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交大「人工矽視網膜晶片」開啟生醫科技靈魂之窗 $ _% B) {9 @/ m5 {; W8 i( J* [% J/ Z
世界衛生組織（WHO）統計，目前全球視障人口超過4500萬，平均每5秒鐘就有一個病患病情惡化，估計至西元2020年，視障人口將增加至7600萬人。近來交通大學一直積極朝向生物醫學發展，除拓展學術研究領域外，還能造福人群。為了幫助全球視障者打開靈魂之窗，邁向光明的人生。由交通大學校長吳重雨博士所帶領的「矽視網膜晶片研究團隊」結合國內生物醫學及電機的學者專家，包含榮民總醫院眼科權威林伯剛醫師、新竹清華大學專長生物視網膜研究的生命科學院焦傳金博士等人，在「植入式人工矽視網膜晶片」研究領域中獲得重大進展；並且將邀請美國加州大學克魯茲分校教授同時亦為交大電工系60級校友的劉文泰博士合作，整合雙方的研究成果，由交大協助在台灣成立研究中心並申請進行人工視網膜系統第二代人體臨床實驗，目前已進入衛生署最後審查階段，實驗成功後，未來可應用於醫學界的視網膜晶片植入療程中，使病患揮別黑暗，重見光明，成為全球視障者的一大福音。
劉文泰教授人工視網膜系統研究成就-5 Q' x: p. m r/ P
劉文泰教授團隊所研發的人工視網膜系統，可以幫助因色素性視網膜炎（Retinitis Pigmentosa (RP)）或老年性黃斑病變（Age-Related Macula Degeneration(AMD)）而失去視覺的病患，使其恢復部分視覺。這類病人視網膜的感光細胞雖然受損，但視神經功能正常，仍可傳遞視覺訊號到腦部進行處理。
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研究採用「視網膜外植入」的方式，在眼睛前方的眼鏡設置照相機，擷取視覺訊息後轉換成眼睛能接受的訊號，取代感光細胞的功能，再以射頻訊號（RF）傳入眼內。同時在眼球內植入脈波產生晶片，在視網膜外部貼上電極陣列，當眼睛外的訊號以無線的方式傳入眼睛內，脈波產生晶片會先接收該訊號，並轉成視神經訊號，再以導線傳導至視網膜的電極陣列上，電極陣列大小為4x4，共有十六個刺激點，透過電極陣列刺激視神經細胞，將視覺訊號送至腦部。第一代的系統成像效果為十六畫素，並已在美國成功進行第一代人體臨床實驗，有五位盲人接受晶片植入實驗後，可以看到物體的具體影像，如字母及桌椅等。目前第二代植入系統改為以電波方式傳輸，手術時間可大幅縮短為一小時，並將電極陣列數增至8x8，美國已經核准第二代系統進行人體實驗，台灣也正申請人體實驗。未來希望繼續增加電極陣列數目，並降低系統耗電，而交大具有電機領域的專長，因此未來將結合雙方優勢進行學術交流合作。. {3 y3 e3 D) H$ O( C
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交大矽視網膜研究團隊研發成果-2 L# ]( `* _0 S$ X
過去以來，包括美國、日本、德國等醫療先進國家紛紛投入龐大資源研發微電子晶片與生醫科學整合的技術，並積極研發能夠取代人體視網膜的微晶片。交大校長吳重雨博士認為交大應該擴大研究領域，將原本擅長的資訊、工程領域研究結合生物、醫學及生命科學進行跨領域整合，並以此為目標，積極帶領交大朝向生物醫學研究領域發展。$ Q- x- \6 E6 Z0 V
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目前由吳重雨校長帶領博士班學生林俐如、楊文嘉及碩士班學生萬諶所組成的研究團隊，在矽視網膜晶片研究已經獲得重大進展。交大團隊所研發的矽視網膜晶片植入療程有三大特點，第一、交大所研發的人工矽視網膜晶片相當微小，面積為2毫米平方，厚度150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，即視網膜壞死的感光細胞與內核層細胞中間部位，晶片較易固定。 第二、由於人工矽視網膜晶片須仰賴光電池提供整個晶片運作所需能量並且輸出有效電流刺激病患視網膜細胞，使病患恢復部份視覺，交大研究團隊採用「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。第三、在人工矽視網膜晶片上，交大團隊除了成功使用矽晶片取代了感光細胞的功能；第一代晶片已在與台北榮總合作的動物實驗中得到初步的成果。第二代晶片更進一步利用類比電路的技巧將視網膜水平細胞的功能一併整合入人工矽視網膜晶片中，近期將進行相關的動物實驗。! ^& q3 [+ O' B; l* G$ a
『矽』統整合、成立『 智慧型仿生裝置研究中心 』推動台灣生醫工程產業- \3 @) y8 e" V( s
交大校長吳重雨博士表示，今年二月一日接任校長雖然歷經漫長的競選時間，但是這段時間也剛好是『校長先修班』的準備期，所以後來接任的時候並沒有太大的壓力，可是四月一日忽然間接獲通知接任國家矽導計畫總主持人時，卻有一種如『舉重』般的壓力，可是仔細一想，這就像原住民同胞傳統將剛出生的新生兒放入河水中一樣，想想就當是磨練。自從接任總主持人後，吳校長立即積極整合系統晶片與醫療技術，進行生醫工程與醫療元件開發等工作，未來研究成果可廣泛應用在推動醫療個人化與醫療家庭化方面，該項規劃並已獲得中研院翁啟惠院長的大力支持，吳校長也已經建議政府相關單位編列預算，發展生醫晶片系統研究計畫。同時為使國內生醫科技工程研究與世界接軌，交大研究團隊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），集合國內生物醫學與電機相關學者專家，並汲取劉文泰博士於國外研究的寶貴經驗，共同投入生醫科技工程領域的研究。該研究中心組織架構分為三大部分，包括臨床實驗小組、研究小組與企業推廣小組，中心成立後首先將進行人工視網膜植入研究，後續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，劉文泰博士已同意於今年下半年回到交大出任該中心主任。
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吳校長認為生物醫學研究的技術移轉市場相當有前景，生醫產業預計將是台灣繼半導體資訊產業之後，下一個重要的發展目標，所以該研究中心未來將為這個新興產業扮演推動的龍頭角色。& h6 `+ p5 s' K# y- P! e) y
【2007-06-06 公共事務委員會 】
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