01
临床背景
青光眼影响超过 7000 万人，预计到 2040 年这一数字将增加超过 1.1 亿。这是一种无法治愈的慢性疾病，是导致失明的第二大原因。随着人口老龄化的加剧，特别是在发达国家，青光眼的患病率也在上升。当前治疗青光眼的医疗实践是监测 IOP（眼内压），这是一个关键的生理参数，反映了眼睛中房水产生和流出之间的平衡。眼压升高是青光眼的主要危险因素，需要量化和评估。眼压在整个昼夜节律期间显著变化，这些波动和相关的峰值水平已被确定为青光眼进展的危险因素。眼压波动应被视为青光眼进展的独立危险因素。
因此获取完整昼夜节律周期的iop数据集可能有助于更好地理解导致眼压波动的几个环境和生理参数。青光眼的治疗策略基于设定目标眼压范围，在该范围内，青光眼损伤的进一步发展被认为会大大减少。最近的临床建议除了降低眼压外还包括考虑眼压的波动实施这一策略的一种方法是邀请患者 24 小时到诊所就诊，并使用眼压测量方法定期测量 IOP。
02
现有方案局限性
目前，Goldmann 压平眼压计 (GAT) 是临床实践中使用最广泛的眼压测量方法。然而，GAT 也有局限性，例如它对角膜特性的依赖以及无法捕捉 IOP 的短期波动。此外，传统方法是在眼科检查期间测量眼压，并通过使用药物和/或手术降低眼压，以防止进一步视力丧失。然而，这种方法具有明显的医学、社会和经济局限性。仅在就诊期间测量眼压水平并根据几个月内的单次测量来评估疾病的进展，会阻碍眼保健提供者采取及时有效的行动。增加就诊频率以监测昼夜节律周期在经济上也是不可行的。更重要的是，在夜间使用传统眼压测量方法测量眼压可能会产生系统测量误差。
当前，研究人员与产业界在开发适合家庭使用的眼压计方面做出了重大尝试。便携式手持式眼压计iCare ，可穿戴式眼压计Sensimed 的 Triggerfish 等等笔者均在工程牛校普渡大学开发新型穿戴式眼压计提及。
此外，基于眼内植入式传感器的持续监测眼压技术是很多研究人员探索的方向，例如来自 Implandata 眼科产品的产品。该系统包括作为植入眼内的传感器的电子芯片和电耦合到传感器的无线读出单元。该方法的安全性和有效性已在最近的一项多中心临床调查研究中得到证明，该研究对 22 名患者进行了为期 12 个月的纵向研究。尽管有可能直接在眼睛内部获得准确的测量结果，但传感器是侵入性的，并且需要复杂的临床操作流程。
03
电无源传感器技术应用眼压监测
英国和土耳其的学者合作，共同研发了一种配备微传感器的隐形眼镜，能够检测眼压变化，提示可能存在青光眼。这一创新发展的团队包括来自北伦敦大学以及伊斯坦布尔博阿兹奇大学的研究者。他们在英国角膜接触镜协会官方杂志「Contact Lens and Anterior Eye」上发表的研究「A first-in-human pilot study of a novel electrically-passive metamaterial-inspired resonator-based ocular sensor embedded contact lens monitoring intraocular pressure fluctuations」，详细介绍了一个首次进行的涉及六名参与者的人体试验。
该团队的技术已在六名健康志愿者身上进行了研究，他们被有意地置于增加眼内压的条件下。与以前使用电活性硅芯片进行眼内压力测量的尝试不同，GlakoLens利用嵌入一次性软隐形眼镜中的电无源传感器。这种设计确保了佩戴者更大的舒适度、灵活性和视觉改善。团队在初步人体试验中取得的成功为未来一年内进行更大规模的研究铺平了道路。
这项研究开发了一种新的基于隐形眼镜的非侵入性连续监测系统。该传感技术基于具有超材料特性的金属谐振器在机械应力下的谐振频移原理，电无源传感器的运行不需要外部电能。这是一种通过测量放置在角膜上的传感器的几何形状变化来准确监测眼压波动的新颖方法，嵌入一次性软隐形眼镜中的电无源传感器以及用于收集、存储和处理数据的可穿戴电子读出系统。
使用场景：训练有素的医务人员在诊所安装一次性隐形眼镜和可穿戴电子系统。患者佩戴该产品 24 小时，并在第二天将其返回诊所，此时医务人员从设备下载数据，以便使用基于隐形眼镜使用前后的眼压计测量结果的校准算法进行进一步处理。然后将处理后的数据作为结果传递给眼科医生进行评估。与电活性硅基传感器相比，该研究的传感器薄、灵活且不需要电力传输。
新开发的隐形眼镜可以连续监测数小时的眼压，收集的数据通过无线传输供眼科医生分析。这些隐形眼镜旨在相较于传统方法，更准确和方便地诊断青光眼。
04
GlakoLens
在成功试验之后，这项基于专利技术（US10067075B2）的隐形眼镜将通过他们的衍生公司GlakoLens商业化。
GlakoLens 是一家医疗设备公司，开发基于专有技术的创新生物传感器，其中第一个是无创连续眼内压 (IOP) 监测设备。该公司的战略是专注于一次推出单一的、最先进的产品。作为海峡大学的技术衍生公司，GlakoLens 于 2017 年由三位从事生物传感器、集成电路、MEMS 和光电系统研究的研究人员创立。他们已经合作十多年，并成功完成了多个国际合作研发项目。
除了诊断青光眼，GlakoLens隐形眼镜在通过测量眼内分子（如葡萄糖和乳酸）方面显示出在检测其他健康状况方面的潜力。研究团队对该技术寄予厚望，相信这项技术具有巨大的潜力，不仅可以在青光眼的早期阶段挽救患者的视力，还可以在未来早期诊断其他疾病。
本文参考：
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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