成果推介丨無線長程眼內(nèi)壓智能監(jiān)測系統(tǒng)（華中科技大學）
發(fā)布日期：2024-04-22 瀏覽量：98
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所屬領域
醫(yī)療裝備
痛點問題
眼內(nèi)壓波動和升高是青光眼的重要誘因，連續(xù)24小時長程眼內(nèi)壓監(jiān)測對青光眼的篩查、診療等意義重大。目前，國內(nèi)外均缺少成熟有效的無創(chuàng)連續(xù)眼內(nèi)壓監(jiān)測手段。監(jiān)測眼內(nèi)壓全天波動全貌，了解眼內(nèi)壓夜間變化情況，從而輔助青光眼的診療在臨床上需求迫切。
解決方案
本項目開發(fā)了一套非侵入式連續(xù)長程眼壓無線智能傳感器及監(jiān)測系統(tǒng)，以隱形眼鏡作為載體，內(nèi)嵌智能眼壓傳感器，通過無線方式進行眼壓信息監(jiān)測。該成果為青光眼的前期診斷、治療、篩選提供了直接的指標依據(jù)。
1．建立眼壓傳感機理模型。
基于殼體力學以及剪滯理論，建立了殼體形式下的應變傳遞模型，揭示了角膜應變經(jīng)由淚膜傳遞至隱形眼鏡的“力-形”作用關系，建立了 “眼壓變化—電感L變化—LC諧振頻率變化”的眼壓傳感模型；研究確定了角膜形性、淚膜形性、傳感器剛度及隱形眼鏡直徑、電感線圈分布位置等對靈敏度的影響。
圖1 眼壓傳感器機理模型示意圖
2.設計并制備完成高靈敏隱形眼鏡眼壓傳感器及無線信號電路。
以眼壓信息LC無線傳感為基本原理，提出微流體超柔性變電感LC式隱形眼鏡眼壓傳感方法。完成基于倒模、共形鍵合、液態(tài)合金注入以及電容耦合封裝等隱形眼鏡傳感器制備工藝，實現(xiàn)微流體超柔性LC智能隱形眼鏡制備。
圖2 隱形眼鏡眼壓傳感器（左）及無線信號采集電路（右）
3. 開發(fā)出非侵入長程眼內(nèi)壓連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)樣機。
完成非侵入式長程眼壓智能傳感檢測系統(tǒng)樣機開發(fā)，實現(xiàn)長程眼內(nèi)壓連續(xù)監(jiān)測，已在華中科技大學附屬同濟醫(yī)院眼科完成初步的人體實驗測試。
圖3 非侵入長程眼內(nèi)壓連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)驗證裝置圖（左）及隱形眼鏡眼壓傳感器佩戴于離體豬眼（右a），測試結果振頻率跟隨眼內(nèi)壓而變化圖（右b）及 “諧振頻率-眼內(nèi)壓-時間”的靜態(tài)響應關系圖（右c）
圖4 隱形眼鏡眼壓傳感器人眼佩戴測試實驗（左）及結果（右）
性能指標
本項目采用一種基于軟光刻和熱塑成型的微通道液態(tài)金屬注入的傳感器制備方法，極大降低了傳感器的彈性模量，提高了靈敏度與佩戴舒適性。配合眼壓傳感器設計了一種專用的信號采集裝置，體積小巧，方便佩戴，可以實時、準確的獲取眼壓傳感器的諧振頻率。結合峰值提取算法，進一步提高了諧振頻率的測量精度。
在人工眼球施壓試驗平臺上得到非侵入式眼壓傳感器的靈敏度為62.3kHz/mmHg，測量精度為±1.5mmHg，且線性度、重復性方面表現(xiàn)良好，證明了該非侵入式眼壓監(jiān)測系統(tǒng)的實用性。
該指標在同類非侵入式長程眼壓檢測中處于國際領先位置。
產(chǎn)業(yè)化應用
本項目突破超低彈性模量傳感單元設計，實現(xiàn)了高靈敏度與高佩戴舒適性。并設計制備專用的無線信號采集裝置，體積小巧，可以實時、高精度的獲取眼壓波動值，指標在同類非侵入式長程眼壓檢測中處于國際領先，且具有完全的自主知識產(chǎn)權。該方法通過閱讀系統(tǒng)記錄的24小時眼壓波動數(shù)據(jù)，徹底解決目前眼科臨床對大量潛在青光眼患者的青光眼的篩查、診療困難，市場前景巨大。
知識產(chǎn)權：
該成果已申請/授權多項中國發(fā)明專利。
合作方式：
專利許可、專利轉(zhuǎn)讓、作價入股、技術開發(fā)、技術服務、面談等。
