], Vol. 117, No. 17, pp. 9223-9231, 2020.
• N. T. Shaked, V. Micó, M. Trusiak, A. Kus, and S. K. Mirsky, “Off-axis digital holographic multiplexing for rapid wave front acquisition and processing,” Advances in Optics and Photonics [IF 20.107], Vol. 12, Issue 3, pp. 556-611, 2020.
• M. Rubin, O. Stein, N. A. Turko, Y. Nygate, D. Roitshtain, L. Karako, I. Barnea, R. Giryes, and N. T. Shaked, “TOP-GAN: Stain-free cancer cell classification using deep learning with a small training set,” Medical Image Analysis [IF 8.545], Vol. 57, pp. 176-185, 2019.
• M. Habaza, M. Kirschbaum, C. Guernth-Marschner, G. Dardikman, I. Barnea, R. Korenstein, C. Duschl, and N. T. Shaked, “Rapid three-dimensional refractive-index imaging of live cells in suspension without labeling using dielectrophoretic cell rotation,” Advanced Science [IF 16.806], 1600205: 1-9, 2016.
• P. Girshovitz and N. T. Shaked, “Doubling the field of view in off-axis low-coherence interferometric imaging,” Nature – Light: Science and Applications (Nature LSA) [IF 17.782], Vol. 3, e151, pp. 1-9, 2014.

קישורים חיצוניים

• אתר האינטרנט הרשמי של קבוצת המחקר של פרופ' נתן צבי שקד (באנגלית)
• פרופ' נתן צבי שקד, באתר גוגל סקולר
• פרופ' נתן צבי שקד, באתר ResearchGate