利用隱形眼鏡 產生聲波 刺激視網膜 超音波療法 助盲人恢復視力

編譯/韋士塔  |2022.05.14
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超音波裝置可刺激盲人視網膜,在大腦產生影像。 圖/美聯社
視網膜視力喪失,目前仍沒有非侵入性療法。 圖/網路
研究人員正在開發以超音波恢復視力的技術。 圖/法新社

編譯/韋士塔

視網膜受損造成的視力喪失,目前仍沒有非侵入性的方法可以治療,但研究人員正在探索一種新的方式,利用其他感官來恢復視力:聲音。

醫學專家指出,常見的視網膜疾病,會導致眼睛中的感光細胞退化。眼科醫師的治療方式之一,是使用電子技術,在眼球內植入電極裝置,直接刺激視網膜的神經元,讓患者獲得視力。不過,這種創新技術需要以侵入式手術植入電子裝置,且成本非常昂貴,無法廣泛提供給視力受損或失明的患者。

為了提供更好的解決方案,南加州大學的研究團隊正嘗試使用超音波,利用聲波取代電流,達到恢復視力的效果。超音波是利用人耳無法聽見的超高頻率聲波穿過人體,在不同組織介面產生不同的反射聲波,再利用電腦彙整反射的聲波,產生灰階或彩色的圖像,醫師可藉此觀察受測者體內的構造,進行診斷與治療。由於超音波是非侵入式檢查,不會對人體造成傷害,且沒有游離輻射,通常用於孕婦及胎兒的檢查。

如今,南加州大學眼科和生物醫學工程教授霍馬永(Mark S. Humayun),準備把超音波技術用於視網膜。霍馬永是世界上第一個人工視網膜Argus II的共同發明者,研究團隊指出,對眼睛施加壓力,能夠刺激神經元向大腦發送信號,原理類似於閉著眼睛輕輕按壓眼球時會出現的形狀和亮點。

人工視網膜是把多電極陣列晶片視訊接收器植入患者的眼球,攝影機擷取的影像則透過經影像處理器轉換成以明暗模式成像的視訊,傳輸至眼球內的接收器,連結視覺神經,將視訊傳達至腦部,讓患者看見影像。超音波療法則以相同原理,利用隱形眼鏡等佩戴式裝置產生聲波,刺激視網膜。

研究人員指出,眼睛視網膜中的神經元相當敏感,能對機械刺激產生反應。為了測試這種超音波療法,南加大研究團隊使用超音波刺激了一隻失明老鼠的眼睛。他們研發一種小型裝置,能針對眼睛的特定區域傳送超音波,把聲波發送到位於眼睛後部的視網膜。

測試結果顯示,當超音波以特定模式投射,例如字母的形狀,老鼠的大腦能夠接收到類似的模式,產生字母的影像。研究小組也使用多電極陣列,直接從老鼠的視覺大腦區域(稱為視覺皮層)測量視覺活動,從大腦活動紀錄證明這種方法能讓老鼠產生視覺。

研究團隊已把實驗結果發表於《生物醫學尖端科技》(BME Frontiers)期刊,並已獲得美國國家眼科研究所(NEI)提供為期4年、金額230萬美元(約新台幣6865萬元)的贊助。研究人員已申請另一項補助,目標是進一步提升這項技術的水準,並在展開人體臨床試驗之前,使用非人類靈長類動物進行測試。

霍馬永表示,研究團隊的最終目標是產生更清晰的圖像,並把超音波裝置安裝在新一代的隱形眼鏡上,希望在未來幾年改變視力障礙的治療方式。

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