Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления



Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления
Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления

 


Владельцы патента RU 2471406:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" (RU)

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для измерения внутриглазного давления. Способ заключается в том, что на глаз воздействуют пневмоимпульсом, с одновременным освещением его поверхности лазером, используя калибровочную кривую для модели глаза. Преобразуют отраженный сигнал в автодинный сигнал. Регистрируют его мощность. После чего сигнал оцифровывают и анализируют. По цифровому автодинному сигналу P(t) восстанавливают функцию движения участка глаза Z(t) с помощью обратной функции: θ+Z(t)=±arccos(P(t))+2πn, где n=0, ±1, ±2, …; по функции Z(t) определяют величину деформации глаза ΔZ, по которой определяют внутриглазное давление. При этом калибровочную кривую получают, освещая лазером модель глаза при одновременном воздействии на нее пневмоимпульсом, определяют величину деформации модели AZ, которой ставят в соответствие давление внутри модели, измеренное с помощью манометра или по методу Маклакова. Изобретение позволяет повысить точность измерения внутреннего давления глаза бесконтактным способом. 1 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 пр.

 

Заявляемое изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в области медицины и здравоохранения. В частности, данная разработка позволит проводить бесконтактные измерения внутриглазного давления (ВГД) in vivo. Предлагаемый способ позволяет перед непосредственным проведением измерений in vivo проводить изучение различных патологических состояний глаза на его модели.

Известен способ, реализующий принцип измерения внутриглазного давления (ВГД) при помощи источника излучения, щелевой диафрагмы, фютоприемника, регистрирующего прибора, устройства для пневматического воздействия, низкочастотного акустического динамика. Способ заключается в освещении центра роговицы глаза узким пучком света, направленным под углом к оптической оси глаза, деформации роговицы путем пневматического воздействия, осуществляемого периодически в звуковом диапазоне частот, изменении путем перемещения диафрагмы и фотоприемника перпендикулярно направлению распространения отраженного от роговицы пучка, величины амплитуды электрического сигнала до максимального значения, измерении значения амплитуд полученного сигнала, нахождении среднего значения амплитуды, по которому по предварительно построенной градуировочной зависимости определяют искомое значение внутриглазного давления (см. патент на ИЗ №94027540, МПК А61В 3/16).

Недостатком известного способа и реализующих его устройств является относительно низкая точность измерения, т.к. в связи со сложностью строения роговицы глаза невозможно получить универсальные градуировочные кривые.

Известен также способ измерения внутриглазного давления при помощи датчика офтальмотонографа с массой измерительного плунжера 5,5 и 10 г. Способ заключается в том, что после местной анестезии глаза проводят его тонометрию с массой измерительного плунжера 5,5 г и при проведении тонометрии в течение 30 с определение внутриглазного давления производят 6 раз каждые 5 с с записью топографической кривой. По окончании первого этапа записи датчик снимают с глаза и выдерживают интервал, равный 1 мин, после чего на исследуемый глаз повторно устанавливают датчик офтальмотонографа с массой измерительного плунжера 10 г и выполняют второй этап тонометрии длительностью 30 с, при котором определение внутриглазного давления производят 6 раз каждые 5 с с записью топографической кривой. На основании полученных данных рассчитывают средние значения коэффициента ригидности и корригированного истинного внутриглазного давления (см. патент на ИЗ №2314015, МПК А61В 3/16).

Недостатком известного способа являются то, что все измерения внутриглазного давления проводятся в результате контакта измерительных плунжеров с глазом, что вызывает необходимость анестезии. Кроме того, длительность всего цикла измерений составляет приблизительно 5 мин, что не комфортно для пациента.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ, реализующий принцип измерения внутриглазного давления при помощи датчика информации и устройства для пневматического воздействия. Способ заключается в юстировке датчика информации (ДИ) относительно оптической оси глаза, измерении величины деформации роговицы глаза от воздействия на нее пневмоимпульса с помощью излучения с последующим определением по нему ВГД, отличающийся тем, что юстировку ДИ производят при разделении оптических осей ДИ и наблюдении врача за глазом пациента до момента, когда углы наклона осей ДИ и глаза равны нулю, путем сведения N-световых параллельных потоков когерентного импульсного лазерного излучения на роговице глаза в одно пятно и до получения максимального значения и равных между собой отраженных от роговицы глаза излучений, после чего производят измерение ВГД путем анализа пространственного распределения отраженных излучений от роговицы глаза пациента во время воздействия пневмоимпульса и сравнения его с пространственным распределением отраженных излучений от роговицы калиброванного кадаверного глаза (см. патент на ИЗ №94004299, МПК А61В 3/16).

Недостатком известного способа является необходимость постоянной юстировки регистрирующего датчика (датчика информации). Кроме того, предложенный способ связан с измерением амплитуды сигнала и не учитывает особенности строения роговицы, что в итоге влияет на точность определения величины ВГД.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности измерения внутреннего давления сферической оболочки глаза (внутриглазного давления) бесконтактным способом и получения информации о динамических свойствах оболочки, сопоставляя полученные результаты с результатами тестового измерения внутреннего давления.

Технический результат заключается в повышении точности измерения внутреннего давления глаза бесконтактным способом за счет использования полупроводникового лазера, работающего в автодинном режиме.

Указанный технический результат достигается тем, что определяют внутриглазное давление по величине деформации глаза путем воздействия на глаз пневмоимпульсом, с одновременным освещением поверхности лазером, согласно решению отраженный от глаза сигнал преобразуют в автодинный сигнал, регистрируют его мощность, после чего сигнал оцифровывают, по цифровому автодинному сигналу P(t) восстанавливают функцию движения участка глаза Z(t) с помощью обратной функции: θ+Z(t)=±arccos(P(t))+2πn, где n=0, ±1, ±2, …; по функции Z(t) определяют величину деформации глаза ΔZ, по которой, используя калибровочную кривую, определяют внутриглазное давление. Калибровочную кривую получают, освещая лазером модель глаза при одновременном воздействии на нее пневмоимпульсом, отраженный от модели сигнал преобразуют в автодинный сигнал, регистрируют его мощность, после чего сигнал оцифровывают, по цифровому автодинному сигналу P(t) восстанавливают функцию движения участка модели Z(t) с помощью обратной функции: θ+Z(t)=±arccos(P(t))+2πn, где n=0, ±1, ±2, …; по функции Z(t) определяют величину деформации модели ΔZ, которой ставят в соответствие давление внутри модели, измеренное с помощью манометра или по методу Маклакова, при этом модель глаза представляет собой сферическую оболочку из упругого материала, заполненную несжимаемой жидкостью.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1-4 приведен измеренный автодинный сигнал при колебаниях участка макета глаза при различном внутреннем давлении, на фиг.5-8 приведена восстановленная форма движения участка макета глаза, на фиг.9 приведена схема установки для реализации предложенного способа, где 1 - полупроводниковый лазер, 2 - стабилизированный источник тока, 3 - исследуемый макет, 4 - компрессор, 5 - механизмом фиксации, 6 - фотодетектор, 7 - усилитель, 8 - аналого-цифровой преобразователь, 9 - ЭВМ, на фиг.10 приведен график зависимости величины прогиба макета глаза под действием пневмоимпульсов от внутреннего давления, полученного при проведении тонометрии по Маклакову.

Способ реализуется следующим образом.

Проводят компьютерное моделирование автодинного сигнала полупроводникового лазера при гармонических колебаниях внешнего отражателя. Переменная составляющая автодинного сигнала в предложенной модели записывается в виде: , где θ - набег фазы автодинного сигнала, λ0 - длина волны лазерного излучения, t - интервал времени наблюдаемого автодинного сигнала на различных участках движения, Z(t) - функция, описывающая продольные перемещения объекта.

Для нахождения величины прогиба сферической оболочки восстанавливают функцию движения объекта Z(t). Функцию движения объекта Z(t) определяют по переменной составляющей автодинного сигнала P(t) с помощью обратной функции, т.е.: θ+Z0(t)=±arccos(P(t))+2πn, где n=0, ±1, ±2, …

Для моделирования деформации глазного яблока при различном внутриглазном давлении был выбран резиновый шарик, заполненный гелем, плотностью, близкой к плотности внутриглазной жидкости. Внутреннее давление изменялось путем введения внутрь дополнительного объема жидкости.

Для получения значений Р(t) облучают макет оптическим излучением от полупроводникового лазера 1, работающего в автодинном режиме. Автодинный сигнал регистрируют фотодетектором 6, при этом выходной автодинный сигнал с фотодетектора усиливают усилителем 7, преобразуют в цифровой код и сохраняют в памяти компьютера 9 для последующей обработки.

Излучение полупроводникового лазера 7, стабилизированного источником тока 2, направляли на исследуемый макет 3, на который воздействовали воздушным импульсом от компрессора 4. Фиксация макета обеспечивалась механизмом 5. Часть излучения, отраженного от макета, возвращалась в резонатор полупроводникового лазера 1, изменение выходной мощности которого регистрировалось фотодетектором 6. Сигнал с фотодетектора поступал через усилитель 7 на аналого-цифровой преобразователь 8, данные с которого сохранялись в памяти компьютера 9. Сохраненный файл данных после записи в компьютер анализировался в математическом пакете MathCad. Вид измеренного автодинного сигнала при колебаниях участка оболочки для макета с различным давлением приведен на фиг.1-4. Вид восстановленных функций движения показан на фиг.5-8. На фиг.10 показана калибровочная кривая, полученная из экспериментальных данных.

Тестовое измерение величины внутреннего давления сферических оболочек проводилось по методу Маклакова грузом массой 10 г. Измерение диаметра сегмента сплющивания выполняли по отпечаткам с помощью цифрового штангенциркуля. Необходимо отметить, что прогиб сферической оболочки коррелирует с величиной давления внутри макета, определяемый по методу Маклакова.

Предлагаемый способ был реализован на примере определения неизвестного внутреннего давления глаз с использованием калибровочных кривых. Экспериментальные исследования были проведены с использованием лазерного диода RLD-650 на квантово-размерных структурах с дифракционно-ограниченной одиночной пространственной модой и характеристиками: мощность излучения <1 mW, длина волны 654 nm. Для воздействия на глаз пневмоимпульсом использовался компрессор мембранного типа мощностью 2 Вт, давлением 0,01 МПа с частотой воздушных импульсов 1 Гц, диаметр воздушной струи на расстоянии 10 мм от объекта был равен 3 мм. Измеренное значение величины прогиба составило ΔZ=0,96±0,03 um, что на калибровочной кривой (Фиг.10) соответствует величине давления 24±3 мм рт.ст. Проверка величины внутреннего давления глаза проводилось по методу Маклакова грузом массой 10 г. Измеренное значение величины давления по методу Маклакова составило 25±3,5 мм рт.ст. Таким образом, предлагаемый метод согласуется с общепринятым за эталон, но в отличие от него позволяет проводить измерения бесконтактно, безболезненно и быстро.

1. Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления по величине деформации глаза путем воздействия на глаз пневмоимпульсом с одновременным освещением его поверхности лазером, используя калибровочную кривую для модели глаза, отличающийся тем, что отраженный от глаза сигнал преобразуют в автодинный сигнал, регистрируют его мощность, после чего сигнал оцифровывают, по цифровому автодинному сигналу P(t) восстанавливают функцию движения участка глаза Z(t) с помощью обратной функции: θ+Z(t)=±arccos(P(t))+2πn, где n=0, ±1, ±2, …; по функции Z(t) определяют величину деформации глаза ΔZ, по которой определяют внутриглазное давление; при этом калибровочную кривую получают, освещая лазером модель глаза при одновременном воздействии на нее пневмоимпульсом, определяют величину деформации модели ΔZ, которой ставят в соответствие давление внутри модели, измеренное с помощью манометра или по методу Маклакова.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что модель глаза представляет собой сферическую оболочку из упругого материала, заполненную несжимаемой жидкостью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к неразрушающим контактным способам измерения давления жидкости или газа внутри тонкостенной герметичной мягкой оболочки и может быть использовано для измерения внутриглазного давления.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для контроля внутриглазного давления. .
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для измерения внутриглазного давления (ВГД) при обследованиях населения на глаукому, с целью контроля правильности ее лечения, а также индивидуального контроля за внутриглазным давлением.

Изобретение относится к медицине. .
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для прогноза возникновения миграции легкого силикона в процессе силиконовой тампонады при сопутствующей афакии глаза.

Изобретение относится к портативной медицинской технике для педиатрии, предназначенной для функциональной диагностики состояния церебральной гемо- и ликвородинамики, и может быть использовано в клинической практике для неинвазивного безболезненного и без риска инфицирования, быстрого и точного измерения внутричерепного давления (ВЧД) у детей раннего возраста с применением кратковременной динамической деформации большого родничка при обследовании больных детей на наличие мозговых заболеваний, контроля правильности их лечения в стационаре и в домашних условиях.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для определения объема внутриглазного образования. .

Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к офтальмологии, и предназначено для измерения давления крови в передних цилиарных сосудах глаза. .

Изобретение относится к области медицины, в частности к области офтальмологии для измерений внутриглазного давления
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для прогнозирования максимальной величины суточных колебаний внутриглазного давления (ВГД) у пациентов с глазными проявлениями псевдоэксфолиативного синдрома (ПЭС). Определяют стадию ПЭС на глазу. Измеряют уровень ВГД и среднего артериального давления (АДср). Отмечают наличие или отсутствие в анамнезе инфаркта миокарда. Вычисляют максимальную величину суточных колебаний ВГД (ΔВГДмакс) по формуле: ΔВГДмакс=0,37*ПЭС+0,89*ИМ+0,029*АДср+0,123*ВГД-1,95, где: ПЭС - стадия ПЭС от 1 до 3; ИМ - инфаркт миокарда в анамнезе 1 - наличие, 0 - отсутствие; АДср - величина среднего артериального давления в мм рт.ст., рассчитанная как (АД систолическое + АД диастолическое)/2 и ВГД - величина исходного уровня ВГД в мм рт.ст., измеряемая трехкратно на момент первичного приема пациента в условиях поликлиники с расчетом среднего значения между измерениями; 1,95 - независимая константа. Способ обеспечивает возможность точного и доступного в поликлинических условиях определения максимальной величины суточных колебаний ВГД у пациентов с ПЭС с учетом как местных факторов (стадия ПЭС, уровень ВГД), так и особенностей общесоматического статуса пациента (уровень АД, наличие в анамнезе инфаркта миокарда). 2 пр.

Изобретение относится к медицинской технике. Индивидуальный глазной тонометр содержит корпус, элемент деформации глазного яблока через веко, датчик измерения, шкалу. Дополнительно снабжен контактной гильзой, гильзодержателем, фиксатором, блоками световой и звуковой сигнализации. Причем датчик измерения выполнен в виде электронного блока, а шкала - в виде цифрового дисплея. Корпус выполнен Г-образной формы, в горизонтальной части которого установлена контактная гильза с возможностью возвратно-поступательного движения посредством гильзодержателя, установленного с возможностью прохождения через вертикальную часть корпуса и снабженного в задней части фиксирующей пластиной. Фиксатор расположен внутри горизонтальной части корпуса и соединен с блоками световой и звуковой сигнализации, расположенными в противоположных концах вертикального корпуса, и электронным блоком. Элемент деформации глазного яблока через веко выполнен в виде Г-образного контактного рычага, установленного неподвижно внутри фиксатора, верхний конец которого выполнен плоским, а нижний конец соединен с электронным блоком. Применение данного устройства позволит точно измерять давление и позволит пациенту производить измерение внутриглазного давления самостоятельно. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для расчета вероятности скорости прогрессии глаукомы в зависимости от комплаентности пациента. Осуществляют ежеквартальное диспансерное наблюдение с заполнением протокола посещений пациентом офтальмолога, оценку уровня внутриглазного давления (ВГД), поля зрения (ПЗ) по восьми меридианам. На основании полученных данных рассчитывают индивидуальный коэффициент динамики прогрессии глаукомы (Кдпг) по формуле: Кдпг=-0,711043+пол*0,00489775 +возраст*0,000702502+ВГД*0,0175266+стадия*0,0462667+поле зрения*0,00022992+терапия*0,0390532+число посещений*0,0252545, где пол для женщин обозначают 0, для мужчин 1; возраст - количество полных лет при первичном обращении; ВГД - величина внутриглазного давления при первичном обращении, стадия - стадия глаукомы: 1 - начальная, 2 - развитая, 3 - далеко зашедшая, зафиксированная при первичном обращении; поле зрения - сумма в градусах по восьми меридианам, измеренным при первичном обращении; терапия - 1 монотерапия, 2 комплексная терапия; число посещений - количество посещений офтальмолога в течение полутора лет с момента постановки на учет по поводу глаукомы. Если величина Кдпг меньше 0,11, прогнозируют скорость прогрессии глаукомы более 45 процентов. Способ позволяет с использованием минимального набора индивидуальных критериев рассчитать индивидуальный риск возрастания скорости прогрессии глаукомы, своевременно дать пациенту рекомендации, усилить контроль со стороны медицинского персонала за соблюдением рекомендаций по диспансерному наблюдению. 2 табл.

Группа изобретений относится к области медицины. Устройство для контроля внутриглазного давления содержит мягкую контактную линзу и датчик давления, объединенный с контактной линзой и содержащий: активный тензодатчик, пассивный датчик, жесткий элемент, микропроцессор, находящийся в электрическом контакте с активным тензодатчиком и пассивным датчиком. Активный тензодатчик, пассивный датчик и жесткий элемент расположены на расстоянии от центра контактной линзы, а активный тензодатчик содержит участок, окружающий центр контактной линзы по меньшей мере на 180°. При этом пассивный датчик и жесткий элемент каждый содержат участок, окружающий центр контактной линзы по меньшей мере на 180°. Участок пассивного датчика, размещенный вокруг центра контактной линзы, расположен в непосредственной близости от участка жесткого элемента, размещенного вокруг центра контактной линзы. Набор содержит устройство для контроля давления и переносное регистрирующее устройство, выполненное с возможностью связи с устройством для контроля давления и сохранения данных, полученных от устройства для контроля давления. Система контроля внутриглазного давления содержит: устройство для контроля давления, переносное регистрирующее устройство и вычислительное устройство. Применение данной группы изобретений позволит проводить точное измерение внутриглазного давления в течение длительного промежутка времени. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для ранней диагностики первичной открытоугольной глаукомы. Для этого проводят измерение и оценку внутриглазного давления, исследование полей зрения и слезной жидкости с последующим определением уровня провоспалительных и противоспалительных цитокинов с дополнительным определением их уровня в сыворотке крови. При повышении соотношения в сыворотке крови ИФ-γ/ИЛ-4, ИЛ-1β/ИЛ-10, ФНО-α/ИЛ-10 у пациентов с подозрением на глаукому уровня коэффициентов цитокинов, равных значению 3,66±1,77, 1,9±0,47, 1,20±0,32 соответственно, у пациентов с начальной стадией первичной открытоугольной глаукомы соотношения ИФ-γ/ИЛ-4, ИФ-γ/ИЛ-10, ИЛ-1β/ИЛ-10, ФНО-α/ИЛ-10 уровня коэффициентов цитокинов, равных значению 1,85±0,44, 1,48±0,34, 2,85±0,74, 2,42±0,71 соответственно, а также при повышении соотношения в слезной жидкости ИФ-γ/ИЛ-4, ИФ-γ/ИЛ-10, ИЛ-1β/ИЛ-10, ФНО-α/ИЛ-10 у пациентов с подозрением на глаукому уровня коэффициентов цитокинов, равных значению 1,11±0,19, 1,06±0,09, 3,81±0,63, 4,04±0,36 соответственно, а у пациентов с начальной стадией первичной открытоугольной глаукомы повышением соотношения ИФ-γ/ИЛ-4, ИФ-γ/ИЛ-10, ИЛ-1β/ИЛ-10 уровня коэффициентов цитокинов, равных значению 1,26±0,22, 0,84±0,08, 3,98±0,61 соответственно, диагностируют первичную открытоугольную глаукому. Способ позволяет упростить раннюю диагностику заболевания при его высокой точности и информативности. 4 ил.
Наверх