用于青光眼治療的眼壓監(jiān)測(cè)與微引流技術(shù)研究.pdf

1、青光眼是由于眼內(nèi)房水過多導(dǎo)致眼壓持續(xù)或間斷升高，超過眼球耐受的程度而損害視神經(jīng)的疾病。青光眼的現(xiàn)有治療方法無法達(dá)到很好的效果或者有很大的副作用。因此，長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)眼壓對(duì)于青光眼患者的診斷及治療具有重要的意義。而目前的常用的眼壓測(cè)量和監(jiān)測(cè)技術(shù)存在尺寸、測(cè)量精度、功耗和智能化等方面難以滿足青光眼患者的診斷和監(jiān)測(cè)需求。為此，本課題面向青光眼疾病治療的需求，提出一種可植入式智能眼壓監(jiān)測(cè)及微引流系統(tǒng)。根據(jù)患者視神經(jīng)及視野損害的程度設(shè)定

2、目標(biāo)眼壓，當(dāng)眼壓超過設(shè)定值后，通過體內(nèi)微電子系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)控微泵系統(tǒng)的開關(guān)，進(jìn)行有針對(duì)性的給藥或引流房水對(duì)于青光眼患者的個(gè)性化和精準(zhǔn)治療具有非常重要的意義。本文的主要工作和結(jié)論如下：
　　首先，本文針對(duì)青光眼治療的需求，概述整個(gè)用于青光眼治療的眼壓監(jiān)測(cè)與微引流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能。植入系統(tǒng)可分為眼壓傳感器、導(dǎo)流管、處理電路、無線通信和供電模塊等部分。其具體工作過程為：將眼壓監(jiān)測(cè)裝置植入青光眼患者眼內(nèi)，導(dǎo)流管將房水導(dǎo)流至眼壓傳感器的敏感區(qū)和

3、睫狀靜脈，從而實(shí)現(xiàn)眼壓傳感器24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的眼壓和房水的引流。眼壓測(cè)量值經(jīng)處理電路處理放大后，再經(jīng)無線通信模塊傳輸?shù)窖弁饨邮蘸捅O(jiān)控系統(tǒng)，使患者和醫(yī)生隨時(shí)了解眼內(nèi)壓力的變化，有針對(duì)性的采取相應(yīng)治療手段，從而使患者眼壓維持在安全平穩(wěn)的狀態(tài)。
　　其次，通過分析可植入眼壓傳感器的研究現(xiàn)狀，我們提出了一種基于柔性電極結(jié)構(gòu)的薄膜電容微壓力傳感器，并通過建模、仿真和工藝的優(yōu)化和摸索，制作出性能優(yōu)良的薄膜電容式壓力傳感器，通過搭建測(cè)試系統(tǒng)

4、實(shí)現(xiàn)了小量程、高靈敏度的壓力檢測(cè)。一方面研究了這種傳感器的微納結(jié)構(gòu)的制造工藝和方法，同時(shí)針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間植入人體的要求，研究器件的表面處理、封裝等工藝，以防止人體體液等對(duì)傳感器的長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性造成的影響。采用標(biāo)準(zhǔn)微納加工工藝并結(jié)合軟光刻等柔性材料制造方法，另一方面研究利用化學(xué)氣相沉積、濺射等方法，對(duì)傳感器件進(jìn)行表面處理和封裝。相對(duì)于帶空腔結(jié)構(gòu)的電容式壓力傳感器，這種具有微結(jié)構(gòu)的柔性電極薄膜電容式微壓力傳感器的工藝流程簡(jiǎn)單，壓力靈敏度更高。此外

5、，與采用傳統(tǒng)工藝沉積電極的方法相比，直接采用柔性導(dǎo)電膠做為電極的方法更簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，并具有成本低和工藝成功率高等優(yōu)點(diǎn)，本文的研究工作為柔性微電容傳感器的研究提供了新的思路。
　　此外，對(duì)商用器件進(jìn)行了調(diào)研、分析和選擇，針對(duì)可植入式眼壓傳感器的需求，對(duì)商用器件嘗試生物兼容性工藝的改造，測(cè)試結(jié)果表明改造后的商用壓力傳感器的靈敏度、精度和功耗可基本滿足眼壓監(jiān)測(cè)的要求，減小傳感器的封裝尺寸，可靠性有待進(jìn)一步研究。
　　最后，通過調(diào)研

6、對(duì)微引流裝置的驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行分析，對(duì)比現(xiàn)有的器件、設(shè)備，本課題提出了兩種驅(qū)動(dòng)原理：壓電驅(qū)動(dòng)和電化學(xué)驅(qū)動(dòng)，接著通過分析眼內(nèi)房水微引流裝置，對(duì)微引流裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)眼內(nèi)房水引流的單向性。即所設(shè)計(jì)的微引流裝置只需要實(shí)現(xiàn)單向流動(dòng)即可。然后對(duì)制作微引流裝置的材料進(jìn)行選擇和分析，材料應(yīng)具有生物兼容性、穩(wěn)定性，且耐腐蝕、耐高溫。接下來采用合適的加工工藝對(duì)微引流裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)的加工，并測(cè)試微引流裝置的性能，通過改變電壓驗(yàn)證微引流裝置是否可