智能隐形眼镜未来可实现无线青光眼检测

导读 尽管早期治疗是减少视力丧失的关键,但大多数早期青光眼患者并不知道自己患有青光眼。虽然检测眼压的细微升高有助于医生诊断青光眼,但持续...

尽管早期治疗是减少视力丧失的关键,但大多数早期青光眼患者并不知道自己患有青光眼。虽然检测眼压的细微升高有助于医生诊断青光眼,但持续监测却具有挑战性,尤其是眼睛会经历各种温度。现在,ACS 应用材料与界面的研究人员报告了一种原型“智能”隐形眼镜,无论温度如何,它都能准确测量眼压。

美国疾病控制与预防中心称,约有 300 万人患有青光眼。青光眼是一组损害视神经并导致视力丧失的疾病。医生在眼科检查中使用令人畏缩的“气流测试”来一次性测量眼压。眼压轻微升高是一种由角膜周围液体积聚引起的难以察觉的症状,可导致青光眼的诊断。研究人员一直在测试如何持续且更舒适地检测这些微小的压力波动,比如将信号传输到受体眼镜的隐形眼镜。然而,温度变化——比如走到寒冷的天气里——会影响镜片的测量结果。因此,肖登宝和同事们想要开发一种隐形眼镜,它可以在很宽的温度范围内准确测量并以无线方式传输有关眼压的实时信号。

首先,肖和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,当受到微小拉伸时,例如当眼压和直径发生变化时,振动模式就会发生变化。为了制造压力检测隐形眼镜,研究人员将这些微型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,他们通过将线圈放在与计算机相连的镜片附近,以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(模拟眼睛潮湿的环境)和日常磨损的影响。

在实验室测试中,研究人员将新镜片放在三个猪眼样本上,同时控制眼压和温度。隐形眼镜监测并无线传输 50 至 122 华氏度的压力数据。当仅根据镜片中一个电路的信号计算压力时,结果与真实值的偏差高达 87%。然而,当使用两个电路的信息时,压力读数与真实值的差异仅为 7%,因为这种组合消除了与温度相关的误差。研究人员表示,他们的双电路“智能”镜片设计有潜力用于精确的早期检测和监测青光眼,即使在很宽的温度范围内也是如此。

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