非侵入式视力矫正结合AI算法
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随着3C产品深入人类的生活，也造成对眼睛的使用过度的问题。据专家预测，至2020年全
球将有大约25亿人受近视症状所苦。虽然，近视雷射手术有着较高的成功率，但也因为手
术是侵入性，病患可能会受到术后并发症的影响。例如：LASIK（Laser-Assisted in
Situ Keratomileusis，准分子镭射原位角膜磨镶术）这种用雷射治疗的手术会削薄角膜
，有弱化角膜机能的风险，同时造成病患的心理不安和恐惧的缺点。
最近，哥伦比亚大学工学院研究员Sinisa Vukelic研发出一种非侵入、可永久矫正势力的
新型手术，这项新科技将成为传统雷射手术外的另一个选项。
他突破性创举在于使用了一种名为“飞秒振荡器”（Femtosecond Oscillator）的超高速
雷射仪器，此仪器可以用高重复频率输出微量的脉冲能量，目前从临床前模型表现来看，
大有可为。若成功的话，可用于更多常见的眼部疾病治疗，例如近视、远视、散光和不规
则散光等等，且医生甚至不需要碰触到病患就能进行治疗。
他依据角膜组织的生化与生物力学特性去做选择性、局部性的改造，因此改变了角膜组织
的样貌。他的创新手法以不伤害细胞、避免造成组织破坏的前提下，用飞秒振荡器去改变
胶原组织的生化及生物力学特性。此技术可以输出足够的功率去诱导默认范围内的低密度
等离子体，但不会过度输送而损害到治疗区域内的组织。
换句话说，Vukelic透过低密度等离子体去诱导角膜内的水离子，并使其离子化。这种电
离会产生活性氧类，也就是一种含氧、易于与细胞中其他离子反应的不稳定分子。此分子
会反过来跟胶原纤维相互作用并形成化学键或交叉链接；而这些交叉链接的选择性导入，
会诱使受治疗的角膜组织产生力学性能的变化。
当我们把这项新技术应用在眼部角膜组织时，其所产生的交叉链接会改变治疗部位的胶原
特性，最终在整个角膜产生巨观结构的变化。此疗程会电离角膜内的目标离子却不会瓦解
角膜组织(Optical Breakdown)。也就是借由光化学程序而不会破坏组织，且治疗后的状
态也会保持稳定。
Vukelic团队目前正积极打造临床模型，并计画在年底(2018)前启动临床实验。还有，他
将开发能预测角膜反应的方法并发展出雷射放射的函数公式，例如预估治疗时角膜会如何
变形。若研究人员能掌握角膜出现的变化，就可以将疗程个人化。比如说可以先扫描个别
患者的角膜，再用Vukelic推导的演算公式去做个别的疗程微调，如此更能进一步的改善
病人的视力。
该项技术，将开启胶原组织无创修复之潜在应用商机，不仅运用在眼部的透明物质上，只
要是富含胶原的组织，都可以利用这个技术进行治疗。Vukelic正与Gerad Ateshian教授
团队合作，将该疗法应用在早期骨骼关节炎的疗程，而初步成果相当的乐观。
Sinisa Vukelic之专利申请方面，关于雷射胶原组织相互作用，其专利家族及请求项说明
，如下表：
摘要
本公开的主题提供用于在未使用光敏剂(例如，核黄素)的情况下通过诱导组织中含有的水
的电离来产生自由基而在诸如软骨或角膜的人体组织中诱导胶原交联的技术，所述自由基
在所述人体组织中诱导化学交联。在一个实施方案中，飞秒雷射器以足够低的雷射脉冲能
量操作来避免对组织的光学破坏。在一个实施方案中，所述飞秒雷射器在红外频率范围内
操作。
Claim 0001
1.一种在含有水的组织中诱导交联的方法，所述方法包括：通过使水分子电离来生成活性
氧物质，所述电离包括将光聚焦在含有水的组织上；所述光的所述聚焦和强度足以在未对
所述组织的分子造成光学破坏的情况下引起水的电离；所述光的频率范围被选定为在未直
接形成共价键的情况下激发水分子。