全球有超過四千五百萬視障人口，繼美國推出第一代「人工矽視網膜晶片」後，交通大學昨日宣布，將與美國研究團隊合作，於年底同步進行第二代「人工矽視網膜晶片」人體試驗，後天眼盲病患眼部裝上晶片後，將可重見光明、辨識人臉。
後天眼盲病患多是因視網膜色素變性或老年黃斑部病變，導致視網膜病變進而失明，人工矽視網膜晶片正是用來取代視網膜感光細胞。作法是患者配戴設有微型照相機的眼鏡，擷取視覺訊息後轉換成眼睛能接受的訊號，另在視網膜外部貼上電極陣列晶片，取代感光細胞接收訊號送至腦部。
台美年底同步人體試驗
人工矽視網膜晶片的研究是美、日、德、澳等各國競爭研發的重要項目。交大校友、加州大學克魯茲分校教授劉文泰在杜克大學、加州大學一路帶領的研究團隊，於美國首先推出全球第一代人工矽視網膜晶片，今年與台灣的交通大學等合作，將於年底在美國、台灣兩地，同步進行第二代人工矽視網膜晶片人體試驗。
第二代矽晶片無線傳輸
第一代人工矽視網膜晶片體積較大，視覺訊息必須由位於耳朵後的電子傳輸器，透過隱藏於皮膚下的線路「有線」傳送到眼部的晶片，手術時間至少八小時，影像是黑白的，且僅有十六畫素。
64畫素可清楚辨識人臉
第二代人工矽視網膜晶片尺寸縮小，手術時間縮短為一小時，視覺訊號也改為靠著電波「無線」傳輸，畫素提升到六十四畫素，可看得更廣更細，並可清楚辨識人臉。
交通大學校長吳重雨指出，相關人體試驗已經在美國取得許可，預計做六十例，台灣將做五例，預定將與榮總、台大醫院合作。
五年內上市費用約百萬
人體試驗最少進行兩年，希望五年內可量產上市，估計量產後的視網膜晶片費用將可由目前的十五萬美金降至三至五萬美金（約台幣百萬）。
事實上，連美國知名盲人歌手史提夫汪達，也在視網膜晶片人體試驗的排隊名單當中，他在一九九九年因為聽聞有美國研究團體進行研發，透過美國人權牧師賈克傑克森與研究團隊聯繫。
劉文泰表示，出生兩個月就因為視網膜病變而失明的史提夫汪達表示，他最大心願就是「能在有生之年看到自己的小孩」。
這項研究因而引起全美矚目，甚至美國前總統柯林頓，也曾在國會演說時呼籲全球重視這項研究發展，希望能為全球視盲人口帶來新的希望。
科技日新月異，交通大學不僅將參與第二代人工矽視網膜晶片的人體試驗，並目標在五年後推出更新的第三代視網膜晶片，尺寸將縮小到有如半顆米粒，影像的解析畫素目標將提高到一千以上，報紙內文都可看到，甚至希望能改以太陽能發電。
尺寸縮小到半粒米
本身就長期投入視網膜晶片相關技術研發的交大校長吳重雨指出，人工矽視網膜晶片研發進展快速，交大研發的第三代人工矽視網膜晶片，目前已經進入猴子、兔子等動物實驗。
交大及榮總醫師組成的團隊，研發的矽視網膜晶片相當微小，面積為二毫米平方，厚度一百五十微米，僅半顆米粒的大小，可產生電流刺激視網膜神經細胞，取代受損的感光細胞功能。將此矽視網膜晶片直接植入眼睛視網膜區內，晶片較易固定。
此外，目前人工矽視網膜晶片須仰賴光電池提供整個晶片運作能量，交大研究團隊研究改採「太陽能電池」，配合矽光電二極體的特性，可於晶片上同時進行感光和供電兩種不同功能，無須在人體內植入任何電源器即可供應晶片運作所需的電力。
盼提升至彩色影像
相對於美國研發的第一、第二代視網膜晶片價格昂貴，吳重雨表示，由於台灣具有相當的晶片量產能力及環境，希望交大研發的第三代視網膜晶片，未來能透過在台灣量產，將價格壓低到一萬美元以下，也希望能將目前的黑白影像提升為彩色。
事實上，這項技術也可應用到更廣泛的醫療領域，或開發非藥物性神經疾病新治療方法。吳重雨舉例，將晶片植入人體脊椎，希望可以將腦部發出的起立走動等訊息，透過腦波傳輸到脊椎晶片，病人的肢體就可隨之活動，預計對於包括帕金森氏症、脊椎損傷等患者，將有甚大助益。
四月一日起接任國家矽導計畫總主持人的吳重雨表示，交大將與劉文泰博士計畫在台灣合作成立「智慧型仿生裝置研究中心」（Intelligent Prosthesis Research Center），集合國內生醫與電機相關學者專家，除首先將進行人工視網膜植入研究，也會將研究觸角拓展至神經科學領域，開發非藥物性神經疾病的治療，希望繼半導體資訊產業之後，能進一步推動生醫產業成為台灣下一個重要的發展目標。
劉文泰：盼造福家鄉視障病患
「把這項技術帶回台灣，不僅是希望能造福台灣家鄉的視障病患，也是因為台灣本身已有相當扎實的晶片研發及量產實力，藉由這項研究，希望台灣能創造出更具高附加價值的生醫科技產業。」五十九歲的劉文泰教授說。
在美國求學、任教超過三十年的劉文泰，台大電子研究所畢業後，到美國取得博士學位，並陸續在美國的杜克大學、北卡羅萊納大學及加州大學Santa Cruz克魯茲分校任教，原以電機研究為主，卻因為機緣與醫學有了進一步結合。
「當初美國杜克大學的醫學院，接獲許多往生者的眼球捐贈，發現絕大多數的眼球病變，都是因為眼球感光細胞毀壞，因此希望能研發取代感光細胞的晶片，透過老同事找上我」，身為電機系教授的劉文泰，被延攬進入團隊，將近二十年的研發工作，也成為催生視網膜晶片的重要推手。
一九八八年正式投身研究，他的研究團隊在二○○二年，成為全球第一個正式進行視網膜晶片人體試驗的團隊，也因此獲得當時的美國總統頒獎表揚，柯林頓也曾在國情咨文中特別推崇此項研究成果，將其視為美國邁向新世紀之三大主要創新科技之一。
但劉文泰指出，最令他印象深刻的，還是六位無法看到東西的眼盲病患，可以重見光明。「一名七十多歲的老先生，二十多歲時就因為病變而失去視力，植入晶片後，他終於可以自己走上馬路在外面走動，這種喜悅，使得研究變得更有價值」。
就是為了讓台灣家鄉的視障同胞了解這種醫學發展，可以重新對人生抱有希望，身為台南人的劉文泰，選擇家鄉台灣，做為美國以外、全球唯一可以同步做第二代人工視網膜晶片人體實驗的地點，並將親自回到交大培養研究生。
他強調，台灣是全球知名的電腦、半導體產業王國，具有更高附加價值的生醫科技，應該是下一個具有發展性的產業。人工視網膜晶片相關研發，台灣就絕對有量產的實力與環境，可以造福更多人。
國內上萬病患 可望受惠
三總眼科部主任呂大文表示，老年黃斑部病變發生率從零點六％到三％，粗估在國內有數萬名病患，三分之一需要治療，否則會惡化致盲，是老年人致盲眼疾第三位，僅次於白內障與青光眼。
黃斑部病變與糖尿病、高血壓、吸菸、過度紫外線曝曬有關，目前治療方式以光動力雷射療法和注射抗血管新生因子藥物兩種為主；缺點是效果僅能維持兩到三個月。
至於視網膜色素變性，是一種先天遺傳疾病，估計每萬人中有一點五到六人罹病，國內約有數千名病患，發病年齡從十幾歲到四十五歲都有，症狀是夜盲症、視野縮小。目前無有效治療方式，病患必須戴太陽眼鏡，嚴格避光。
根據ＷＨＯ統計，全球視障人口達四千五百萬。
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