本文转载自科技大观园,原文为《聪明的隐形眼镜,替眼睛做健康检查!》作者/郭亚欣|科技大观园特约编辑隐形眼镜能做什么?除了矫正视力,或者使虹膜看起来更大更漂亮,隐形眼镜现在还可以帮助你的眼睛做健康检查!交通大学电子工程系教授邱俊成开发了一种智能隐形眼镜。一旦佩戴,可检测眼球温度、泪液蒸发率、渗透压、眼压等数据,可为眼科医生提供诊断依据,帮助判断患者是否出现轻度或重度干眼症或青光眼症状。
眼疾的检测更準确,治疗方法升级
这项研究在眼睛检测方面取得了很大的突破,因为它有望使眼病检测变得方便快捷,使治疗更加准确。引起干眼症的原因不止一个,可能是泪液分泌不足,也可能是泪液成分中油脂不足导致泪液蒸发过快。而以往的检测手段并不能有效区分,所以医生在服药时往往只能凭借自己的经验做出主观判断。但在智能隐形眼镜的帮助下,可以根据医生的需求提供更准确的科学数据,判断和给药也可以更正确。
邱俊成团队研发的智能隐形眼镜,佩戴舒适程度不亚于软性眼镜,有望在未来为眼病检测带来重大突破。图/邱俊成提供对于青光眼患者,医生还可以利用智能隐形眼镜的数据,找出容易出现高眼压的时间点,并针对这些时间点给予药物治疗。邱俊成进一步解释说:“这些测试数据是有价值的大数据。当积累了足够多的数据后,医生或药物开发商就可以分析出更准确的药物配方。因此,这一研究成果一发表,立刻引起了社会各界的关注。
人们关注的另一个重要原因是,这是第一款可以舒适佩戴的智能隐形眼镜。目前国际上智能隐形眼镜的研发大多是基于硬性镜片,但邱俊成说,“我们是从‘可佩戴性’的角度出发,所以设计了现有的软性隐形眼镜材料硅胶。”他们把可以测量温度、湿度、压力等各种特性的传感器、处理芯片、用于数据传输的天线等部件像三明治的馅料一样放在镜片的夹层里,所以戴上时的感觉就像普通隐形眼镜一样。
研究小组将各种传感器、芯片、天线和其他组件夹在镜头中。图/邱俊成提供
一度产生怀疑……真的做得出来吗?
的研发始于2011年,2019年宣布成功。这条路已经走了八九年了。邱俊成说,“其实我不是没想过放弃,因为中间有太多的困难,让我有一段时间很压抑,看不到答案。」
制作这种智能隐形眼镜的难点之一在于元器件的集成。虽然传感器已经设计得非常精致,灵敏度也很高,但如果要集成到一个小曲面镜头中,并能有效工作,还有很多细节需要考虑。邱俊成举例说,这些部件的探测和信号传输需要外界通过无线电提供能量。如果能量太低,组件不能启动。如果能量太高,镜片的温度可能会升高,所以光是研究能量传递就要花很多时间。
此外,“隐形眼镜本来就是要戴在人的眼睛上的,一旦人参与进来,就会增加很多变化。”邱俊成以安装在镜头里的天线为例。天线的设计一定要考虑到戴隐形眼镜的人的实际情况,因为人的眼睛会随着隐形眼镜移动。如何让天线的传输没有死角,不会因为隐形眼镜转了一个角度而传输,让团队费了很大的力气。
好在邱俊成的团队里有很多优秀的学生,不断尝试各种可能,坚持不放弃。邱俊成说,“我们最终成功的那一刻,真的是喜忧参半。」
智慧型隐形眼镜还有更多潜力与可能
目前这款可以检测眼睛的智能隐形眼镜已经通过了动物实验,通过了相容性、毒性、敏感性、刺激性等测试。邱俊成说,“下一步,我们将进入人体实验,希望产品在四五年内投放市场。换句话说,在不久的将来,我们将去医院检查我们的眼睛。也许我们不需要一些散瞳、麻醉或在眼睛里插入试纸。相反,我们会戴上隐形眼镜,等待数据自动传输到医生的电脑。
邱俊成也希望继续为这款智能隐形眼镜做更好的调整和设计。目前,镜片中没有电池,能量由外部传输提供。所以测试的时候,除了戴隐形眼镜,还要戴一个类似普通眼镜的装置来提供能量。邱俊成说:“我们正在研究如何将电池集成到隐形眼镜中,这样检测会更方便,外观也会更简单美观。」
通过一个类似于普通眼镜的装置为智能隐形眼镜提供能量。图/邱俊成提供未来,邱俊成还希望能让智能隐形眼镜有更多的功能。比如你有一副隐形眼镜,戴上就可以自动调节视力。不管你有多矮,它都会自动改变曲率和粗细来符合你的度数。太棒了!邱俊成说,这种镜片的难点在于内部必须有一个动力源来改变和维持隐形眼镜的形状。“虽然很难,但我们已经开始研究了。
。」
更甚者,未来在 5G 网路的发展下,智慧型隐形眼镜可望做到扩增实境(AR),透过隐形眼镜,可以将世界各角落的即时美景尽收眼底,也能随时与亲朋好友「视讯」,而且就彷彿对方直接在你眼前般真实。相信不久后,我们就能亲身体验到智慧型隐形眼镜对我们的生活及这个世界带来的巨大改变。
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