本文關(guān)鍵詞：用于青光眼治療的眼壓傳感器與微引流技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 青光眼 微機(jī)電系統(tǒng) 眼壓傳感器 微泵 無線供電

【摘要】：青光眼是由于眼內(nèi)房水過多導(dǎo)致眼壓持續(xù)或間斷升高,超過眼球耐受的程度而損害視神經(jīng)的疾病。青光眼的現(xiàn)有治療方法無法達(dá)到很好的效果或者有很大的副作用。因此,長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)眼壓對(duì)于青光眼患者的診斷及治療具有重要的意義。而目前的常用的眼壓測(cè)量和監(jiān)測(cè)技術(shù)存在尺寸、測(cè)量精度、功耗和智能化等方面難以滿足青光眼患者的診斷和監(jiān)測(cè)需求。為此,本課題面向青光眼疾病治療的需求,提出一種可植入式智能眼壓監(jiān)測(cè)及微引流系統(tǒng)。根據(jù)患者視神經(jīng)及視野損害的程度設(shè)定目標(biāo)眼壓,當(dāng)眼壓超過設(shè)定值后,通過體內(nèi)微電子系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)控微泵系統(tǒng)的開關(guān),進(jìn)行有針對(duì)性的給藥或引流房水對(duì)于青光眼患者的個(gè)性化和精準(zhǔn)治療具有非常重要的意義。本文的主要工作和結(jié)論如下:首先,本文針對(duì)青光眼治療的需求,概述整個(gè)用于青光眼治療的眼壓監(jiān)測(cè)與微引流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能。植入系統(tǒng)可分為眼壓傳感器、導(dǎo)流管、處理電路、無線通信和供電模塊等部分。其具體工作過程為:將眼壓監(jiān)測(cè)裝置植入青光眼患者眼內(nèi),導(dǎo)流管將房水導(dǎo)流至眼壓傳感器的敏感區(qū)和睫狀靜脈,從而實(shí)現(xiàn)眼壓傳感器24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的眼壓和房水的引流。眼壓測(cè)量值經(jīng)處理電路處理放大后,再經(jīng)無線通信模塊傳輸?shù)窖弁饨邮蘸捅O(jiān)控系統(tǒng),使患者和醫(yī)生隨時(shí)了解眼內(nèi)壓力的變化,有針對(duì)性的采取相應(yīng)治療手段,從而使患者眼壓維持在安全平穩(wěn)的狀態(tài)。其次,通過分析可植入眼壓傳感器的研究現(xiàn)狀,我們提出了一種基于柔性電極結(jié)構(gòu)的薄膜電容微壓力傳感器,并通過建模、仿真和工藝的優(yōu)化和摸索,制作出性能優(yōu)良的薄膜電容式壓力傳感器,通過搭建測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了小量程、高靈敏度的壓力檢測(cè)。一方面研究了這種傳感器的微納結(jié)構(gòu)的制造工藝和方法,同時(shí)針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間植入人體的要求,研究器件的表面處理、封裝等工藝,以防止人體體液等對(duì)傳感器的長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性造成的影響。采用標(biāo)準(zhǔn)微納加工工藝并結(jié)合軟光刻等柔性材料制造方法,另一方面研究利用化學(xué)氣相沉積、濺射等方法,對(duì)傳感器件進(jìn)行表面處理和封裝。相對(duì)于帶空腔結(jié)構(gòu)的電容式壓力傳感器,這種具有微結(jié)構(gòu)的柔性電極薄膜電容式微壓力傳感器的工藝流程簡(jiǎn)單,壓力靈敏度更高。此外,與采用傳統(tǒng)工藝沉積電極的方法相比,直接采用柔性導(dǎo)電膠做為電極的方法更簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn),并具有成本低和工藝成功率高等優(yōu)點(diǎn),本文的研究工作為柔性微電容傳感器的研究提供了新的思路。此外,對(duì)商用器件進(jìn)行了調(diào)研、分析和選擇,針對(duì)可植入式眼壓傳感器的需求,對(duì)商用器件嘗試生物兼容性工藝的改造,測(cè)試結(jié)果表明改造后的商用壓力傳感器的靈敏度、精度和功耗可基本滿足眼壓監(jiān)測(cè)的要求,減小傳感器的封裝尺寸,可靠性有待進(jìn)一步研究。最后,通過調(diào)研對(duì)微引流裝置的驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行分析,對(duì)比現(xiàn)有的器件、設(shè)備,本課題提出了兩種驅(qū)動(dòng)原理:壓電驅(qū)動(dòng)和電化學(xué)驅(qū)動(dòng),接著通過分析眼內(nèi)房水微引流裝置,對(duì)微引流裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),其結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)眼內(nèi)房水引流的單向性。即所設(shè)計(jì)的微引流裝置只需要實(shí)現(xiàn)單向流動(dòng)即可。然后對(duì)制作微引流裝置的材料進(jìn)行選擇和分析,材料應(yīng)具有生物兼容性、穩(wěn)定性,且耐腐蝕、耐高溫。接下來采用合適的加工工藝對(duì)微引流裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)的加工,并測(cè)試微引流裝置的性能,通過改變電壓驗(yàn)證微引流裝置是否可滿足眼內(nèi)房水引流的條件。
【關(guān)鍵詞】：青光眼 微機(jī)電系統(tǒng) 眼壓傳感器 微泵 無線供電
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R775
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11-14
• 1.2 國內(nèi)外青光眼治療的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 藥物治療14-15
• 1.2.2 手術(shù)治療15-17
• 1.3 本文研究的目的與內(nèi)容17-19
• 第二章 用于青光眼治療的眼壓監(jiān)測(cè)與微引流系統(tǒng)分析19-21
• 2.1 用于青光眼治療的眼壓監(jiān)測(cè)與微引流系統(tǒng)總體功能19
• 2.2 用于青光眼治療的眼壓監(jiān)測(cè)與微引流系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)19-21
• 第三章 用于青光眼治療的眼壓監(jiān)測(cè)技術(shù)研究21-49
• 3.1 概述21-32
• 3.1.1 可植入器件的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)22-23
• 3.1.2 微壓力傳感器的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)23-25
• 3.1.3 可植入眼壓傳感器的研究現(xiàn)狀25-32
• 3.2 研究方案32
• 3.3 研究?jī)?nèi)容32-48
• 3.3.1 微納結(jié)構(gòu)式33-43
• 3.3.2 傳統(tǒng)MEMS結(jié)構(gòu)式43-46
• 3.3.3 傳統(tǒng)的方法46-47
• 3.3.4 測(cè)試結(jié)果分析47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 用于青光眼治療的微引流技術(shù)研究49-66
• 4.1 概述50-55
• 4.1.1 微泵（閥）的分類51-52
• 4.1.2 商用微泵（閥）52-55
• 4.2 MEMS微泵（閥）在生物醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用55-56
• 4.3 無線供電引流裝置56-65
• 4.3.1 無線驅(qū)動(dòng)的壓電引流閥56-63
• 4.3.2 無線驅(qū)動(dòng)的電化學(xué)泵63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 總結(jié)及展望66-68
• 5.1 研究課題總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與課題情況75-76
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75
• 參與課題情況75-76
• 致謝76-77

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3 高仁t，

本文編號(hào)：610157