CN101773381A - 一种测量眼内压的设备及用该设备测量眼内压的方法 - Google Patents

Abstract

本发明借助一种设备用于测量眼内压，此设备的主要特征包括支撑在探针肩内的探针，缠绕在骨架上的多个线圈，采集并处理线圈电压信号的电路板。所述的探针由塑料的探针头部和磁性的探针尾部组成，探针尾部由一节或几节磁针组成。该设备测量眼压的主要特征在于多线圈通以不同方向的电流驱动探针尾部磁针，使探针头部部分高速朝向角膜或者远离角膜运动，而眼内压由探针刚接触角膜和刚离开角膜的时间间隔计算得出。采用本技术方案，探针加速时间短，高速运动保持时间长，系统效率高，可以充分保证探针以足够高的速度撞击角膜表面，极大降低了系统的复杂度和成本，同时提高了系统的可靠性。

Description

一种测量眼内压的设备及用该设备测量眼内压的方法

技术领域

本发明涉及一种测量眼内压的设备及用该设备测量眼内压的方法。

背景技术

眼内压是由眼球内容物(房水、晶体、玻璃体等)对眼球壁施加的压力所形成，眼压过高会引起视神经受损，严重时导致失明，所以准确检测眼内压成为一种必须的诊断手段。

目前常用的检测眼压的设备从原理上分为两种：一种为压陷式，如眼压计，其原理是用施加一定力的压针压于角膜前表面，测量角膜的压陷深度而间接确定眼内压力；另一种为压平式，其原理是测量压平角膜表面特定面积所需的力，包括Goldmann眼压计以及非接触式气动眼压计。

上述测量眼压的方法测量过程复杂，使用范围有限。

眼压计压针需消毒，Goldmann眼压计需要麻醉，非接触式气动眼压计无法测量角膜表面受损或不规则的患者，而且不易测出配合不好的患者。

在中国公开的专利CN101190122A中提出了一种测量眼内压的方法，该方法使用一个线圈驱动探针朝向角膜运动，探针的后部部分材料从顺磁性或者铁磁性材料中选择，测量前需要借助一个或多个线圈磁化探针的后部部分，以使探针的速度达到足够高，使用另一个线圈测量探针的速度并在探针回弹之后回拉探针，根据探针的运动参数计算眼内压。

其技术方案的问题在于探针运动速度加速时间太长，探针后部部分与发射线圈的距离影响探针速度，探针不能够保证时间足够长的高速匀速运动，为了保证足够长的高速匀速时间必须降低效率以增加驱动力，不能充分保证足够高的速度撞击角膜表面。

发明内容

为了克服现有的用于测量眼内压方法的不足，本发明提出了一种使用范围广，测量时不需要麻醉以及消毒，并且可以保证探针在足够长的时间内高速匀速运动的测量设备及用该设备测量眼内压的方法。

本发明采用如下技术方案解决技术问题，一种测量眼内压的设备，包括外壳、固定在外壳中的探针组件、围绕所述探针的线圈、采集并处理线圈电压信号的电路板，固定于电路板上用于显示信息的液晶屏、安装于外壳的额头支撑件、调节额头支撑件与眼睛距离的调节轮，电池能源装置及按键控制装置。

探针头部由塑料制成，探针的尾部由磁性材料制成的1节或2到5节磁针顺序连接组成，围绕探针尾部末端磁针的线圈及围绕其余磁针两端磁极的线圈为2～10个，位于探针尾部末端的线圈长度与探针行程相关，其长度大于一倍探针行程小于等于2倍探针行程。

该设备测量眼压的步骤如下：

一：在装置中装入新的探针；

二：按动测量键，使线圈数次推拉新的探针以完成寻相；

三：再次按动测量键，线圈驱动探针发射撞击眼角膜并回拉探针；

四：传感线圈记录探针速度，并据此计算眼内压；

五：液晶屏显示测量结果。

在发射探针时，与探针尾部多节磁针相对应位置的多线圈通以不同方向的电流，驱动多节磁针受到一致方向的力，探针头部朝向眼角膜运动。与探针尾部多节磁针相对应位置的多线圈通电驱动所述探针运动，当探针的运动速度达到要求值(≥0.1m/s)，围绕探针尾部末端的线圈断电作为传感线圈，该传感线圈记录探针运动速度直到测量结束，当探针的运动速度小于要求值，传感线圈切换到通电模式继续驱动所述探针运动直到速度达到要求值，从而保证在很短的时间内速度可以达到足够高。

本发明与背景技术中需消毒和麻醉的技术相比，使用一次性探针，测量前不需要消毒，探针运动速度快，而且测量原理与眼球颤振和瞬动无关，故无需麻醉以及良好的配合。

与背景技术中的非接触的眼压测量技术相比，角膜的光学条件以及形状不影响测量，不需要精密的光学部件对焦，同样能够实现精度相当的结果，极大降低了系统的复杂度和成本，同时提高了系统的可靠性。

与背景技术中的单线圈驱动顺磁性探针相比，加速时间短，高速运动保持时间长，系统效率高，可以充分保证足够高的速度撞击角膜表面。

附图说明

图1是本发明设备实施例的主视图；

图2是图1的半剖左视图(第一视角)；

图3是一种多节磁针构成的探针驱动组件的结构图；

图4是一节磁针构成的探针驱动组件的结构图；

图5是组成探针尾部的任意一节磁针与围绕线圈的受力分析图；

图6是本发明设备实施例的一次测量眼压流程。

附图1中：1.固定外壳，2.液晶屏，3.测量和设置按键，4.电源按钮，5.额头支撑件，6.探针驱动组件，7.电池，8.调节轮，9.电路板。

附图3中：60.探针，61.多线圈，62.线圈骨架，63.探针尾部，64.多节磁针，65.探针肩，66.探针头部。

具体实施方式

参阅附图结合两个实施例对本发明的技术方案进行详细说明：

如附图1及附图2，液晶屏(2)固定在电路板(9)上，电路板(9)、测量和设置按键(3)、电源按钮(4)、额头支撑件(5)、探针驱动组件(6)、电池(7)以及调节轮(8)都安装在固定外壳(1)上。

测量时，通常额头支撑件(5)前端抵在被测者前额上，转动调节轮(8)可以使额头支撑件伸长或缩短，从而调节探针驱动组件中探针头部与角膜前表面的距离，到达合适的范围之内时(一般为4-9mm)，按下测量键，探针发射，测量完成后，液晶屏显示测量结果。

参阅附图3，多节磁针构成的探针驱动组件的结构，其中探针(60)由探针头部(66)和探针尾部(63)组成，探针(60)插在探针肩(65)中，探针肩(65)固定在线圈骨架(62)上，多线圈(61)按一定的间距缠绕在线圈骨架(62)上，多线圈的间距由组成探针尾部(63)的多节磁针(64)的间距决定，其中如果探针尾部磁针个数为n，多线圈个数可以为2～2n个，即既可以在探针尾部末端磁针及连接探针头部磁针各围绕一个线圈(线圈数量为2)，也可以在每节磁针的N极与S极处分别围绕一个线圈(线圈数量为2n)，在磁针节数较多时，由于受结构尺寸的限制，线圈个数一般小于2n(如附图3)，探针尾部末端的磁针(附图3探针尾部最左端的磁针)长度稍大于探针行程，围绕末端磁针的线圈长度也稍大于探针行程，但小于末端磁针的长度，一个实施例是行程长度是10mm，线圈长度是12mm，末端磁针长度是14mm。多线圈最少可以是2个，多节磁针最少可以是1节，如附图4所示。

附图5是多线圈中的某一个线圈与多节磁针中对应磁针的受力分析示意图，当线圈通电时，线圈中任意横截面上的电流方向如图所示，图中只示意性画出一层，实际缠绕有数层，分析方法相同。磁针的磁力线也是示意性画出几条，线圈在磁针磁场的不同位置受到的洛仑兹力有Ft、Fsu以及Fsd，由于线圈固定，根据牛顿第三定律，磁针收到水平向右的作用力，由于线圈缠绕对称，Fsu和Fsd大小相等，方向相反，使磁针悬浮于线圈中心轴线上，由于Ft的存在，磁针会向右运动。

当多线圈中的每一个线圈根据探针多节磁针的位置通以不同方向的直流电，则探针可以持续受到水平向左或者向右的力，从而可以控制探针高加速度朝向角膜或者远离角膜运动。

参阅附图6，装针并按测量键后，如果此探针是第一次使用，软件将会控制线圈对探针寻相，具体实施方法是多线圈中最左边的线圈回拉探针，由于探针制造时尾部最左边的磁针总是位于线圈内部而不是伸出，故通以一定方向的电流可以回拉探针，回拉后探针头部由于受到探针肩的阻挡会停于一固定的位置，此时按照理论设计的多线圈与多节磁针的相对位置试推探针，由于制造以及装配的误差，多线圈与多节磁针的相对位置会有一定的偏差，软件算法通过几次推动回拉探针，可以确定控制多线圈通电的时机以及时间长短(寻相)，消除制造以及装配误差对不同探针速度的影响。

探针的位置由图3或图4中多线圈中最左边的线圈(探针尾部末端线圈)电压积分(探针速度正比于线圈电压)而得出。此线圈的长度和探针的行程有关，故一般明显比其它线圈长。在推动探针起始运动克服静摩擦力时，此线圈通电流以推动探针，保证探针的高加速性，在很短暂的时间(2ms)后，此线圈断电而作为传感线圈，电路中的微处理器如果检测到线圈产生的电压大于某一阈值(对应于探针速度0.1m/s，电路不同阈值电压会不同)则继续作为传感器线圈，如果检测到电压小于某一阈值则切换到通电模式，直到检测到线圈产生的电压大于某一阈值，则断电作为传感器线圈一直到整个测量过程结束，从而确保即使使用单节磁针两个线圈(图4)也能保证探针的高加速度性以及较长的高速保持时间。

寻相完成后，再次按下测量键，多线圈按照与各节磁针的相对位置通电，探针尾部所有磁针受到朝向角膜方向的力，探针将高速朝向角膜运动，当探针速度大于0.1m/s，探针尾部末端线圈断电作为传感线圈记录探针运动速度，其它线圈继续作为驱动线圈，由于探针一直朝向角膜运动，各个线圈与探针尾部的各个磁针的相对位置将发生变化，软件根据传感线圈确定探针的位置，按照寻相时确定的各个线圈(此时不包括传感线圈)在探针不同位置时所需的电流方向通电，探针一直受到超向角膜方向的加速力，在很短的时间内加速到足够高的速度(≥0.24m/s)，此时软件控制各个线圈的电流大小以使探针保持匀速运动，探针头部接触角膜表面后，受力发生明显变化，加速度绝对值出现极值，由于角膜的弹性，探针速度减到零并被角膜前表面反弹回来，速度逐渐反向增加，当探针离开角膜表面时，探针的受力同样也发生明显变化，此时，加速度绝对值也出现极值，探针受力的变化可由加速度判断，加速度可由探针速度微分后得出。由于接触和离开角膜时探针加速度都是极值，接触还是离开角膜可由加速度的正负辨别，负极值为探针刚好接触角膜时出现，正极值为探针刚好离开角膜时出现。故加速度出现正极值时，软件控制多线圈回拉探针。与发射探针时相同，软件根据传感线圈确定探针的位置，按照寻相时确定的各个线圈(此时不包括传感线圈)在探针不同位置时所需的电流方向通电，不同的是电流的方向要确保探针受到的是远离角膜的力。当探针头部接触探针肩后，各个线圈断电，一次测量完成。如果探针在整个发射过程中都没有撞到角膜或其它物体，当探针运动超过行程时，软件会控制多线圈回拉探针。在完成一次测量后，软件算法根据加速度绝对值两次最大值出现的时间间隔得出眼内压。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及原理的等变化与修饰，均应包含于本发明的申请专利范围内。

Claims (5)

1.一种测量眼内压的设备，包括外壳、固定在外壳中的探针组件、围绕所述探针的线圈、采集并处理线圈电压信号的电路板、固定于电路板上用于显示信息的液晶屏、安装于外壳的额头支撑件、调节额头支撑件与眼睛距离的调节轮，电池能源装置及按键控制装置，所述的探针头部由塑料制成，其特征在于：所述探针的尾部由磁性材料制成的1节或2到5节磁针顺序连接组成，所述的围绕探针尾部末端磁针的线圈及围绕其余磁针两端磁极的线圈为2～10个，位于所述探针尾部末端的线圈长度与探针行程相关，其长度大于一倍探针行程小于等于2倍探针行程。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：当所述探针尾部磁针数量为1节时，在所述磁针两端磁极各围绕所述线圈1个。

3.实现权利要求1所述设备的方法，其特征在于：测量眼压的步骤如下：

一：在装置中装入新的探针；

二：按动测量键，使线圈数次推拉新的探针以完成寻相；

三：再次按动测量键，线圈驱动探针发射撞击眼角膜并回拉探针；

四：传感线圈记录探针速度，并据此计算眼内压；

五：液晶屏显示测量结果。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：探针运动到不同位置时，所述的与探针尾部多节磁针相对应位置的多线圈通以不同方向的电流，驱动多节磁针受到一致方向的力，使所述探针头部远离或朝向眼角膜运动。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：与所述探针尾部多节磁针相对应位置的多线圈通电驱动所述探针运动，当所述探针的运动速度达到要求值，围绕探针尾部末端的线圈断电作为传感线圈，该传感线圈记录所述探针运动速度直到测量结束。当所述探针的运动速度小于要求值，传感线圈切换到通电模式继续驱动所述探针运动。

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