青光眼监测器
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普杜大学的研究人员制作了一种植入眼睛的微型、无线传感器(上图红圈标出的部分)。传感器将对青光眼的一个主要危险因素——眼内压力,进行24小时监测。下图为设备的设计原型。(图片来源:Babak Ziaie/Purdue University)
青光眼是常见的眼病,早诊断早治疗非常重要。但是,有近9成患者因对潜伏的危险浑然不知,最终延误了治疗时机,导致失明。最近,美国普杜大学的研究人员制作了一种测量眼压的微型植入芯片,虽然研究还处于初期阶段,但是研究人员希望新装置能用于对青光眼危险信号的监测中,以便让医生准确把握患者的发病状况,及时予以治疗。
持续监控眼内压
普杜大学的研究人员制作了一种监测青光眼发病状况的微型、无线眼睛植入芯片,通过持续监测疾病的主要危险因素——眼内压,对疾病进行监控。
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研究负责人、普杜大学生物医学工程副教授Pedro Irazoqui表示:“青光眼患者需要每隔6个月去医生那里检查他们的眼压。但问题是眼内压不会在几个月内都处于顶峰:可能是几个小时之内,有时候是几分钟的事情。一旦出现波动,医生必须在对视神经造成永久性损伤之前,在有限的时间内采取行动,给予治疗。我们想设计一种能持续监测眼压的装置,这样,如果出现波动,能确保医生及时控制住病情。”
青光眼是世界上继白内障之后,导致失明的第二大因素。据青光眼研究基金会的资料,约有300万美国人患此病,我国有1000万以上的青光眼患者。但在疾病早期,大多数人不知道自己患病,除了视力逐渐下降、视野渐渐缺失以外,没有其他的外部症状。
青光眼主要由于房水积累过多所致,健康人群中,眼内排泄系统能让眼压保持在一个正常的范围内,约是10~12毫米汞柱。青光眼患者的房水排出管道受阻,导致液体积累,当眼内液体超过21毫米汞柱时,就会产生明显症状。增高的眼内压如果不能及时处理,会引起视神经损伤,导致视野狭窄,严重的则会引发失明。
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如果在疾病早期能及时发现病症,眼科医生就能给患者治疗以减轻压力,阻止疾病的进一步发展。但是目前在医生办公室进行的常规检查,不足以记录青光眼患者的疾病发展过程。青光眼专家、罗切斯特大学眼科研究所副教授Shakeel Shareef表示:“常规检查很难及时捕捉到病情的恶化,患者在办公室的检查中出现眼内压波峰的情况是很少见的,而往往在突然之间,就出现了青光眼危险信号。”在他看来,一个持续性的监测设备,像那些用于监测不规则心跳的设备那样,将会是一个受患者欢迎的工具。
微型芯片无线追踪
为了这一目标,Irazoqui及其同事设计了一种小型的芯片,植入眼睛的两层组织之间。传感器用于测量眼内压力,并且将数据无线传输给附近的计算机。然后,医生获取数据,检查数据中可能的警告信号。目前,Irazoqui的团队已经制作了一个传感器的原型,虽然还没有进行动物实验。研究人员计划最近在法国召开的“生物医学工程会议”上发布详细的内容。
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其他的研究团队也正在开发青光眼持续监测设备,包括瑞士洛桑的一个研究小组,正在进行把无线微芯片传感器植入隐形眼镜的研究工作。研究人员已经开发出有线设备,并且在人眼中进行了试验,目前,他们正在进行无线设备的研发工作。
开发这种设备的最大障碍之一——是设计一个微型但具有高功能的芯片,它只需要很少的动力。Irazoqui的团队将传感器设计为精密度更高的纳瓦级别,而不是微瓦级别水平(1毫瓦=1000微瓦,1微瓦=1000纳瓦),部分克服了这一问题。他说:“我们采用低100万倍的动力,可将电路中的功率提高100万倍以上。”Irazoqui拒绝透露更多的信息,他表示随后会介绍更多的内容,研究人员计划在今年12月份开始进行动物眼内植入实验。
Shareef认为,这种传感器的面世,不仅能更好的诊断青光眼,而且也能让患者持续性地跟踪自己的健康状况。Shareef说:“来医院就诊的患者,他们的眼压可能很正常,但是青光眼发病很迅速,需要随时监测。在去医院看病之前,患者可能缺乏药物治疗,在服药两天后,压力可能会暂时下降。但是如果有这种类似的设备,就能准确知道患者的具体状况,及时予以治疗。”, 百拇医药(编译 紫箕)