Способ измерения внутриглазного давления через веко и устройство для его осуществления (варианты)

Группа изобретений относится к области медицины. Способ измерения внутриглазного давления (ВГД) через веко основан на динамической деформации глазного яблока через веко штоком. После чего измеряют параметры функции перемещения штока во времени датчиком перемещения. Шток связан с корпусом упругими элементами. Осуществляется статическая деформация века. Далее штоком осуществляется импульсная динамическая деформация глаза и по частоте свободного колебания штока определяется величина внутриглазного давления. Устройство для измерения ВГД также содержит датчик внешнего давления и блок дополнительного давления штока. Применение данной группы изобретений позволит определять через веко внутриглазное давление независимо от геометрических и физических характеристик покрывающего глаз века и точности установки прибора на глаз. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к измерению физических величин и может использоваться для измерения внутриглазного, внутричерепного и другого давления.

Известен метод определения внутриглазного давления Маклакова, основанный на установке на человеческий глаз определенного груза с плоской поверхностью. По площади соприкосновения груза с поверхностью глаза (величина продавливания) определяют величину внутриглазного давления.

Известен способ измерения внутриглазного давления через веко, патент РФ №98101607, авторы Пилецкий Г.К. и др., взятый в качестве прототипа, основанный на статической деформации века нагрузкой опоры с двумя выступами и динамической деформацией глазного яблока через веко свободнопадающим относительно опоры телом, с последующим определением величины упругой деформации поверхности глазного яблока, закрытого веком, по параметрам функции перемещения свободнопадающего тела во времени.

При использовании данного способа на точность результата измерения оказывает влияние жесткость склеры глаза, которая изменяется с возрастом, значение внутриглазного давления, так как с ростом внутриглазного давления возрастает погрешность метода, перпендикулярность оси падения штока к поверхности глаз, реакция мышц глаза на удар падающим штоком, толщина века, так как скорость штока, при котором давление начинает деформировать склеру, зависит от свойств века и т.п.

Известно устройство для измерения внутриглазного давления через веко, патент РФ №98101607, авторы Пилецкий Г.К. и др., взятое в качестве прототипа, состоящее из корпуса с размещенной в нем с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения опорой с двумя выступами, предназначенной для создания постоянной заданной нагрузки, элемента деформации глазного яблока через веко в виде свободнопадающего тела, установленного в полости опоры с возможностью свободного его падения в направляющих под действием собственного веса для создания ударной нагрузки, держателя элемента деформации в исходном верхнем положении, преобразователя линейного перемещения элемента деформации, выполненного в виде генератора, связанного с электромагнитной катушкой.

При использовании данного устройства на точность результата измерения оказывает влияние жесткость склеры глаза, которая изменяется с возрастом, значение внутриглазного давления, так как с ростом внутриглазного давления возрастает погрешность метода, перпендикулярность оси падения штока к поверхности глаз, реакция мышц глаза на удар падающим штоком, толщина века, так как скорость штока, при котором давление начинает деформировать склеру, зависит от свойств века и т.п.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - это создать такой способ измерения внутриглазного давления через веко, при котором результат измерения не зависит от условий падения штока, радиуса кривизны роговицы глаза, жесткости роговицы, точности установки прибора на поверхность века глаза и толщины века.

Технический результат направлен на создание прибора, позволяющего определять через веко внутриглазное давление независимо от геометрических и физических характеристик покрывающего глаз века и точности установки прибора на глаз.

В предлагаемом способе и устройстве технический результат достигается использованием одного штока в виде стержня, который связан с корпусом пружинами, при этом шток плотно прижат к глазу через веко, и который создает статическое давление на глаз, величина которого меньше внутриглазного давления. С помощью блока перемещения штока осуществляется кратковременное дополнительное давление штоком на глаз, при этом при возврате в исходное положение шток будет осуществлять свободные колебательные движения, по частоте которых определяется внутриглазное давление.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, содержащим сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существующим признакам заявляемого изобретения. Отличие из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.

Сведения об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства положительного эффекта, не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Способ измерения внутриглазного давления и устройство для его осуществления поясняется фиг.1-4.

На фиг.1 представлен график изменения положения штока во времени при его кратковременном перемещении в глаз.

На фиг.2 представлено устройство для измерения внутриглазного давления через веко (вариант 1).

На фиг.3 представлено устройство для измерения внутриглазного давления через веко (вариант 2).

На фиг.4 представлено устройство для измерения внутриглазного давления через веко (вариант 3).

При измерении внутриглазного давления с помощью способа и устройства, предложенного в качестве прототипа, на результат измерения оказывается влияние упругости склеры глаза и напряжения мышц вокруг глаза. В детском возрасте склера глаза эластична, и глаз можно признать упругим телом. У взрослых людей склера с возрастом становится неэластичной, и на способ измерения, использующий свободно падающий шток, накладываются следующие условия:

- исходное давление внутри глаза,

- напряженность мышц удерживающих глаз,

- жесткость склеры,

- величина принудительной деформации глаза падающим штоком,

- исходное строение глаза (его эллиптичность).

На погрешность метода накладывается ошибка, вызванная неперпендикулярностью падения штока к поверхности склеры. И эта ошибка возрастает с ростом жесткости склеры.

На такие методы измерения внутриглазного давления, как по Маклакову, данные погрешности не существенны, так как осуществляемая деформация склеры невелика, а нелинейность, вызванная исходной величиной внутриглазного давления, учитывается статистическими данными. В методе измерения внутриглазного давления по Маклакову существенны три недостатка:

- измерения проводятся на незащищенном глазе,

- не учитывается исходная жесткость склеры глаза,

- не учитывается исходная кривизна роговицы глаза, а она, исходя из опыта изготовления контактных линз, у всех людей индивидуальна.

Авторами предлагается способ определения внутриглазного давления, при использовании которого все вышеприведенные недостатки сведены к минимуму, так как применяется минимальная деформация глаза, а влияние века компенсировано предварительным статическим давлением на глаз. Суть способа приведена на фиг.1 и 2. Сам способ измерения внутриглазного давления заключается в следующем - на глаз, защищенный веком, устанавливается шток 2, соединенный с корпусом 1 упругими элементами, например пружинами 3 и 4, который создает статическое давление на веко и глаз Р_стат. При этом величина давления должна быть меньше величины внутриглазного давления, то есть осуществляется деформация века. Далее штоком кратковременно - Δt₁ создается, с помощью магнитного поля, пьезоэлемента, пневматики и т.п., дополнительное давление Р_доп на глаз, при этом после снятия дополнительного давления Р_доп шток начнет совершать свободные колебательные движения, частота колебаний будет функционально связана с весом штока, жесткостью пружин и внутриглазным давлением, поэтому величина - Δt_2,, равная полупериоду свободного колебания штока, пропорциональна внутриглазному давлению. При этом частота принудительных выталкиваний штока в глаз должна быть меньше частоты свободного колебания штока. Также целесообразно для компенсации магнитных полей и гармонизации колебательного движения штока осуществлять принудительные колебания штока в сторону глаза и в противоположную сторону от глаза поочередно.

Устройство для измерения внутриглазного давления через веко, представленное на фиг.2, состоит из корпуса 1, штока 2, который связан с корпусом 1 пружинами 3 и 4, блока дополнительного давления штока 5 и датчика перемещения штока 6, расположенных на корпусе 1.

Устройство для измерения внутриглазного давления через веко работает следующим образом - на глаз, защищенный веком, устанавливается шток 2, который связан с корпусом 1 пружинами 3 и 4. Шток 2 создает статическое давление на глаз меньшее, чем внутриглазное давление, при этом производится деформация века за счет веса прибора и внешнего воздействия 11, а величина внешнего статического давления определяется датчиком давления 10. Далее блоком дополнительного давления штока 5 осуществляется кратковременное выталкивание штока в глаз, после чего он начнет совершать свободные колебательные движения, частота которых функционально связана с весом штока, жесткостью пружин и внутриглазным давлением. Для измерения частоты колебания штока используется датчик перемещения штока 6.

В связи с тем, что при прижимании штока к глазу пружина 3 оказывается более деформированная, чем пружина 4, то при измерении внутриглазного давления может нарушаться условие гармонического колебания штока. На фиг.3 представлено устройство, для которого данная ошибка измерения компенсируется применением дополнительной статической опоры 7, при этом шток 2 устанавливается на поверхность глаза, создавая минимальное давление на глаз, при этом статическая опора связана с корпусом 1 демпфером 8.

Для упрощения конструкции вместо пружин 3 и 4 можно использовать плоскую пружину, работающую на изгиб, 9 прямоугольного или круглого сечения, связывающую шток с корпусом, как это представлено на фиг.4.

Блок дополнительного давления штока 5 и датчик перемещения штока 6 могут быть объединены в единый узел, так как после снятия ускоряющего шток импульса либо электромагнит, либо пьезоэлемент могут использоваться в качестве датчика перемещения штока.

1. Способ измерения внутриглазного давления через веко, основанный на динамической деформации глазного яблока через веко штоком, с последующим измерением параметров функции перемещения штока во времени, отличающийся тем, что штоком, связанным с корпусом упругими элементами, осуществляется статическая деформация века, далее штоком осуществляется импульсная динамическая деформация глаза и по частоте свободного колебания штока определяется величина внутриглазного давления.

2. Устройство для измерения внутриглазного давления через веко, содержащее корпус, элемент деформации глазного яблока через веко в виде штока и датчик перемещения штока, отличающееся тем, что шток связан с корпусом двумя пружинами, используются датчик внешнего давления и блок дополнительного давления штока.

3. Устройство для измерения внутриглазного давления через веко по п.2, отличающееся тем, что дополнительно используется статическая опора, связанная с корпусом демпфером.

4. Устройство для измерения внутриглазного давления через веко, содержащее корпус, элемент деформации глазного яблока через веко в виде штока и датчик перемещения штока, отличающееся тем, что шток связан с корпусом упругой пружиной, работающей на изгиб прямоугольного или круглого сечения, используется датчик внешнего давления и блок дополнительного давления штока.

5. Устройство для измерения внутриглазного давления через веко по п.4, отличающееся тем, что дополнительно используется статическая опора, связанная с корпусом демпфером.