KAIST、世界初の網膜診断用ワイヤレスOLEDコンタクトレンズを開発

September, 9, 2025, Daejeon--網膜電図検査 (ERG) は、網膜が正常に機能しているかどうかを判断するために使用される眼科診断方法。遺伝性網膜疾患の診断や網膜機能低下の評価に広く使用されている。

韓国の研究者チームは、コンタクトレンズに「超薄型OLED」を組み込むことで、既存の据え置き型暗室ベースの網膜検査方法に取って代わる次世代ワイヤレス眼科診断技術を開発した。この画期的な進歩は、近視治療、眼の生体信号分析、拡張現実 (AR) 視覚情報伝達、光ベースの神経刺激などの様々な分野での応用が期待されている。

KAISTは、電気工学部のSeunghyup Yoo教授が率いる研究チームが、盆唐ソウル大学病院のSe Joon Woo教授、POSTECHのSei Kwang Hahn教授、PHIBiomed Co.,の代表取締役と共同で、 また、国立科学技術研究会(NST)傘下の電子通信研究所(ETRI)は、有機発光ダイオード(OLED)を使用した世界初のワイヤレスコンタクトレンズベースのウェアラブル網膜診断プラットフォームを開発した。

この技術により、レンズを装着するだけでERGが可能となり、大型の特殊な光源が不要となり、従来の複雑な眼科診断環境を劇的に簡素化する。

従来、ERG では暗室で固定Ganzfeld装置を使用する必要があり、患者は検査中目を開けてじっとしている必要がある。このセットアップは空間的な制約を課し、患者の疲労やコンプライアンスの問題につながる可能性がある。

これらの限界を克服するため、共同研究チームは、ERG用のコンタクトレンズ電極に、厚さ約12.5μm、人間の髪の毛の6〜8倍の極薄フレキシブルOLEDを組み込んでいる。また、ワイヤレス給電アンテナと制御チップを搭載し、独立運転が可能なシステムを完成させた。

電力伝送には、安定した無線通信に適した433MHzの共振周波数を用いたワイヤレス給電方式を採用した。これは、スリープマスクにワイヤレスコントローラを埋め込む形でも実証され、スマートフォンと連携することができ、実用性がさらに向上した。

眼部照明用に開発されたスマートコンタクトレンズ型光源は、ほとんど無機LEDsを使用しているが、これらの硬質デバイスはほぼ一点から発光するため、過剰な熱が蓄積し、使用可能な光強度につながる可能性がある。対照的に、OLEDs は面光源であり、低輝度条件下でも網膜反応を誘発することが示された。この研究では、126 nitsの比較的低い輝度下で、安定したERG信号を誘導することに成功し、既存の市販の光源と同等の診断結果が得られた。

*輝度: 表面または画面がどれだけ明るく発光するかを示す値。参考までに、スマートフォンの画面の輝度は約300〜600nitsです(最大で1000nitsを超えることもある)。

動物実験では、OLEDコンタクトレンズを装着したウサギの目の表面温度が27℃以下に保たれ、角膜の熱損傷を回避し、湿気の多い環境でも発光性能が維持されることが確認され、実際の臨床現場におけるERG診断ツールとしての有効性と安全性が実証された。

Seunghyup Yoo教授は「超薄型OLEDの柔軟性と拡散光特性をコンタクトレンズに統合することは世界初の試みである。この研究はスマートコンタクトレンズ技術を眼内光学診断および光線治療プラットフォームに拡大し、デジタルヘルスケア技術の進歩に貢献できる」とコメントしている。