本發(fā)明涉及眼壓傳感器和隱形眼鏡，特別是涉及一種用于眼壓監(jiān)測的無線無源諧振傳感器和隱形眼鏡。

背景技術(shù)：

1、青光眼(glaucoma)是一類以病理性眼內(nèi)壓(intraocularpressure,iop)升高為主要特征的眼科疾病，其典型表現(xiàn)包括視神經(jīng)萎縮和視野缺損。在青光眼的診斷和治療過程中，眼內(nèi)壓是最為重要的臨床依據(jù)。然而，由于眼內(nèi)壓具有晝夜節(jié)律性，僅通過單次測量難以全面反映其真實的波動情況。部分患者的眼內(nèi)壓在門診檢測中處于正常范圍，但仍出現(xiàn)視野缺損，這可能是由于患者在非門診時間段內(nèi)眼內(nèi)壓波動顯著，甚至超過正常值。因此，實現(xiàn)24小時持續(xù)監(jiān)測眼內(nèi)壓對青光眼的早期診斷和干預(yù)具有重要的臨床意義。

2、目前，臨床常用的眼壓計主要包括goldmann壓平式眼壓計、噴氣式眼壓計和回彈式眼壓計等。然而，這些儀器均無法實現(xiàn)24小時連續(xù)監(jiān)測眼內(nèi)壓的需求。在現(xiàn)有的技術(shù)方案中，能夠?qū)崿F(xiàn)24小時連續(xù)監(jiān)測眼內(nèi)壓的設(shè)備主要包括植入式眼壓傳感器和非侵入式眼壓傳感器。植入式眼壓傳感器需通過手術(shù)將裝置植入眼內(nèi)，這種方法不可避免地對患者造成一定的創(chuàng)傷，限制了其臨床應(yīng)用的廣泛性。

3、近年來，隱形眼鏡制造工藝的快速發(fā)展，以及柔性電子技術(shù)在傳感器領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為將柔性眼壓傳感器集成至隱形眼鏡中并實現(xiàn)連續(xù)眼內(nèi)壓監(jiān)測提供了新的可能性。其中，一種可行的技術(shù)方案是基于感應(yīng)耦合的原理，通過集成在隱形眼鏡中的由電感和電容組成的諧振單元，利用諧振頻率的變化來檢測眼內(nèi)壓的變化。基于這一原理，已有部分相關(guān)研究取得了初步進展。然而，當(dāng)前基于電容-電感諧振結(jié)構(gòu)的隱形眼鏡壓力傳感器普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制備難度較高的問題，嚴(yán)重限制了其大規(guī)模應(yīng)用的可行性。

4、因此，亟需開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡潔、易于制備、適于批量生產(chǎn)且能夠?qū)崿F(xiàn)24小時連續(xù)眼壓監(jiān)測的隱形眼鏡式柔性傳感器，以滿足青光眼診療的臨床需求。

5、需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于對本技術(shù)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于克服上述背景技術(shù)中存在的缺陷，提供一種用于眼壓監(jiān)測的無線無源諧振傳感器。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種用于眼壓監(jiān)測的無線無源諧振傳感器，包括：

4、隱形眼鏡本體，用于封裝傳感器組件并作為傳感器的基底；

5、第一螺旋電感，設(shè)置于所述隱形眼鏡本體中；

6、中層彈性介電層，覆蓋在所述第一螺旋電感上，用于形成可變形的電介質(zhì)；

7、第二螺旋電感，設(shè)置于所述中層彈性介電層上，與所述第一螺旋電感相對且形成電感組件；

8、其中，所述第一螺旋電感、所述中層彈性介電層和所述第二螺旋電感共同組成電容，并等效形成串聯(lián)的l-c-l諧振電路，通過所述諧振電路的諧振頻率變化響應(yīng)眼內(nèi)壓的變化。

9、進一步地，所述隱形眼鏡本體包括第一柔性封裝層和第二柔性封裝層，所述第一螺旋電感、所述中層彈性介電層、所述第二螺旋電感層疊設(shè)置于所述第一柔性封裝層和第二柔性封裝層之間。

10、進一步地，所述第一螺旋電感和所述第二螺旋電感均為柔性材料，厚度在5-15μm范圍內(nèi)；所述中層彈性介電層的厚度在20-50μm范圍內(nèi)。

11、進一步地，所述第一螺旋電感和所述第二螺旋電感的形狀相同且呈平面對稱；所述第一螺旋電感、中層彈性介電層和第二螺旋電感的中心位置與所述隱形眼鏡本體重合。

12、進一步地，所述隱形眼鏡本體包括覆蓋瞳孔的中心圓形區(qū)域和周邊區(qū)域，所述第一螺旋電感、中層彈性介電層和第二螺旋電感位于所述隱形眼鏡本體的周邊區(qū)域；優(yōu)選地，所述第一螺旋電感、所述中層彈性介電層和所述第二螺旋電感分布于隱形眼鏡距中心點3.5至6.5mm之間。

13、進一步地，所述第一螺旋電感和所述第二螺旋電感的等效電感值不超過5h，所述電容值不超過25pf。

14、進一步地，所述第一螺旋電感和所述第二螺旋電感采用圖案化的金屬電極材料，且所述第一螺旋電感和所述第二螺旋電感內(nèi)的電流方向相反，分別為順時針與逆時針方向，形成電流的準(zhǔn)封閉大線圈系統(tǒng)。

15、進一步地，所述第一螺旋電感和所述第二螺旋電感通過平面微納加工技術(shù)制備成對稱結(jié)構(gòu)，并通過將所述第二螺旋電感翻折至所述第一螺旋電感上方，并在兩者之間夾置所述中層彈性介電層，形成電容式眼壓傳感器。

16、進一步地，所述隱形眼鏡本體的材質(zhì)選自聚羥乙基甲基丙烯酸酯(phema)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、甲基丙烯酸羥乙酯(hema)中的一種或多種，所述隱形眼鏡本體通過模具熱壓加熱成型。

17、進一步地，所述中層彈性介電層由彈性不導(dǎo)電薄膜構(gòu)成，其材料為生物相容性材料，選自聚二甲基硅氧烷(pdms)、彈性硅膠(ecoflex)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sbs)中的一種或多種。

18、一種隱形眼鏡，具有所述的用于眼壓監(jiān)測的無線無源諧振傳感器。

19、本發(fā)明具有如下有益效果：

20、針對現(xiàn)有無線無源眼壓傳感器在制備工藝中的局限性和不足，本發(fā)明提出一種用于眼壓監(jiān)測的無線無源諧振傳感器，其是一種嵌入隱形眼鏡中的眼壓監(jiān)測傳感器，本發(fā)明改進的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制備的電容-電感諧振式隱形眼鏡壓力傳感器，實現(xiàn)高效、連續(xù)的眼壓監(jiān)測，優(yōu)化其性能并簡化制備工藝。本發(fā)明通過巧妙的雙螺旋電感設(shè)計和彈性介電層的引入，傳感器等效為一個串聯(lián)的l-c-l諧振電路，利用諧振頻率的變化來監(jiān)測眼內(nèi)壓，這種設(shè)計不僅提高了信號的穩(wěn)定性和傳輸效率，還避免了復(fù)雜引線連接的需求，簡化了制備工藝。

21、進一步地，本發(fā)明通過采用圖案化的金屬電極材料制備第一螺旋電感和第二螺旋電感，并使其電流方向相反(順時針與逆時針)，形成準(zhǔn)封閉大線圈系統(tǒng)，這種設(shè)計顯著降低了射頻信號傳輸過程中的衰減，提升了信號傳輸距離，同時優(yōu)化了電容-電感諧振器的運行頻率，使其能夠在較低頻率下高效工作。本發(fā)明利用平面微納加工技術(shù)制備對稱的螺旋電感線圈，并通過翻折工藝將第二螺旋電感置于第一螺旋電感上方，再夾置中層彈性介電層，實現(xiàn)了電容式眼壓傳感器的快速組裝。這種設(shè)計不僅簡化了制備流程，避免了復(fù)雜的引線鍵合操作，還大幅降低了制備難度和成本，提高了加工效率，特別適合柔性電路的批量化生產(chǎn)，有效解決了現(xiàn)有隱形眼鏡式壓力傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制備困難的問題，顯著提升了傳感器的檢測精度和性能穩(wěn)定性，更好地滿足眼內(nèi)壓監(jiān)測的臨床需求。

22、本發(fā)明實施例的主要優(yōu)勢還包括：

23、集成在隱形眼鏡中的第一螺旋電感、可變形介電層和第二螺旋電感均由柔性材料構(gòu)成，可以最大程度保證器件本身不影響整體隱形眼鏡的彈性，提高用戶的佩戴舒適性，同時器件與眼球的共形更加準(zhǔn)確，可以對眼壓的變化做出迅速響應(yīng)，具備較好的傳感性能。

24、傳感器件基于感應(yīng)耦合原理，通過監(jiān)測諧振頻率的大小推導(dǎo)眼壓的數(shù)字，測量過程可以通過讀取電路無線訪問，無需額外連接導(dǎo)線，使用方便，同時可以在夜間睡眠等閉眼場合使用。

25、第一螺旋電感和第二螺旋電感的厚度在5-15μm范圍內(nèi)，可變形介電層的厚度在20-50μm范圍內(nèi)，可以保證最終制成的隱形眼鏡眼壓傳感器不會因為傳感器件的引入為變厚，保證佩戴舒適性。

26、純圖案化傳感器件的設(shè)計，充分利用結(jié)構(gòu)自身的特點，不需要額外引入ic芯片或元器件，結(jié)構(gòu)簡單，制備容易。可采用導(dǎo)電性能優(yōu)異的銅、銀、金等傳統(tǒng)金屬材料，能夠有效提高感應(yīng)耦合效率，確保信號穩(wěn)定性。

27、隱形眼鏡基底采用柔性生物相容性材料，確保本發(fā)明所述的隱形眼鏡式眼壓傳感器具有高安全性，適用于患者長時間佩戴。

28、該傳感器可采用柔性電路板打印或光刻工藝制備電路，簡化了制造流程，提高了生產(chǎn)效率，并顯著降低了制造成本；在組裝過程中，通過簡單的對準(zhǔn)與堆疊操作即可完成，無需復(fù)雜的引線連接，大幅提高了成品率，適合大規(guī)模批量化生產(chǎn)。

29、綜上所述，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能優(yōu)化、材料選擇以及制備工藝等方面均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，為隱形眼鏡壓力傳感器的實際應(yīng)用提供了切實可行的解決方案。

30、本發(fā)明實施例中的其他有益效果將在下文中進一步述及。