Способ тонометрии глаза

Предлагаемое изобретение относится к медицине, в частности к измерению внутриглазного давления, и может быть использовано для измерения офтальмотонуса в раннем посттравматическом периоде. Организуют исследуемый и опорный сигналы при воздействии на глаз и лобную часть лица вибрирующим датчиком, который приближают к глазу и лобной части лица до наступления контакта с ними и действуют на глаз и лобную часть лица до момента исчезновения сигнала на выходе вибрирующего датчика. Отводят вибрирующий датчик от глаза и лобной части лица, костная ткань которой служит стабильной мерой. При этом нормируемым эквивалентом служит амплитудно-временная калибровочная характеристика с предельными параметрами, для определения которых последовательно измеряют две амплитуды исследуемого и опорного сигналов в моменты времени t1 и t2, по которым рассчитывают предельные параметры исследуемой и опорной характеристик: предельную амплитуду и постоянную времени, по которым аппроксимируют исследуемую и опорную характеристики, из разницы которых находят действительную характеристику, по которой судят об офтальмотонусе. Способ позволяет повысить метрологическую эффективность, а именно точность тонометрии, за счет устранения методической и динамической погрешности. 1 табл., 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, в частности к измерению внутриглазного давления (ВГД), и может быть использовано для измерения офтальмотонуса в раннем посттравматическом периоде.

Известен способ измерения ВГД [А.С. 133171 (СССР), Способ тонометрии глаза и устройство для его осуществления / В.А. Пашков, Л.П. Чередниченко и В.К. Полторак. - А61В 3/16, 1957], основанный на получении реакции от глаза при воздействии на него механического вибратора. К глазу подводится устройство с вибрирующим зондом и фиксируется. На глаз оказывается давление с определенной силой устройством вместе с вибрирующим датчиком (зондом). Измеряется характер колебаний зонда, по которым судят о степени ВГД. Во время измерения ВГД положение устройства по отношению к глазу не меняют. Окончив измерение ВГД, устройство отводят от глаза.

Недостатками данного способа являются: низкая точность, связанная с влиянием на амплитуду колезонда плотности ретробульбарной клетчатки, влияющей на амплитуду колебаний всего глаза, соизмеримой с амплитудой колебаний зонда; значительная нагрузка на глаз тонометром (не менее 3-5 г), так как этот способ требует постоянного контакта тонометра с глазом; обязательная анестезия глаза, так как нагрузка в 3-5 г вызывает неприятные ощущения у больного; трудоемкость тонометрии.

Известен способ измерения ВГД [А.С. 18233788 (СССР), Способ тонометрии глаза и устройство для его осуществления / В.А. Пашков, Л.П. Чередниченко и В.К. Полторак. - А61В 3/16, 1993, бюл. №23], согласно которому 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.

Недостатками данного способа являются: нестабильность во времени характеристик механического вибрирующего датчика; характеристики механического вибрирующего датчика в значительной мере подвержены влиянию окружающей среды, что приводит к изменению усилий в колебательной системе; амплитуда вынужденных акустических колебаний зависит от массы, механического сопротивления и других показателей, характеризующих общее состояние среды; максимальное значение амплитуды будет на частоте механического резонанса; резонансные явления появляются при совпадении частот звуковых (ультразвуковых) колебаний с частотами мод колеблющихся оболочек клеток и составляющих цитоплазмы клеток, а также молекул и других элементов и структур.

Прототипом является способ [Патент РФ №2361506 - Способ тонометрии глаза / Соколова Т.С., Иванова Л.Ю., Калинина Е.В., Леонтьев Е.А. - А61В 3/16, 2007], согласно которому 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, вводят стабильную меру в виде костной ткани лобной части лица, для чего вначале приближают вибрирующий датчик к средней точке лобной части лица до наступления контакта с этой точкой и действуют на нее до момента исчезновения сигнала на выходе вибрирующего датчика, отводят вибрирующий датчик от средней точки лобной части лица и при этом измеряют максимальную амплитуду сигнала на выходе вибрирующего датчика, значение которой принимают за опорный сигнал, который сравнивают с измерительным сигналом.

Недостатками данного способа являются: низкая метрологическая эффективность из-за субъективного анализа максимального амплитудно-временного сигнала; асинхронность во времени между измерениями амплитуд измерительного и опорного сигналов; отсутствие нормируемого эквивалента, позволяющего интегрально судить об изменении амплитуды измерительного и опорного сигналов во времени.

Технической задачей способа является повышение метрологической эффективности, а именно точности тонометрии, за счет устранения методической и динамической погрешности.

Техническая задача достигается тем, что в способе тонометрии глаза, заключающемся в организации исследуемого и опорного сигналов при воздействии на глаз и лобную часть лица вибрирующим датчиком, который приближают к глазу и лобной части лица до наступления контакта с ними и действуют на глаз и лобную часть лица до момента исчезновения сигнала на выходе вибрирующего датчика, отводят вибрирующий датчик от глаза и лобной части лица и при этом измеряют амплитуду исследуемого сигнала на выходе вибрирующего датчика, в отличие от известных решений, нормируемым эквивалентом служит амплитудно-временная калибровочная характеристика с программно управляемыми предельными параметрами, для этого последовательно измеряют две амплитуды исследуемого и опорного сигналов в два момента времени, по которым рассчитывают предельные параметры исследуемой и опорной характеристик: предельную амплитуду и постоянную времени, по которым аппроксимируют исследуемую и опорную характеристики, из разницы которых находят действительную характеристику, по которой судят об офтальмотонусе.

Сущность способа поясняют фигуры 1-4. Калибровочная амплитудно-временная характеристика (АВХ), полученная из аппроксимации исследуемой и опорной характеристик по двум амплитудам в два момента времени, представлена на фиг. 1. На фиг. 2 изображены исследуемая U1, опорная U2 и действительная характеристики - ΔU. Эталонная 1 и калибровочная 2 АВХ - на фиг. 3, а на фиг. 4 приведена погрешность между ними, по которым рассчитывают предельные параметры исследуемой и опорной характеристик.

Способ тонометрии глаза включает 2 режима работы: 1) "измерение" и 2) "калибровка"(см. фиг. 1).

1) Режим "измерение" предназначен для организации исследуемого и опорного сигналов при воздействии на глаз и лобную часть лица вибрирующим датчиком, который приближают к глазу и лобной части лица до наступления контакта с ними и действуют на глаз и лобную часть лица до момента исчезновения сигнала на выходе вибрирующего датчика, отводят вибрирующий датчик от глаза и лобной части лица, костная ткань которой служит нормируемой мерой (см. фиг. 1).

2) Режим "калибровка" предназначен для ввода нормируемого эквивалента, которым служит калибровочная амплитудно-временная характеристика Ui (фиг. 1) с программно управляемыми предельными параметрами. Для этого последовательно измеряют две амплитуды исследуемого U1 и опорного U2 сигналов в два момента времени t1 и t2 (фиг. 1), по которым рассчитывают предельные параметры исследуемой U1 и опорной U2 (фиг. 2) характеристик: предельную амплитуду U0 и постоянную Т0 времени. По ним аппроксимируют исследуемую U1 и опорную U2 характеристики, из разницы которых находят действительную ΔU характеристику, по которой судят об офтальмотонусе.

Далее определяют предельные параметры калибровочной амплитудно-временной характеристики (АВХ). Математическая модель АВХ выбрана в экспоненциальной форме F0(Ф)=U(t,U0,T0):

где U0 и Т0 - предельные параметры АВХ: предельное напряжение и постоянная времени.

Определяют параметры АВХ, решая систему из двух уравнений:

где U1 - амплитуда сигнала в момент времени t1, U2 - амплитуда сигнала в момент времени t2.

Параметр U0 рассчитывают из инверсной (2) системы уравнений модели

Поделим второе уравнение системы (3) на первое, и с учетом соотношения моментов времени t2=n·t1, из логарифмического уравнения

после экспоненцирования, запишем степенное уравнение

где n=t2/t1.

Разложим левую часть равенства по формуле бинома Ньютона:

отсюда приведем к квадратному уравнению

После сокращения единиц и понижения степени на U0 находим предельное напряжение

Из первого уравнения системы (3) определяем алгоритм оптимизации постоянной времени

По найденным предельным параметрам восстанавливают исследуемую характеристику Ui в экспоненциальной форме по формуле (1) (фиг. 1). Таким же образом восстанавливают опорную характеристику, затем получают следующую систему

Из разницы исследуемой и опорной характеристик соответственно получают калибровочную характеристику ΔU, по которой судят об офтальмотонусе (7) (фиг. 2).

Определяем калибровочную характеристику ΔU0 здорового человека. Судить об офтальмотонусе любого пациента можно, сравнивая полученную ΔU для него характеристику с нормированной ΔU0 характеристикой.

По алгоритму возможны три случая: 1) если ΔUi=ΔU0, то пациент здоров; 2) если ΔUi>ΔU0, то у пациента ВГД повышено; 3) если ΔUi<ΔU0, то у пациента ВГД понижено (8).

Докажем эффективность предлагаемого способа тонометрии глаза.

Эффективность предлагаемого способа достигается в результате введения нормируемого эквивалента, которым служит калибровочная амплитудно-временная характеристика с программно управляемыми предельными параметрами.

1. Снижение методической погрешности и работоспособность метода доказываются тождественностью предельных параметров U0 и Т0 амплитудно-временной характеристики, определяемых по любым ij-ым сочетаниям двух амплитуд Uij измеренных сигналов в два момента времени с периодом 0,1 с. Полученные в результате эксперимента данные для каждого момента времени приведены в таблице.

Ui - амплитуды исследуемого сигнала; U0i и T0i - предельные параметры исследуемой и опорной характеристик; εU0i и εT0i - погрешности определения предельных параметров калибровочной характеристики; εF - погрешность между экспериментальной и калибровочной функциями моделирования.

Из таблицы видно, что при увеличении амплитуд Ui сигнала в десять раз (с 2,66 до 26,95) тождественность предельных параметров U0i и T0i с погрешностью εU0iT0i<0,2%. При этом методическая погрешность εF между экспериментальной и калибровочной функциями не превышает 2·10-14%.

2. Снижение динамической погрешности определяется сравнением погрешностей предельных параметров εU0iT0i предлагаемого способа и способа-прототипа ε+- изменения максимальной амплитуды.

Динамическая погрешность измерения максимальной амплитуды определяется как соотношение амплитуд Ai-1 и Ai+1 к Ai (фиг. 1).

В результате эксперимента установлено, что ε+=12,79% и ε-=12,44%.

Динамическая погрешность определения предельных параметров амплитудно-временной характеристики не превышает 0,196%.

следовательно, эффективность по точности увеличилась на два порядка.

Таким образом, введение калибровочной амплитудно-временной характеристики, которая служит нормируемым эквивалентом, в отличие от известных решений устраняет методическую и уменьшает на два порядка динамическую погрешности измерения. Это приводит к повышению точности измерения ВГД, что, в свою очередь, позволяет поставить более точный диагноз заболевания и провести соответствующее лечение.

Способ тонометрии глаза, заключающийся в организации исследуемого и опорного сигналов при воздействии на глаз и лобную часть лица вибрирующим датчиком, который приближают к глазу и лобной части лица до наступления контакта с ними и действуют на глаз и лобную часть лица до момента исчезновения сигнала на выходе вибрирующего датчика, отводят вибрирующий датчик от глаза и лобной части лица, костная ткань которой служит стабильной мерой, отличающийся тем, что нормируемым эквивалентом служит амплитудно-временная калибровочная характеристика с предельными параметрами, для определения которых последовательно измеряют две амплитуды исследуемого и опорного сигналов в моменты времени t1 и t2, по которым рассчитывают предельные параметры исследуемой и опорной характеристик: предельную амплитуду и постоянную времени, по которым аппроксимируют исследуемую и опорную характеристики, из разницы которых находят действительную характеристику, по которой судят об офтальмотонусе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для определения риска прогрессирования глаукомы. Определяют коэффициенты эластоподъема при дифференциальной тонометрии по Шиотцу и при эластотонометрии по Маклакову.

Изобретение относится к медицине. Способ скрининговой оценки характера зрения состоит в предъявлении изображений фигур пациенту, фиксации ответов пациента и их анализе.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии. Для определения концентрации и объема воздушно-газовой тампонады при однопортовой локальной витрэктомии у пациентов с регматогенной отслойкой сетчатки и наличием локального тракционного синдрома перед операцией измеряют методом ультразвуковой биомикроскопии диаметр разрыва сетчатки в мм и высоту ее отслойки в мм, молярную массу тампонирующего газа в г/моль.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для определения оптимального уровня вакуума для хирургического лечения витреофовеолярного тракционного синдрома.

Изобретение относится к медицинской технике. Оптико-электронное устройство обнаружения помутнения хрусталика глаза и диагностики катаракты, где плоскопараллельное полупрозрачное зеркало размещено так, что его геометрический центр находится на главной оптической оси оптико-электронного датчика (ОЭД) и на главной оптической оси инфракрасного светодиода и повернуто под 45 градусов к оптико-электронному датчику, вход инфракрасного светодиода подключен ко второму выходу ЦАП, вход ОЭД подключен к первому выходу ЦАП, выход ОЭД подключен к входу АЦП, групповой выход АЦП подключен к групповому входу ОЗУ и первому групповому входу-выходу СШ, групповой вход-выход ОЗУ подключен к групповому входу-выходу счетчика адреса, вход счетчика адреса подключен к первому выходу управляющего контроллера, второй выход управляющего контроллера подключен к входу ОЗУ, групповой вход-выход управляющего контроллера подключен к четвертому групповому входу-выходу СШ, групповой вход-выход модуля расчета величины помутнения подключен к восьмому групповому входу-выходу СШ, второй групповой вход-выход СШ подключен к групповому входу-выходу модуля адаптации яркости, групповой выход которого подключен к групповому входу ЦАП, третий групповой вход-выход СШ подключен к групповому входу-выходу контроллера индикатора, групповой выход которого подключен к групповому входу жидкокристаллического дисплея, пятый групповой вход-выход СШ подключен к групповому входу-выходу модуля сегментации изображения, шестой групповой вход-выход СШ подключен к групповому входу-выходу контроллера клавиатуры, групповой вход которого подключен к групповому выходу клавиатуры, седьмой групповой вход-выход СШ подключен к групповому входу-выходу модуля обнаружения зрачка, девятый групповой вход-выход СШ подключен к первому групповому входу-выходу USB-контроллера, второй групповой вход-выход которого предназначен для связи с внешним устройством.

Изобретение относится к медицине и может быть применимо для исследования состояний глаза. Способ проведения согласования состояний глаза пациента включает следующие этапы: получают первое изображение глаза посредством первого диагностического устройства и определяют референтную систему координат, получают второе изображение глаза посредством хирургического устройства, осуществляют первое согласование, соотносящее первое изображение глаза и второе изображение глаза, чтобы получить первый результат согласования, получают, после начала хирургической операции, третье изображение глаза посредством хирургического устройства, осуществляют второе согласование, соотносящее второе изображение глаза и третье изображение глаза, чтобы получить второй результат согласования, и комбинируют первый и второй результаты согласования, чтобы получить комбинированный результат согласования с обеспечением тем самым согласования, соотносящего первое изображение глаза, полученное посредством диагностического устройства, с третьим изображением глаза, при этом первое изображение глаза, получаемое посредством диагностического устройства, и третье изображение глаза соответствуют существенно различающимся состояниям глаза, различия которых, включающие получение первого изображения в отсутствие установленного на глаз присасывающегося кольца, а третьего изображения с установленным на глаз присасывающимся кольцом, способны негативно повлиять на прямое согласование, соотносящее первое изображение глаза и третье изображение глаза.

Изобретение относится к области медицины. Устройство для выбора хирургического лечения глаукомы состоит из диска большего диаметра, на лицевой стороне которого размещен диск меньшего диаметра.
Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и может быть использовано для диагностики метастазов в хориоидею с использованием специального алгоритма томографического обследования.
Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, отоларингологии, рентгенологии и челюстно-лицевой хирургии. Для исследования слезоотводящих путей вводят контрастное вещество в положении пациента «сидя».

Заявлена группа изобретений, включающая устройство и способ для обнаружения амилоидного белка в глазе млекопитающего, может быть использована в медицине. Работа устройства и реализация способа построены, в частности, на освещении глаза источником света с, по меньшей мере, длиной волны или поляризацией или их комбинацией, каждая из которых является подходящей для индуцирования флуоресценции в, по меньшей мере, амилоидсвязывающем соединении, при этом амилоидсвязывающее соединение связано с амилоидным белком, при этом амилоидсвязывающее соединение введено в глаз и специфически связывается с амилоидным белком, указывающим на наличие амилоидогенного заболевания; улавливании света, включая флуоресценцию, индуцированную в результате освещения глаза; и определение времени затухания флуоресценции притом, что флуоресценция, по меньшей мере, индуцируется связанным с амилоидным белком амилоидсвязывающим соединением; определении возможности обнаружения присутствия связанного с амилоидным белком амилоидсвязывающего соединения в глазе на основе, по меньшей мере, времени затухания, при этом определение включает осуществление подсчета единичных фотонов индуцируемой глазом флуоресценции с корреляцией по времени.
Наверх