【摘 要】
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青光眼是世界第一位不可逆性致盲眼病,一旦发生了神经性的损伤,则不可恢复。眼压测量能给预防青光眼和防止高眼压对青光眼患者的损害提供重要依据。在医学上,眼科医生习惯用双手食指对闭合眼球进行触摸按压,通过手指触觉反馈来感受眼压压力大小。用于触觉反馈的柔性触觉传感器能完美的适应复杂表面的3D结构,作为信息采集前端在可穿戴设备、智能假肢、生物医疗领域等有着重要作用。为了无伤、便捷的测量眼压,结合柔性触觉传感
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青光眼是世界第一位不可逆性致盲眼病,一旦发生了神经性的损伤,则不可恢复。眼压测量能给预防青光眼和防止高眼压对青光眼患者的损害提供重要依据。在医学上,眼科医生习惯用双手食指对闭合眼球进行触摸按压,通过手指触觉反馈来感受眼压压力大小。用于触觉反馈的柔性触觉传感器能完美的适应复杂表面的3D结构,作为信息采集前端在可穿戴设备、智能假肢、生物医疗领域等有着重要作用。为了无伤、便捷的测量眼压,结合柔性触觉传感器传感优势,进行了触摸式眼压测量研究。主要研究包括:1.结合眼压测量需求和触觉传感优势,提出了用柔性传感器进行触摸式眼压测量的整体方案,包括测量原理分析和测量系统的整体设计。2.根据眼压测量需求,设计和制作一种基于Ecoflex（脂肪族芳香族无规共聚酯）和液态金属（EGa In合金）的柔性阵列触觉传感器,它由液态金属电极和介电层组成。用Mooney-Rivilin（MR）模型得到了Ecoflex的MR变形参数用于力学仿真。使用Comsol软件对传感器进行了机电场耦合的有限元仿真,得出电容-压力变化曲线。基于液态金属阵列传感器受力时的电阻和电容双重变化机制,提出了一种压力测量的方法。3.根据测量系统设计方案和测量需求,选择Pcap01芯片作为测量芯片,完成了相应的电路模块布局设置,包括通道选通模块、时序模块、CDC数字电容转换芯片测量模块。在绘制和制作PCB板之后,完成了测量系统方案的软件部分,包括主控芯片的控制程序,上位机界面参数配置、采集。最后利用Matlab混合编程进行数据重建显示。4.对测量系统和传感器进行了实验标定,对整个触摸测量系统进行了静态扫描实验功能验证。设计实验验证了提出的柔性阵列传感器压力测量方法的可行性。最后对人工眼球进行加压触摸实验,达到了预期的测量需求,验证了触摸式眼压测量方案的可行性。
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