自19世纪隐形眼镜的概念被首次提出以来,隐形眼镜的发展与变革便从未停下脚步。1930年塑料隐形眼镜问世,而后1940年的角膜镜、1960年的软水胶镜、1980年的一次性隐形眼镜,直到今天花样繁复备受爱美女性追捧的各式美瞳。而现如今随着技术的发展,隐形眼镜所能提供给我们的不再仅仅是视力提高和美化作用,智能隐形眼镜将引起一场眼疾治疗的新变革。
天然虹膜能够根据外界光强相对应的调控瞳孔大小,进而调制进入视网膜的透射光来控制我们的视觉感受。由于生理性或病理性的原因导致的虹膜损伤,可能会对天然的光调节反应造成破坏甚至完全丧失。据统计,患有虹膜缺损,圆锥形角膜,以及干眼症症候群(DES)而导致的视觉问题和畏光症的患者人数总计超过2000万。目前对于虹膜缺失类疾病普遍采用的治疗手段是固定虹膜的隐形眼镜、人造虹膜植入物以及透明度可变的隐形眼镜。
然而,这些被动的解决方案无法自主的调节景深,并造成可视化区域的衰减与分散,使分辨率变低,同时视网膜区呈现出画质也不可避免的受到影响。
近日,来自根特大学,马德里实验室和比利时微电子研究中心的研究人员以“Artificial iris performance for smart contact lens vision correction applications”为题在Scientific Reports发表论文。
他们通过将宾主型液晶显示器(后简称GH-LCD)嵌入同心圆中并通过电驱控制,使液晶连续不断的同步开/关状态以实现与自然虹膜相似的调节功能。研究结果不仅实现了GH-LCD智能人工虹膜在不同外界光强条件下的视觉化仿真,同时通过进一步对虹膜缺失案例的真实数据的模拟,验证了智能自主式人工虹膜动态光衰减的可靠性和卓越的视觉化表现。
智能隐形眼镜的发明,不仅为圆锥角膜、虹膜缺失等的病人提供了新的治愈手段,对偏头痛和脑损伤造成的视力障碍也有着很大的帮助。本工作中提出了透射光可调的智能隐形眼镜,通过将GH-LCD与可控电驱动装置集成化在隐形眼镜中,通过电驱对液晶开/关状态的控制,模拟天然虹膜对瞳孔大小的调控。
本研究中不仅通过外置白光与CMOS图像,对GH-LCD分别在开/关下的成像和可见光透过谱进行测量与评估;同时,依据真实的角膜缺损案例数据进行了GH-LCD智能人工虹膜的模拟,证明了GH-LCD自主性智能人工虹膜的卓越的光强调节效果。Azalea Vision团队与志愿者们正在对智能隐形眼镜进行缜密的临床研究,为患有光敏性和缺乏视觉清晰度的各种眼部疾病提供功能强大且安全的医疗设备。