高精度、低成本、使用舒适的便携式眼压检测仪

感谢这么久了，还是有朋友惦记我做过的事情。前段时间给我发了一篇相关的论文（最近好像很火青光眼这块），我写了半篇，

首先在详细阅读以前可以先说点别的。对于眼压测量这个事情：就是直接测量，我以前写的侵入式测量：

医用眼科前房高精度侵入式压力传感器

医用眼科前房高精度侵入式压力传感器.硬件方案

医用眼科前房高精度侵入式压力传感器.电路设计上

医用眼科前房高精度侵入式压力传感器.电路设计下

还有一种间接的：

那就有很多啦：眼压测量原理合集

回弹式的问题也不少，所以现在更多做的是这样的

来自新加坡国立大学的工作：

HOPES眼压测量器使用钓鱼手套，通过压力传感器（sensor）结合人工智能，患者只需戴好手套，启动软件并将手套“指尖”轻轻压在眼皮中央。感压器透过机器学习算法（machine learning algorithms）将压力分布图转化为数据，并以简单明了的彩色区块图呈现在连接的电子设备如电脑上。

还有一个侵入式的是下面这篇14年的natural，是一个微流控系统，眼压会让内部的光学系统改变，外部探测这个光学组件就可以了，我觉得这个是真的好。

正常眼压范围为 10-21 毫米汞柱，但当人躺下时，眼压会增加 8 毫米汞柱。（为什么躺着玩手机会得青光眼）研究人员还在手术切除的猪眼中测试了植入物，其检测限也为 1 毫米汞柱。（这话的意思是测量眼压增高事情只要1mmHg的精确度就可以）。

今天这篇文章呢，其实可以看作是新加坡国立大学idea的一个翻版，就是把传感器换成了离子电子柔性压力传感器。

先说一个医疗上面的方法：指测法一般是眼科医生用来粗测病人眼压的一种方法，他需要积累大量的临床经验才能掌握准确。检查的方法：病人双眼向下注视，检查者用双手食指尖端，同时交替轻轻触压上睑板上方深部的眼球壁，当一指压迫眼球时，另一指即可感触波动感，两手手指轮流交替压迫和感触，以此估量眼球之软硬程度。

现在的手段可以看成这个方法的量化版。

论文里面也说了：受人类指尖柔软度评估的启发，该感觉系统通过提取两个传感器在交互过程中测量到的力和位移信息来检测眼球的柔软度（在本工作中我们使用术语柔软度，因为系统只能区分可变形材料）软压头和眼睑之间。高性能传感器可以快速轻松地捕获特征信息，从而构建用于柔软度评估的机器学习模型。该系统运行时不会对角膜造成任何损伤或污染，同时测试精度和测试一致性远高于商用眼压计，并且在不同温度、湿度和负载条件下表现出较高的鲁棒性和效率。

这个课题组也是二刺螈选手了可以说

柔软的感觉通常涉及一组机械传感器，它们在按压时“检测”压力和位移。触摸的中心部分往往比边缘部分具有更高的压力。相对均匀的压力分布加上较大的位移，使物体给人一种高度柔软的感觉，而较大的中心到边缘压力差和较小的位移给人一种“硬”的感觉。

示意图

两个压头的结构

放大的样子

在压头中，使用两个不对称部署的传感器 -

一个（传感器 #1）放置在弹性半球的杆上，

一个（传感器 #2）放置在与主轴成 25° 的角度，检测接触压力和偏离中心的偏转。

由于半球的对称性和接触的均匀性，只需两个传感器即可收集压力信息以进行柔软度传感。

当压头按压并接触柔软物体时，可以捕获特征传感信息——接触力作为位移的函数，而两个传感器显示压力对位移的响应。该系统可以基于压力-位移耦合算法来识别柔软度，神经网络系统。

这个是有限元的模拟

该传感器由离子活性层（聚偏二氟乙烯-六氟丙烯）（PVDF-HFP）-1-乙基-3-甲基咪唑鎓双（三氟甲基磺酰基）亚胺（[EMIM][TFSI]））组成夹在扁平聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）-金（Au）电极和微结构PI（聚酰亚胺）-Au电极之间，由离子电子传感机制控制。

PI膜具有微结构（称为分级内填充结构）导致高灵敏度（0-60 kPa 范围内为 736.1 kPa –1，60-300 kPa 范围内为310.1 kPa –1，）和快速响应松弛速度（响应时间：5.4 ms，恢复时间：6.4毫秒）。离子电子传感器具有高灵敏度和宽工作范围；如此高的传感特性对于传感系统的性能至关重要。