普杜大學(xué)的研究人員制作了一種植入眼睛的微型,、無線傳感器(上圖紅圈標(biāo)出的部分),。傳感器將對(duì)青光眼的一個(gè)主要危險(xiǎn)因素——眼內(nèi)壓力,進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測,。下圖為設(shè)備的設(shè)計(jì)原型,。(圖片來源:Babak Ziaie/Purdue University) 青光眼是常見的眼病,早診斷早治療非常重要,。但是,,有近9成患者因?qū)摲奈kU(xiǎn)渾然不知,最終延誤了治療時(shí)機(jī),,導(dǎo)致失明,。最近,美國普杜大學(xué)的研究人員制作了一種測量眼壓的微型植入芯片,,雖然研究還處于初期階段,,但是研究人員希望新裝置能用于對(duì)青光眼危險(xiǎn)信號(hào)的監(jiān)測中,,以便讓醫(yī)生準(zhǔn)確把握患者的發(fā)病狀況,,及時(shí)予以治療。 持續(xù)監(jiān)控眼內(nèi)壓 普杜大學(xué)的研究人員制作了一種監(jiān)測青光眼發(fā)病狀況的微型,、無線眼睛植入芯片,,通過持續(xù)監(jiān)測疾病的主要危險(xiǎn)因素——眼內(nèi)壓,對(duì)疾病進(jìn)行監(jiān)控,。 研究負(fù)責(zé)人,、普杜大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程副教授Pedro Irazoqui表示:“青光眼患者需要每隔6個(gè)月去醫(yī)生那里檢查他們的眼壓。但問題是眼內(nèi)壓不會(huì)在幾個(gè)月內(nèi)都處于頂峰:可能是幾個(gè)小時(shí)之內(nèi),,有時(shí)候是幾分鐘的事情,。一旦出現(xiàn)波動(dòng),,醫(yī)生必須在對(duì)視神經(jīng)造成永久性損傷之前,在有限的時(shí)間內(nèi)采取行動(dòng),,給予治療,。我們想設(shè)計(jì)一種能持續(xù)監(jiān)測眼壓的裝置,這樣,,如果出現(xiàn)波動(dòng),,能確保醫(yī)生及時(shí)控制住病情。” 青光眼是世界上繼白內(nèi)障之后,,導(dǎo)致失明的第二大因素,。據(jù)青光眼研究基金會(huì)的資料,約有300萬美國人患此病,,我國有1000萬以上的青光眼患者,。但在疾病早期,大多數(shù)人不知道自己患病,,除了視力逐漸下降,、視野漸漸缺失以外,沒有其他的外部癥狀,。 青光眼主要由于房水積累過多所致,,健康人群中,眼內(nèi)排泄系統(tǒng)能讓眼壓保持在一個(gè)正常的范圍內(nèi),,約是10~12毫米汞柱,。青光眼患者的房水排出管道受阻,導(dǎo)致液體積累,,當(dāng)眼內(nèi)液體超過21毫米汞柱時(shí),,就會(huì)產(chǎn)生明顯癥狀。增高的眼內(nèi)壓如果不能及時(shí)處理,,會(huì)引起視神經(jīng)損傷,,導(dǎo)致視野狹窄,嚴(yán)重的則會(huì)引發(fā)失明,。 如果在疾病早期能及時(shí)發(fā)現(xiàn)病癥,,眼科醫(yī)生就能給患者治療以減輕壓力,阻止疾病的進(jìn)一步發(fā)展,。但是目前在醫(yī)生辦公室進(jìn)行的常規(guī)檢查,,不足以記錄青光眼患者的疾病發(fā)展過程。青光眼專家,、羅切斯特大學(xué)眼科研究所副教授Shakeel Shareef表示:“常規(guī)檢查很難及時(shí)捕捉到病情的惡化,,患者在辦公室的檢查中出現(xiàn)眼內(nèi)壓波峰的情況是很少見的,而往往在突然之間,就出現(xiàn)了青光眼危險(xiǎn)信號(hào),。”在他看來,,一個(gè)持續(xù)性的監(jiān)測設(shè)備,像那些用于監(jiān)測不規(guī)則心跳的設(shè)備那樣,,將會(huì)是一個(gè)受患者歡迎的工具,。 微型芯片無線追蹤 為了這一目標(biāo),Irazoqui及其同事設(shè)計(jì)了一種小型的芯片,,植入眼睛的兩層組織之間,。傳感器用于測量眼內(nèi)壓力,并且將數(shù)據(jù)無線傳輸給附近的計(jì)算機(jī),。然后,,醫(yī)生獲取數(shù)據(jù),檢查數(shù)據(jù)中可能的警告信號(hào),。目前,,Irazoqui的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制作了一個(gè)傳感器的原型,雖然還沒有進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn),。研究人員計(jì)劃最近在法國召開的“生物醫(yī)學(xué)工程會(huì)議”上發(fā)布詳細(xì)的內(nèi)容,。 其他的研究團(tuán)隊(duì)也正在開發(fā)青光眼持續(xù)監(jiān)測設(shè)備,包括瑞士洛桑的一個(gè)研究小組,,正在進(jìn)行把無線微芯片傳感器植入隱形眼鏡的研究工作,。研究人員已經(jīng)開發(fā)出有線設(shè)備,并且在人眼中進(jìn)行了試驗(yàn),,目前,,他們正在進(jìn)行無線設(shè)備的研發(fā)工作。 開發(fā)這種設(shè)備的最大障礙之一——是設(shè)計(jì)一個(gè)微型但具有高功能的芯片,,它只需要很少的動(dòng)力,。Irazoqui的團(tuán)隊(duì)將傳感器設(shè)計(jì)為精密度更高的納瓦級(jí)別,而不是微瓦級(jí)別水平(1毫瓦=1000微瓦,,1微瓦=1000納瓦),,部分克服了這一問題。他說:“我們采用低100萬倍的動(dòng)力,,可將電路中的功率提高100萬倍以上,。”Irazoqui拒絕透露更多的信息,他表示隨后會(huì)介紹更多的內(nèi)容,,研究人員計(jì)劃在今年12月份開始進(jìn)行動(dòng)物眼內(nèi)植入實(shí)驗(yàn),。 Shareef認(rèn)為,這種傳感器的面世,,不僅能更好的診斷青光眼,而且也能讓患者持續(xù)性地跟蹤自己的健康狀況。Shareef說:“來醫(yī)院就診的患者,,他們的眼壓可能很正常,,但是青光眼發(fā)病很迅速,需要隨時(shí)監(jiān)測,。在去醫(yī)院看病之前,,患者可能缺乏藥物治療,在服藥兩天后,,壓力可能會(huì)暫時(shí)下降,。但是如果有這種類似的設(shè)備,就能準(zhǔn)確知道患者的具體狀況,,及時(shí)予以治療,。”