CN106821305A - 一种眼压监测装置 - Google Patents

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任天令
庞于
江嵩
陶璐琦
王雪峰
李宇星
杨轶
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    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/16—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring intraocular pressure, e.g. tonometers
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Abstract

本发明提供了一种眼压监测装置包括：应变感应电路，用于监测眼球曲率变化产生的形变量；电路信号处理模块，用于将眼球曲率变化产生的形变量转换为眼球内部的压力数据并将所述压力数据发送至外部装置；柔性角膜镜，用于与眼球紧密贴合；所述应变感应电路和所述电路信号处理模块均镶嵌于所述柔性角膜镜的内部，所述应变感应电路将监测的眼球曲率变化产生的形变量发送至所述电路信号处理模块。本发明通过将应变感应电路和电路信号处理模块的微型化并嵌入至柔性角膜镜，使用者佩戴柔性角膜镜后，在不影响正常视力的情况下实现了对眼压的实时监测，同时测量结果不受人体所处的姿态和运动状态影响。

Description

一种眼压监测装置
技术领域
本发明涉及眼压监测技术领域，具体涉及一种眼压监测装置。
背景技术
青光眼是致使人类失明数量最多的三种眼科疾病之一，是世界上第一位不可逆的致盲疾病。青光眼虽然不能完全治愈，但若能早期发现，并及时治疗可以控制青光眼对视神经的损害，可使患者能够在有生之年保持有用的视功能。降低眼压至稳定范围是临床上确定治疗目标，评价疗效的重要指标，并且降低眼压也是唯一得到证实的能够延缓青光眼病情进展的手段。
目前对于眼压的测量主要是采用Goldmann压平眼压计和非接触式眼压计。其中Goldmann压平眼压计也称之为眼压测量的金标准，其测量原理是利用Imbert-Fick定律，即眼内压力与压平眼球的外力成正比，与压平的面积成反比。而非接触式眼压计是在一定距离上，通过将气浪打到角膜测量反射回去气流强度和作用面积确定眼压值。然而这些眼压测量和监测仪器存在尺寸大、测量精度低、不可随身携带等缺点越来越难以满足人们的需求，因此提供一种具有高精度的智能化眼压实时监测装置显得至关重要。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种眼压监测装置，实现了对眼压的实时监测，降低监测装置尺寸的同时提高眼压监测装置的智能化程度。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种眼压监测装置，包括：
应变感应电路，用于监测眼球曲率变化产生的形变量；
电路信号处理模块，用于将眼球曲率变化产生的形变量转换为眼球内部的压力数据并将所述压力数据发送至外部装置；
柔性角膜镜，用于与眼球紧密贴合；
所述应变感应电路和所述电路信号处理模块均镶嵌于所述柔性角膜镜的内部，所述应变感应电路将监测的眼球曲率变化产生的形变量发送至所述电路信号处理模块。
进一步的，所述应变感应电路是具有四端口的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥包括：两个相对设置的定值电阻和两个相对设置的测量电阻。
进一步的，所述测量电阻为圆形结构，且直径范围为8-12mm。
进一步的，所述定值电阻为连续折线形结构，且位于柔性角膜镜的边缘。
进一步的，所述电路信号处理模块包括：
数模转换单元，用于将接收的模拟信号转换为数字信号；
射频单元，用于将数字信号发送至外部装置；
电源管理单元，用于稳定电压和分配电压；
LC供能单元，用于获取外部电能；
所述应变感应电路分别与所述电源管理单元和所述数模转换单元的模拟信号接收端相连接；
所述数模转换单元的数字信号发送端与所述射频单元相连接；所述电源管理单元分别与所述数模转换单元、所述射频单元和所述LC供能单元相连接。
进一步的，所述LC供能单元中电感线圈为圆形结构，且直径范围为9-13mm。
进一步的，所述电感线圈的直径大于测量电阻线圈的直径。
进一步的，所述柔性角膜镜采用具有透明的弹性的高分子材料。
进一步的，所述柔性角膜镜采用用于矫正视力的镜片，并将柔性角膜镜制作成矫正视力的眼镜。
进一步的，所述外部装置采用具有显示测量的眼压值的智能终端。
由上述技术方案可知，本发明所述的一种眼压监测装置，通过将应变感应电路和电路信号处理模块的微型化并嵌入至柔性角膜镜，使用者佩戴柔性角膜镜后，在不影响正常视力的情况下实现了对眼压的实时监测，降低监测装置尺寸的同时提高眼压监测装置的智能化程度。同时测量结果不受人体所处的姿态和运动状态影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种眼压监测装置的结构示意图；
图2是本发明的图1中沿A1-A2方向的剖面结构示意图；
图3是本发明的一种眼压监测装置的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
青光眼是致使人类失明的眼科疾病之一，青光眼虽然不能完全治愈，但若能早期发现并及时治疗可使患者能够在有生之年保持有用的视功能。降低眼压也是唯一得到证实的能够延缓青光眼病情进展的手段。目前对于眼压的测量主要是采用Goldmann压平眼压计和非接触式眼压计。然而这些眼压测量和监测仪器存在尺寸大、测量精度低、智能化低等缺点越来越难以满足人们的需求。为解决该技术问题，本发明实施例提供一种眼压监测装置。
本发明提供一种眼压监测装置，参见图1，该装置包括：
应变感应电路11，用于监测眼球曲率变化产生的形变量；
电路信号处理模块12，用于将眼球曲率变化产生的形变量转换为眼球内部的压力数据并将所述压力数据发送至外部装置；
柔性角膜镜1，用于与眼球紧密贴合；
所述应变感应电路11和所述电路信号处理模块12均镶嵌于所述柔性角膜镜1的内部，所述应变感应电路11将监测的眼球曲率变化产生的形变量发送至所述电路信号处理模块12。
在具体实施时，把应变感应电路设计为具有四端口的惠斯通电桥结构，应变感应电路感应眼压变化所引起的眼球曲率变化产生的形变量，该形变量反映为电阻值的改变；电路信号处理模块将电阻值的改变转换为眼压的变化的数字信号发送至外部装置；外部设备包括为：能够实时显示测量的眼压值或波形的手机或电脑；柔性角膜镜起到与眼睛进行紧密贴合作用，应变感应电路和电路信号处理模块通过微电子工艺在透明高分子基底上制备。柔性角膜镜材料为强生物兼容性和高生物安全性的高弹性、低模量、高透明的高分子材料，且高分子材料作为应变感应电路和电路信号处理模块的封装层。密闭环境下可以保证电路系统长期稳定的工作。
从上述描述可知，本实施例通过将应变感应电路和电路信号处理模块的微型化并嵌入至柔性角膜镜，使用者佩戴柔性角膜镜后，在不影响正常视力的情况下实现了对眼压的实时监测，同时测量结果不受人体所处的姿态和运动状态影响。具有灵敏度高、结构简单、动态范围大、稳定性好、舒服度高和对正常视力无影响等优点。
进一步的，参见图1和图2，所述应变感应电路11是具有四端口的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥包括：两个相对设置的定值电阻和两个相对设置的测量电阻。
在具体实施时，定值电阻和测量电阻由高灵敏度高分子或金属材料制成连续结构，宽度为1-50μm。两个测量电阻分别为第一测量电阻3和第二测量电阻4，第一测量电阻3和第二测量电阻4会随着眼压的变化而变化。眼压变化作用于第一测量电阻3和第二测量电阻4上，第一测量电阻3和第二测量电阻4会让眼压的变化转化为微小的电信号。两个定值电阻分别为第一定制电阻5和第二定制电阻6，且均为连续折线形结构。
优选地，所述测量电阻为圆形结构，且直径范围为8-12mm。
优选地，所述定值电阻为连续折线形结构，且位于柔性角膜镜的边缘或者位于眼睛有效视力范围的外部。定值电阻为迂回的折线结构以实现较小的面积，同时放置于有效视野范围外减少对正常视力的影响。
进一步的，参见图1和图3，所述电路信号处理模块12包括：
用于获取外部电能的LC供能单元2和微电子ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)集成芯片7，
其中，微电子ASIC集成芯片7包括：
数模转换单元，用于将接收的模拟信号转换为数字信号；
射频单元，用于将数字信号发送至外部装置；
电源管理单元，用于稳定电压和分配电压；
所述应变感应电路分别与所述电源管理单元和所述数模转换单元的模拟信号接收端相连接；
所述数模转换单元的数字信号发送端与所述射频单元相连接；所述电源管理单元分别与所述数模转换单元、所述射频单元和所述LC供能单元2相连接。
在具体实施时，电路信号处理模块获得的应变感应电路采集的微小电信号。通过微电子集成芯片处理后进行传输，完成测量数据与外围设备的传输。其中，主要包括信号放大电路，模拟信号转化为数字信号的ADC芯片，以及用于把转换的数字信号进行发射的射频芯片。
眼压监测装置采用了无线供能技术，利用LC供能单元2匹配电路进行能量的收集并储存，其结构也同样为圆形，直径为9-13mm，LC供能单元中电感线圈的直径大于测量电阻线圈的直径。其中电感线圈的个数可以为一个或多个，以实现能量的高效输送。同时用于实现稳定和调节电源的电源管理单元还有储存电能的作用。
进一步的，所述柔性角膜镜采用用于矫正视力的镜片，并将柔性角膜镜制作成矫正视力的眼镜。
在具体实施时，隐形眼镜片中心厚度可以在较大范围改变，由于良好的电路设计和布局，通过厚度变化也可以实现对人体视力的矫正功能。用于隐形眼镜镜片的材料为具有良好生物兼容性的透明高分子，如聚二甲基硅氧烷、派瑞林和聚酰亚胺等材料，同时满足良好的生物安全性和视野能力。
进一步的，所述外部装置采用具有显示测量的眼压值的智能终端。
在具体实施时，将传输出来的信号可以通过外围信号系统接收显示，例如手机和电脑等，可以实时的显示出当前眼压的数值或者波形曲线。特别的，该接收系统还与远程的云端进行连接，通过大数据分析和医生诊断，更可以实现对当前眼压的评价和用药指导等功能。测量数据传递到远程的云端，利用大数据完成当前眼压的诊断并给出具体治疗建议。
通过上述描述可知，本发明实施例提供的一种眼压监测装置，利用惠斯通电桥可以实现对微小信号的高灵敏度测量，非常适合眼压变化引起的眼球曲率微小变化的测量，同时减少普通电路测量时带来的温度飘移和不稳定等缺点；通过微电子工艺可以实现测量电路和信号系统的微型化，同时所有的芯片和器件放置于整个隐形眼镜的边缘，不会影响人眼观看的正常视力，因此隐形眼镜的中心还可以用于近视眼的矫正；该隐形眼镜通过与微电子芯片集成可以实时的完成对眼压的监测，同时测量结果不受人体所处的姿态和运动状态影响；通过把测量数据传递到云端后，利用大数据分析完成当前眼压的诊断和治疗建议，实现监测和诊断的智能化，为青光眼的治疗提供更加科学的数据。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种眼压监测装置，其特征在于，所述装置包括：
应变感应电路，用于监测眼球曲率变化产生的形变量；
电路信号处理模块，用于将眼球曲率变化产生的形变量转换为眼球内部的压力数据并将所述压力数据发送至外部装置；
柔性角膜镜，用于与眼球紧密贴合；
所述应变感应电路和所述电路信号处理模块均镶嵌于所述柔性角膜镜的内部，所述应变感应电路将监测的眼球曲率变化产生的形变量发送至所述电路信号处理模块。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述应变感应电路是具有四端口的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥包括：两个相对设置的定值电阻和两个相对设置的测量电阻。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测量电阻为圆形结构，且直径范围为8-12mm。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述定值电阻为连续折线形结构，且位于柔性角膜镜的边缘。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电路信号处理模块包括：
数模转换单元，用于将接收的模拟信号转换为数字信号；
射频单元，用于将数字信号发送至外部装置；
电源管理单元，用于稳定电压和分配电压；
LC供能单元，用于获取外部电能；
所述应变感应电路分别与所述电源管理单元和所述数模转换单元的模拟信号接收端相连接；
所述数模转换单元的数字信号发送端与所述射频单元相连接；所述电源管理单元分别与所述数模转换单元、所述射频单元和所述LC供能单元相连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述LC供能单元中电感线圈为圆形结构，且直径范围为9-13mm。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电感线圈的直径大于测量电阻线圈的直径。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柔性角膜镜采用具有透明的弹性的高分子材料。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柔性角膜镜采用用于矫正视力的镜片，并将柔性角膜镜制作成矫正视力的眼镜。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外部装置采用具有显示测量的眼压值的智能终端。
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