人类通过虹膜调节瞳孔来适应外部环境：当强光照射眼睛时，虹膜内的瞳孔括约肌收缩，限制光线进入；光线微弱时，瞳孔开大肌放大瞳孔，增加进入的光线。一旦丧失这种自然适应性反应，将会导致畏光、眩光、光晕和像差增加等眼部疾病，造成视力下降。

目前，临床上采用植入嵌体等方式解决此问题，但这些解决方案是被动的，会缩小用户的视野、降低对比度和敏感度以及造成视网膜图像质量的失真。

根特大学（Ghent University）和微电子研究中心（IMEC）的研究人员提供了完全不同的解决思路：将智能人工虹膜嵌入隐形眼镜中，通过自动调整视觉环境中的光进入眼睛的总量，调制出适合视网膜的理想光强，提高成像质量。该研究的性能评估结果发表在《Nature》杂志上。

自主式智能隐形眼镜

人造虹膜中包含可调节的透镜光圈、内置的RF天线、多种检测器和集成的低功耗液晶显示屏。检测器包括用于检测环境中光量的光检测器和眨眼检测器等。当检测器检测到外界光量的变化后，液晶单元可以自主进行相应调整，改变进入眼睛的光量，实现主动调节的目的。这种非侵入式光学手段使用方便，整个过程无需用户干预。

上图展示了虹膜缺失患者在不同隐形眼镜下的视网膜成像模拟图：不佩戴任何隐形眼镜（a）、佩戴传统球形隐形眼镜（b）、佩戴定制隐形眼镜（c）和佩戴智能隐形眼镜（d）。不难看出，智能自主式人工虹膜大幅度提高了成像质量。

值得一提的是，仅当佩戴智能隐形眼镜时，角膜缺损患者的瞳孔直径缩小为原来的3/4，进一步佐证了智能人工虹膜对于瞳孔大小及聚焦深度的调节作用。该设备支持全天运行，目前正在测试无源和有源两种形式，以验证设备的安全性和有效性。

根特大学的助理教授Andrés Vásquez Quintero表示：“这种智能隐形眼镜可以通过改变进入眼睛的光量来治疗一系列眼部疾病，如虹膜缺失、眼球瘤、干眼症、慢性偏头痛和颅脑外伤等。”

请观看Quintero的TechFirst采访视频：

参考资料

https://www.nature.com/articles/s41598-020-71376-1

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