林口長庚醫院今天宣布建置完成人工電子眼中心,並完成亞洲第一例人工電子眼手術,患者是41歲高姓男子,患有夜盲症,病情急速惡化,2年內就眼盲,只剩光反應。裝置人工電子眼後,經復健、重塑視覺記憶,可重新看見。
患者高先生,41歲,曾任建築公司主任。近5年漸漸覺得視力減退,即使在白天去巡工地時,也經常因為看不清楚地上的雜物而被絆倒受傷。起初還不以為意,但最近2年情況更惡化,視力嚴重喪失,導致他晚上已不敢出門,連白天的視力也受到影響。
患者罹夜盲症2年內視力全失
求診時醫師告知是「視網膜失養症」,即俗稱的「夜盲症」。此病最終白天夜間視力都會異常,嚴重者可達全盲,無藥可醫,群醫束手。這種基因變異的疾病可採用基因檢測方法加以診斷,但診斷後只能針對優生學的方面進行醫療諮詢,並無停止病情惡化的適當方法。高先生因此無法再工作,只能待在家裡手杖不離身,可以說生活在2年之內發生天翻地覆的變化。
林口長庚醫院視網膜科主任黃奕修指出,視網膜位於眼底,其功能等同於攝影相機底片。視網膜疾病常導致視力嚴重受損,但視網膜細胞無再生功能,因此一旦受損,其功能無法重建及恢復。雖然近年來醫學研究大幅進步,已使得部份視網膜疾病得以獲得治療,但退化性視網膜失養症至今仍無良好之治療方法。
退化性視網膜失養症為視網膜感光細胞因不明原因逐漸凋亡,最初出現夜盲症,最終連白天的視力與視野皆嚴重受損而逐漸喪失,是一藥物與手術完全無法有效治療的特殊疾病。台灣地區估計患病人數約8000至12000人,因生活功能嚴重受影響,許多病人因此導致殘障。
人工電子眼美國歐盟均已核可
黃奕修指出,人工仿生眼(又稱人工電子眼)是近年眼科領域重大突破。其原理為將微小刺激電極,接觸於視網膜傳遞神經纖維上。矩陣排列的刺激電極,以精密手術植入眼球內部,並貼附於黃斑部表面,再以患者眼鏡框上的攝影機,取得病人欲視影像,採用類悠遊卡式之非接觸訊號傳遞方式,將處理過影像訊號,無線傳送至眼內電子元件,再經由未萎縮之視神經傳導至大腦視覺區。目前此嶄新技術是全球數個電子眼計畫中,已批准用於人眼之高端技術之一。
目前美國與歐盟已批准可使用於後天感光細胞嚴重受損病患,適合接受手術移植病患,其視力必須僅餘光感、但無法辨識物體的末期視力,即已失去生活所需視覺基本需求。
黃奕修指出,移植後患者的視力將有一定程度的改善,根據統計,術後96%患者可見特別形狀的物體,如正方形、三角形、圓型等;約60%患者可見約10公尺距離物體,並可朝目標物行走及執行日常動作,如精準走向10公尺遠的門並開門。雖無法達到正常人眼精細視力,但對於日常生活之基本需求,例如吃飯時可見刀叉或行走時躲避燈柱等,已有極大的幫助。
患者手術後1個月,待傷口穩定時就可以進行儀器調適。利用專門的電腦連接視網膜晶片電極,以適當的電流刺激使病人感應到光線,確定植入電極的功能。完成後就進入復健期,這是人工電子眼能否發揮最大功能的關鍵。復健共有20堂課程,10堂課在醫院復健、10堂課在家復健。依照病人的反應和體力,每堂課大約進行2個小時左右,每堂間隔2到3周。完成復健後病人就可以走出戶外,練習以新的視覺協助他在戶外環境的行動與安全保護,雖然人工電子眼提供病人更好的視覺,但不足以讓病人完全依靠電子眼進行安全的行動,在戶外還是需要搭配原先的手杖使用。
手術材料達8百萬弘廬基金會資助
黃奕修表示,電子眼提供患者更好的視覺,讓病人可以重新依靠視覺進行活動。然而新的視覺與病人記憶中的視覺經驗是不同的,因此植入後需要依靠適當的復健過程,患者才能體驗電子眼帶來的助益。
雖然人工電子眼能為盲者帶來希望,不過植入手術困難度高,手術加材料費用就高達800多萬元,林口長庚是在弘廬基金會慈善捐助支持下,首度將尖端科技引進國內,並實際用於臨床醫療。
黃奕修說,除了夜盲症,人工電子眼未來也可望用在黃斑部病變而眼盲的患者,目前正在進行人體試驗。如果成功問世,將可造福更多受眼疾困擾的人。
此外,黃奕修說,人工電子眼仍須安裝電極在眼球上,若沒有眼球,依然沒有重見的可能。不過,隨著科技發達,已有團隊研究將電極直接裝在腦表面刺激成像,就算沒眼球,日後也有機會突破。
林口長庚醫院電子眼手術團隊。圖/林口長庚醫院提供
電子眼訊號產生視覺流程
1.病人戴上特製眼鏡(Glass),上面camera攝像頭錄影,把錄影訊號傳送至camera VPU影像處理器
2.處理後訊號傳至Glass-Ant眼鏡投射天線
3.再傳遞給Eye-Ant眼內接收天線加以接收
4.進一步傳遞給Case接收器,成為矩陣電極運作訊號,傳送入眼球,製造電流訊號於視網膜神經纖維
5.經由仍具功能的眼球視神經,傳送入腦至大腦視覺區而感受到影像
人工電子眼構造
Antenna(Eye-Ant)--眼內接收天線
Electronics Case(Case)--處理器
Electrode array (Array)--平舖在網膜表面,傳遞刺激訊號給視網膜神經纖維的矩陣電極
圖/林口長庚醫院提供