CS228204B1 - Způsob charakterizace tvaru ploch měkkých kontaktních čoček a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu charakterizace tvaru ploch měkkých kontaktních čoček. Vynález řeší kontrolu tvaru čoček po jejich výrobě a výběr kontaktních čoček při jejich distribuci podle vyšetření pacientova oka. Podle vynálezu ae kontaktní čočka v kapalinové, s výhodou vodné, imerzi nechá spočinout na rovinné nebo zakřivené přísavné ploše, načež se z prostoru uzavřeného mezi kontaktní čočkou a rovinnou nebo zakřivenou plochou odčerpá uzavřená imerzní kapalina a odměří její objem. Zařízení k provádění tohoto způsobu je tvořeno nádobou pro imerzní kapalinu, na jejímž dně je rovinná nebo konvexní nebo konkávní kulová přísavná plocha, která je opatřena otvorem spojeným s kapilární trubicí opatřenou stupnicí.

Description

Vynález se týká způsobu charakterizace tvaru ploch měkkých kontaktních čoček.

Vynález řeší kontrolu tvaru čoček po jejich výrobě a výběr kontaktních čoček při jejich distribuci podle vyšetření pacientova oka.

Podle vynálezu ae kontaktní čočka v kapalinové, s výhodou vodné, imerzi nechá spočinout na rovinné nebo zakřivené přísavné ploše, načež se z prostoru uzavřeného mezi kontaktní čočkou a rovinnou nebo zakřivenou plochou odčerpá uzavřená imerzní kapalina a odměří její objem. Zařízení k provádění tohoto způsobu je tvořeno nádobou pro imerzní kapalinu, na jejímž dně je rovinná nebo konvexní nebo konkávní kulová přísavná plocha, která je opatřena otvorem spojeným s kapilární trubicí opatřenou stupnicí.

I i

Vynález se týká způsobu charakterizace tvaru ploch měkkých kontaktních čoček.

K charakterizaci tvaru měkkých kontaktních čoček (hydrofilních nebo hydrofobních), která je nezbytná k jejich správnému výběru podle keratometrického vyšetření pacientova oka, se dosud používalo těchto metod:

1. Do středu čočky položené svým okrajem volně na rovinné podložce se zasunuje jehla až do dotyku s vnitřním vrcholem čočky. Takto zji-štěné sagitální houbka Sočky spolu se změřeným jejím průměrem je měřítkem její celkové vypuklosti.

2. Podobně se zasunuje jehla do čočky položené souměrně na kruhové hraně zvoleného průměru, čímž se změří průměrné zakřivení čočky nad tímto průměrem.

3. Čočka volně spočívající v imersní kapalině v kyvetě se proměří pomocí promítacího nebo fotografického zařízení.

4. čočka zbavená povrchové vody se měří fotokeratometrem ke zjištění celého průběhu jejich vnitřních nebo vnějších křivek.

Metody 1, 2 a 4 jsou vesměs zatíženy chybami, které vznikají z deformace měkké čočky gravitačními silami. U ultratenkých čoček je toto měření dokonce zcela vyloučeno.

Metodou 3, ve které čočka v imerzi není vystavena těmto deformujícím silám, je sice měření jejího tvaru spolehlivé, ale velmi pracné, jelikož k vyhodnocení projekce je třeba pořizovat snímky, které je dodatečně třeba přesně proměřovat. Kromě toho při boční projekci čočky dochází k silným reflexům tangenciálně osvětlených ploch, které znemožňují spolehlivě proměření vnitřní plochy, jejíž tvar je pro aplikaci ještě důležitější než tvar vnější plochy čočky.

Ve srovnání s dosavadním stavem techniky se vyšší účinek vynálezu projevuje zejména v tom, že způsobem podle vynálezu lze měřit rychle a spolehlivě i ultratenké kontaktní čočky, rychlost měření je větší než u známých metod, náklady na zařízení jsou podstatně nižší a měření nevyžaduje profesionální zručnost pracovníků.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob charakterizace tvaru ploch měkkých kontaktních čoček podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kontaktní čočka v kapalinové, s výhodou vodné imerzi se nechá spočinout na rovinné nebo zakřivené přísavné ploše, načež se z prostoru uzavřeného mezi kontaktní čočkou a rovinou nebo zakřivenou přísavnou plochou odčerpá kapalinová imerze a odměří její objem.

Kontaktní čočka se může přitom nechat na rovinné nebo zakřivené přísavné ploše spočinout svým okrajem, nebo svou vnitřní plochou na kruhové hraně rovinné nebo zakřivené přísavné plochy. Kontaktní čočka se může nechat spočinout též svou vnějěí plochou na kruhové hraně konkávní rotačně symetrické přísavné plochy, čímž se provede měření vnějěí plochy čočky. Toto měření vnějěí plochy ověem nemá zdaleka takový význam, jako měření vnitřní plochy, protože nemá bezprostřední vztah k aplikačním vlastnostem čočky.

K měření odčerpaného objemu přicházejí v úvahu zejména tyto dva způsoby:

1. Odčerpání kapaliny pístem nebo vlnovcem a odečtení odčerpaného objemu podle posunu pístu nebo vlnovce.

2. Odčerpání kapaliny podtlakem a měření jejího objemu v kalibrované trubici.

Bylo zjištěno, že k dokonalému přisátí čočky ke vhodně volené ploše (podložce) je zapotřebí jen velmi malého podtlaku, který odpovídá 2 až 10 cm vodního sloupce. To platí i o čočkách s maximální tloušlkou, jako jsou čočky pro afakiky. Už toto zjištění podporuje druhou alternativu.

/

Mechanický převod ha píst nebo vlnovec by totiž byl zatížen ztrátami třením, k jehož překonání by bylo zapotřebí síly mnohonásobně vyšší, než je minimální síla potřebná k odčerpání. Kromě toho by mechanismus vyžadoval velikou přesnost, protože se požaduje přesnost měření v mezích 1 ram^ odčerpané kapaliny.

Dalším znakem vynálezu je zařízení k provádění shora uvedeného způsobu, které je tvořeno nádobou pro náplň imerzní kapaliny, na jejímž dně je rovinná nebo konvexní nebo konkávní kulová přísavné plocha, která je opatřena otvorem spojeným s kapilární trubicí opatřenou stupnicí. Volný konec kapilární trubice je s výhodou připojen k ústrojí pro změnu tlaku.

Na dně nádoby je s výhodou upraven výstupek, jehož horní rovinné nebo rotačně symetrická plocha je omezena ostrou kruhovou hranou, přičemž horní přísavnou plochou tohoto tělesa prochází otvor ke kapilární trubici. V nádobě může být s výhodou ložena centrovací vložka opatřená ve svém dně otvorem, který odpovídá kruhové hraně výstupku dna nádoby a déle vnitřní kuželovou plochou, na kterou navazuje dno centrovací vložky, jehož průměr je maximálně o 2 mm větší, než je průměr základny měřených čoček, přičemž vnitřní kuželová plocha je s výhodou opatřena otvory nebo zářezy.

Objem odsáté kapaliny je poměrně malý, řádově asi v desítkách mikrolitrů. Požaduje-li se přesnost měření asi plus-minus jeden mikrolitr a jestliže se má s touto přesností pohodlně odečítat prostým okem poloha sloupce na stupnici bez použití lupy nebo kathetometru, nemá být světlost kapilární trubice větší než asi 1 mm. Na druhé straně se nemůže jít do extrémně maiých průměrů jednak pro menší viditelnost sloupce, jednak pro větSí uplatnění chyb, které by vznikly nepravidelným nebo nereprodukovatelným smáčením kapilární světlosti. Zkušenost ukázala, že zvláště výhodné jsou kapilární trubice ae světlostí 0,5 až 1 mm.

Pokud jde o materiál kapilární trubice, je podmínkou jeho průhlednost nebo aspoň přijatelná transparence. Balší vlastností, která má význam pro přesnost odměřování, je jeho reprodukovatelná smáčitelnost měřenou kapalinou. V zásadě by bylo možno si upravit takové zařízení, které by převádělo pohyb odsávané imerzní kapaliny na rtul, kterou se ani sklo ani žádný polymerní materiál nesmáčí a u níž lze objem sloupce změřit se stejně vysokou přesností jako u velmi tenké teploměrové kapiláry. Z praktických důvodů, hlavně v zájmu jednoduchosti aparatury je výhodné měření objemu přímo podle pohybu sloupce imerzní kapaliny, tj. vody nebo fyziologického roztoku v kapiláře. Také pro tyto kapaliny lze najít kapilární trubice, jejichž povrch se jimi nesmáčí jako např. teflon, silikon nebo silikonem hydrofobizované sklo.

Při opakovaném pohybu imerzní kapaliny mezi nádobou a stupnicí se však mohou z čoček do kapilární trubice dostat nepatrné stopy nečistot, které mohou místně snížit hydrofobnost těchto povrchů a způsobit potom značné chyby v odečítání objemů.

Místní porušení nesmáčivosti tenkých kapilár nečistotami se projevuje trhavým pohybem a nakonec i roztržením sloupce. Z těchto důvodů je výhodné použít kapilárních trubic, jejichž vnitřní stěny se smáčejí imerzní kapalinou, už proto, že lze jednoduchým opatřením vždy tuto smáčivost zaručit. Ukázalo se, že zadržení vodného filmu a na smáčejícím vnitřním povrchu kapilární trubice způsobuje jen několikaprocentní rozdíl v objemu kapilární trubice a navíc, že tento rozdíl zůstává prakticky konstantní i při poměrně velkém rozdílu rychlosti . pohybu kapalinového sloupce.

Pokud jde o průhlednost materiálu, je zřejmé, že nejlepší jsou skleněné kapilární trubice. Na druhé straně je jednodušší použít k měření kapilárních trubic, které slouží součastně ke spojení jednak s nádobou, jednak s ovládacím pneumatickým zařízením. Při minimálních tlakových změnách uvnitř systému lze použít i kapilárních trubic z poměrně měkkého materiálu, jako je měkčený PVC nebo silikon.

V dalším je vynález- blíže objasněn na výkresu, kde obr. 1 znázorňuje řez zařízením, u kterého je nádoba opatřena rovným dnem (zcela obdobná je s kulovým dnem), obr. 2 znázorňuje řez zařízením s výstupkem na dně, na kterém je přísavná plocha ohraničena ostrou kruhovou hranou, a obr. 3 znázorňuje řez centrovací vložkou do zařízení podle obr. 2.

Zařízení k charakterizaci tvaru ploch měkkých kontaktních čoček je tvořeno nádobou 2 (obr. 1) pro náplň imerzní kapaliny 2., na jejímž dně 2. j® rovinná nebo zakřivená přísavná plocha, která je opatřena otvorem 4 spojeným s kapilární trubicí 2 opatřenou stupnicí.

Volný konec 6 kapilární trubice je 3 výhodou připojen k ústrojí pro změnu tlaku (neznázorněno).

Na zařízení znázorněném na obr. 1, které má rovinné dno 2, se nejjednoduěěím způsobem provádí měření objemu, který se odsaje při úplné planarizaci čočky 2 spočívající na rovinné · ploše dna 3. Některé čočky se však při tak dalekosáhlé deformaci planarizují nepravidelně a svrašlují se, v důsledku čehož se pod nimi po přisátí zadržuje jistý podíl kapeliny nebo se naopak při svraštění okraje dostane pod čočku voda zvenčí, což by zase předstíralo větší ‘ objem kavity. Proto je výhodné přisávání ke kulové přísavné ploše, jejíž poloměr není o mnoho větší než průměrný poloměr dutiny čočky. Prakticky všechny čočky mají tvar dutiny takový, že na kulové ploše spočinou okrajem i tehdy, když je poloměr koule jen 10 mm.

Na dně 2 nédoby _1_ může být upraven výstupek 8 (obr. 2), jehož horní rovinná nebo rotačně symetrická přísavná plocha 2 je omezena ostrou kruhovou hranou JO.· Přísavnou plochou 2 prochází otvor 4 ke kapilární trubici 2· ^Do nádoby 2 může být vsunuta centrovací vložka 11 (obr. 3), která je opatřena ve svém dně 12 otvorem 1 3. který odpovídá kruhové hraně 10 výstupku 2· Dále je centrovací vložka 11 opatřena vnitřní kuželovou plochou 14. na kterou navazuje dno 12. Tato vnitřní kuželová plocha 14 je opatřena otvory 15.

Vnější válcovou plochou 1 6. spodním otvorem 13. jakož i osazením 17. je centrovací vložka 11 po zasunutí vedena přesně souose s dutinou nádobky 2· Při mírném povytažení vložky nad její nejnižší polohu spočine čočka na rovné plošce dna 12. její® průměr je volen o něco větší, než je průměr základny nejširěí měřené čočky. Proto je výhodné zhotovit několik verzí vložek, které se odlišují jen průměrem plošky dna 22, protože při menším rozdílu v průměrech plošky a průměrem čočky je čočka přesněji centrována.

Na druhé straně není žádoucí tento rozdíl dělat příliš malý, protože by při těsnám průchodu nemusela čočka na spodní plošku bezpečně dosednout. Zasune-li se vložka a čočkou do své nejnižší polohy, spočine čočka na hraně kulové přísavné plochy 2 (obr. 2). I kdyby byla mírně decentrovaná, stačí pootočení vložky, aby se mírným kruhovým proudem imerzní kapeliny čočka velmi přesně vycentrovala. Bude-li se chtít měření opakovat, stačí vložku povytáhnout do něco vyšší polohy, čímž se čočka od přísavná plochy 2 odtrhne a znova volně spočine na plošce dna 12.

Aby byl umožněn pohyb vložky nahoru a dolů bez odporu kapaliny a bez nežádoucího proudění, je upravena spodní vnější strana vložky do kuželová plochy 18. která s výhodou koresponduje s vnitřní kuželovou plochou 22* Vytlačované nebo nasávaná voda potom při posunu volně prochází několika otvory 15.

Přísavná plocha 2 může být zabroušena do kulového tvaru. Poloměr tohoto kulového zabroušení 10 mm vyhovuje měření jakýchkoliv čoček. Objem kulová úseče, který je nutno k naměřená odsátá kapalině připočítat,se snadno vypočítá. U tohoto zařízení není však přesná sfáricita přísavné plochy nezbytná. Stačí znát jen objem úseče nad hranou přísavná plochy 2> který lze snadno změřit. K tomuto cíli se použije přesný sférický skleněný kalibr o známém rádiu menším, než je přibližný rádius přísavné plochy 2· Do kalibru se naleje kapka rtuti, která se uzavře lehkým přitlačením tělesa, přebytečná vytlačená rtul ee oddělí odklepnutím a uzavřená rtul zváží.

Takto zjištěný objem uzavřeného menisku rtuti se odečte od objemu kulové úseče o základně 12 mm a rádiu kalibru, čímž se najde hledaný objem úseče přísavné plochy, který je třeba připočítávat k naměřenému objemu odsátému zespod čočky.

Podobně jako lze měřit objem úseče kavity čoček, lze s malou modifikací měřícího zařízení měřit též objem úseče vnější vypuklé plochy čočky, nechá-li se její vnější plocha volně spočinout bud svým okrajem na silněji vyduté kulové přísavné ploše (měří-li se celý vnější objem čočky), nebo se čočka nechá spočinout na kruhové hraně dutiny známého objemu (měří-li se objem vymezený vnější plochou čočky nad základnou zvoleného průměru).

Stupnice při měřicí kapiláře je s výhodou posuvná, takže se dá před odsátím kapaliny posunout svým výchozím bodem ke konci kapalinového sloupce. Je-li stupnice dělena lineárně “i tak, aby udávala objem kapiláry (např. v mikrolitrech), je výchozí bod stupnice postaven na objemu úseče přísavné plochy (u rovinné přísavné plochy na nule). Stupnice však může vyjadřovat přímo jakoukoliv funkci změřeného objemu úsečí. Objem asférioké úseče se může např, srov nóvat s objemem stejně široké asférické úseče.

Tak lze najít a na stupnici přímo vyznačit rádius kulové úseče stejného objemu, který představuje velmi názornou a pro aplikaci významnou konstatntu čočky, charakterizující její průměrnou vypuklost. U čoček se sférickou vnitřní plochou, jako jsou většinou soustružené čočky, je tento rádius současně středovým rádiem čočky. Zcela obdobně lze k měřené čočce najít a stupnicí přímo vyjádřit rádius jakkoliv definované srovnávací nesférické úseče (parabolické, eliptické apod.). Lze též zvolit a geometricky definovat jakýsi standardní tvar normálního oka a na stupnici vyjádřit přímo středový rádius tohoto standardního oka, které podle objemu úsečí odpovídá měřené čočce.

Při měření se postupuje takto:

Měřicí kapilární trubice £ i nádoba _1_ se zaplní imerzní kapalinou 2.,tj. kapalinou, ve které byla čočka určená k měření přechovávána a je s ní v rovnováze. Čočka 7, obrácená konkávní stranou směrem dolů se položí na přísavnou plochu upravenou na dně £ nádoby £. Přitom je nutno dbát, aby pod čočkou £ nebyla vzduchová bublina a aby se čočka k přísavné ploše nepřitlačila, nýbrž jen volně spočinula. Ústrojím pro změnu tlaku, připojeným k volnému konci kapilární trubice £, se vytlačí sloupec kapaliny do blízkosti počátku stupnice a po ustálení polohy sloupce se posune stupnice přesně ke konci sloupce. Změnou tlaku se přisaje čočka k přísavné ploše dna, načež se odečte příslušná hodnota na stupnici podle konečné polohy kapalinového sloupce v kapilární trubici.

Claims (8)

1. Způsob charakterizace tvaru ploch měkkých kontaktních čoček měřením v kapalinové, s výhodou vodné imerzi, vyznačený tím, že kontaktní čočka se nechá spočinout na rovinné nebo zakřivené přísavné ploše, načež se z prostoru uzavřeného mezi kontaktní čočkou a rovinnou nebo zakřivenou přísavnou plochou odčerpá imerzní kapalina a odměří její objem.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se kontaktní čočka nechá na rovinné nebo zakři véné přísavné ploše spočinout svým okrajem.

3· Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se kontaktní čočka nechá spočinout svou vnitřní plochou na kruhové hraně rovinné nebo zakřivené přísavné plochy.

4. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se kontaktní čočka nechá spočinout svou vnější plochou na kruhové hraně konkávní rotačně symetrické přísavné plochy.

5. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, tvořené nádobou pro imerzní kapalinu, vyznačené tím, že na dně (3) nádoby (2) je rovinná nebo konvexní, příp. konkávní kulová přísavná plocha, která je opatřena otvorem (4) spojeným s kapilární trubicí (5) opatřenou stupnicí.

6. Zařízení podle bodu 5, vyznačené tím, že volný konec kapilární trubice (5) je připojen k ústrojí pro změnu tlaku.

7. Zařízení podle bodů 5 a 6, vyznačené tím, že na dně (3) nádoby (1) je upraven výstupek (8), jehož horní rovinná nebo rotačně symetrická přísavná plocha (9) je omezena ostrou kruhovou hranou (10), přičemž horní přísavnou plochou (9) prochází otvor (4) ke kapilární trubici (5).

8. Zařízení podle bodů 5 a 7, vyznačené tím, že v nádobě (1) je uložena centrovací vložka (11) opatřená ve svém dně (12) otvorem (13), kterj odpovídá kruhové hraně (10) výstupku (8) a dále vnitřní kuželovou plochou (14), na kterou navazuje dno (12), jehož průměr je maximálně o 2 mm větší,než je průměr základny měřených kontaktních čoček, přičemž vnitřní kuželová plocha (14) je s výhodou opatřena otvory (15) nebo zářezy.