全焦段散光矯正人工水晶體一次解決白內障、近視、老花和散光問題？一次手術重現良好視力？

本文轉載自顯微觀點

2018 年，陽明大學生醫光電研究所教授高甫仁在台北的「未來科技展」上，展示出一種直徑遠小於市面產品的內視鏡，只有不到 0.5 公厘。「內視鏡就像是帶著車頭燈的攝影機。」高甫仁說。這種小型攝影機像是條細長的電線，能夠透過微創手術深入人體內部，檢查呼吸道、腸胃系統或各種器官，藉由鏡頭前端的光源看見病灶影像。

「可是你會發現，光源沒有辦法做得更小。」內視鏡受限於發光二極體（LED）的體積，似乎難以再改良。然而，高甫仁利用比頭髮更細的光纖導入雷射，取代 LED 作為光源，大大減少內視鏡體積。如此一來，就能進一步縮小手術傷口，加快恢復時間。而且只需要一至兩根光纖，亮度就會超過好幾顆 LED。

雷射是一種能量集中的光束，再加上亮度高的特性，常被應用在光學儀器上。事實上，這已經不是第一次高甫仁利用雷射作為光學儀器的光源。鑽研雷射超過 20 年的他，深知這項技術所具備的潛力。

超快雷射結合顯微技術

其中一項重要的應用領域便是超快雷射，這種雷射的持續時間極短，甚至可達到飛秒（10-15秒）的程度，能夠形成瞬間能量極強的光，「超快雷射能夠達到的能量密度，可能是一般雷射的百萬倍以上。」高甫仁解釋。

1990 年代，超快雷射技術崛起，開始應用在各種科學場域上。當時高甫仁正在美國康乃爾大學攻讀博士班，主要研究的領域是固態物理，例如探討原子或分子間的交互作用，讓他也有機會學習使用與架設超快雷射。

然而固態物理的實驗十分昂貴，常常需要在超低溫、高磁場、超高真空等環境下進行。因此當高甫仁從美國回到台灣從事研究工作時，便面臨到經費不足的困境，「太空實驗、高能物理都不是一個人或一個團隊能夠負擔的，因此我思考，是不是能透過個人創意，在比較簡單的實驗室就能做出特別的東西。」

超快雷射除了應用在固態物理，也逐漸在顯微領域上嶄露頭角。因此高甫仁認為，若超快雷射能夠與光學顯微鏡結合，就有機會做出一番成果。於是在陽明大學的近代光學實驗室裡，高甫仁成功自製出應用超快雷射作為光源的雙光子顯微鏡，「很多以前只是在教科書上看到的非線性光學效應，跟顯微鏡結合後，居然真的實現了；本來看不到的東西，現在直接就看得到。」

一般使用傳統的螢光顯微鏡時，會採用較高能量、短波長的光子照射樣品，使螢光分子發出低能量、長波長的光子。若使用超快雷射作為光源，就能夠將能量低的光子轉換為高能量的光子，「就像用兩個五塊錢換一個十塊錢，可是兩個五塊錢要在同一時間打到同一個點，普通光源做不到這件事。」雙光子顯微鏡讓研究者可以觀測到深層組織，並降低雜訊干擾。

能量高、亮度高的超快雷射，還可以用來捕捉快速發生的自然現象，就像我們使用單眼相機拍照時，可以調控快門速度來清楚拍攝物體，「機械快門通常可達千分之一秒，電子快門可達萬分之一秒，但如果想要更快的快門，就得從光源下手，例如使用特殊的閃光燈，在百萬分之一秒內凍結影像。」若使用超快雷射，就能抓住兆分之一秒的瞬間。

「我一直對顯微鏡很著迷，做科學不是只有數據，而是能看到很漂亮的圖像、看到想要的東西。」高甫仁真切地說，「如果有一幅影像全世界沒有人拍過，而我是全世界第一個做出來的，就會感到非常振奮。」他說，二十多年前，他第一次看到氮化鎵（gallium nitride）所形成的光電流影像，當下的感覺無可比擬。

科學與藝術

「顯微鏡需要最尖端的科技，呈現的影像又具有藝術性，很少有領域同時具有這樣的特性。」高甫仁認為，顯微鏡所呈現的影像，就像哈伯天文望遠鏡所觀測的宇宙般令人驚豔，即使兩種科技的尺度天差地別，但都是透過光學成像技術映照出前所未見的世界。

從生物樣品到半導體元件等各種樣本，高甫仁都曾用顯微鏡觀察過，對於光學成像已有自己的一套心得，「所有的光學成像離不開三個原則：挑選與使用光源、如何用光學元件成像，以及如何偵測影像。」

高甫仁也提及，隨著人工智慧（AI）的普及，顯微鏡也已開始採用 AI。現階段顯微攝影已具備快速拍攝大量影像的技術，然而如何分析與處理影像，成為當前各研究人員急欲解決的問題，「AI的運算能力加上深度學習技術，可以分析上千張影像之間的關聯性。」高甫仁認為透過 AI，將能夠補足傳統光學顯微術的不足之處。

此外，高甫仁表示，未來還可能會出現量子光學，掀起另一波的顯微技術革命。「利用量子狀態的相關性，可以讓取像時間大幅縮短。」就像量子電腦可以利用量子位元提升運算速度，解決當前棘手的問題，「利用量子光學，只需要更少的光子，就達到同樣的精準度。」

高甫仁認為，「顯微鏡的目的，就是透過影像連結尖端科學。」影像裡所述說的故事，以及所負載的科學意義，將會持續推動科學家鑽研更新的技術，發現更多前所未見的世界。

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「他是位 60 歲的男性，高度近視達 1300 度，且有白內障及黃斑部退化的狀況。」垂楊大學眼科謝旻蒼醫師表示，「由於患者常在夜間駕車，工作上也有較高的中距離用眼需求，所以患者選擇使用延焦段散光矯正人工水晶體。」

延焦段散光矯正人工水晶體能同時幫患者矯正近視、散光，並提升中距離的視覺品質，在日常生活中幾乎都不需要配戴眼鏡。高度近視、散光患者在術後能夠擺脫配戴多年的厚重眼鏡，生活品質與滿意度也大幅提升！

為響應每年六月為白內障衛教月，謝旻蒼醫師特別來跟民眾分享白內障的相關資訊。

簡單來說，白內障是眼睛的水晶體從清澈逐漸變得混濁，進而影響視力。而白內障最常見的原因是與年紀有關的自然老化，多發生在 50 歲以上的民眾。其他還有一些會讓白內障提早發生的原因，包括曝曬過多紫外線、高度近視、糖尿病、眼睛外傷、長期使用類固醇等，都可能讓患者在 40 歲就出現白內障。

白內障最直接的症狀就是視力模糊，患者也會覺得視野變暗、色調改變、容易眩光，有時候還會出現晶體性近視，近視度數明顯上升。

當白內障已對生活、工作造成影響時，通常醫師便會建議接受白內障手術。謝旻蒼醫師說，如果置之不理，白內障過度成熟不只讓手術難度提高、增加併發症風險，也可能導致青光眼，進一步對視力造成永久性傷害。

白內障手術幫助重見光明

倘若白內障已影響視力，勢必要進行白內障手術才有辦法確實的改善視力。

白內障手術是利用超音波將混濁老化的水晶體乳化並移除，然後置入人工水晶體來取代原有的水晶體功能，也能同步矯正近視、遠視、散光甚至老花眼，讓視力最佳化。拜微創手術技術之賜，白內障手術時間大約只需要 20 分鐘，待恢復後便能重見光明。

傳統的單焦點人工水晶體能夠讓患者看清楚遠距離的物體，至於散光以及中、近距離便需在術後配戴眼鏡輔助。而多焦點人工水晶體能夠讓患者看清楚位於遠、中、近焦點處的物體，但在焦點與焦點之間，影像的不連續性可能會讓視覺受到干擾，夜間駕車也容易有眩光問題。

為了有夜間駕車同時也有中近距離用眼需求的族群，而發展出的延焦段人工水晶體，是利用延長視覺景深來提供遠距離至中近距離的連續清晰視力。中距離為大約一個手臂的距離，是日常生活中最常用的視距範圍，例如開車看導航、使用電腦、煮飯做菜等都屬於中距離視距。

延焦段人工水晶體還具有低夜間光學干擾、不過濾健康藍光的特性，提升夜視清晰度，幫助患者達到日間方便、夜間安全。另外，延焦段人工水晶體能適應多種眼睛條件之患者，例如角膜狀況不佳、黃斑部疾病、做過屈光雷射手術等，都能事先與醫師討論。

台灣的近視盛行率很高，有許多高度近視的年輕患者也出現了早發性白內障的情況，這時可以考慮使用延長焦段水晶體，能夠一併矯正近視，並提供中距離視力，日常生活更加方便。而且延焦段水晶體能提升夜視清晰度，夜間開車也比較安全。

除了矯正近視之外，延焦段人工水晶體還可選配散光矯正功能。謝旻蒼醫師說，散光會讓影像出現疊影，干擾視覺品質，所以建議高度散光可一併使用人工水晶體來矯正，讓術後的視力更清晰，提升患者術後視覺品質，減少術後的眼鏡配戴率。

貼心小提醒

除了人工水晶體，白內障手術的設備也持續進步，謝旻蒼醫師說，近年還發展出飛秒白內障雷射技術，能夠讓手術過程更精準，進一步降低手術風險，提升安全性，同時也提高術中及術後穩定性，能讓傷口跟視力更快恢復。

每年六月是白內障衛教月，醫師提醒，如果發現有近視度數突增、視力模糊、視野變暗、色調改變、容易眩光等現象，一定要盡快就醫，確認眼睛的狀況，並及早接受治療！

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「那是一位 50 多歲的婦女，因為視力變差而就醫。檢查發現是視神經發炎，於是住院接受治療。」臺北榮民總醫院眼肌神經科主任鄭惠禎醫師指出，「腦部核磁共振檢查顯示，除了視神經發炎之外，腦部也有病灶，最終診斷為多發性硬化症。」

剛聽到罹患多發性硬化症時，患者非常難以接受。鄭惠禎醫師說，經過一段時間後，患者漸漸能夠理解這是一個需要好好控制的疾病，也願意聽從醫師的建議接受治療，目前狀況維持穩定，在門診持續追蹤。

多發性硬化症（Multiple Sclerosis，簡稱 MS）是種自體免疫疾病，患者的免疫系統會攻擊自己的中樞神經系統，引起發炎反應，漸漸造成神經退化、中樞神經系統功能受損。鄭惠禎醫師說，多發性硬化症可以在任何年齡發病，較好發於 20 至 40 歲的年輕族群，以女性患者占多數。

多發性硬化症的表現與受到攻擊的部位有關，可能的症狀包括複視、視力異常、色覺異常、眩暈、疲勞、肢體無力、痙攣、手腳發麻、感覺障礙、失去平衡、口齒不清等，而且每次發作可能出現不同的症狀。

約有 80% 的多發性硬化症患者會表現眼部症狀，而至眼科就診。鄭惠禎醫師指出，視神經炎會造成視力減退、視野缺損、伴隨眼球轉動疼痛、光反射遲緩、甚至失明等；眼球運動系統受到影響，可能出現複視、眼瞼下垂、眼球轉動困難等；中樞神經系統受到影響，可能出現眼球不自主跳動、凝視性麻痺等。

很多原因都會造成視力模糊，大家如果發現有視力模糊的狀況，千萬不能掉以輕心，請盡快至眼科檢查，仔細找出病因。鄭惠禎醫師提醒，至於多發性硬化症患者一定要按時回診追蹤。

「曾經遇過一位多發性硬化症患者，已經發作過視神經炎，但是沒有按時回診追蹤。直到有一天，患者因為視力模糊回到門診。檢查發現患者的視力相當差，視神經已明顯萎縮。若等到視神經萎縮再接受治療，效果大概也相當有限。」鄭惠禎醫師說，「多發性硬化症可能會有一些小發作，而病人沒有明顯的感覺，但是傷害會漸漸累積，神經學後遺症便越來越嚴重。患者務必定期回診！」

積極治療、穩定控制多發性硬化症

針對視神經發炎急性發作的患者，必須先排除感染、壓迫等問題，然後評估是否進行類固醇脈衝治療，以控制發炎。鄭惠禎醫師說，急性期的治療，通常以類固醇治療為主。

在急性期的症狀緩解後，多發性硬化症患者可能需要接受改變病程的治療。改變病程的治療有助於減少發作次數，讓病情維持穩定，盡可能減少神經破壞，避免神經學後遺症持續累積。

有多種藥物可用於改變病程的治療，包括干擾素、標靶藥物、免疫調節藥物等，醫師會根據患者的狀況選擇合適的藥物。目前也有口服藥物可供 13 至 18 歲之青少年使用，便利性高，有助提升治療遵從度。

多發性硬化症患者務必與醫師密切配合，積極接受治療，減少發作次數，維持生活品質！

筆記重點整理

• 多發性硬化症是自體免疫疾病，患者的免疫系統會攻擊自己的中樞神經系統，引起發炎反應，使神經系統功能受損。多發性硬化症可以在任何年齡發病，較好發於 20 至 40 歲的年輕族群，以女性患者占多數。
• 多發性硬化症的表現與受到攻擊的部位有關，可能的症狀包括複視、視力異常、色覺異常、眩暈、疲勞、肢體無力、痙攣、手腳發麻、感覺障礙、失去平衡、口齒不清等，而且每次發作可能出現不同的症狀。
• 約有 80% 的多發性硬化症患者會表現眼部症狀，包括視力減退、視野缺損、眼球轉動疼痛、光反射遲緩、失明、複視、眼瞼下垂、眼球活動受限、眼球不自主跳動、凝視性麻痺等。
• 針對視神經發炎急性發作的患者，若無禁忌症，通常會考慮進行類固醇治療。
• 在急性期的症狀緩解後，多發性硬化症患者可能需要接受改變病程的治療。改變病程的治療有助於減少發作次數，讓病情維持穩定，盡可能減少神經破壞，避免神經學後遺症持續累積。

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