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- 新型微流控傳感器 可以測(cè)量眼球內(nèi)的流體壓力
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/9/2
一種新型的配有鏡頭的微流體傳感器可以測(cè)量眼球內(nèi)的流體壓力，并可通過(guò)智能手機(jī)相機(jī)讀出數(shù)值。簡(jiǎn)單、低成本的設(shè)備可以使醫(yī)生更容易地診斷出因青光眼導(dǎo)致的失明。它還可以為青光眼患者提供24小時(shí)的家庭監(jiān)控測(cè)試，類(lèi)似于糖尿病患者的血糖監(jiān)測(cè)。
青光眼影響了6500萬(wàn)人，是世界上導(dǎo)致失明的第二大常見(jiàn)原因。其主要危險(xiǎn)因素之一是眼球內(nèi)流體壓力的增加，當(dāng)壓力增加到足夠大時(shí)就足以損害視覺(jué)神經(jīng)。 現(xiàn)今的眼科醫(yī)生使用眼壓計(jì)來(lái)測(cè)量眼內(nèi)壓力，但這種測(cè)試并不總是準(zhǔn)確的。
這種新型的傳感器由50μm的密閉通道組成，它圍繞于鏡頭的絕大部分邊緣，可用于白內(nèi)障手術(shù)。它的一端末尾是一個(gè)極小的氣體儲(chǔ)存器，同時(shí)另外一端連接到眼球的流體水分。醫(yī)生通過(guò)手術(shù)將鏡頭植入到病人的眼睛內(nèi)。
當(dāng)微通道連接到眼房時(shí)，壓力驅(qū)動(dòng)眼內(nèi)流體進(jìn)入微通道，同時(shí)壓縮氣體存儲(chǔ)器直到氣體壓力和液體壓力達(dá)到平衡。眼內(nèi)壓力的增加或減少迫使流體趨近或遠(yuǎn)離氣體存儲(chǔ)器。配備有光學(xué)適配器和圖像分析軟件的智能手機(jī)相機(jī)可以用來(lái)準(zhǔn)確地檢測(cè)液體的位置。光學(xué)適配器將定位出瞳孔前的相機(jī)和陰影的位置，從而導(dǎo)致了瞳孔的擴(kuò)張并觸發(fā)了傳感器。
以色列拉馬特甘巴伊蘭大學(xué)的Yossi Mandel 和坦福大學(xué)的 Stephen Quake 及其同事們?cè)?《Nature Medicine 》雜志上報(bào)道了這種新型的傳感器。
研究人員首先通過(guò)模擬眼內(nèi)壓力變化測(cè)試并校準(zhǔn)了壓力腔內(nèi)的傳感器。他們發(fā)現(xiàn)微通道內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng)與壓力變化呈線(xiàn)性關(guān)系，同時(shí)該傳感器對(duì)壓力波動(dòng)的敏感度可小到1毫米汞柱。正常眼球內(nèi)的壓力范圍為10至21毫米汞柱之間，但當(dāng)一個(gè)人躺著時(shí)可以增加8毫米汞柱。研究人員同時(shí)還測(cè)試了通過(guò)移植手術(shù)切除的豬的眼睛，它也顯示檢測(cè)極限為1毫米汞柱。
同時(shí)還有其他種類(lèi)的眼部壓力傳感器存在。例如，密歇根大學(xué)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出基于電容式傳感器的微機(jī)電系統(tǒng)。瑞士醫(yī)療設(shè)備制造商Sensimed公司 已經(jīng)有一種基于眼部壓力傳感器商務(wù)交流鏡頭 ，當(dāng)眼球膨脹時(shí)壓電鉑環(huán)上的電阻同時(shí)會(huì)發(fā)生變化。但是這些方法依賴(lài)于無(wú)線(xiàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)，這需要龐大的天線(xiàn)和電源。
新型微流控傳感器上的光學(xué)讀取器可以更容易使用，但它確實(shí)有自己的局限性。 例如，通過(guò)模糊的角膜讀取流體的位置，這發(fā)生在青光眼患者身上可能是有難度的。而且氣體可能從傳感器壁泄露出來(lái)而導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確。然而，研究人員說(shuō)，他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了10年的設(shè)備生活。
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