韩国国内开发出一种搭载超薄有机发光二极管(OLED)的隐形眼镜,可用于检查是否存在视网膜疾病和功能下降等问题的下一代眼科诊断技术。
这一技术有望取代以固定式设备为基础的传统视网膜诊断方式,未来可应用于近视治疗、眼球生物信号分析、增强现实(AR)视觉传输以及基于光的神经刺激等领域。
韩国科学技术院(KAIST)表示,电气及电子工程系的 Yoo Seunghyub 教授研究团队与首尔大学盆唐医院 Woo Sejoon 教授、浦项工科大学(POSTECH) Han Saekwang 教授、PHI Biomed 公司以及韩国电子通信研究院(Electronics and Telecommunications Research Institute,ETRI)联合开展研究,全球首次开发出利用 OLED 的无线隐形眼镜“可穿戴视网膜诊断平台”,并于12日对外公布。
该技术仅需佩戴隐形眼镜即可进行视网膜电图检查,具有能够革新性简化既往复杂眼科诊断环境的优势。
此前,视网膜电图(Electroretinography,下称 ERG)检查需要使用安装在眼科等机构内的固定式大型 ERG 检查仪,在暗室中让患者睁眼保持静止状态完成检查。该环境对空间有较大限制,并且患者的配合度是必不可少的。
为克服上述不便,联合研究团队将比头发丝(70~100微米)还要薄6~8倍的超薄柔性 OLED(厚度12.5微米)集成到用于 ERG 的隐形眼镜电极上,并同时搭载无线电力接收天线和控制芯片,构建出可独立驱动的系统。
尤其是,该系统在电力传输方面采用使用433MHz谐振频率的无线电力传输方式,并通过与智能手机联动的睡眠眼罩形态无线控制器加以实现,从而大幅提升了实际使用的可行性。
以往为向眼睛照射光线而开发的智能隐形眼镜型光源大多采用无机发光二极管(LED)。但无机 LED 形态刚硬,且因其在单一点位发出强光的“点光源”特性,容易出现热量集中问题,在实际应用中可提供的光通量存在结构性上限。
与此相反,OLED 作为面光源,可实现宽广且均匀的照射,即便在低亮度条件下也能诱发足够的视网膜反应。
在实际实验中,联合研究团队在亮度为126尼特这一相对较低的亮度条件下,成功诱导出稳定的 ERG 信号,获得了与既有商用光源相当水平的诊断信号。
在此基础上开展的动物实验结果显示,佩戴 OLED 隐形眼镜的兔子眼部表面温度保持在27度以下,覆盖眼球的角膜未受到热损伤,同时在高温高湿环境下仍能维持发光性能。这一结果证明,该技术在实际临床环境中也可作为一种有效且安全的 ERG 检查工具加以应用。
Yoo Seunghyub 教授表示:“将超薄 OLED 的柔性与散射光特性应用于隐形眼镜,是全球范围内的首次尝试。希望本次研究成果能够推动数字医疗保健技术的进一步扩展。”
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