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聰明的隱形眼鏡,替眼睛做健康檢查!

108/12/27 瀏覽次數 4638
戴隱形眼鏡可以幹嘛?除了矯正視力,或讓虹膜看起來變大變漂亮,現在隱形眼鏡還能幫你的眼睛做健康檢查!交通大學電機工程系教授邱俊誠的團隊開發出一款智慧型隱形眼鏡,只要戴上,就能檢測眼球溫度、淚液蒸散速率、滲透壓、眼壓等數據,可提供眼科醫生做為診斷依據,協助研判病患是否有輕微或嚴重的乾眼症或青光眼症狀。
 

眼疾的檢測更準確,治療方法升級

 

這項研究對於眼睛的檢測帶來很大的突破,因為它可望讓眼疾的檢測變得方便快速,還能讓治療變得更加精準。乾眼症的成因不只一種,可能是淚液分泌不足,也可能是淚液成分中的油脂不足造成淚液蒸散過快,但過往的檢測方法並不能很有效的區分,因此醫生在給藥時,常常只能用自身經驗,做主觀的判斷。但有了智慧型隱形眼鏡協助檢測,能依據醫生的需求提供更精準的科學數據,也就能讓判斷與投藥更加正確。

 
邱俊誠團隊開發的智慧型隱形眼鏡,配戴起來如同軟式眼鏡一般舒適,將來有望為眼疾檢測帶來重大突破。(圖/邱俊誠提供)邱俊誠團隊開發的智慧型隱形眼鏡,配戴起來如同軟式眼鏡一般舒適,將來有望為眼疾檢測帶來重大突破。(圖/邱俊誠提供)
 

而針對青光眼的患者,醫生也可以使用智慧型隱形眼鏡的數據,找出容易眼壓高的時間點,針對這些時間點給予藥物治療。邱俊誠進一步解釋:「這些檢測數據是珍貴的大數據資料,等到累積夠多數據,醫生或藥物開發商就可以分析出更準確的藥物配方。」因此這項研究成果一公布,立刻引起了各界關注。

 

另一個引起大家注意的重要原因,在於這是第一個可以戴得舒服的智慧型隱形眼鏡。目前全世界大部分的智慧型隱形眼鏡研發,都是以硬式鏡片做為基礎,但邱俊誠說:「我們一開始就是從『可配戴』的角度當出發點,因此是以現有的軟式隱形眼鏡材料矽水膠去做設計。」他們將可測量溫度、濕度、壓力等各種特性的感測器、處理晶片,以及傳輸資料用的天線等元件,就像三明治的內餡一樣夾在鏡片的夾層裡,因此配戴時的感覺,就和普通的隱形眼鏡一樣。

 
研究團隊把各種感測器、晶片、天線等元件夾在鏡片裡面。(圖/邱俊誠提供)<

 

研究團隊把各種感測器、晶片、天線等元件夾在鏡片裡面。(圖/邱俊誠提供)

一度產生懷疑……真的做得出來嗎?

 
從2011年開始研發,到2019年宣布成功,這條路走了八、九年,邱俊誠表示:「其實並不是沒想過放棄,因為中間有太多困難,讓我一度沮喪,覺得看不到答案。」
 

要做出這款智慧型隱形眼鏡,其中一個困難點在於元件的整合,儘管感測器都已經設計得非常精巧,靈敏度也夠高,但要整合在小小的曲面鏡片裡,還要能有效運作,有許多細節需要考量。邱俊誠舉例說,這些元件的檢測及訊號傳遞,需要從外界以無線電方式提供能量,能量過低無法啟動元件,能量過高可能造成鏡片溫度上升,因此光是能量的傳遞就花了許多時間研究。

 

另外,「隱形眼鏡是要戴在人眼上運作的,一旦牽涉到人,就會增加許多變異。」邱俊誠以裝在鏡片內的天線舉例,天線的設計必須將人戴上隱形眼鏡後的實際狀況納入考量,因為人眼會帶著隱形眼鏡移動,要如何讓天線的傳輸沒有死角,不因隱形眼鏡轉了一個角度就無法傳輸,讓團隊花費了不少心力。

 

幸好,邱俊誠的團隊裡有許多優秀的學生,不斷嘗試各種可能,堅持不放棄,邱俊誠說:「最後終於成功的那一刻,真的是五味雜陳。」

 

智慧型隱形眼鏡還有更多潛力與可能

 

目前,這款可以檢測眼睛的智慧型隱形眼鏡已經通過動物實驗,在相容性、毒性、敏感性、刺激性的測試都通過考驗,邱俊誠說:「接下來會進入人體實驗,希望在四、五年內讓產品上市。」換句話說,不久的將來,我們到醫院檢查眼睛,或許不再需要點散瞳、打麻醉、把試紙插入眼睛,而是戴上隱形眼鏡,坐等數據自動傳輸到醫師電腦就好。

 

而邱俊誠對這款智慧型隱形眼鏡,也希望繼續做更好的調整與設計。目前的鏡片裡沒有電池,能量由外界傳輸提供,因此在檢測時,除了戴隱形眼鏡外,還得戴一個如同一般眼鏡般的裝置來搭配提供能量。邱俊誠說:「我們正在研究如何把電池也整合在隱形眼鏡裡,這樣一來檢測會更方便,看起來也更簡單美觀。」

 
透過類似一般眼鏡的裝置,為智慧型隱形眼鏡提供能量(圖/邱俊誠提供)透過類似一般眼鏡的裝置,為智慧型隱形眼鏡提供能量(圖/邱俊誠提供)
 

在未來,邱俊誠還希望讓智慧型隱形眼鏡有更多功能,舉例來說,如果有一副隱形眼鏡,戴上就能自動調校視力,不論近視幾度,它都會自動改變曲率、厚度,來符合你的度數,這有多好!邱俊誠表示,這種鏡片的困難度在於內部必須要有動力來源才能改變並維持隱形眼鏡的形狀。「雖然困難,但我們已經著手在研究了。」

 

更甚者,未來在5G網路的發展下,智慧型隱形眼鏡可望做到擴增實境(AR),透過隱形眼鏡,可以將世界各角落的即時美景盡收眼底,也能隨時與親朋好友「視訊」,而且就彷彿對方直接在你眼前般真實。相信不久後,我們就能親身體驗到智慧型隱形眼鏡對我們的生活及這個世界帶來的巨大改變。

 
智慧型隱形眼鏡的未來應用。(圖/fatcat11繪)智慧型隱形眼鏡的未來應用。(圖/fatcat11繪)
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