Problemy z widzeniem i ostrością – inteligentne soczewki

06/02/22

Problemy z widzeniem i ostrością, a także jaskrą. Ludzki wzrok zmaga się z wieloma problemami. Z rozwiązaniem przychodzi kilka firm, które testuje inteligentne soczewki kontaktowe.

Inteligentna soczewka kontaktowa grupy badawczej Imec – odpowiedź na problemy z widzeniem i ostrością

W latach 30 pojawiły się soczewki plastikowe. Później pojawiły się soczewki rogówkowe, potem miękkie soczewki hydrożelowe, a także już w latach 80 jednorazowe miękkie soczewki kontaktowe. Obecnie prowadzone są badania przez naukowców z centrum nanoelektroniki i technologii cyfrowych Imec. To grupa badawcza z Uniwersytetu w Gandawie w Holandii współpracująca z partnerską uczelnią z Madrytu. Razem pracują nad inteligentnym obiektywem soczewki, który ma zawierać:

• regulowaną aperturę obiektywu,
• wbudowaną antenę RF,
• zintegrowany, energooszczędny ekran LCD, który może działać przez cały dzień.

Jak działa inteligentna soczewka

Urządzenie ma skorygować szereg problemów z związanych z wadami widzenia poprzez automatyczne:

• podniesienie lub obniżenie poziomu światła, które może wpadać do oka w sposób dynamiczny. Projekt powstał na pomyśle by sztuczną tęczówkę umieścić bezpośrednio na soczewce kontaktowej. Taka konstrukcja oferuje możliwość zmiennej przysłony. Zintegrowany czujnik automatycznie wykrywa ilości światła obecnego w otoczeniu, jak również pozwala na jego regulowanie. Posiada komórkę ciekłokrystaliczną, która jest w stanie modyfikować ilość światła wpadającą bezpośrednio do oka użytkownika,
• zwiększenie ostrości wzroku,
• zmniejszenie aberracji optycznych. Naukowcy skupili się na korygowaniu małych zniekształceń obrazu w przypadku większych wad wzroku.

„Inteligentna soczewka kontaktowa zawiera komórkę ciekłokrystaliczną, która jest w stanie modyfikować ilość światła wpadającego do oka” – powiedział Digital Trends Andrés Vásquez Quintero , adiunkt w Center for Microsystems Technology, stowarzyszonym laboratorium Imec na Uniwersytecie w Gandawie. „Komórka LC jest automatycznie sterowana przez nowatorski, specyficzny dla aplikacji układ scalony zaprojektowany w firmie Imec. ASIC zawiera detektory światła do pomiaru ilości światła obecnego w otoczeniu, detektory mrugania i specjalne sterowniki LC do [automatycznego sterowania] obiektywem bez interwencji użytkownika.”

Leczenie schorzeń

Prototypy inteligentnych soczewek są testowane na konkretnych pacjentach. Osoby te poza wadami wzroku posiadają także choroby towarzyszące. Przewlekłą migrenę albo inne choroby neurologiczne. Wstępne badania wskazują na to, iż inteligentne soczewki kontaktowe mogą pozwolić na znaczne zmniejszenie dolegliwości u wybranych osób, jak również poprawę jakości życia.

Inteligentne soczewki kontaktowe będą mogły leczyć pacjentów z problemem:

• aniridii,
• coloboma,
• zespołu suchego oka,
• przewlekłej migreny,
• urazowego uszkodzenia mózgu.

Kiedy pojawi się na rynku

Do momentu, w którym będziemy mogli kupić inteligentne soczewki kontaktowe w sklepie z pewnością pozostało wiele czasu. Prototyp tego inteligentnego obiektywu będzie rozwijany w urządzenie medyczne. Zajmie się tym firma spinoff Imec i Ghent University Azalea Vision.

Inteligentna soczewka kontaktowa z Uniwersytetu Sun Yat-Sen – odpowiedź na problemy z jaskrą

fot. Dziennik naukowy

Jaskra prowadzi do uszkodzenia nerwu wzrokowego, jak również może spowodować nieodwracalną utratę wzroku. Stąd powstał projekt kompaktowego, bezprzewodowego urządzenia takiego jak inteligentna soczewka. Monitoruje ciśnienie w oku, a także w razie potrzeby dostarcza lek zmniejszający ciśnienie wewnątrz gałki ocznej. Opracowywana jest przez zespół chińskich naukowców z Uniwersytetu Sun Yat-Sen. Potwierdzono, że potrafi wykryć rosnące ciśnienie w oku, które jest główną przyczyną jaskry.

Jak działa inteligentna soczewka

Wcześniejsze badania skupiały się albo tylko na wykrywaniu zmian ciśnienia w oku, albo tylko na podawaniu leku. Tym razem badanie łączy te funkcje ze względu na to, że profilaktyka, wczesne wykrywanie jaskry, a także jej leczenie w odpowiednim czasie nadal ma kluczowe znaczenie.

Dwuwarstwowa soczewka została pokryta lekiem przeciwjaskrowym, brimonidyną. Pomiędzy warstwami umieszczono ultracienką „kieszeń” powietrza. Warstwa bliżej oka jest połączona z obwodem elektrycznym, który wykrywa zmiany ciśnienia wewnątrzgałkowego, gdy powietrze w „kieszeni” jest ściskane przez ciśnienie zewnętrzne oka. Jeśli ciśnienie w oku osiągnie wysoki poziom, system uwalnia brimonidynę.

„Dwuwarstwowa konstrukcja soczewki umożliwiła stworzenie zwartej struktury, która pomieściła wiele modułów elektronicznych w obszarze brzegowym soczewki kontaktowej. Oznacza to, że nie powinny one zasłaniać widoku osobom noszącym soczewkę” – pisze inżynier Cheng Yang z Uniwersytetu Sun Yat-Sen.

Urządzenie musi być wystarczająco czułe aby mogło działać. Powinno wykrywać zmiany ciśnienia, jak również uwalniać precyzyjne ilości leku na żądanie. A wszystko to bez blokowania wzroku, a także podrażnienia oka.

Postępy przy prototypie inteligentnej soczewki

Mimo, że testy na gałkach ocznych świń i żywych królików wypadły pomyślnie, konieczne są dalsze badania, zanim soczewka zostanie przetestowana na ludziach.

„Instalacja skomplikowanego systemu teranostycznego (łączącego diagnostykę z terapią dla lepszego spersonalizowania leczenia – red.) złożonego z wielu modułów na soczewce kontaktowej jest dużym wyzwaniem” – pisze inżynier Cheng Yang.

Urządzenie ma wbudowane czujniki zapobiegające ewentualnemu podrażnieniu oczu, jak również unikalny, laserowo wycięty wzór. Soczewka jest przeznaczona do leczenia ostrej formy jaskry, która może wystąpić w wyniku nagłego, a także stopniowego wzrostu ciśnienia płynu wewnątrz oka.

Prototyp opracowywany jest z myślą o przyszłej dużej dystrybucji. Metody wytwarzania tej soczewki są kompatybilne z procesami produkcyjnymi stosowanymi obecnie do wytwarzania komponentów komputerowych. W przyszłości soczewka może być łatwo wprowadzona do produkcji.

Przeczytaj też jak zrobotyzowany wózek inwalidzki może ułatwić przemieszczanie.