CN219658271U - 眼压模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种眼压模拟装置，涉及医疗器械技术领域。该眼压模拟装置包括注射器、驱动件、传感器、凸轮和控制模块；注射器包括腔室和与腔室滑动配合的活塞；传感器安装于腔室，且与控制模块信号连接；驱动件与控制模块信号连接，且凸轮安装于驱动件的驱动轴，凸轮的外壁与活塞连接，以驱动活塞沿所腔室的轴向往复运动。本实用新型提供的眼压模拟装置解决了现有技术中存在的模拟眼压的装置精度低和装配复杂的技术问题。

Description

眼压模拟装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种眼压模拟装置。

背景技术

人眼是一个复杂系统，随着人眼内液体容量的上升，眼内压力也会上升；但是这种上升并不是线性的，研究发现眼内容量随眼内压力的变化为一个曲线，且该曲线符合指数方程，请参见图1，图1为眼内容量与眼内压力的相关图。

在对眼科手术设备进行测试时，通常将该设备在模拟眼压的装置上试用，以测试该设备对人眼造成的影响；所以，模拟装置需要满足眼内容量与眼内压力之间的相关关系。现有技术中的模拟装置采用三个弹簧拟合眼压，用活塞距离代表容积；该模拟装置所得到的眼压与容积的关系为分段拟合曲线，与实际人眼与一定的差距，请参见图2；另外，该模拟装置装配复杂，需要手工校准弹簧间隙，并且在更换参数时需要替换弹簧，替换弹簧的安装校准工作繁琐，且弹簧的紧密度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种眼压模拟装置，以缓解现有技术中存在的模拟眼压的装置精度低和装配复杂的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：

本实用新型提供的眼压模拟装置包括注射器、驱动件、传感器、凸轮和控制模块；

所述注射器包括腔室和与所述腔室滑动配合的活塞；

所述传感器安装于所述腔室，且与所述控制模块信号连接；

所述驱动件与所述控制模块信号连接，且所述凸轮安装于所述驱动件的驱动轴，所述凸轮的外壁与所述活塞连接，以驱动所述活塞沿所腔室的轴向往复运动。

更进一步地，所述腔室内的压力与所述驱动轴的转角呈线性相关。

更进一步地，所述凸轮的半径与所述驱动轴的转角呈指数相关。

更进一步地，所述凸轮的半径设置为r，所述驱动轴的转角设置为θ；

r＝k×(C₁×exp(C₂×θ)+C₃×exp(C₄×θ))，其中，k、C₁、C₂、C₃

和C₄均为常数。

更进一步地，所述活塞包括主体和弹性件；

所述主体的一端伸入所述腔室，且另一端设有限位凸起，所述限位凸起与所述凸轮抵接；

所述弹性件套设所述主体，且一端与所述注射器抵接，另一端与所述限位凸起抵接。

更进一步地，所述注射器包括密封件，所述密封件夹设于活塞与所述腔室的内壁之间。

更进一步地，所述活塞的外周壁设有凹槽，所述凹槽沿所述活塞的周向延伸，所述密封件嵌设于所述凹槽内。

更进一步地，所述注射器设有与所述腔室连通的液体出入口，所述液体出入口的截面积小于所述腔室的截面积。

更进一步地，所述传感器设置为液压传感器。

更进一步地，所述驱动件设置为电机。

综合上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果分析如下：

本实用新型提供的眼压模拟装置包括注射器、驱动件、传感器、凸轮和控制模块；注射器包括腔室和与腔室滑动配合的活塞；传感器安装于腔室，且与控制模块信号连接；驱动件与控制模块信号连接，且凸轮安装于驱动件的驱动轴，凸轮的外壁与活塞连接，以驱动活塞沿所腔室的轴向往复运动。

注射器提供了腔室，该腔室用于模拟眼内容积，并提供了可沿腔室轴向运动的活塞，以改变腔室的容积，实现腔室内容积可变化；传感器安装于腔室内，且与控制模块信号连接，实现可将腔室内的压力信息传递至控制模块；控制模块与驱动件信号连接，实现控制模块可根据自传感器收集的压力信息控制驱动件的转动；凸块安装于驱动件的驱动轴，实现驱动件可驱动凸块沿驱动轴的轴线转动；凸块的外壁与活塞连接，实现凸块带动活塞在腔室内沿腔室的轴向往复运动，进而实现活塞可改变腔室的容积；凸轮的外周壁可根据实际眼内容积和眼内压力的曲线设计，腔室内压力改变时，控制模块将该信息反馈至驱动件，驱动件驱动凸轮转动，凸轮驱动活塞移动，直至腔室内压力稳定，活塞停止在满足实际眼内容积和眼内压力的曲线的位置，达成了腔室内容积变化和压力可以模拟人眼的目的；通过凸轮控制活塞的移动距离，模拟眼内容积和眼内压力的变化，控制模块可对腔室内压力和活塞移动距离进行测量，提高了眼压模拟装置的准确性；并且，无需校准，如果需要更换参数时，更换不同尺寸的凸轮即可，安装和更换方式简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施方式，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为背景技术中提出的人眼眼内容量与眼内压力的曲线图；

图2为现有技术中的模拟眼压装置的眼压和容积的曲线图；

图3为本实用新型实施例提供的眼压模拟装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的眼压模拟装置中的活塞的结构示意图。

图标：

100-注射器；110-腔室；120-活塞；121-凹槽；122-主体；123-密封块；124-连接杆；125-限位凸起；130-弹性件；140-密封件；150-液体出入口；200-驱动件；300-传感器；400-凸轮；500-控制模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

人眼是一个复杂系统，随着人眼内液体容量的上升，眼内压力也会上升；但是这种上升并不是线性的，研究发现眼内容量随眼内压力的变化为一个曲线，且该曲线符合指数方程，具体为：V＝C₁×exp(C₂×IOP)+C₃×exp(C₄×IOP)-V₀，其中V为眼内容量变化，C₁、C₂、C₃和C₄是人眼参数，不同的人有不一样的取值；IOP是眼压。请参见图1，最终绘制的图形如图1所示。

在对眼科手术设备进行测试时，通常将该设备在模拟眼压的装置上试用，以测试该设备对人眼造成的影响；所以，模拟装置需要满足眼内容量与眼内压力之间的相关关系。现有技术中的模拟装置采用三个弹簧拟合眼压，用活塞距离代表容积；该模拟装置所得到的眼压与容积的关系为分段拟合曲线，只是接近眼压与容积的关系，与实际人眼与一定的差距，请参见图2；该模拟装置装配复杂，需要手工校准弹簧间隙；如果想换一个参数，C₁、C₂、C₃和C₄的取值改变直接导致更换弹簧，换弹簧的安装校准非常繁琐，且弹簧的弹性系数难以真正做到精密；模拟眼压的装置从设计上忽略了活塞的静摩擦和动摩擦力不同，导致模型与实际的眼压变化有一定的差距；另外，需要通过激光测距或者其他测距方式测得移动距离，再转化成眼容积，提高了成本，且降低了精度。

有鉴于此，本实用新型实施例提供的眼压模拟装置包括注射器100、驱动件200、传感器300、凸轮400和控制模块500；注射器100包括腔室110和与腔室110滑动配合的活塞120；传感器300安装于腔室110，且与控制模块500信号连接；驱动件200与控制模块500信号连接，且凸轮400安装于驱动件200的驱动轴，凸轮400的外壁与活塞120连接，以驱动活塞120沿所腔室110的轴向往复运动。

注射器100提供了腔室110，该腔室110用于模拟眼内容积，并提供了可沿腔室110轴向运动的活塞120，以改变腔室110的容积，实现腔室110内容积可变化；传感器300安装于腔室110内，且与控制模块500信号连接，实现可将腔室110内的压力信息传递至控制模块500；控制模块500与驱动件200信号连接，实现控制模块500可根据自传感器300收集的压力信息控制驱动件200的转动；凸块安装于驱动件200的驱动轴，实现驱动件200可驱动凸块沿驱动轴的轴线转动；凸块的外壁与活塞120连接，实现凸块带动活塞120在腔室110内沿腔室110的轴向往复运动，进而实现活塞120可改变腔室110的容积；凸轮400的外周壁可根据实际眼内容积和眼内压力的曲线设计，腔室110内压力改变时，控制模块500将该信息反馈至驱动件200，驱动件200驱动凸轮400转动，凸轮400驱动活塞120移动，直至腔室110内压力稳定，活塞120停止在满足实际眼内容积和眼内压力的曲线的位置，达成了腔室110内容积变化和压力可以模拟人眼的目的；通过凸轮400控制活塞120的移动距离，模拟眼内容积和眼内压力的变化，控制模块500可对腔室110内压力和活塞120移动距离进行测量，提高了眼压模拟装置的准确性；并且，无需校准，如果需要更换参数时，更换不同尺寸的凸轮400即可，安装和更换方式简单。

以下对眼压模拟装置的结构和形状进行详细说明：

本实用新型实施例的可选方案中，腔室110内的压力与驱动轴的转角呈线性相关。

具体地，控制模块500控制传感器300收集的腔室110内的压力与驱动轴的转角成线性关系。

控制模块500把传感器300的模拟数据转化成合理的值传递至驱动件200，使驱动件200转动对应的角度，带动凸轮400转动，进而驱动活塞120在腔室110内移动对应的距离。

本实用新型实施例的可选方案中，凸轮400的半径与驱动轴的转角呈指数相关。

具体地，凸轮400的外形根据人眼实际眼内容量随眼内压力的变化的指数方程设计，凸轮400的半径设置为r，驱动轴的转角设置为θ；r＝k×(C₁×exp(C₂×θ)+C₃×exp(C₄×θ))，其中，k、C₁、C₂、C₃和C₄均为常数。更进一步地，k为系数，代表移动距离和容积的比值，该系数与注射器100和压力导致的转角度数相关。在相关软件中输入该公式即可输出合理的凸轮400外轮廓。更进一步地，设定眼压上升1mmHg，驱动轴的转角为1度；活塞120的半径设置为5-20mm；C₁-C₄在现有文献可获得，现举出一组典型值，如下：C₁＝-0.07141，C₂＝-0.23055，C₃＝-0.14972，C₄＝-0.02006；k取值在0.0785至1.256之间。

凸轮400的半径与驱动轴的转角呈指数相关，与人眼实际眼内容量随眼内压力的变化相对应，实现腔室110内压力改变时，控制模块500将该信息反馈至驱动件200，驱动件200驱动凸轮400转动，凸轮400驱动活塞120移动，直至腔室110内压力稳定，活塞120停止在满足实际眼内容积和眼内压力的曲线的位置，达成了腔室110内容积变化和压力可以模拟人眼的目的。

本实用新型实施例的可选方案中，活塞120包括主体122和弹性件130；主体122的一端伸入腔室110，且另一端设有限位凸起125，限位凸起125与凸轮400抵接；弹性件130套设主体122，且一端与注射器100抵接，另一端与限位凸起125抵接。

具体地，请参见图3和图4，腔室110和主体122的截面均设置为圆形，且腔室110具有开口，主体122背离限位凸起125的一端自开口插设于腔室110内；弹性件130设置为弹簧，弹簧套设于主体122的外周，且一端与注射器100的侧壁抵接，另一端与限位凸起125抵接。当驱动件200驱动凸轮400转动，且凸轮400随着转动方向直径变大时，凸轮400推动主体122向伸入腔室110内的方向移动，且弹簧产生弹性变形；当凸轮400随着转动方向直径变小时，弹簧恢复原形，带动主体122向伸出腔室110的方向移动。

弹性件130设置为弹簧，结构简单。弹簧套设于主体122，且两端分别与限位凸起125和注射器100的外壁抵接，实现当凸轮400随着转动方向直径变小时，弹簧恢复可带动主体122向伸出腔室110的方向移动。

本实用新型实施例的可选方案中，注射器包括密封件140，密封件140夹设于活塞120与腔室110的内壁之间。

具体地，本实施例中，密封件140设置为密封圈。

密封件140对腔室110进行密封。

本实用新型实施例的可选方案中，活塞120的外周壁设有凹槽121，凹槽121沿活塞120的周向延伸，密封件140嵌设于凹槽121内。

具体地，密封圈安装于凹槽121时，内周壁与凹槽121的底壁贴合，外周壁凸出于活塞120的外周壁，实现对腔室110的密封。更进一步地，凹槽121设于主体122背离限位凸起125的一端的外周壁。较为优选地，主体122包括密封块123和连接杆124，连接杆124的两端分别与密封块123和限位凸起125连接，凹槽121设于密封块123的外周壁；连接杆124的直径小于密封块123和限位凸起125的直径，弹簧套设于连接杆124。

密封圈嵌设于凹槽121内，提高了密封圈的安装稳定性。

本实用新型实施例的可选方案中，注射器100设有与腔室110连通的液体出入口150，液体出入口150的截面积小于腔室110的截面积。

具体地，液体出入口150的截面设置为圆形。更进一步地，本实施例中，液体出入口150设于腔室110背离活塞120的一端。

液体出入口150用于向腔室110内注入液体或向腔室110外排出液体。

本实用新型实施例的可选方案中，传感器300设置为液压传感器。

液压传感器可以将感受到的压力转换成标准的电信号对外输出。

本实用新型实施例的可选方案中，驱动件200设置为电机。

具体地，本实施例中，电机设置为步进电机。

步进电机精度高，提高了眼压模拟装置的精度。

本实用新型实施例的可选方案中，控制模块500包括多个电气组件。

以下对眼压模拟装置的优势进行详细说明：

1.本实施例提供的眼压模拟装置可完全按照人眼实际眼内容量随眼内压力变化的曲线反应眼压和容量的关系；

2.不需要校准，通过更换不同外轮廓的凸轮400即可更改模型，凸轮400根据公式生成，提高了眼压模拟装置的精密度；

3.控制模块500可以获得压力和移动距离，无需设置其他测距设备，使眼压模拟装置简单、精密且可靠。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种眼压模拟装置，其特征在于，包括：注射器(100)、驱动件(200)、传感器(300)、凸轮(400)和控制模块(500)；

所述注射器(100)包括腔室(110)和与所述腔室(110)滑动配合的活塞(120)；

所述传感器(300)安装于所述腔室(110)，且与所述控制模块(500)信号连接；

所述驱动件(200)与所述控制模块(500)信号连接，且所述凸轮(400)安装于所述驱动件(200)的驱动轴，所述凸轮(400)的外壁与所述活塞(120)连接，以驱动所述活塞(120)沿所腔室(110)的轴向往复运动。

2.根据权利要求1所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述腔室(110)内的压力与所述驱动轴的转角呈线性相关。

3.根据权利要求2所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述凸轮(400)的半径与所述驱动轴的转角呈指数相关。

4.根据权利要求3所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述凸轮(400)的半径设置为r，所述驱动轴的转角设置为θ；

r＝k×(C₁×exp(C₂×θ)+C₃×exp(C₄×θ))，其中，k、C₁、C₂、C₃

和C₄均为常数。

5.根据权利要求1所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述活塞(120)包括主体(122)和弹性件(130)；

所述主体(122)的一端伸入所述腔室(110)，且另一端设有限位凸起(125)，所述限位凸起(125)与所述凸轮(400)抵接；

所述弹性件(130)套设所述主体(122)，且一端与所述注射器(100)抵接，另一端与所述限位凸起(125)抵接。

6.根据权利要求1所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述注射器(100)包括密封件(140)，所述密封件(140)夹设于活塞(120)与所述腔室(110)的内壁之间。

7.根据权利要求6所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述活塞(120)的外周壁设有凹槽(121)，所述凹槽(121)沿所述活塞(120)的周向延伸，所述密封件(140)嵌设于所述凹槽(121)内。

8.根据权利要求1所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述注射器(100)设有与所述腔室(110)连通的液体出入口(150)，所述液体出入口(150)的截面积小于所述腔室(110)的截面积。

9.根据权利要求1所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述传感器(300)设置为液压传感器(300)。

10.根据权利要求1所述的眼压模拟装置，其特征在于，所述驱动件(200)设置为电机。