Способ тонометрии глаза и устройство для его осуществления
Использование: в медицинской технике для повышения точности измерения офтальмотонуса. Сущность изобретения: вибрирующим датчиком, выполненным в виде электромагнитного углового вибратора воздействуют на исследуемый глаз, причем сначала приближают и прижимают вибрирующий датчик к глазу до исчезновения сигнала на его выходе, после чего удаляют вибрирующий датчик от глаза и при этом измеряют максимальную амплитуду сигнала на выходе вибрирующего датчика, по значению которой судят об офтальм отонусе. 2 с и 5 з п. ф-лы. 2 ил.
СОК33 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) вОВЗнИ - тсИИ lEOQl г, ч ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21) 4904387/14 (22) 22,01.91 (46) 23.06.93. Бюл. N. 23 (71) Ставропольский государственный медицинский институт и Производственное объединение "Сигнал" (72) В.А.Пашков, Л.П.Чередниченко и В.К. Полтора к (73) В.А.Пашков (56) Авторское свидетельство СССР N 133171, кл. А 61 В 3/16, 1957. (54) СПОСОБ ТОНОМЕТРИИ ГЛАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к медицине, в частности к измерению внутриглазного давления, и может быть использовано для измерения офтальмотонуса в раннем посттравматическом периоде, Существует два основных метода измерения внутриглазного давления (ВГД) — аппланационный и импрессионный, В каждом методе используется десятки устройств для измерения ВГД (тонометров). Устройства и методы имеют недостатки, что привело к увеличению различных модификаций тонометров. При аппланационной тонометрии измеряют площадь контакта тонометра с глазом или силу вызвавшую сплющивание роговицы до определенного диаметра. Наиболее популярный тонометр Маклакова состоит иэ плоской круглой площадки, контактирующей с глазом. Вес тонометра 10 г. Перед измерением ВГД на тонометр наносится краска. В глаз пациента инстилируется анестетик. B положении лежа у пациента раз„„Я „„1823788 АЗ (57) Использование: в медицинской технике для повышения точности измерения офтальмотонуса. Сущность изобретения: вибрирующим датчиком, выполненным в виде электромагнитного углового вибратора воздействуют на исследуемый глаз, причем сначала приближают и прижимают вибрирующий датчик к глазу до исчезновения сигнала на его выходе, после чего удаляют вибрирующий датчик от глаза и при этом измерякзт максимальную амплитуду сигнала на выходе вибрирующего датчика, по значению которой судят об офтальмотонусе. 2 с и 5 з.п. ф-лы. 2 ил. водится глазная щель и на центр роговицы ставится тонометр, Полученный отпечаток переносится на проспиртованную бумагу после чего, с помощью линейки, измеряют степень ВГД. Ошибка тонометра в зоне нормального ВГД достигает 3-6%, а на краях диапазона увеличивается еще больше. При использовании тонометра Гольдмана, после анестезии, глаза касаются прозрачной призмой тонометра до аппланации в 3,06 мм и измеряют силу вызвавшую аппланацию этого диаметра, по которой судят о степени ВГД, Для использования тонометра Гольдмана необходим офтальмомикроском, флюоресцеин, строгая фиксация тонометра и головы пациента. В СССР используется модификация тонометра Гольдмана, установленная на щелевых лампах ШЛ-56, ЩЛТ2Т. Импрессионный метод измерения ВГД основан на измерении степени вдавления оболочки глаза плунжером. По величине этого вдавливания судят о степени ВГД. 1823788 Впервые тонометры на этом принципе предложил Грефе (1862) и Дондерс (1863), Тонометры не нашли применения из-за несовершенства конструкции. В последнее время появились тонометры оказывающее на глаз давление с помощью сжатого воздуха или жидкостью, а так же ультразвуковой волной (4, 5, 6, 7), Устройства, реализующие метод, подводятся к глазу и строго фиксируются по отношению последнего. На глаз оказывается давление и при появлении искривления или вибрации роговицы, отмечают силу вызвавшую это искривление (уплощение) роговицы, отмечают степень офтальмотонуса. В связи с большой силой давления на глаз (10-60 г) и сложность методики тонометрии, а также сложностью устройства массового применения такие тонометры не получили. Известен способ измерения ВГД, основанный на получении ответа от глаза при воздействии на него механического вибратора. Детально способ осуществляется следующим образом, В глаз пациента инстилируется анестетик. Голова пациента фиксируется на подставке, К лазу подводится устройство с вибрирующим зондом и фиксируется. На глаз оказывается давление с определенной силой устройством вместе с вибрирующим датчиком (зондом). Измеряют характер колебаний зонда, по которым судят о степени ВГД. Во время измерения ВГД положение устройства по отношению глаза не меняют. Окончив измерение ВГД, устройство отводят от глаза. Способу свойственны недостатки: — низкая точность, связанная с влиянием на амплитуду колезонда плотности ретробульбарной клетчатки, влияющей на амплитуду колебаний всего глаза, соизмеримой с амплитудой колебаний зонда. Плотность клетчатки у пациентов различная. 3а счет этого будет различной глубина погружения глаза в орбитальную клетчатку, составляющая в среднем 0,2 мм (9), что приводит к неопределенной ошибке при исследовании ВГД. Причем, чем больше нагрузка на глаз (3-5 r), тем больше ошибка —. (20-25 ), чем меньше нагрузка на глаз устройством, тем меньше ошибка тонометрии. Уменьшить же нагрузку (менее 1-3 г), на глаз при данном способе невозможно, так как тогда будет нельзя реализовать способ тонометрии, из-эа демпфирования колебаний зонда нагрузкой; . — значительная нагрузка на глаз тонометром (не менее 3-5 г), так KBK этот способ требует постоянного контакта тонометра с глазом; — обязательной анестезии глаза, так как нагрузка в 3-5 с вызывает неприятные ощущения у больного; — сложность методики тонометрии, требующей строгой фиксации головы пациента, соблюдение соосности глаза с тонометром, создания тарированного воздействия на глаз; - трудоемкость тонометрии. Устройству, реализующему этот способ, присущи недостатки: — низкая точность, связанная с применением генератора с прямолинейно-поступательным ходом движения зонда. Подвес, на котором прикрепляется зонд, имеет значительную нелинейность и узкий диапазон амплитудной характеристики; — значительная нагрузка на глаз (не менее 3-5 r). так как подвижная часть устройства имеет значительную массу и инерционность; — невозможность использования уст-, ройства у больного в положении лежа, так как нагрузочное приспособление, тарирующее нагрузку на глаз. не может работать в произвольном положении больного; — для использования устройства необходима фиксирующая подставка для головы пациента, стол для установки устройства, совмещенный с подставкой для головы пациента, что является недостатком ведущим к удорожанию, как метода, так и устроиства. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для измерения В ГД..Способ тонометрии осуществляемый посредством этого устройства, закл очается в следующем. Глаз анестезируется, глазная цель широко разводится опе-, ратором, К глазу подводится и фиксируется тонометр. В исходном состоянии, при неизменном положении устройства по отношению глаза, оказывают постоянное давление на глаз с силой 3-5 г. Измеряют постоянную амплитуду колебаний вибрирующего датчика устройства. По амплитуде колебаний датчи;а судят о степени ВГД. Первоначальная амплитуда колебаний датчика задается в 0,1 мм, частота 50 Гц. Способу присущи следующие недостатки: — низкая точность, связанная с нетариpoBdHHblM воздействием устройства на глаз; — обязательность применения анестезии; — сложность методики тонометрии. Устройству, реализующему это1 способ. присущи следующие недостатки: — низкая точность, связанная с применением жесткого подвеса вибрирующего датчика, нестабильность сил трения в нем, 1823788 40 55 малая амплитуда колебаний датчика, значительная нагрузка на глаз при тонометрии; — нестабильность показаний тонометра иэ-эа нестабильности нагрузки на глаз, смещения глаза в орбитальную клетчатку; — большая площадь датчика, контактирующая с глазом; — низкий динамический диапазон показаний тонометра. Таким образом вышеперечисленным способам и устройствам присущи низкая точность и сложность методики тонометрии. Цель изобретения — повышение точности тонометрии и упрощение методики ее проведения. Поставленная цель достигается тем. что согласно способу, заключающемуся в воздействии на глаз вибрирующим датчиком и измерении характера его колебаний при воздействии, приближают вибрирующий датчик к глазу до наступления контакта с ним и действуют на глаз до момента исчезновения сигнала на выходе вибрирующего датчика, отводят вибрирующий датчик от глаза и при этом измеряют максимальную амплитуду сигнала на выходе вибрирующего датчика, по значению которого судят об офтальмотонусе, при этом скорости приближения и отвода вибрирующего датчика выбирают много меньшими угловой скорости колебаний вибрирующего датчика. В устройство, для осуществления цели изобретения, содержащее вибрирующий датчик, подключенный к источнику питания, выход вибрирующего датчика через усилитель соединен со входом измерительного прибора, введены: вибрирующий датчик, выполненный в виде электромагнитного углового вибратора на торцевых опорах иэ камня и заключенного в немагнитный металлический корпус, с рабочей поверхностью, контактирующей с глазом, выполненной шаровидной иэ несмачиваемого материала, усилитель, выполненный с возможностью регулировки коэффициента усиления и постоянного смещения на входе, измерительного прибора выполненного цифровым с пиковым детектором на входе, источник питания вибрирующего датчика выполненного в виде генератора со стабилизацией амплитуды колебаний, Способ тонометрии описывается графически (см.фиг.1). На графике, по оси X показана разверт, ка по времени, в процессе тонометрии, а по оси У положительная часть амплитуды виббрвции вибрирующего датчика, В исходном положении (точка А), вибрация датчика от-. сутствует. При подаче на устройство напряжения, вибрирующий датчик начинает вибрировать (точка Б), со строго заданной начальной амплитудой. Прикосновение к глазу вибрирующего датчика, вызывает увеличение амплитуды его колебаний. Причем, величина амплитуды имеет различный размах, лежащих в пределах между точками В и В1. Различный размах амплитуды обусловлен скоростью подведения датчика к глазу. Чем больше эта скорость, тем меньше амплитуда колебаний (точка В), а чем меньше скорость подведения, тем выше амплитуда (точка В1), Экспериментально установлено, что наибольшая амплитуда вибрации датчика будет тогда, когда cKQpoc1, подведения вибрирующего датчика будет м»ого меньше максимальной угловой скорости колебаний вибрирук>щего датчика, а наиболее стабильные рсзуль1агы при повторной тонометрии, снил1;»отея в TD Сила давления на глаз устройством в момент остановки колебаний вибрирующего датчика не должна превышать 1 г, что исключает появление неприятных ощущений при тонометрии глаза со стороны пациента. Каких-либо повреждающих эффектов со стороны эпителия роговицы при тонометрии не выявлено, что можно легко проверить с помощью флюоресцеиновых проб. Угловое отклонение тонометра от глаза в момент тонометрии не превышает такового, как и при тонометрии известными тонометрами. Отклонение на 10-15 или процентов не влияет на точность тонометрии. На фиг. 2 показано устройство, реализующее способ тонометрии. Устройство для тонометрии состоит из немагнитного корпуса 1 и заключенного в него электромагнитного углового вибратора 2, а так же схемы преобразования электрического сигала 3, Электромагнитный угловой вибратор состоит из вибрирующего стержня 4 один конец которого имеет шаровидную насадку 5, ориентированную параллельно оси виб1823788 рирующего стержня 4, а противоположный конец стержня 4 закреплен в торцевых опорах 6, выполненных на подшипниках из камня (не показано). На стержне 4 закреплен приводящий магнит 7, расположенный рядом с чувствительным элементом 8, выполненный в виде индуктивного датчика. Элемент 8 может быть выполнен в виде оптоэлектронного, тензочувствительного или емкостного датчика. Рядом с магнитом 7 расположена катушка привода 9 и демпфирующие магниты 10, которые могут быть выполнены на основе пружины или катушки подмагничивания, Вибратор 2 соединен с электрической схемой 3, состоящей из следующих элементов. Устройства стабилизации амплитуды хода вибрирующего датчика (генератора) 11, соединенного с катушкой привода 9, Чувствительный элемент 8 соединен с масштабным усилителем 12 в котором имеется устройство регулировки коэффициента усиления 13 и устройства компенсации начального уровня колебаний 14 вибрирующего стержня 4. Сигнал с выхода масштабного усилителя 12 поступает на пиковый детектор 15 с устройством сброса 16. Причем, устройства 15 и 16 могут быть выполнены в виде цифрового устройства выборки и хранения необходимой информации. Сигнал с устройства 15 поступает на измерительный прибор, который выполнен на основеаналого-цифрового преобразователя и цифрового индикатора. Измерительный прибор 17 может быть выполнен в виде микроамперметра. Стабилизатор постоянного напряжения 18 осуществляют питание по постоянному напряжению устройств 11, 12, 13-17. В статическом состоянии устройство по отношению глаза 19 занимает такое положение, что стержень 4 занимает параллельное положение по отношению глаза 19. В исходном положении. шарообразная насадка 5 не касается глаза 19. Катушка привода 9 обесточена. Стержень 4 неподвижен. Устройство (см.фиг,2) работает следующим образом. При подаче на катушку привода 9 переменного напряжения от устройства 11 в ней появляется переменное магнитное поле, перемещающее магнит 7 по отношению катушки 9. В результате, магнит 7 начинает совершать колебательные движения вместе с насадкой 5. Колебания стержня 4 будут происходить в перпендикулярной плоскости по отношению глаза 19, так как проксимальный конец стержня-4 закреплен в опорах 6. Амплитуда колебаний стержня 4 пропорциональна подводимому напряжению с генератора 11 к катушке 9, Линейность амплитудной характеристики стержня "4 определяется магнитами 10, резонансными характеристиками подвижной системы и 5 ее массой, что регулируется при сборке вибратора. В процессе тонометрии стержень 4 наводит магнитом 7 ЭДС на катушке 8 различной амплитуды, который преобразуется схемой 3. 10 Сигнал с элемента 8 подается на усилитель 12, который с помощью устройства 13 и 14 преобразует сигнал с максимальным динамическим диапазоном идущий на пиковый детектор. Пиковый детектор 15 служит 55 для длительного выделения максимального уровня сигнала, пропорциональному максимальному уровню колебаний стержня 4 и уровню офтальмотонуса. Время выделения максимального уровня составляет не менее 2-3 мин. Устройство 16 служит для сброса (стирания) полезной информации с пикового детектора и выполнено в виде тумблера, Необходимость применения устройства 15 связана с необходимостью запоминания очень кратковременных и быстродействующих уровней сигнала с масштабного усилителя 12. Применение вместо него самописцев, запоминающих осциллографов, графопостроителей дорого и неэффективно. Устройство 15 позволяет значительно упростить методику тонометрии. С выхода пикового детектора 15 сигнал поступает на измерительный прибор 17. B нем применен аналого-цифровой преобразователь с 4-х разрядным цифровым индикатором (не показан). Измерительный прибор может быть установлен в корпусе 1, для удобства,тонометрии. Индикация офтальмотонуса отображается с точностью до 0,01 мм рт.ст. в пределах от 0 до 99,99 мм рт.ст. Стабилизатор 18 осуществляет питание всех узлов схемы (11-17). Метрологические характеристики устройства 18 не должны выходить за пределы основной погрешности всего тонометра. Устройство 18 выполнено на основе компенсационного стабилизатора постоянного напряжения с применением прецизионных элементов (не показаны).Немагнитный металлический корпус 1 имеет массу о 100-200 раз большую, чем масса подвижной части вибратора, для исключения резонансных явлений и связанных с этим ошибок при тонометрии. Конфигурация корпуса 1 выполнена удобной для рук оператора. Шаровидная насадка выполнена иэ фторопласта для придания контактирующей с 1823788 10 глазом поверхностью вибратора гидрофобных свойств. Методика проведения тонометрии состоит в следующем, На метрологически пооверенное устройство подают питание от стабилизатора 18. Шаровидную насадку 5, опусканием в 96 градусный этиловый спирт, стерилизуют 4-5 с, Устройством 16 обнуляют показания тонометра. Пациент усаживается или укладывается на кушетку. Глазная .щель разводится рукой оператора, производящего тонометрию. Вибрирующий стержень 4 располагают параллельно глазу 19, так, чтобы шарообразная насадка 5 располагалась над поверхностью глаза 19. Затем, устройство медленно приближают к глазусо скоростью не выше 2-3 мм,сек. При наступлении контакта насадки 5 с глазом 19 появляется видимая увеличенная амплитуда колебаний насадки 5. Приближают датчик к глазу до его остановки, а затем отводят его от глаза, Общее время контакта датчика тонометра с глазом не превышает 1-1,5 сек. Уровень офтальмотонуса считывают с индикатора 17. Следующее измерение проводят после сброса показаний индикатора 17, устройством 16. Формула изобретения 1. Способ тонометрии глаза, заключающийся в воздействии на глаз вибрирующим датчиком и измерении характера его колебаний при воздействии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности тонометрии и упрощения методики ее проведения, приближают вибрирующий датчик к глазу до наступления контакта с ним и действуют на глаз до момента исчезновения сигнала на выходе вибрирующего датчика, отводят вибрирующий датчик от глаза и при этом измеряют максимальную амплитуду сигнала на выходе вибрирующего датчика, по значению которой судят об офтальмотонусе, при этом скорости приближения и от5 вода вибрирующего датчика выбирают много меньшими угловой скорости колебаний вибрирующего датчика. 2, Устройство для тонометрии глаза, содержащее вибрирующий датчик, подклю1О ченный к источнику питания, выход вибрирующего датчика через усилитель соединен с входом измерительного прибора, о т л и ч а ю1ц е е с я тем, что вибрирующий датчик выполнен в виде электромагнитного 15 углового вибратора. 3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что электромагнитный угловой вибратор выполнен на торцевых опорах из камня и заключен в нема гнитный 20 металлический корпус. 4, Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что рабочая поверхность электромагнитного углового вибратора, контактирующая с глазом, выполнена шаровидной 25 из несмачиваемого материала. 5. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что усилитель выполнен с возможностью регулировки коэффициента усиления и постоянного напряжения смещения 30 на входе, 6, Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что измерительный прибор выполнен цифровым с пиковым детектором на входе. 35 7. Устройство по п.2, отл ича ю ще ес я тем, что источник питания вибрирую щего датчика выполнен в виде генерат ра со стабилизацией ам плиту колебаний. 1823788 Составитель В.Пашков Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2188 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
