常言道:「预防胜于治疗」,此一说对青光眼一疾病而言尤其真确。由于青光眼症状隐匿而无法逆转,病发后会逐步恶化,令患者视力逐渐丧失导致失明,所以被称为沉默的视力小偷。港科大研究团队发明了简单易用的非侵入性眼部保健可穿戴装置——O_Oley,能及早预防青光眼,为青光眼高危群体带来了曙光。
由林铨振教授带领、梁润园博士(中)指导的工程研究团队,队员包括梁婉盈(左一)、郭健南(左二)、陈冠中(右二)及徐旻志(右一),他们携手发明了青光眼预防装置O_Oley。
研究团队由机械及航空航天工程学系的林铨振教授带领、梁润园博士担任指导老师,队员包括四名工学院学生,分别为郭健南(机械工程博士五年级)、徐旻志(机械工程博士一年级)、陈冠中(机械工程学士四年级)及梁婉盈(机械工程学士三年级)。团队凭藉该项发明胜出了詹姆斯.戴森奖(James Dyson Award)的香港赛段,为研究项目注入了5,000英镑资金,有助他们为设计申请专利和成立初创公司,进一步完善产品设计。
青光眼是一种视神经萎缩引致的眼疾。这种损害通常源于房水持续积聚导致眼内压过高,因此降低确诊患者的眼压,是迄今证实最为有效的治疗方案。
青光眼可随着时间推移导致视力逐步丧失,是全球失明病例的第二大原因。尽管此病症非常普遍,但现时仍未有预防青光眼的疗法。而O_Oley正是为预防青光眼而设计的物理治疗装置,目标群众为关注眼睛健康人士。临床版本旨在舒解眼压,并缓减组织老化和僵硬所致的损害。
01 从概念到实践
按摩有助舒缓眼睛疲惫,配合热毛巾还可以加强效果。然而,这些方法仅对眼周区域有效,不足以放松眼内组织。研究团队于是进行了科学研究,并将概念移植到O_Oley系统,让使用者轻松进行日常眼部保健,让角膜在温热的密闭空间中得以伸展,从而逐渐改善眼组织的顺应性,尽量减轻眼内压所致的损害。
O_Oley内置角膜组织顺应性改善系统(CTCI)和眼细胞再生系统(OCR)。CTCI系统主责调节护目镜的镜腔压力,并提高镜腔温度,以非接触方式按摩角膜组织;OCR系统则利用特定波长的启动光和红外线照射来激发细胞内活动,同时促进眼部血液循环。
郭健南表示:「使用O_Oley就像让眼睛进行『高温瑜伽』一样,帮助使用者伸展眼部表面以降低眼压,并在温度受控的温热环境中放松。」他解释指眼睛结构与气球相似,当表面变得僵硬和紧綳时,内部便会积聚压力。O_Oley的设计能减轻眼压,从而阻止青光眼恶化。
每个人都面临罹患青光眼的风险,这是不争的事实。因此, O_Oley的服务对象不仅限于已确诊患者,还包括老年人、高眼压、高度近视或远视,以及家族病史中有青光眼等风险因素较多的人士。由于O_Oley所使用的治疗方式温和舒适,感觉就像以暖毛巾轻压眼部,所以设备的服务对象更为广泛,亦包含受电子产品和生活习惯相关所影响的眼睛疲劳人士。
团队现正逐步改善早期原型,务求开发更贴近面市要求的版本,并打算邀请更多有才华的同学加入团队以加快开发过程。
02 无心插柳的小惊喜
团队在研究过程中,机缘巧合地遇上一项意想不到的发现。虽然开发O_Oley的主要目的是降低眼压,但装置也被证明能有效地为双目保湿。
郭健南指:「我们真的没有想过O_Oley可以迅速舒缓干眼症状。使用O_Oley后,降低眼压或许需要一段时间,但眼睛的湿润度却几乎立即上升,它能马上缓解眼睛的㾗痒和刺痛感。」
展望未来,团队将继续在研发过程发掘更多的产品益处。少许好奇心加上毅力,无心插柳的发现或许可转化为新的产品功能,惠及另一群使用者。
03 及时嘉许别具意义
O_Oley的研发过程并非完全一帆风顺,团队曾经历了一段事倍功半、毫无寸进的时期。虽然他们早已明白证实装置的有效性和验证结果需要反复实验和极大耐心,但在研究初期,当试验参与者的眼压没有任何变动时,他们难免会感到气馁。
郭健南说:「坦白说,开发原型的初期,进展可谓微不足道,我们确有一刻想过要放弃。因此,戴森奖对我们而言是一个来得非常及时的肯定。团队的创意能赢得支持和认同,我们真的感到无比荣幸,这份认同也让我们重新振作、重建信心,努力为进程带来转机。」
幸而研究结果没有让他们失望。研究团队自那时起见证了试验参与者眼压逐渐下降,证明了O_Oley的确能有助降低眼压,为预防青光眼提供了一种新的非侵入性治疗途径。
除了校准影响装置功效的参数,团队还专注于优化装置的舒适度,务求令使用者拥有最佳体验。他们展开了多轮原型改进试验,致力令装置更小巧轻盈和更符合人体工学,提升佩戴合适度。
可穿戴装置让眼睛可获得无接触式热伸展,激发细胞内活动,促进眼内血液循环。
04 齐心事成
这支跨学科团队的队员来自不同的工程领域,每位队员的专业知识范畴虽然有区别,但他们却有着一致的愿景。合作的时候,他们不会只顾分工,而是着重互相依靠、集思广益,透过思维的碰撞激发出不同的思考角度,充分整合各人见解,以创造出最佳的解决方案。
徐旻志说:「要成为同一团队中志同道合的好伙伴绝非易事。我们很幸运能找到彼此,大家天天为了实现同一目标埋首工作,产生了非常奇妙的协同效应。」
研究团队鼓励所有人开诚布公,并建立了开明的文化,让每位队员都乐于提出自己的想法和意见。
陈冠中说:「我们经历了好几个设计修改周期,过程充满挑战,但我认为队员的同根同心是获奖的一大原因。我们营造了一个鼓励大家分享自己想法的环境,无论那个想法听起来多么怪诞,我们都不会害怕分享,也不会担心被质疑,这推动了队员们的自发性。」
05 适当指导引领好奇心发展
站在巨人的肩膀上,团队以林教授与前人的科学成果为研发基础,成功研发了O_Oley。郭健南感激地表示:「林教授的启发和意念都非常重要。过去十年间,他一直在奠定与眼睛生物力学相关的研究基础。如果没有他的独到见解和经验,我们或会遇上更多波折。」
好奇心是一支成功的研究团队不可或缺的条件,但在缺乏适当引导的情况下,好奇心可能成为一柄双刃剑。林教授与梁博士在指导团队时,在给予清晰明确的方针和给予创作空间之间取得了微妙的平衡,成为了团队可靠的专家顾问。他们会适时为团队提供富建设性的回馈,避免项目偏离原意。
梁博士笑言:「这支团队的其中一个特色,是他们充满好奇心。他们很有动力更深入地探究、挖掘更多可能性,而在找到答案之前他们绝不轻言放弃。我们的职责,就是正确引导队员的好奇心,助他们把集体创意变为现实。」
在两位导师的信任和引导下,队员们获得了一次宝贵的科研实战经验。梁婉盈道:「这是我首次参与研究实习,我预想自己会按照指示行事,但结果导师们不但谆谆善诱,还让我们自由、灵活地顺应好奇心开展研发。我特别感激梁博士,他知道我对生物力学感兴趣后,邀请我成为团队一分子,这是一次难能可贵的经验。」
06 永不言弃
在使命感的驱使下,团队决意坚持研发,直到实现总体目标,创造出可有效预防青光眼的可穿戴装置。
郭健南说:「就算当初O_Oley未见取得正面的试验结果,我们都打算以另一途径开发另一种能实现相同目的的装置。因为我们的初心并非把产品商业化,而是创建出能帮助青光眼患者的发明。我们沿路走来的每一步,都是朝着这个目标而行。毕竟我们日后也可能会受惠于自己的发明,谁知道呢?」