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2024-06-17 14:22:52

利用软多电极系统将视网膜电图提升到新水平

导读 眼部疾病在世界范围内越来越普遍,部分原因是人口老龄化,但也是因为我们与前几代人相比,屏幕使用时间大大增加。考虑到由于虚拟现实和增强...

眼部疾病在世界范围内越来越普遍,部分原因是人口老龄化,但也是因为我们与前几代人相比,屏幕使用时间大大增加。考虑到由于虚拟现实和增强现实等技术的发展,我们对显示器的使用很可能会继续增加,我们必须改进诊断技术,以便尽早发现和监测眼部疾病。

在眼科医生可以使用的众多工具中,视网膜电图 (ERG) 仍具有很大的未开发潜力。简而言之,ERG 包括从角膜表面测量视网膜中的神经元和其他细胞产生的电位。许多眼部疾病都会导致人的 ERG 信号异常,包括青光眼、视网膜色素和糖尿病性视网膜病变。尽管存在多种类型的 ERG 测量设备,但很少有 ERG 电极可以同时测量来自视网膜不同区域的多个局部 ERG 信号。在大多数情况下,此类测量是使用放置在硬性耳机 透视 上的电极进行的。这使得该过程更加复杂、昂贵,并且对患者来说特别不舒服。

在此背景下,由日本早稻田大学信息、生产和系统研究生院的 Takeo Miyake 教授领导的研究团队着手开发一种新型软 ERG 多电极系统来克服这些问题。他们的最新研究于 2024 年 5 月 7 日发表在《先进材料技术》 上,描述了他们的发现。该研究由早稻田大学信息、生产和系统研究生院的 Saman Azhari 以及山口大学眼科学系的 Atsushige Ashimori 和 Kazuhiro Kimura 共同撰写。

所提出的系统利用了市售的软性一次性耳机 透视 。研究人员首先将这种耳机 透视 浸入含有单体 3,4-乙烯二氧噻吩 (EDOT) 的溶液中。然后,他们将精心设计的金网电极及其各自的连接线放置在耳机 透视 的内表面上。通过在含有 EDOT 的溶液中循环电流,单体形成了一种名为 PEDOT 的缠结聚合物,该聚合物可以很好地粘附在耳机 透视 上并固定金成分。

这种方法的一个关键优势是,在干燥条件下,使用直流电压可以对 PEDOT 层进行过度氧化,从而在收集线上形成高度绝缘层。这种绝缘对于确保流经金线的不同视网膜信号不会相互干扰或干扰来自眼睛其他区域的信号至关重要。通过精心设计电极的金网以在过度氧化过程中分散电流,封装网格区域的 PEDOT 不会过度氧化,从而确保与眼睛的良好电接触。

这种创新工艺的成果是一种灵活且高度透明的多电极系统,可用于测量 ERG,其舒适度与商用一次性耳机 透视 一样。研究人员仔细检查了多电极的光电特性,并在兔子身上进行了一些实验,正如 Miyake 所说:“我们的设备已用于动物实验,证实了其生物相容性,并表明电极位置与记录的 ERG 信号强度之间存在相关性。换句话说,我们的设计可以同时对多个 ERG 信号进行精确的空间测量。 ”

总的来说,这项研究的结果将有助于我们更好地了解和诊断眼部疾病。“增强现实和虚拟现实设备的使用正在迅速增长,对眼部状况的精确和持续监测将成为必需品, ”Miyake 说道。“像这项研究中开发的这种智能耳机 透视 可以连接到本地网络,在用户进行日常活动时将眼睛的健康状况传输给眼科医生或医疗保健专家。这样的系统可以防止对眼睛造成不可挽回的损害。”