DD251703A1

DD251703A1 - tonometer

Info

Publication number: DD251703A1
Application number: DD29324386A
Authority: DD
Inventors: Manfred Rothhardt; Manfred Ludwig
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1987-11-25

Abstract

Applanationstonometer zur Augeninnendruckmessung. Ein sowohl am sitzenden als auch am liegenden Patienten anwendbares Tonometer, das subjektive Fehler bei der Beurteilung optisch-mechanischer Einstellvorgaenge ausschaltet, wird realisiert, indem ein mit einem Grundgeraet verbundener Messkopf vorgesehen ist, im Messkopf ein mit einer Deckschicht niedriger Brechzahl versehener optischer Schichtwellenleiter vorgesehen ist, der auf das Auge aufgesetzt ist, mindestens eine Lichtquelle zur Einleitung von Licht in den Schichtwellenleiter, mindestens ein lichtempfindliches Element zur Messung der Lichttransmission vorgesehen ist, Mittel zur Erzeugung einer einstellbaren Andruckkraft des Schichtwellenleiters auf das Auge vorgesehen sind, wobei die Andruckkraft im wesentlichen senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung verlaeuft. Fig. 1Applanation tonometer for intraocular pressure measurement. A tonometer applicable to both the sitting and the recumbent patient, which eliminates subjective errors in the evaluation of optical-mechanical Einstellvorgaenge is realized by a connected to a basic device measuring head is provided in the measuring head provided with a cover layer low refractive optical layer waveguide is provided is provided on the eye, at least one light source for introducing light into the slab waveguide, at least one photosensitive element is provided for measuring the light transmission, means for generating an adjustable pressing force of the slab waveguide are provided on the eye, wherein the pressing force substantially perpendicular to the direction of light propagation. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Applanationstonometer zur Anwendung bei der Augeninnendruckmessung in der Augenheilkunde.The invention relates to an applanation tonometer for use in intraocular pressure measurement in ophthalmology.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannte Tonometer (Applanationstonometer, Impressionstonometer und berührungsfreie Tonometer erfüllen nicht oder nur in begrenztem Umfang die vor allem bei der Früherkennung- und Überwachung des Glaukoms (grüner Star) bestehende Forderung nach einem einfach handhabbaren und transportablen Tonometer, das sowohl beim sitzenden als auch beim liegenden Patienten Anwendung finden kann sowie eine objektive und genaue Messung ermöglicht.Known tonometer (applanation tonometer, impression tonometer and non-contact tonometer meet or only to a limited extent the existing especially in the early detection and monitoring of glaucoma (glaucoma) demand for an easily manageable and portable tonometer, both in the sedentary and the patient lying Application and allows an objective and accurate measurement.

Es ist bereits bekannt (DE 3421701), einen aus einem Bündel von Lichtleitfasern, deren ebene Endflächen angeschliffen sind, bestehenden Probekörper auf das Auge aufzusetzen. Die Fasern dienen zur Lichttransmission auf das Auge bzw. zur Führung reflektierten Lichts auf Fotodetektoren.It is already known (DE 3421701) to set up a sample of a bundle of optical fibers, whose flat end surfaces are ground, existing test specimen on the eye. The fibers serve to transmit light to the eye or to guide reflected light to photodetectors.

Wie auch bei ähnlichen Lösungen, die eine Matrixanordnung von Fotoempfängern als Probekörper verwenden, ist hier die Auflösung und damit die Meßgenauigkeit von der Anzahl der verwendeten Fotoempfängerund Lichtleitfasern abhängig. Bei DE 3421701 ist es nur mit Konstruktionsänderungen möglich, die vorgeschlagene Lösung auch den liegenden Patienten anzuwenden.As with similar solutions using a matrix array of photoreceptors as specimens, the resolution and thus the accuracy of measurement depends on the number of photoreceivers and optical fibers used. In DE 3421701, it is only possible with design changes to apply the proposed solution to the patient lying down.

Bei Applanationstonometern nach Goldmann ist eine subjektive Einstellung vonnöten, die nur durch den qualifizierten Augenarzt vorgenommen werden kann. Eine optoelektronische, d. h. automatische Meßwerterfassung- und Anzeige ist nicht möglich. Durch verdrängte Tränenflüssigkeit können Verfälschungen auftreten. Berührungsfreie Tonometer, bei denen die Messung über die von einem Luftstrahl erzielte Deformation erfolgt, erreichen lediglich eine geringe Genauigkeit, da reproduzierbare Bedingungen (Abstand und Stärke des Luftstrahls) nur schwer erreichbar sind.For applanation toners according to Goldmann, a subjective attitude is necessary, which can only be done by the qualified ophthalmologist. An optoelectronic, d. H. automatic measured value acquisition and display is not possible. Displaced tears may cause adulteration. Non-contact tonometer, where the measurement is carried out on the deformation achieved by an air jet, achieve only a low accuracy, since reproducible conditions (distance and strength of the air jet) are difficult to achieve.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein kompaktes, tragbares und einfach handhabbares Tonometer, das bei geringem Applanationsvolumer eine hohe Meßgenauigkeit aufweist.The aim of the invention is a compact, portable and easy to handle tonometer, which has a high accuracy with low applanation volume.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist ein Apptanationstonometer unter Ausschaltung subjektiver Fehler bei der Beurteilung optischmechanischer Einstellvorgänge, das am sitzenden und liegenden Patienten ohne Umbau anwendbar ist, eine direkte digitale Meßwertanzeige ermöglicht und dessen Meßkopf ledigiich ein kleines Handgerät darstellt, der ggf. mit einem Grundgerät elektrisch oder optisch verbunden ist.The object of the invention is an apptanation tonometer with elimination of subjective errors in the assessment of optical mechanical adjustment operations, which is applicable to sitting and lying patients without conversion, a direct digital readout allows and whose measuring head shows only a small handheld device, possibly with a base unit electrically or optically connected is.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in der Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the features of the first claim. Preferred developments are described in the subclaims.

embodiment

Die Erfindung wird nachstehend anhand sehematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1: Einen Querschnitt durch die Applanationsfläche und ihre UmgebungFig. 1: A cross section through the applanation surface and its surroundings

Fig. 2: Eine Darstellung der Brechzahl der einzelnen Schichten in Abhängigkeit von der Schichtdicke2 shows a representation of the refractive index of the individual layers as a function of the layer thickness

Fig.3: Eine Gesamtdarstellung eines erfindungsgemäßen Applanationstonometers3 shows an overall view of an applanation tonometer according to the invention

Fig.4: Eine Variante des Strahlenverlaufes auf einen erfindungsgemäßen Probekörper4 shows a variant of the beam path on a test specimen according to the invention

Fig. 5: Eine weitere Variante des StrahlenverlaufesFig. 5: Another variant of the beam path

In Fig. 1 wird eine wellenleitende Schicht 2 auf ein Substrat 1,z. B. aus Glas, aufgebracht und mit einer niedrigbrechenden Deckschicht 3 versehen. Diese Deckschicht 3 wird auf die Cornea 4 aufgesetzt, wobei die Tränenflüssigkeit 5 als Immersion wirkt.In Fig. 1, a waveguide layer 2 on a substrate 1, z. As glass, applied and provided with a low-refractive layer 3. This cover layer 3 is placed on the cornea 4, the tear fluid 5 acts as immersion.

Die Brechzahl derweilenleitenden Schicht 2 ist so gewählt, daß sie etwa der der Cornea 4 entspricht, so daß sowohl in der wellenleitenden Schicht 2 als auch in der Cornea 4 geführte optische Wellen auftreten. Dabei weist die Deckschicht die Brechzahl der Tränenflüssigkeit auf, so daß eine Überkopplung von Licht nur zwischen den Schichten 2 und 4 erfolgt. Es entsteht ein System zweier gekoppelter optischer Wellenleiter, so daß entsprechend der Größe der applanierten Fläche 6 mehr oder weniger Lichtintensität in die Cornea 4 übergekoppelt wird.The refractive index of the photoconductive layer 2 is selected to be approximately that of the cornea 4, so that 4 guided optical waves occur in both the waveguiding layer 2 and in the cornea. In this case, the cover layer has the refractive index of the tear fluid, so that a coupling of light takes place only between the layers 2 and 4. This results in a system of two coupled optical waveguides, so that more or less light intensity is coupled into the cornea 4 in accordance with the size of the applanated surface 6.

Die Dämpfung der geführten Lichtintensität in der wellenleitenden Schicht 2isteinMaßfürdieGrößederapplanierten Fläche 6.The attenuation of the guided light intensity in the waveguiding layer 2 is a measure of the size of the planarized surface 6.

Brechzahl und Dicke der Deckschicht lassen sich dabei so einstellen, daß im Bereich der zu messenden applanierten Flächen eine möglichst große Intensitätsänderung auftritt. Ein Beispiel ist in Fig. 2 dargestellt.The refractive index and thickness of the cover layer can be adjusted so that the greatest possible change in intensity occurs in the area of the applanated surfaces to be measured. An example is shown in FIG.

Für die Schichten 1, 2,3,4 und das Kammerwasser 7 ist die Brechzahl in Abhängigkeit von der Schichtdicke dargestellt. Dabei beträgt die Brechzahldifferenz zwischen den Schichten 2,4 und der Schicht 3 etwa 5 · 10~³. Die Dicke der Deckschicht liegt in derFor the layers 1, 2, 3, 4 and the aqueous humor 7, the refractive index is shown as a function of the layer thickness. The refractive index difference between the layers 2, 4 and the layer 3 is about 5 × 10 ^-3 . The thickness of the cover layer is in the

Größenordnung 1 μηί, um ein Überkoppeln zu ermöglichen.Order of magnitude 1 μηί to allow overcoupling.

In Fig. 3 ist das Applanationstonometer, bestehend aus Meßkopf 8, Grundgerät 9 und Verbindungskabel 10, schematisch dargestellt. Der Meßkopf 8 enthält den optischen Probekörper 11, bestehend aus den Schichten 1, 2,3 gemäß Fig. 1, die zugehörige Lichtquelle 12 und das zugehörige lichtempfindliche Element 13. Damit wird erfindungsgemäß die Bestimmung der applanierten Fläche realisiert. Die Andruckkraft wird über ein Zwischenelement 15 auf einen Kraftsensor 14 übertragen, der am Griffstück 16 befestigt ist und z.B. als faseroptischer „Mikrobiegungsensor" ausgeführt ist. Damit ist die komplette Verlagerung der Elektronik in das Grundgerät 9 und ein optisches Verbindungskabel 10, bestehend aus Lichtleitern 17 zur Versorgung des Kraftsensors 14 und Lichtleitfasern 18 zur Versorgung des optischen Probekörpers 11, realisierbar. Damit ist auch die galvanische Trennung des Meßkopfes 8 vom Grundgerät 9 gegeben. Für den Kraftsensor 14 sind ebenfalls elektrisch angesteuerte Varianten, wie piezoelektrische Folien oder Piezokeramik denkbar. Im Verbindungskabel 10 ist dann eine entsprechende elektrische Verbindung vorgesehen.In Fig. 3, the applanation tonometer, consisting of measuring head 8, base unit 9 and connecting cable 10, shown schematically. The measuring head 8 contains the optical specimen 11, consisting of the layers 1, 2,3 shown in FIG. 1, the associated light source 12 and the associated photosensitive element 13. Thus, the determination of the applanierten surface is realized according to the invention. The pressing force is transmitted via an intermediate element 15 to a force sensor 14, which is attached to the handle 16 and, for. Thus, the complete displacement of the electronics into the base unit 9 and an optical connection cable 10, consisting of optical fibers 17 for supplying the force sensor 14 and optical fibers 18 for supplying the optical specimen 11, can be realized galvanic separation of the measuring head 8 from the base unit 9. Electrically controlled variants, such as piezoelectric foils or piezoceramics, are also conceivable for the force sensor 14. A corresponding electrical connection is then provided in the connecting cable 10.

Der optische Probenkörper 11 wird in einer Fassung 19 gehaltert, die als Hülse über das Griffstück 16 gleitet.The optical specimen 11 is supported in a socket 19, which slides over the handle 16 as a sleeve.

Somit besteht der dem Auge zugewandte Teil des Meßkopfes 8 nur aus dem optischen Probekörper 11 und Fassung 19, die jeweils als glatte Flächen gut zu reinigen und zu desinfizieren sind. Das Grundgerät 9 enthält neben einer Stromversorgung 10 die optische Ansteuerung, bzw. bei Verlagerung der Elemente 12 und 13, Lichtquellen und Photodetektoren sowie eine elektronische Meßwerterfassung, -auswertung und -speicherung 21 und eine digitale Meßwertanzeige 22, die auch entsprechende Zusatzinformationen wie Überschreitung von Grenzwerten u.a. realisiert.Thus, the part of the measuring head 8 facing the eye consists only of the optical specimen 11 and socket 19, which are each easy to clean and disinfect as smooth surfaces. The base unit 9 contains in addition to a power supply 10, the optical control, or with displacement of the elements 12 and 13, light sources and photodetectors and electronic Meßwerterfassung, -auswertung and storage 21 and a digital readout 22, the corresponding additional information such as exceeding of limits among others realized.

Die zur Schicht 2 des Meßkopfes 8 parallele Einstrahlung des Lichtes wird hier über seitlich angebrachte Reflektoren 32 realisiert.The parallel to the layer 2 of the measuring head 8 irradiation of the light is realized here via laterally mounted reflectors 32.

In Fig.4 wird das Prinzip der Flächenbestimmung mit mehreren Lichtquellen geringer Divergenz dargestellt, deren Bündel sich im Zentrum des optischen Probekörpers kreuzen. Jede etwa zentrisch gelegene Applanationsfläche kann auf diese Weise in ihrer Größe bestimmt werden. Von je einer Lichtquelle geringer Divergenz werden die Lichtbündel 23, 24 und 25 in den Schichtwellenleiter eingekoppelt. Entsprechend der Länge der Achsen der applanierten Fläche, die in einem bestimmten Winkel zueinander liegen, erfolgt die Dämpfung der Lichtbündel. Die austretenden Lichtbündel werden jeweils einem oder mehreren Photoempfängern 26,27,28 zugeleitet, die die Intensitätsänderungen nachweisen. Wenn mit mehreren Photoempfängern eine laterale Auflösung der einzelnen Lichtbündel erfolgt, kann daraus die Information gewonnen werden, ob die elliptische applanierte Fläche 29 zentrisch auf der Oberfläche des optischen Probekörpers liegt. Damit wird die Meßgenauigkeit gegenüber Probekörpern mit akustischen Oberflächenwellen wesentlich erhöht.FIG. 4 shows the principle of surface determination with a plurality of light sources of low divergence whose bundles intersect at the center of the optical specimen. Each about centrally located applanation surface can be determined in this way in size. Each of a light source of low divergence, the light beams 23, 24 and 25 are coupled into the slab waveguide. According to the length of the axes of the applanierten surface, which are at a certain angle to each other, the attenuation of the light beam occurs. The emerging light beams are each fed to one or more photoreceivers 26,27,28, which detect the intensity changes. If a lateral resolution of the individual light bundles takes place with a plurality of photoreceivers, the information can be obtained therefrom as to whether the elliptical applanated surface 29 is centered on the surface of the optical specimen. Thus, the measurement accuracy is significantly increased compared to specimens with surface acoustic waves.

In Fig. 5 ist das Prinzip der Flächenbestimmung mit zwei Lichtquellen 30 starker Divergenz und einem Array von Photodioden 31 dargestellt. Da eine relativ große Zahl von Schnitten durch die elliptische applanierte Fläche 29 betrachtet werden kann, ist prinzipiell die Bestimmung der applanierten Fläche 29 bei zentrischer Lage mit einer Lichtquelle 30 möglich.FIG. 5 shows the principle of area determination with two light sources 30 of strong divergence and an array of photodiodes 31. Since a relatively large number of sections through the elliptical applanierte surface 29 can be considered, in principle, the determination of the applanierten surface 29 in centric position with a light source 30 is possible.

Wenn zwei Lichtquellen 30 verwendet werden, die z. B. zeitlich gestaffelt betrieben werden können, kann die Fläche einer elliptischen applanierten Fläche 29 in beliebiger Lage bestimmt werden. Der Rechenaufwand bei der Auswertung ist etwas größer. Die äußersten Photodioden 31 können zur Bestimmung einer Referenzintensität verwendet werden, mit der Fehler durch Intensitätsschwankungen der Lichtquelle und Oberflächenveränderungen des Probekörpers kompensiert werden können.If two light sources 30 are used, the z. B. can be operated staggered in time, the surface of an elliptical applanierten surface 29 can be determined in any position. The computational effort in the evaluation is slightly larger. The outermost photodiodes 31 can be used for determining a reference intensity with which errors can be compensated by intensity fluctuations of the light source and surface changes of the test specimen.

Claims

-1- 251 70: Claims:

1. applanation tonometer, characterized in that a connected to a basic unit measuring head is provided in the measuring head is provided with a cover layer of low refractive optical layer waveguide, which is placed on the eye, at least one light source for introducing light into the SchichtweMenleiter, at least a light-sensitive element is provided for measuring the light transmission, means for generating an adjustable pressing force of the layer waveguide are provided on the eye, wherein the pressing force is substantially perpendicular to the light propagation direction.

2. applanation tonometer according to claim 1, characterized in that a force sensor is provided for measuring the pressing force in the measuring head.

3. applanation tonometer according to any one of claims 1-2, characterized in that Grundgerä and measuring head are connected via electrical and / or optical cables.

4. applanation tonometer according to any one of claims 1-2, characterized in that the basic gera and measuring head are integrated in a housing.