“智能”隐形眼镜有一天可能会实现无线青光眼检测

【字体: 时间:2024年05月11日 来源:AAAS

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  大多数早期青光眼患者并不知道自己得了青光眼,尽管早期治疗是减少视力丧失的关键。虽然检测到眼压的轻微升高有助于医生诊断青光眼,但持续监测是具有挑战性的,尤其是在眼睛经历各种温度的情况下。现在,acs应用材料与接口公司的研究人员报告了一种原型“智能”隐形眼镜,它可以在不受温度影响的情况下准确测量眼压。

  

大多数早期青光眼患者并不知道自己得了青光眼,尽管早期治疗是减少视力丧失的关键。虽然检测到眼压的轻微升高有助于医生诊断青光眼,但持续监测是具有挑战性的,尤其是在眼睛经历各种温度的情况下。现在,ACS应用材料与接口公司的研究人员报告了一种原型“智能”隐形眼镜,它可以在不受温度影响的情况下准确测量眼压。

美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据显示,美国约有300万人患有青光眼,这是一组损害视神经并导致视力丧失的疾病。医生在眼部检查时使用会让人退缩的“吹气测试”一次性测量眼压。眼压的轻微升高是由角膜周围积液引起的一种不易察觉的症状,可导致青光眼的诊断。研究人员一直在测试能够持续、更舒适地检测这些微小压力波动的方法,比如隐形眼镜可以将信号传输到感受器眼镜。然而,温度的变化——比如走到寒冷的天气里——会影响镜片的测量。因此,Dengbao Xiao和他的同事们想开发一种隐形眼镜,可以在很大的温度范围内精确测量并无线传输实时眼压信号。

首先,Dengbao Xiao团队设计了两个微型螺旋电路,每个电路都有独特的自然振动模式,当被拉伸几分钟时,就会发生变化,比如眼睛的压力和直径的变化。为了制造压力检测隐形眼镜,研究人员将这些微小的电路夹在聚二甲基硅氧烷层之间,聚二甲基硅氧烷是一种典型的隐形眼镜材料。然后,他们拿着一个与电脑相连的线圈,通过无线方式读取嵌入电路的振动模式。传输的信号不受模拟眼球运动的测试、长时间暴露在潮湿环境中(模拟眼睛的潮湿状况)以及日常磨损的影响。

在实验室测试中,研究人员在控制眼压和眼温的同时,将新的镜片放在三只猪的眼睛样本上。隐形眼镜监测并无线传输50到122华氏度的压力数据。当仅从镜片中一个电路的信号计算压力时,结果与真实值偏差高达87%。然而,当使用两个电路的信息时,压力读数与真实值仅相差7%,因为组合消除了与温度相关的误差。研究人员说,他们的双回路“智能”晶状体设计有潜力用于青光眼的准确早期检测和监测,即使在很宽的温度范围内也是如此。


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