Способ измерения и индикации внутриглазного давления и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к медицине, а именно для измерения и индикации внутриглазного давления. С целью повышения точности определяют время отскока тела, причем фиксируют прохождение падающего тела через определенное положение при падении его из исходного положения и при первом отскоке. В устройство введен электронный цифровой индикатор внутриглазного давления, соединенный с устройством через его основание катушкой индуктивности. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для измерения и индикации внутриглазного давления в профилактических целях для диагностики глаукомы на ранней стадии и для индивидуально использования в быту при контроле за внутриглазным давлением.

Известен способ измерения и индикации внутриглазного давления через веко и устройство для его осуществления путем динамического воздействия на роговицу глаза, прикрытую веком, свободно падающим телом и определение величины внутриглазного давления по высоте отскока, например, шарика через промежуточный элемент передачи энергии, например плунжер. Однако результат измерения представлен в неудобной форме, определяется визуально, что влияет на точность оценки внутриглазного давления.

Целью изобретения является повышение точности, возможности представления результата измерения в удобной форме, например цифровой, и возможности запоминания результата измерения.

Цель достигается тем, что в способе оценки внутриглазного давления через веко путем динамического воздействия на роговицу глаза, прикрытую веком, свободно падающим телом определяют время отскока тела, причем фиксируют прохождение падающего тела через определенное положение, сначала при падении его из исходного положения, а затем при первом отскоке.

Для достижения цели предлагаемое устройство, содержащее продолговатый корпус, металлический шарик с возможностью свободного перемещения внутри корпуса, основание, закрепленное в нижней части корпуса, соединенное через плоскопараллельные пружины с элементом передачи энергии падающего шарика на роговицу глаза через веко, держатель шарика, например, пружинного плана, закрепленный в верхней части корпуса, дополнительно снабжено катушкой индуктивности, охватывающей основание на уровне верхней части элемента передачи энергии падающего шарика (подпружиненного Т-образного плунжера), соединенной с автогенератором, детектором, формирователем, устройством для выделения измеряемого временного интервала, функциональным формирователем, преобразователем напряжение-частота, схемой совпадения, счетчиком-дешифратором и цифровым индикатором, причем катушка индуктивности подключена в контур автогенератора, соединенного с детектором, который подключен на вход формирователя, выходной сигнал которого подается на вход устройства формирования временного интервала, выход которого подключен к первому входу схемы совпадения и к входу функционального преобразователя, выходной сигнал которого воздействует на вход преобразователя напряжение-частота, выходной сигнал которого подключен к второму входу совпадения, воздействует своим выходным сигналом на вход счетчика-дешифратора, управляющего своими выходными шипами состоянием элементов цифрового индикатора.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1, например, в виде прозрачной трубки, на которой установлен подпружиненный держатель 2 шарика 3 в исходном положении, ручку 4, опорную втулку-основание 5 со скругленным торцом, снабженную катушкой 6 индуктивности на уровне плоской части Т-образного плунжера 7, подпружиненного плоскопараллельными пружинами 8, катушка индуктивности соединена парой проводов 9 с электронным блоком 10, имеющим индикатор 11, например цифровой, на котором фиксируется величина измеряемого внутриглазного давления в мм рт.ст. значение которого сохраняется и может быть сброшено при нажатии на кнопку 12 сброса.

Индивидуальная подстройка тонометра-индикатора под конкретного пациента при индивидуальном пользовании прибором достигается с помощью калибратора 13. При этом с помощью эталонного прибора предварительно определяется величина внутриглазного давления пациента, а затем с помощью калибратора 13 достигается соответствующее цифровое значение в процессе измерения и индикации внутриглазного давления.

Устройство работает следующим образом. Перед установкой на веко пациента необходимо нажать кнопку 12 сброса. При этом на индикаторе 11 должно быть нулевое значение. Затем устанавливают вертикально корпус 1 на роговицу 14, прикрытую веком 15, и плавно нажимают на пружинный затвор ручки 4. Шарик 3 освобождается и падает на плоскую часть 7 Т-образного плунжера, при этом он падает в поле катушки 6 индуктивности, изменяя ее параметры (индуктивность). При отскоке шарик 3 выходит из поля катушки 6. Таким образом катушка 8 индуктивности, входящая в цепь блока 10, обеспечивает контроль положения шарика 3 в момент касания плоской части 7 Т-образного подпружиненного плунжера и в момент отскока.

Для определения цифрового значения внутриглазного давления в предлагаемом тонометре-индикаторе используется длительность первого отскока, т.е. интервал времени, в течение которого шарик 3, первый раз оторвавшись от плоской части плунжера 7, вновь возвратится и коснется плоской части плунжера 7.

На фиг.2 представлена функциональная схема электронного блока 10.

Электронный блок содержит автогенератор 16, в контур которого включена индуктивная катушка 8, формирователь 17, устройство 18 формирования измерительного временного интервала, функциональный формирователь 19, преобразователь 20 напряжение-частота, схему 21 совпадения; счетчик-дешифратор 22, цифровой индикатор 23.

Элементы функциональной блок-схемы взаимодействуют следующим образом. При нахождении шарика в исходном верхнем положении, т.е. когда он удерживается с помощью держателя 2 (см. фиг.1), автогенератор 16 возбужден и на выходе его детектируется напряжение, подаваемое на вход формирователя 17, на выходе которого при этом имеется сигнал нулевого уровня. При свободном падении шарика 3 он при воздействии на силопередающий элемент попадает в поле катушки 8 (фиг.1). Это приводит к срыву колебаний автогенератора из-за уменьшения плотности катушки.

Срыв колебаний автогенератора 16 приводит к уменьшению детектируемого напряжения на входе формирователя 17 до нулевого уровня. При этом выходное напряжение формирователя 17 скачком изменяется от нулевого до единичного уровня, т. е. при срыве колебаний автогенератора 26 на выходе формирователя 17 имеет место переход типа 0->>1. Этот переход, воздействуя на вход устройства, приводит к изменению его состояния, что соответствует началу формирования измерительного временного интервала. Взаимодействие силопередающего элемента 7 (фиг. 1) с роговицей прикрытого веком глаза приводит к отскоку шарика 3. При этом уменьшается связь шарика 3 с катушкой 8 (фиг.1), что приводит к возобновлению колебаний генератора 16 и увеличению детектируемого напряжения на входе формирователя 17, что приводит к уменьшению его выходного напряжения до нулевого уровня. В процессе подскока металлический шарик 3 достигает некоторой высоты h относительно плоской части силопередающего элемента плунжера 7 и затем свободно падает на силопередающий элемент 7. В момент взаимодействия шарика 3 с элементом 6 вновь происходит срыв колебаний автогенератора 16, что приводит к уменьшению напряжения, детектируемого на входе формирователя 17, и появлению перехода типа 0__→1 на выходе формирователя 17, который изменяет состояние устройства 18. Это изменение характеризует собой окончание формирования измерительного временного интервала. Таким образом, на выходе устройства 18 формируется интервал времени, пропорциональной времени подскока металлического шарика 3. Высота подскока h шарика 3 характеризует величину внутриглазного давления исследуемого глаза. Высота h связана с временем подскока, т.е. с длительностью измерительного интервала, соотношением: h где g ускорение свободного падения.

Из этого соотношения видно, что результат, получаемый на индикаторе предлагаемого тонометра, должен быть пропорци- онален квадрату формируемого на выходе устройства 18 измерительного интервала t_n. Для достижения этого сигнал с выхода устройства 18 подается на вход функционального формирователя 19. В простейшем случае этот формирователь представляет собой формирователь пилообразного напряжения. Его выходное линейно растущее напряжение подается на преобразователь 18 напряжение-частота. Импульсное выходное напряжение преобразователя 20 подается на один из входов схемы 21 совпадения, на второй вход которой подается выходной сигнал устройства 16, длительность которого соответствует времени подскока шарика 3. Таким образом, на вход счетчика-дешифратора 22 за время измерительного интервала t_n поступит число импульсов r, определяемое соотношением: r k˙t_n², где k коэффициент пропорциональности, зависящий от коэффициентов преобразования формирователя 19 пилообразного напряжения и преобразователя 10 напряжения-частота.

Коэффициент преобразования элементов 19 и 20 выбирают так, чтобы результат измерения, получаемый на цифровом индикаторе, соответствовал величине истинного внутриглазного давления исследуемого глаза, для чего регулятор, с помощью которого возможно изменение коэффициента преобразования, например элемента 19, выведен на переднюю панель блока 32 и снабжен надписью "Калибр". На фиг.1 этот регулятор показан позиционным номером 25.

Индивидуальная настройка тонометра-индикатора на фиг.1 на конкретного пациента заключается в следующем. Эталонным тонометром, например, в условиях клиники пациенту измеряют его истинное внутриглазное давление Р₀. При этом же положении пациента ему измеряют внутриглазное давление с помощью тонометра-индикатора по фиг.1 и с помощью регулятора 13 добиваются на его цифровом индикаторе того же показания, что получено с помощью эталонного тонометра. В дальнейшем пациент, не нарушая положения регулятора 13, может пользоваться тонометром-индикатором в бытовых условиях для контроля за величиной своего внутриглазного давления.

На фиг. 3 представлен вариант принципиальной электрической схемы, соответствующий функциональной блок-схеме фиг.2. Здесь автогенератор 16 блок-схемы фиг. 2 реализован по классической схеме на основе операционного усилителя ДА1. В контур этого автогенератора включена катушка 8 по фиг.1. На выходе автогенератора включен детектор, состоящий из диода УД1, резистора R10 и конденсатора С5. Выходное напряжение детектора подается на вход формирователя 17, который на схеме фиг.2 реализован на основе триггера Шмидта ДД1.1. Формирователь 19 пилообразного напряжения по фиг.2 на схеме фиг.3 реализован с помощью транзисторов УТ1-УТ4, где на транзисторе УТ1 реализован генератор тока. Транзисторы УТ2 и УТ3 образуют ключ, а на УТ4 выполнен эмиттерный повторитель. Движок переменного резистора R6 под шлиц выведен на переднюю панель блока 22 по фиг.3. Линейно растущее напряжение с выхода формирователя подается на вход преобразователя 20 напряжение-частота по фиг.2. Схема 21 совпадения по фиг.2 на схеме фиг.3 реализована на основе элемента ДД1.2, выполняющего логическую функцию И-НЕ. Выходной сигнал схемы совпадения подается на вход счетчика-дешифратора 22 по фиг.2, который на схеме фиг. 3 реализован на основе трех включенных последовательно двоично-десятичных счетчиков-дешифраторов ДД3-ДД5. Выходные шины счетчиков-дешифраторов подключены к соответствующим выводам сегментов цифрового индикатора HG, на котором фиксируется результат измерения внутриглазного давления. С помощью кнопки К1 осуществляются сброс предыдущего измерения и подготовка тонометра к последующему измерению. Питание схемы осуществляется от батарей В1, В2, подключаемых с помощью выключателя S1.

Предлагаемый способ и устройство позволяют повысить точность измерения давления на 20% за счет представления информации в цифровой форме.

Формула изобретения

1. Способ измерения и индикации внутриглазного давления, предусматривающий динамическое воздействие на роговицу глаза, прикрытую веком, от твердого тела, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, динамическое воздействие проводят свободно падающим телом, при этом определяют время нахождения тела в движении между первым и вторым отскоками его после динамического воздействия, а измерение внутриглазного давления проводят с учетом значения этого времени.

2. Устройство измерения и индикации внутриглазного давления, содержащее корпус и твердое тело, установленное с возможностью перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство снабжено держателем тела-шарика, закрепленным в верхней части корпуса, основанием, элементом передачи энергии, соединенным с основанием через плоскопараллельные пружины, а также в него введены катушка индуктивности, охватывающая основание на уровне верхней части элемента передачи энергии, последовательно соединенные автогенератор, соединенный с катушкой, формирователь, устройство для выделения измеряемого временного интервала, функциональный формирователь и преобразователь напряжение частота и последовательно соединенные схема совпадения, счетчик, дешифратор и цифровой индикатор, причем входы схемы совпадения соединены с выходами устройства формирования временного интервала и преобразователя напряжение частота.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3