本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一套非侵入式連續(xù)長(zhǎng)程眼壓無(wú)線智能傳感器及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以隱形眼鏡作為載體，內(nèi)嵌智能眼壓傳感器，通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行眼壓信息監(jiān)測(cè)。該成果為青光眼的前期診斷、治療、篩選提供了直接的指標(biāo)依據(jù)。

1．建立眼壓傳感機(jī)理模型。

基于殼體力學(xué)以及剪滯理論，建立了殼體形式下的應(yīng)變傳遞模型，揭示了角膜應(yīng)變經(jīng)由淚膜傳遞至隱形眼鏡的“力-形”作用關(guān)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(duì)靈敏度的影響。

圖1 眼壓傳感器機(jī)理模型示意圖

2.設(shè)計(jì)并制備完成高靈敏隱形眼鏡眼壓傳感器及無(wú)線信號(hào)電路。

以眼壓信息LC無(wú)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(shí)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(wú)線信號(hào)采集電路（右）

3. 開(kāi)發(fā)出非侵入長(zhǎng)程眼內(nèi)壓連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)樣機(jī)。

完成非侵入式長(zhǎng)程眼壓智能傳感檢測(cè)系統(tǒng)樣機(jī)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)程眼內(nèi)壓連續(xù)監(jiān)測(cè)，已在華中科技大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院眼科完成初步的人體實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

圖3 非侵入長(zhǎng)程眼內(nèi)壓連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)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(cè)試結(jié)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(shí)間”的靜態(tài)響應(yīng)關(guān)系圖（右c）

圖4 隱形眼鏡眼壓傳感器人眼佩戴測(cè)試實(shí)驗(yàn)（左）及結(jié)果（右）

本項(xiàng)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(shè)計(jì)了一種專用的信號(hào)采集裝置，體積小巧，方便佩戴，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的獲取眼壓傳感器的諧振頻率。結(jié)合峰值提取算法，進(jìn)一步提高了諧振頻率的測(cè)量精度。

在人工眼球施壓試驗(yàn)平臺(tái)上得到非侵入式眼壓傳感器的靈敏度為62.3kHz/mmHg，測(cè)量精度為±1.5mmHg，且線性度、重復(fù)性方面表現(xiàn)良好，證明了該非侵入式眼壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)用性。

該指標(biāo)在同類非侵入式長(zhǎng)程眼壓檢測(cè)中處于國(guó)際領(lǐng)先位置。

本項(xiàng)目突破超低彈性模量傳感單元設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度與高佩戴舒適性。并設(shè)計(jì)制備專用的無(wú)線信號(hào)采集裝置，體積小巧，可以實(shí)時(shí)、高精度的獲取眼壓波動(dòng)值，指標(biāo)在同類非侵入式長(zhǎng)程眼壓檢測(cè)中處于國(guó)際領(lǐng)先，且具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該方法通過(guò)閱讀系統(tǒng)記錄的24小時(shí)眼壓波動(dòng)數(shù)據(jù)，徹底解決目前眼科臨床對(duì)大量潛在青光眼患者的青光眼的篩查、診療困難，市場(chǎng)前景巨大。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)：

該成果已申請(qǐng)/授權(quán)多項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利。

合作方式：