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新型传感器配合光学适配器 青光眼患者复原有望

导读: 一种新型的配有镜头的微流体传感器可以测量眼球内的流体压力,并可通过智能手机相机读出数值。简单、低成本的设备可以使医生更容易地诊断出因青光眼导致的失明。

  一种新型的配有镜头的微流体传感器可以测量眼球内的流体压力,并可通过智能手机相机读出数值。简单、低成本的设备可以使医生更容易地诊断出因青光眼导致的失明。它还可以为青光眼患者提供24小时的家庭监控测试,类似于糖尿病患者的血糖监测。

  青光眼影响了6500万人,是世界上导致失明的第二大常见原因。其主要危险因素之一是眼球内流体压力的增加,当压力增加到足够大时就足以损害视觉神经。现今的眼科医生使用眼压计来测量眼内压力,但这种测试并不总是准确的。

  这种新型的传感器由50μm的密闭通道组成,它围绕于镜头的绝大部分边缘,可用于白内障手术。它的一端末尾是一个极小的气体储存器,同时另外一端连接到眼球的流体水分。医生通过手术将镜头植入到病人的眼睛内。

  当微通道连接到眼房时,压力驱动眼内流体进入微通道,同时压缩气体存储器直到气体压力和液体压力达到平衡。眼内压力的增加或减少迫使流体趋近或远离气体存储器。配备有光学适配器和图像分析软件的智能手机相机可以用来准确地检测液体的位置。光学适配器将定位出瞳孔前的相机和阴影的位置,从而导致了瞳孔的扩张并触发了传感器。


  研究人员首先通过模拟眼内压力变化测试并校准了压力腔内的传感器。他们发现微通道内液体的运动与压力变化呈线性关系,同时该传感器对压力波动的敏感度可小到1毫米汞柱。正常眼球内的压力范围为10至21毫米汞柱之间,但当一个人躺着时可以增加8毫米汞柱。研究人员同时还测试了通过移植手术切除的猪的眼睛,它也显示检测极限为1毫米汞柱。

  同时还有其他种类的眼部压力传感器存在。例如,密歇根大学的研究人员已经开发出基于电容式传感器的微机电系统。瑞士医疗设备制造商Sensimed公司已经有一种基于眼部压力传感器商务交流镜头,当眼球膨胀时压电铂环上的电阻同时会发生变化。但是这些方法依赖于无线遥测数据,这需要庞大的天线和电源。

  新型微流控传感器上的光学读取器可以更容易使用,但它确实有自己的局限性。例如,通过模糊的角膜读取流体的位置,这发生在青光眼患者身上可能是有难度的。而且气体可能从传感器壁泄露出来而导致读数不准确。
 

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