1 、臨床背景
青光眼影響超過 7000 萬人，預計到 2040 年這一數字將增加超過 1.1 億。這是一種無法治愈的慢性疾病，是導致失明的第二大原因。隨著人口老齡化的加劇，特別是在發(fā)達國家，青光眼的患病率也在上升。當前治療青光眼的醫(yī)療實踐是監(jiān)測 IOP（眼內壓），這是一個關鍵的生理參數，反映了眼睛中房水產生和流出之間的平衡。眼壓升高是青光眼的主要危險因素，需要量化和評估。眼壓在整個晝夜節(jié)律期間顯著變化，這些波動和相關的峰值水平已被確定為青光眼進展的危險因素。眼壓波動應被視為青光眼進展的獨立危險因素。
因此獲取完整晝夜節(jié)律周期的iop數據集可能有助于更好地理解導致眼壓波動的幾個環(huán)境和生理參數。青光眼的治療策略基于設定目標眼壓范圍，在該范圍內，青光眼損傷的進一步發(fā)展被認為會大大減少。最近的臨床建議除了降低眼壓外還包括考慮眼壓的波動實施這一策略的一種方法是邀請患者 24 小時到診所就診，并使用眼壓測量方法定期測量 IOP。
2、現有方案局限性
目前，Goldmann 壓平眼壓計 (GAT) 是臨床實踐中使用最廣泛的眼壓測量方法。然而，GAT 也有局限性，例如它對角膜特性的依賴以及無法捕捉 IOP 的短期波動。此外，傳統(tǒng)方法是在眼科檢查期間測量眼壓，并通過使用藥物和/或手術降低眼壓，以防止進一步視力喪失。然而，這種方法具有明顯的醫(yī)學、社會和經濟局限性。僅在就診期間測量眼壓水平并根據幾個月內的單次測量來評估疾病的進展，會阻礙眼保健提供者采取及時有效的行動。增加就診頻率以監(jiān)測晝夜節(jié)律周期在經濟上也是不可行的。更重要的是，在夜間使用傳統(tǒng)眼壓測量方法測量眼壓可能會產生系統(tǒng)測量誤差。
當前，研究人員與產業(yè)界在開發(fā)適合家庭使用的眼壓計方面做出了重大嘗試。便攜式手持式眼壓計iCare ，可穿戴式眼壓計Sensimed 的 Triggerfish 等等筆者均在工程牛校普渡大學開發(fā)新型穿戴式眼壓計提及。
此外，基于眼內植入式傳感器的持續(xù)監(jiān)測眼壓技術是很多研究人員探索的方向，例如來自 Implandata 眼科產品的產品。該系統(tǒng)包括作為植入眼內的傳感器的電子芯片和電耦合到傳感器的無線讀出單元。該方法的安全性和有效性已在最近的一項多中心臨床調查研究中得到證明，該研究對 22 名患者進行了為期 12 個月的縱向研究。盡管有可能直接在眼睛內部獲得準確的測量結果，但傳感器是侵入性的，并且需要復雜的臨床操作流程。
英國和土耳其的學者合作，共同研發(fā)了一種配備微傳感器的隱形眼鏡，能夠檢測眼壓變化，提示可能存在青光眼。這一創(chuàng)新發(fā)展的團隊包括來自北倫敦大學以及伊斯坦布爾博阿茲奇大學的研究者。他們在英國角膜接觸鏡協會官方雜志「Contact Lens and Anterior Eye」上發(fā)表的研究「A first-in-human pilot study of a novel electrically-passive metamaterial-inspired resonator-based ocular sensor embedded contact lens monitoring intraocular pressure fluctuations」，詳細介紹了一個首次進行的涉及六名參與者的人體試驗。
該團隊的技術已在六名健康志愿者身上進行了研究，他們被有意地置于增加眼內壓的條件下。與以前使用電活性硅芯片進行眼內壓力測量的嘗試不同，GlakoLens利用嵌入一次性軟隱形眼鏡中的電無源傳感器。這種設計確保了佩戴者更大的舒適度、靈活性和視覺改善。團隊在初步人體試驗中取得的成功為未來一年內進行更大規(guī)模的研究鋪平了道路。
這項研究開發(fā)了一種新的基于隱形眼鏡的非侵入性連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。該傳感技術基于具有超材料特性的金屬諧振器在機械應力下的諧振頻移原理，電無源傳感器的運行不需要外部電能。這是一種通過測量放置在角膜上的傳感器的幾何形狀變化來準確監(jiān)測眼壓波動的新穎方法，嵌入一次性軟隱形眼鏡中的電無源傳感器以及用于收集、存儲和處理數據的可穿戴電子讀出系統(tǒng)。
使用場景：訓練有素的醫(yī)務人員在診所安裝一次性隱形眼鏡和可穿戴電子系統(tǒng)?；颊吲宕髟摦a品 24 小時，并在第二天將其返回診所，此時醫(yī)務人員從設備下載數據，以便使用基于隱形眼鏡使用前后的眼壓計測量結果的校準算法進行進一步處理。然后將處理后的數據作為結果傳遞給眼科醫(yī)生進行評估。與電活性硅基傳感器相比，該研究的傳感器薄、靈活且不需要電力傳輸。
新開發(fā)的隱形眼鏡可以連續(xù)監(jiān)測數小時的眼壓，收集的數據通過無線傳輸供眼科醫(yī)生分析。這些隱形眼鏡旨在相較于傳統(tǒng)方法，更準確和方便地診斷青光眼。
4、GlakoLens
在成功試驗之后，這項基于專利技術（US10067075B2）的隱形眼鏡將通過他們的衍生公司GlakoLens商業(yè)化。
GlakoLens 是一家醫(yī)療設備公司，開發(fā)基于專有技術的創(chuàng)新生物傳感器，其中第一個是無創(chuàng)連續(xù)眼內壓 (IOP) 監(jiān)測設備。該公司的戰(zhàn)略是專注于一次推出單一的、最先進的產品。作為海峽大學的技術衍生公司，GlakoLens 于 2017 年由三位從事生物傳感器、集成電路、MEMS 和光電系統(tǒng)研究的研究人員創(chuàng)立。他們已經合作十多年，并成功完成了多個國際合作研發(fā)項目。
除了診斷青光眼，GlakoLens隱形眼鏡在通過測量眼內分子（如葡萄糖和乳酸）方面顯示出在檢測其他健康狀況方面的潛力。研究團隊對該技術寄予厚望，相信這項技術具有巨大的潛力，不僅可以在青光眼的早期階段挽救患者的視力，還可以在未來早期診斷其他疾病。
本文參考：
1.Ozgur Kaya et al, A first-in-human pilot study of a novel electrically-passive metamaterial-inspired resonator-based ocular sensor embedded contact lens monitoring intraocular pressure fluctuations, Contact Lens and Anterior Eye (2023). DOI: 10.1016/j.clae.2023.102102
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