戴森设计大奖 医学发明造福世人

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面向全球的戴森设计大奖,多年来嘉奖与资助多项科研与医学项目,说明了建立在科技发明基础上的设计和创新思维,不只能改善人们的生活,也能改变人类的命运。新加坡国立大学三名科技专才发明的“家用眼压电子皮肤感应器”,勇夺今年新加坡全国戴森设计大奖冠军。

青光眼恶化过程极为缓慢,发现时往往为时已晚,有“无声的视力窃贼”之称。

新加坡国立大学三名科技专才发明了能在家里简易使用的眼压测量器,把这个神出鬼没的“盗贼”逮个正着。

三名发明者是国大材料科学与工程系(Material Science & Engineering)博士生,来自中国西安的鱼珂露(25岁);与她同系的新加坡研究助理李国恒(26岁);以及国大医疗健康创新与科技研究院(NUS iHealthtech)博士生,来自中国广东汕头的李思(27岁)。

他们的发明勇夺今年新加坡全国戴森设计大奖(James Dyson Award)冠军,代表我国与戴森设计大奖其他国家的得奖作品一较高下,竞争全球首20名决赛入围提名,新加坡能否挤入20大,10月13日将揭晓。戴森公司创办人詹姆士·戴森(James Dyson)将从中选出全球总冠军和两个亚军。

HOPES眼压测量器
青光眼患者可自行测眼压

这款仪器全名是“家用眼压电子皮肤感应器”(Home Eye Pressure E-skin Sensor),简称“HOPES”(希望),有着为青光眼患者带来希望的寓意。

青光眼(Glaucoma)是一系列导致视神经受损,进而造成永久性失明的眼疾。青光眼一般开始影响周边视野,鱼珂露说,初期患者除了感觉头痛和恶心,还会看到彩虹圈圈或感觉视野变窄,但由于人们会下意识地移动身体来做出调整,因此往往不会察觉初期症状,以致有80%的人不知道自己患上青光眼,此时若不接受治疗,损害就会延展到视线中心,最终导致永久失明。

全球约有7600万人罹患青光眼。新加坡目前有3%超过50岁的人患上青光眼。患病率随着年龄而增长,患者有10%超过70岁。青光眼现在虽无法治愈,但若早发现能透过滴减压眼药水,或以激光手术来降低眼压减缓恶化,防止失明。定期检测眼压是青光眼疗程极重要的一环。

鱼珂露的父亲去年被诊断患上青光眼,她回家探亲时陪他奔走医院做眼压检测,对这疾病有切身的体会。她说:“目前眼压的测量不能在家里做,必须到医院由眼科医生检测,过程也不太舒服,患者须睁开眼睛,让探头直接接触眼球,事前须麻醉。我父亲每两三个月复诊,复诊当天每两三个小时要麻醉测眼压,我一天内就要陪他跑医院五六次。父亲还得上班,每两三个小时跑一次医院会影响他的工作。”

鱼珂露回到新加坡,和李思与李国恒配对组队,被分配到眼疾的研究题目,让她感觉仿佛是冥冥中的安排,给了她机会帮助父亲及和他一样的患者留住光明。

手套“指尖”轻压眼皮
即知眼压指数

研究小组共同发明的HOPES眼压测量器透过压力传感器(sensor)结合人工智能,让青光眼患者以低廉的价格在家里即可轻易地定期检测眼压。李思说,HOPES使用的是一种把压力信号转为电能的触感科技,这科技通常应用在机器人、义肢和电子皮肤上,用来测眼压则是首创,前所未有。

设计成手套的HOPES眼压测量器把压力传感器植入“指尖”,与智能手表连接。患者只要把HOPES软件下载到手表里,启动软件,将手套“指尖”轻轻压在眼皮中央,直到听到“检测完成”即可,整个过程无须睁开眼,无痛且更舒适方便。感压器有着亚毫秒的精确度,所获取的压力信号能透过机器学习算法(machine learning algorithms)将压力分布图变成数据,准确地计算出不同患者的眼内压指数。所得出的数据能在智能手表或手机上显示,也能上传到云端传送到医院诊所,方便医生更好地治疗和控制患者的症状。

HOPES仍处于原型阶段,必须透过更多后期的临床测试以提供更多眼压数据让人工智能“学习”,以增加它的精准度。李国恒说,譬如不同人的眼皮厚度与轮廓不同,有的人曾动过手术有疤痕,人的眼角膜的形状也不规则,在这个技术开发阶段,“人工智能”必须学习这些不规则的数据。此外,他们希望优化发明的科技与设计,最终将它商品化,在全球推行。鱼珂露说:“我的心愿是能把它带回中国给爸爸测眼压。”

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