面向青光眼的无线眼压传感器及房水引流微泵的研究

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青光眼是全球第二大不可逆眼科致盲性疾病,眼内压的持续升高及房水动力学异常是造成青光眼的关键因素,因此对于眼内压监测及房水引流一体化智能系统的研究显得尤为重要。本文围绕一种非侵入式无线无源眼压传感器进行设计、制作及测试,并对用于房水引流的微泵进行了研究。本文首先基于眼压传感器敏感机理和传感器无线射频检测,设计了一个仅由电感线圈作为敏感元件的压力传感器;螺旋电感和线圈相邻导线间的寄生电容构成了串联LC谐振回路;利用ADS仿真软件对传感器的结构尺寸进行了优化设计;通过选择合适的基底材料与溅射材料,基于MEMS工艺技术,完成了眼压传感器的加工;经过体外模拟压力测试及眼内压与弯曲直径的分析,发现弯曲直径每增加0.01mm,眼压随之增加3.75mmHg,传感器读取频率随着压力增加而减小,测试灵敏度为-4.6kHz/mmHg,测试结果表明该眼压传感器可以测试5-45mmHg之间的压力值,可以满足一般青光眼患者眼内压的检测需求。本文最后分析了用于房水动态引流的电渗微泵,并从微泵的驱动原理、结构优化设计、工艺制备、性能测试等方面进行了研究,测试结果得出该微泵在5V驱动直流电压下,单级微泵流量输出为1.12μL/min,并可以通过并联3级微泵来提高微泵输出流量。实验证实了无需可移动机械部件、低压力驱动、高流量输出的电渗微泵可以满足房水引流的条件,以实现维持眼内压平衡的目的。
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