تشخیص زودهنگام آب‌سیاه با کمک یک لنز هوشمند

به نقل از ساینس دیلی، اگرچه تشخیص دادن افزایش جزئی فشار چشم به پزشکان در تشخیص آب‌سیاه کمک می‌کند، اما نظارت مداوم بر آن، به ‌ویژه با توجه به دماهای گوناگونی که چشم‌ها تجربه می‌کنند، چالش‌برانگیز است. اکنون، پژوهشگران «انجمن شیمی آمریکا»(ACS) از ابداع نمونه اولیه یک لنز هوشمند خبر داده‌اند که فشار چشم را بدون توجه به دما به دقت اندازه‌گیری می‌کند.

به گفته مرکز «کنترل و پیشگیری از بیماری آمریکا»، حدود سه میلیون نفر در این کشور به آب‌سیاه مبتلا هستند که به عصب بینایی آسیب می‌رساند و به از دست دادن بینایی منجر می‌شود.

پژوهشگران روش‌هایی را برای تشخیص مداوم و راحت‌تر نوسانات کوچک فشار آزمایش کرده‌اند. برای مثال، لنزهایی را به کار برده‌اند که سیگنال‌ها را به عینک‌ مخصوص منتقل می‌کنند. با وجود این، تغییر دما به دلایلی مانند بیرون رفتن در هوای سرد می‌تواند توانایی لنز را از بین ببرد. بنابراین، «دنگبائو شیائو»(Dengbao Xiao) و همکارانش تصمیم گرفتند نوعی لنز بسازند که به دقت سیگنال‌های فشار چشم را در طیف گسترده‌ای از دماها به ‌صورت بی‌سیم ارسال ‌کند.

شیائو و گروهش ابتدا دو مدار مارپیچی مینیاتوری را طراحی کردند که هر کدام دارای یک الگوی ارتعاش طبیعی منحصربه‌فرد بودند و با کشش خود نسبت به تغییراتی مانند تغییر در فشار و قطر چشم واکنش نشان می‌دادند.

پژوهشگران برای ساخت لنزهای تشخیص فشار، این مدارهای کوچک را بین لایه‌های «پلی‌دیمتیل‌سیلوکسان»(polydimethylsiloxane) قرار دادند. سپس با نگه داشتن یک سیم‌پیچ در نزدیکی لنز متصل به رایانه توانستند الگوهای ارتعاش مدارهای تعبیه‌شده را به صورت بی‌سیم بخوانند. آزمایش‌هایی که به منظور تقلید حرکت چشم، قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض رطوبت -برای شبیه‌سازی شرایط مرطوب چشم- و ساییدگی طراحی شده بودند، نتوانستند سیگنال‌های ارسالی را تحت تأثیر قرار دهند.

پژوهشگران در بررسی‌های آزمایشگاهی، لنزهای جدید را روی سه نمونه چشم خوک قرار دادند و فشار و دمای چشم را کنترل کردند. لنزها، داده‌های فشار را بررسی و به صورت بی‌سیم منتقل کردند.

هنگامی که فشارهای وارده از سیگنال تنها یک مدار لنز مورد بررسی قرار گرفتند، نتایج تا ۸۷ درصد از مقادیر واقعی منحرف شدند، اما هنگامی که از اطلاعات هر دو مدار استفاده شد، خوانش فشار فقط هفت درصد با مقدار واقعی متفاوت بود؛ زیرا این ترکیب، خطاهای مربوط به دما را حذف کرد.

پژوهشگران می‌گویند که لنز هوشمند دو مداری آنها را می‌توان برای تشخیص زودهنگام و نظارت بر آب‌سیاه حتی در طیف گسترده‌ای از تغییر دما استفاده کرد.

این پژوهش در مجله «ACS Applied Materials & Interfaces» به چاپ رسید.