CN1372447A - 由测量频率特性的改变确定眼内压力的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测量眼球内压力P即所谓眼内压力的方法和设备。该方法包括让具有已知几何形状的接触体以逐渐增大的接触力F按压眼球,当眼球的变形面积A可被确定时,压力可从关系式P=F/A得到,由此读出与在谐振下振荡的传感器系统相关联的接触体的频率特性,接触体按压眼球以形成新的在谐振下振荡的系统,读出接触力和新系统的频率特性,并计算频率特性的改变。这样就可以确定眼球压力,因为所寻找的变形面积A是变化A(fchar)的函数。该设备具有用于按压眼球(1)的接触体(4)以及确定该接触体按压眼球的力的装置(3),这里接触体(4)是在谐振下振荡的系统的一部分,而且谐振系统连接到读出系统频率特性用的装置(9)上。

Description

由测量频率特性的改变 确定眼内压力的方法和设备
本发明涉及一种用于确定眼睛的内部压力即所谓的眼内压(IOP)的方法和设备。
因为人眼中长期的压力升高可以致盲，故在所有的眼科诊所中这种压力是常规测量的。在诊所中通常使用一种扁平(角膜)方法，例如所谓的Goldman扁平压力计，这就是说将一个探头按压眼球直至达到一预先确定的变形并读出所需的力。
这样，确定压力的基础就是已知的压力、力和面积之间的关系：
  P＝F/A  其中P＝压力，F＝力，和A＝面积。
这样，眼球的内部压力可以从加在眼球上的接触力和眼球的变形面积来计算。
为了确定已经达到了规定的变形(面积)，在眼球中引入一种荧光试剂且眼球被照射以便能读出在变形处的反射光的变化。
在对精度的要求不是那么高时使用另一种方法。在这一方法中使用了加压的空气射流以规定的力使眼球变形，由此通过检测光线的反射来读出变形。这一方法在固定的物体和眼球之间没有物理接触。
这两种方法都是基于使眼球变形的力的，这会使病人感受到不舒服或疼痛，即使像例如Goldman方法使用了局部麻醉也是如此。
此外，前一种方法还被证明对散光是敏感的，因为在测量眼球的变形时总是要用到光的折射。后一种方法在精度方面证明有缺点，因此需要确定标称压力时是不用的，但却经常地被眼镜技师等人所应用以便对压力的大小作初始测定。
当眼球被压时总有损伤眼睛尤其是角膜的危险。这就是为什么希望尽可能减小对眼球的接触压力的原因之一。最低可能的力是根据上面的等式由为了正确地检测出这一面积所需的面积或变形来确定的。用来检测或读出变形面积的光线反射法需要相对较大的面积以得到正确的读数因此需要等价的相对较大的力。
本发明的目的是减轻或克服测量眼球内部压力的已知方法和设备中上面提到的缺点。
这一目的是用一种在上面首先叙述的方法和设备完成的，其特征在下面的独立的权利要求中限定。
本发明的这些和另外的特征和优点，将从下面对本发明的优选实施例的详细说明而变得明显，它们构成了例子因而并不限制本发明的保护范围。为了使理解简单化，文字中包括了对附图的参考。图1从原理上表示根据本发明一个实施例的设备中的各个部件。
按照本发明，一个振动的或振荡的接触体被按压在眼球上以确定眼球的变形。
我们发现，在一方面一个处于谐振振荡的系统和另一方面该系统部分地和眼球相接触以形成一个新的处于谐振振荡的系统这两者之间，其频率特性的改变是取决于该接触的表面面积的。
一种确定眼球中的压力P即所谓的眼内压力的方法，包括将一具有已知几何形状的接触体以逐渐增大的压力F按压在眼球上，当确定了眼球的变形面积A时，该压力可从关系式P＝F/A得到。对于本发明而言新颖的是去读出与接触体相关联且振荡于谐振中的传感器系统的频率特性fchar，然后将接触体按压眼球以形成一个新的振荡于谐振频率的新系统，读出接触力和新系统的频率特性，并且计算频率特性的改变，由此可以确定眼球的压力，因为所寻找的变形面积A是对实际传感器系统作过校正的A(fchar)变化的函数。测量仪器和测量设备的校正是已知的因素因此在这里不作更详细的讨论。
因此接触体按压在眼球上的力可以根据眼球的压力加以调节，以便在对眼球较低的接触力的情况下确定的是较低的压力而在较高的接触力时确定的是较高的压力，由此可以在大的压力范围内用最小的接触力来得到高精确度的测量。
在另一个实施例中，频率特性可以被连续地读出而加在眼球上的接触力F可以增加直至达到所需的频率特性的改变Δfchar为止，由此可读出接触力F而压力则可以由作为在频率特性fchar特定改变中的接触力的函数而计算。
在再一个实施例中，可以在把接触体保持在按压眼球的同时重复地进行对接触力F和频率特性的读数，由此而得到一系列的测量值。一系列的测量值增加了识别的可能性并丢弃掉那些在可靠测量范围之外的测量值，例如，因为接触力太小或因为这个力是如此之大而使形成的变形变得比接触面积更大。
在测量和计算频率特性期间，诸如谐振频率和相位等成分可以被使用。
附图从原理上表示了按照本发明一个实施例的设备。该设备表示为传感器1，它被安排在测量眼球2中的眼内压力的位置上。传感器1被装置3支持以便调节传感器1对眼球的按压。装置3能够控制传感器用以按压眼球的力。
该传感器包括一个接触体4，它具有靠在眼球上的接触区5。
该接触体4在传感器中是由一个振荡单元支持的或者与它形成一个整体。在所示的实施例中，振荡单元7是个压电元件。该压电元件被恰当地悬挂在外壳10中，这使得压电元件能够尽可能自由地摆动。附着在压电元件7上的是一个较小的压电元件6即所谓的检拾器，它被牢固地固定住，用来捕捉压电元件中的振荡。
一个驱动用的装置被连接到振荡单元7上以实现它的振荡运动。在本实施例中，反馈回路8连接到压电元件7上以反馈由检拾器6记录到的振荡并实现系统中的谐振振荡。
在图中示意表示的实施例中，压电元件7连接到地和一个带通滤波器BP。检拾器6牢固地粘在压电元件7上并连接到放大器Am上，后者又连接到带通滤波器BP作反馈之用。Am和BP调谐到最优的振荡条件，即谐振频率。
此外，用于读出频率特性的装置9被连接到系统上。这可以是一个普通的频率计数器或其它适用于信号处理的仪器。
另外，如果将计算器单元11连接到频率计数器以计算频率差的话，这将是有利的。
在这一实施例中，接触表面是平坦的。这个表面可以，例如，具有一种能够排除眼泪液的结构或形状。该接触表面也可以做成凹形的其曲率半径要超过它所要按压的眼球表面的曲率半径。
在另一个实施例中，接触表面也可以做成凸形的。这在例如测量具有平坦角膜的眼球压力时是有利的。平坦的角膜可以是，例如，某人曾进行过他们的视力校正的结果，例如用激光处理来削平角膜。
接触体应该用电气上绝缘的材料来制造以防止在压电元件和眼球之间的电连接。该接触体可以有利地由聚合材料制成。此外，该接触体应该具有允许将各种频率传送到眼球去的声学性质。压电元件应该封装起来以避免压电元件和病人或医疗人员的身体之间的电连接。
当系统进入谐振振荡且系统的频率特性已经读出时，系统就已准备好进行测量。接触表面5被带到要测量其压力的眼球上并振荡。然后读出这时正在谐振振荡的系统的接触力和频率特性。每一次测量可以读取一个或多个读数。
借助于以前所做的传感器系统的校正，从频率特性的改变A(fchar)可以整理得出接触面积并可确定眼球的压力。
为了得到可靠的结果，接触表面(5)的面积必须超过在按压眼球时所形成的面积。
这里所说明的方法的优点是明显的，因为它不需要预先确定的变形面积，因此也没有确定压力用的接触力的下限。此外，可以避免使用荧光试剂。
由于该设备可以用于连续测量和收集信息，因此可以研究在一段测量时期内眼内压力的脉动。这种脉动可以受不同的潜伏的疾病所影响。

Claims (11)

1.用于测量眼球内压力P即所谓的眼内压力的方法，它包括让一个具有已知几何形状的接触体以逐渐加大的力F按压眼球，并且当眼球的变形面积A可以确定时，其压力可以由关系式P＝F/A得到，其特征在于与在谐振下振荡的传感器系统相关联的接触体的频率特性被读出，而且该接触体对眼球按压以形成一个新的在谐振下振荡的系统，并且计算出频率特性的改变，由此眼球的压力可以被确定，因为所寻找的变形面积A是变化A(fchar)的函数。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于该接触体按压眼球的力是根据眼球的压力而选择的，使得可用较低的对眼球的接触力来确定较低的压力而用较高的接触力来确定较高的压力，由此可在大的压力范围内以最小的接触力得到高度的测量精度。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于该频率特性是连续地读出的，并且增加接触力直到达到了所希望的频率特性fchar的改变为止，而且读出接触力F，且压力是由作为在特定的频率特性fchar改变中接触力F的函数而确定的。
4.按照权利要求1或3的方法，其特征在于在接触体按压眼球的同时进行接触力F和频率特性的重复读出，由此得到一系列的测量值。
5.按照权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于频率特性是由谐振频率f的改变或相位的改变中任何一项描述的。
6.用于测量眼球内部压力即所谓的眼内压力的设备，其具有按压眼球(1)用的接触体(4)和确定该接触体按压眼球所用的力的装置(3)，其特征在于该接触体(4)是在谐振下振荡的系统的一部分，且此谐振系统是连接到读出系统的频率特性用的装置(9)上的。
7.按照权利要求6的设备，其特征在于在谐振下振荡的该系统包括一压电元件。
8.按照权利要求6或7的设备，其特征在于该接触体(4)具有一平坦的接触表面(5)，且此接触表面最好有一定的结构或形状。
9.按照权利要求6到8中任何一项的设备，其特征在于配备计算频率特性改变用的装置。
10.按照权利要求6或7中任何一项的设备，其特征在于该接触表面(5)是凹形的，最好其曲率半径要超过它准备按压的眼球表面的曲率半径。
11.按照权利要求6的设备的使用，用于测量眼内压的脉动。
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