【李家同】為台灣加油打氣專欄(201)角膜手術設備

張貼者:2020年3月4日 上午12:57台灣精密工程學會

    如果我們有近視眼的問題,醫生是可以用手術解決的。這種技術當然要依靠精密設備,我們先看圖一。

 


圖一

    我們的眼睛重要的是角膜和水晶球,兩者都是透明的,而且都是凸鏡。如果兩個凸鏡的聚光不能正好在眼底(retina),我們就會看不清楚了。醫生解決問題的方法是利用雷射,如圖二。

 


圖二

 

    在過去的手術,雷射光會將表皮剝掉一部分,波曼層也要去掉一部分。去掉表皮會很痛,波曼層去掉以後會再長出來,在長的過程中,眼睛會模糊。這都是缺點。現在我要介紹一種角膜手術設備,這種設備叫做飛秒雷射角膜手術設備。

 

    所謂飛秒,英文叫做femto(10-15),等於千兆分之1,也就是說,雷射光在時間軸上的寬度,是千兆分之1秒。在1秒鐘內,雷射光可以發射50萬次。古老的方法,雷射光每秒發射500次。

 

    這種新的飛秒雷射光是紅外光,這種光可以穿透表皮及波曼層,直接在角膜上動手術。因此,病患不會感覺到痛。

 

    這種設備當然不是容易做成的,我將製造這個設備的困難點解釋如下:

 

(1)每個病患的角膜是不同的,醫生先要檢查他的角膜形狀,然後根據這個資料設計雷射光如何移動。我們可以想見,每個手術等於有一個流程圖,指揮雷射動作。所以角膜手術設備必須提供醫生這個功能,這種設備必須要和眼科醫生合作才能完成。

(2)設備當然需要有一個控制系統,這個控制系統一定要相當精密,雷射要移動,每次移動的距離是5微米(1微米等於1百萬分之1)

(3)人的眼睛即使在手術中,也可能會動。因此,設備有兩種方法來解決這個問題。

(a)眼球追蹤技術,這個技術是電腦影像處理技術,是在台灣和大學合作發展完成的。

(b)眼球固定技術,這種技術利用吸盤將眼球吸住。

以上這兩個技術都不容易,因為手術中的任何技術都不能危害人的眼睛。

 

    這種設備內部的控制系統完全由台灣工程師設計,所用的馬達也是台灣公司所提供的,但是有一個快速的電磁閥(galvanometer)及非常精密的壓電馬達(piezoelectric motor)是向德國購買的。

 

    角膜手術設備是要賣給醫院的,所以這家公司還要派出他們的專家教導眼科醫生如何使用這種設備。

 

這個設備已經有4千次手術的紀錄,顯示我們國家已經進入精密工業的境界。先進國家不僅會使用精密設備,也應該會設計及製造精密設備。這個設備的研發工作長達6年,其中和醫生來回討論的時間長達1年。我們應該感謝國家有很多埋頭苦幹而又有學問的工程師,他們肯花很長的時間做研究發展的工作。希望國人對精密工業有興趣,也希望政府官員能夠扶植這種研發工作。

Comments