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電子眼進化 後天全盲重見光明

2017-04-23 10:19聯合報 記者陳雨鑫/採訪整理

科技可能為盲人打開第三隻眼?人工電子眼於1997年問世轟動全球,突破醫界無法進行眼球移植重建視力的困境,幫助後天全盲者重見光明。林口長庚電子眼中心今年3月完成亞洲首例電子眼移植案例,患者預計4月底開始復健,最快1年後能自如生活,也將顛覆他過往的「視」界。

18世紀,人們透過眼球成影原理製造出相機,但到了21世紀,仍無法複製眼球。林口長庚醫院視網膜科主任黃奕修說,影像刺激眼內的感光細胞後,影像透過神經纖維傳導到大腦讓人們可以看得見影像,看似簡單的過程,醫學界卻花了好幾世紀的力量都沒辦法找出取代感光細胞以及神經纖維能力的方法,直到電子眼的發明才抓到一點端倪。

僅有60畫素 如黑白馬賽克

目前僅有一款電子眼被批准可上市用於人體,名為阿格斯系統,一片極薄的晶片,上頭布滿電極,1997年問世的第一代電極僅有16個,第二代則突破到60個,若換算成相機術語,60個電極僅有60畫數,看出去的影像如同打馬賽克一般,也只有黑白兩色,但對於眼前一片黑暗的盲人,能看見模糊的馬賽克影像已是重大突破。

電子眼植入方式是將晶片放置在視網膜上方,與視網膜仍有些微距離,晶片連接植入眼窩的接收天線。病人需戴上眼鏡,眼鏡中間有一台微型攝影機,取代眼睛的功能,當運作時,電流刺激晶片將攝影機擷取的外在影像,刺激接觸視網膜傳遞神經纖維,順利成像在大腦影像區。

想裝電子眼 必須「看」過

但使用攝影機取代眼球,視野就不像一般人可以有180度以上,以攝影機為中心,患者僅能看見右邊10度、左邊10度,總計20度的視力範圍。

黃奕修說,電子眼目前畫素低,想要植入也是限制重重,必須是夜盲症失明,且曾有過影像記憶,神經纖維健全,年紀雖沒限制,但建議是青壯年,「後續的復健並非想像中這麼簡單」。

黃奕修(左)與患者高先生合影,電子眼患者可以看見的視角僅20度,圓筒內範圍就是電...
黃奕修(左)與患者高先生合影,電子眼患者可以看見的視角僅20度,圓筒內範圍就是電子眼患者的視野區。 記者鄭超文/攝影

黃奕修解釋,阿格斯系統的晶片主要取代眼球內的感光細胞,目前醫學界僅知道人體的感光細胞是一個細胞對多個點,但晶片仍無法複製人體複雜的機制,僅能夠採取一個電極對一組神經纖維,導致安裝了電子眼的患者,所看見的模糊物體跟過往的影像記憶兩者間可能會截然不同。

舉例而言,長方形的物體可能會看成圓錐狀、三角形的容器會看成菱形,按照國外移植案例經驗來看,每個人所看見的結果都不盡相同,雖然只能呈現黑白兩色,但部分患者還能分辨出灰色。

電子眼植入 復健長達1年

長庚醫院北院區屈光科主治醫師侯鈞賀說,患者視覺成像在接受電子眼植入後,產生劇烈變革,光是視覺記憶不如以往就得訓練至少6個月,長庚設置電子眼中心,就是為了幫助患者復健使用,例如有一個房間全室漆成黑色,地板鋪上斑馬線,天花板會有「點」或是「線狀」的LED燈,確認他所見到的視野。

侯鈞賀說,患者隨身攜帶的配備可讓視力呈現三種效果,一是正常型態、二是高對比、三是邊緣監測。正常形態就是一般光影呈顯可看見的視覺,高對比則是用在強光時,讓顏色調換,邊緣監測則用於過馬路、走人行道時,一旦有邊緣界線時,開啟此種模式,患者猶如在走星光大道,邊界會亮,幫助患者不要踩空,或逾越到馬路上。

光是學習這些,就得花上好幾個月的時間,另外,由於視野只有20度,眼球還在的患者,眼球若動得太快,電流沒這麼快刺激晶片,可能會斷訊,也得訓練患者,眼球得比照攝影機模式,不能只動眼球,要整個頭部都要轉動,才能順利成影。

侯鈞賀說,若訓練順利,國外有案例能透過電子眼滑雪、射箭,做許多極限運動。接受治療的高先生表示,他的心願僅有看孩子長大,也希望之後能接送小孩上下課,也期待趕緊為家庭付出,找到他可以承擔的工作,讓生活回歸到正常。

電子眼患者戴上特製眼鏡,眼鏡上的攝影鏡頭擷取影像後,透過電流刺激進入視網膜的晶片...
電子眼患者戴上特製眼鏡,眼鏡上的攝影鏡頭擷取影像後,透過電流刺激進入視網膜的晶片上,由患者未萎縮的視神經傳導至大腦視覺區。 記者鄭超文/攝影

亞洲第一例人工電子眼手術醫療團隊醫師黃奕修(左起)、廖依琳、侯鈞賀、劉珍吟與患者...
亞洲第一例人工電子眼手術醫療團隊醫師黃奕修(左起)、廖依琳、侯鈞賀、劉珍吟與患者高先生(前)。 記者鄭超文/攝影

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眼球
復健
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