DE102014105979B4

DE102014105979B4 - Vorrichtung zur transpalpebralen Messung des Augeninnendrucks

Info

Publication number: DE102014105979B4
Application number: DE102014105979.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Clemens
Original assignee: Ernst Moritz Arndt Universitaet Greifswald
Current assignee: Universitaet Greifswald
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2016-03-10
Anticipated expiration: 2034-04-30
Also published as: WO2015165728A1; DE102014105979A1

Abstract

Vorrichtung zur transpalpebralen Messung des Augeninnendrucks dadurch gekennzeichnet, dass zwei Andruckeinheiten (1, 2; 30, 31) miteinander in Verbindung stehen, wobei die erste Andruckeinheit (1; 30) in Verlängerung ihrer horizontalen Achse proximal einem Auge zugewandt eine Membranhalterung (4, 33a) mit einer Andruckmembran (6) aufweist und die zweite Andruckeinheit (2; 31) in Verlängerung ihrer horizontalen Achse proximal eine Halterung (8; 33b) mit einer Membran (10; 35b) aufweist, wobei die Andruckmembran (6) und die Membran (10; 35b) horizontal hintereinander angeordnet sind in der Art, dass die Andruckmembran (6) direkten Kontakt zu einem geschlossen Augenlid des zu untersuchenden Auges hat und die Membran (10; 35b) die Andruckmembran (6) kontaktiert, und dass Mittel zum getrennten Vortrieb beider Andruckeinheiten (1, 2; 30, 31) und Mittel zur Einstellung und Ablesung einer Andruckkraft an der zweiten Andruckeinheit (2; 31) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung wird in der Augenheilkunde angewendet und befasst sich mit einer Vorrichtung zur transpalpebralen Messung des Augeninnendrucks. Sie ermöglicht die Umsetzung der subjektiven Augeninnendruckschätzung durch den palpierenden Finger in eine objektive Messmethode.
Das Glaukom ist weltweit die zweithäufigste Ursache für vermeidbare Erblindungen. Für diese Erkrankung kennzeichnend ist die Neuropathie des Nervus Opticus, deren Ausmaß ophthalmoskopisch anhand von Papillenrandblutungen, Verringerung des neuroretinalen Randsaums oder einer pathologischen Papillenexkavation abgeschätzt werden kann. Der bekannteste Risikofaktor ist ein erhöhter Augeninnendruck. Weitere vaskuläre Faktoren für ein erhöhtes Risiko sind ein arterieller Hypotonus, kardiovaskuläre Erkrankungen, vasospastische Erkrankungen und Arteriosklerose, daneben Diabetes mellitus, Blutgerinnungsstörung, Hyperlipidämie, Rauchen, genetische Dispositionen, Myopie und ein höheres Lebensalter. Charakteristische Gesichtsfeldausfälle, bis hin zur Erblindung und Strukturveränderungen der Papille sind die Folge des progressiven, irreversiblen Verlustes von retinalen Ganglienzellen. Daher besitzt die tonometrische Bestimmung des intraokulären Drucks einen sehr hohen Stellenwert.
Ausgehend von der Palpation der Bulbushärte entwickelten sich indentationstonometrische, applanationstonometrische, transpalpebrale und konturtonometrische Messverfahren. 1954 wurde von Goldmann ein Applanationstonomter entwickelt, welches heute noch als Standardmethode zu sehen ist. Hierbei wird ein stumpf-kegelförmiges Tonometerköpfchen auf die lokalanästhesierte und mit Fluoreszein benetzte Cornea des vor der Spaltlampe sitzenden Patienten gesetzt. Über ein im Tonometerköpfchen befindliches Doppelprisma kann anhand der Lage zweier Halbkreise der Andruck auf der Cornea ausgemessen werden, der zu deren Applanation mit einem Durchmesser von 3,06mm führt. Ist diese Applanation erreicht, wird der Augeninnendruck in mmHg an einer Stellschraube abgelesen.
Eine weitere Möglichkeit zur Messung des Augeninnendrucks erfolgt durch eine statische Deformation eines Auges mittels eines ringförmigen Stützteils und einer dynamischen Deformation einer Augenkornea (Hornhaut) über das Augenlid mittels eines Gewichtes in Form einer Kugel oder eines Balles. Der Ball fällt frei aus einer gewissen Höhe mit einem bestimmten Gewicht, wobei der Druckwert durch den ersten Rückstoß des Balles ermittelt wird. Beispielhaft hierfür soll das deutsche Patent DE 19882965 B4 angegeben werden, welches eine Vorrichtung zur Messung des Augeninnendrucks offenbart. Innerhalb eines Gehäuses ist eine Hülse gelagert, die sich innerhalb bestimmter Grenzen hin und her bewegt und Führungen und ein Stützteil zur Bildung einer konstanten Grundbelastung aufweist. Ein Deformationsteil für den durch das Augenlid bedeckten Augapfel in der Form eines freifallenden Körpers ist innerhalb der Hülse gelagert. Durch den Einfluss seines Eigengewichtes fällt der Körper in den Führungen frei und bildet eine Stoßbelastung. Die statische Deformation des Augenlids erfolgt durch eine Stützbelastung in seinem Knorpelbereich durch zwei Vorsprünge des Stützteils, die in gleichen Abständen von 7 bis 10 mm von der Achse der Verschiebung des frei fallenden Deformationsteils liegen, wobei eine Verringerung der Schock-Absorption unter dem Augenlid erfolgt. Die Messung des Augeninnendrucks kann sowohl im Bereich der Kornea oder Hornhaut als auch im Sklera-Bereich des Auges erfolgen.
Aus der EP 0584929 A1 ist ein Tonometer bekannt. Ein stabförmiges Element läuft in einem rohrförmigen Zylinder, der auf das Augenlid aufgesetzt wird, um dieses zu fixieren. Das stabförmige Element wird mittels einer Feder gegen das Augenlid gedrückt. Der von dem Auge ausgeübte Gegendruck wird als Belastung der Feder abgegriffen und als Augeninnendruck gemessen. Das Gewicht des Fixationsrohrs geht in die Messung mit ein. Somit kann es zu einer Verfälschung der Messergebnisse kommen.
Weitere Vorrichtungen zur transpalpebralen Messung des Augeninnendrucks sind US 2008/0154114 A1 und US 4729378 A offenbart, welche eine Andruckmembran aufweisen. In US 4729378 A wird durch die Deformation der Andruckmembran eine dahinterliegende, dem Auge abgewandte in einer festen Kammer befindliche Flüssigkeit komprimiert. An einem Auslassventil wird der Druck über die aufsteigende Flüssigkeit gemessen. In US 2008/0154114 A1 wird die Andruckmembran auf das Augenlid mit einer pneumatischen Kraft gedrückt. Zusätzlich wird die Membran beleuchtet. Die Deformation der beleuchteten Membran beeinflusst das von der Membran zurückgeworfene und durch einen Sensor detektierte Lichtsignal. Durch eine angepasste Auswerteeinheit kann somit auf den Augeninnendruck geschlossen werden.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur objektiven transpalpebralen Messung des Augeninnendrucks zu entwickeln, welche die subjektive Augeninnendruckschätzung durch den palpierenden Finger ersetzt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um ein Tonometer, das transpalpebral den Augeninnendruck misst. Zur Messung des Augeninnendrucks werden, anstelle der Fingerbeere und ihren Tastrezeptoren, zwei einen Druck auf das Auge aufbauende Membranen verwendet. Dazu stehen zwei Andruckeinheiten miteinander in Verbindung, wobei die erste Andruckeinheit in Verlängerung ihrer horizontalen Achse proximal einem Auge zugewandt eine Membranhalterung mit einer Andruckmembran aufweist. Die zweite Andruckeinheit weist in Verlängerung ihrer horizontalen Achse proximal eine Halterung mit einer Membran auf. Die Andruckmembran und die Membran sind horizontal hintereinander angeordnet in der Art, dass die Andruckmembran direkten Kontakt zu einem geschlossen Augenlid des zu untersuchenden Auges hat und die Membran die Andruckmembran kontaktiert. Weiterhin sind Mittel zum getrennten Vortrieb beider Andruckeinheiten und Mittel zur Einstellung und Ablesung einer Andruckkraft an der zweiten Andruckeinheit angeordnet.
Die Andruckeinheiten bestehen aus jeweils einem Scherengitter und sind in ihrem jeweiligen Mittel- und Schwerpunkt über eine Querachse frei beweglich und reibungsarm verbunden.
Die Andruckeinheiten eines ersten Ausführungsbeispiels bestehen aus jeweils zwei längeren und vier kürzeren Schenkeln, welche zusammen die zwei Scherengitter bilden.
Die Andruckeinheiten eines zweiten Ausführungsbeispiels bestehen aus jeweils zwei sich kreuzenden Schenkeln und aus vier an den Endpunkten der sich kreuzenden Schenkel mittig drehbar gelagerten Außenschenkel, wobei jeweils zwei Außenschenkel ihrerseits an ihren Endpunkten miteinander drehbar verbunden sind.
Die Membranhalterung ist proximal mit einem kreisrunden, vertikal zur Membranhalterung angeordneten Führungsring verbunden, in welchem dem Auge zugewandt und mit dem Führungsring bündig abschließend die Andruckmembran eingefügt und befestigt ist. Die Andruckmembran ist elastisch und besteht aus weichem Kunststoffpolymer.
Die Halterung ist stabförmig und proximal mit einer kreisrunden, vertikal zur Halterung angeordneten Aufnahme verbunden, in welcher die Membran eingefügt und befestigt ist. Die Membran hat die Form einer Halbkugel, wobei ihre gekrümmte Seite während der transpalpebralen Messung auf der Andruckmembran aufliegt. Die Membran besteht aus einem bioverträglichen, elastischen Material, beispielsweise Silikon.
Der Führungsring hat einen Innen-Durchmesser, welcher es gestattet, die Aufnahme mit der Membran vollständig zentriert aufzunehmen.
An der oberen Seite der ersten Andruckeinheit ist an einer Verbindungsstelle zwischen den zwei Schenkeln eine Zugfeder mit ihrem einen Ende befestigt und mit ihrem entgegengesetzten Ende in einem Anstand von bis zu einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels vom Mittel- und Schwerpunkt aus gesehen, befestigt, so dass auf das Scherengitter eine Kraft ausgeübt wird.
Die Mittel zum Vortrieb und zur Einstellung der Andruckkraft an der zweiten Andruckeinheit bestehen aus zwei Zugfedern wobei eine Zugfeder proximal und eine Zugfeder distal in dem Scherengitter zueinander gespiegelt und gekippt angeordnet sind. Die erste Zugfeder ist mit ihrem einen Ende an einer Verbindungsstelle zwischen zwei Schenkeln an der unteren Seite der Andruckeinheit befestigt und mit ihrem entgegengesetzten Ende mit einem Zahnrad, welches sich auf dem einen längeren Schenkel auf dem proximalen Ende des Scherengitters befindet, in einem Anstand von bis zu einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels vom Mittel- und Schwerpunkt aus gesehen, verbunden, und die zweite Zugfeder ist mit ihrem einen Ende an der Verbindungsstelle zwischen zwei Schenkeln an der oberen Seite der Andruckeinheit befestigt und mit ihrem entgegengesetzten Ende ebenfalls mit einem Zahnrad, welches sich auf dem längeren Schenkel auf dem distalen Ende des Scherengitters befindet, in einem Anstand von bis zu einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels vom Mittel- und Schwerpunkt aus gesehen, verbunden. Zwischen den Zahnrädern ist ein Schneckenrad angeordnet, welches mit einem Stellrad verbunden ist.
Die Einstellung der Andruckkraft an der zweiten Andruckeinheit des zweiten Ausführungsbeispiels erfolgt mittels zweier Zugfedern, welche mit ihrem einen Ende in vertikaler Richtung an den miteinander verbundenen Schenkelenden der Schenkel angeordnet und mit ihrem zweiten Ende mit einem Zahnrad verbunden sind, welches mit zwei Schneckenrädern in Wirkverbindung steht.
Ein Haltestab ist fest mit der Querachse verbunden. Die Andruckeinheiten weisen an ihrem distalen Ende Gegengewichte auf.
In einer Ausführungsform weisen die Andruckeinheiten proximal zwei Kopfstützen jeweils zum Anlegen an Stirn und Jochbein auf. Ebenso können die Andruckeinheiten proximal mit einem Spiegelsystem und einer Lichtquelle ausgerüstet sein.
Vorteil der Erfindung ist es, dass eine Anwendung als Routinemessinstrument in der Praxis oder Häuslichkeit möglich ist. Die Vorrichtung bietet die Möglichkeit der Augeninnendruckmessungen in jeglicher Körperlage. So kann sie bei immobilisierten, liegenden Patienten genauso, wie bei Kindern angewandt werden. Da es nicht zum direkten Kontakt der Cornea kommt, sind eine Infektionsgefahr mit pathogenen Keimen und direkte Verletzungen der Cornea ausgeschlossen. Durch die Unabhängigkeit von der Hornhautanästhesie werden anaphylaktische oder trophische Reaktionen vermieden.
Ein weiterer Vorteil ist die Anwendung bei Patienten mit Hornhautpathologien, bei chronischer Konjunktivitis, Keratitis, oder nach Hornhautoperationen. Das Goldmann-Tonometer kann bei diesen Patienten nicht angewandt werden.
Durch die Integration eines Spiegelsystems besteht für einen Patienten die Möglichkeit der Selbsttonometrie.
Ausführung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierzu zeigen
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung mit einer ersten und einer zweiten Andruckeinheit,
2 die erste Andruckeinheit 1,
3 die zweite Andruckeinheit 2,
4 eine schematische Darstellung der Lage der beiden Andruckeinheiten am Auge vor der Messung,
5 eine Aufwickeleinheit der zweiten Andruckeinheit 2 mit Zugfeder,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel,
7a eine schematische Darstellung des Bulbus und der unbelasteten Membran 10 und
7b das Verhalten der Membran 10 bei Einwirkung einer Andruckkraft FA.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur transpalpebralen Messung des Augeninnendrucks besteht im Wesentlichen aus zwei Andruckeinheiten, die miteinander in Verbindung stehen und parallel nebeneinander angeordnet sind. Die erste Andruckeinheit ist in Verlängerung ihrer horizontalen Achse proximal einem zu untersuchenden Auge zugewandt und weist eine Membranhalterung für eine Andruckmembran auf. Die zweite Andruckeinheit hat ebenfalls in Verlängerung ihrer horizontalen Achse proximal eine Halterung für eine Membran. Die Andruckmembran und die Membran sind horizontal hintereinander angeordnet. Die Andruckmembran hat einen direkten Kontakt zu dem geschlossen Augenlid des zu untersuchenden Auges. Die Membran dagegen liegt auf der Andruckmembran und kontaktiert diese. Außerdem sind Mittel zum getrennten Vortrieb der beiden Andruckeinheiten in Richtung Auge und Mittel zur Ablesung der aufgewendeten Kraft an der zweiten Andruckeinheit vorgesehen.
Für ein erstes Ausführungsbeispiel entsprechend 1 (hier eine perspektivische Darstellung) sind die beiden Andruckeinheiten 1 und 2 miteinander in ihrem jeweiligen Mittel- und Schwerpunkt (kurz Mitte) 101 bzw. 201 über eine Querachse 3 frei beweglich und reibungsarm verbunden. Die Andruckeinheit 1 besteht aus zwei längeren Schenkeln 102 und 103 und vier kürzeren Schenkeln 104, 105, 106 und 107, welche als Scherengitter 100 miteinander verbunden sind, wobei die beiden längeren Schenkel 102 und 103 in ihrer Mitte auf dem Mittel- und Schwerpunkt 101 miteinander verbunden sind. Andruckeinheit 2 besteht ebenfalls aus zwei längeren Schenkeln 202 und 203 vier kürzeren Schenkeln 204, 205, 206 und 207, welche als Scherengitter 200 miteinander verbunden sind, wobei die beiden längeren Schenkel 202 und 203 in ihrer Mitte auf dem Mittel- und Schwerpunkt 201 miteinander verbunden sind. Durch die Mitte 101 der ersten Andruckeinheit 1 und die Mitte 201 der zweiten Andruckeinheit 2 ist die Querachse 3 drehbar gelagert.
2 zeigt die Andruckeinheit 1. An dem proximalen Ende 108 ist die Andruckeinheit 1 mit einer stabförmigen Membranhalterung 4 verbunden. Die Membranhalterung 4 ist in Verlängerung der horizontalen Achse des Scherengitters 100 angeordnet. Die Membranhalterung 4 trägt einen kreisrunden Führungsring 5, in welchem dem Auge zugewandt und mit dem Führungsring 5 bündig abschließend eine Andruckmembran 6 proximal eingefügt und befestigt ist. Der Führungsring 5 ist vertikal zur Membranhalterung 4 angeordnet. Die Andruckmembran 6 ist eine elastische Membran definierter Charakteristika und besteht aus weichem Kunststoffpolymer.
An der Verbindungsstelle 109 zwischen den Schenkeln 102 und 104 an der oberen Seite der Andruckeinheit 1 ist eine Zugfeder 7 mit ihrem oberen Ende 7a befestigt. An ihrem entgegengesetzten Ende 7b ist die Zugfeder 7 mit dem Schenkel 103 in der Art verbunden, dass auf das Scherengitter 100 eine Kraft ausgeübt wird. Das Ende 7b der Zugfeder 7 ist daher auf dem Schenkel 103 in einem Anstand von ca. einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels 103 vom Mittel- und Schwerpunkt 101 aus gesehen, befestigt. Mit den bekannten Teilen:
Länge der Schenkel 102 und 103, Abstand des Endes 7b vom Mittelpunkt 101 und Winkel zwischen den beiden Schenkeln lässt sich die Federkraft der Feder 7 berechnen, wenn deren Federkonstante bekannt ist. Aus dieser Federkraft kann die Kraft für den Vorschub der Andruckeinheit 1 nach den üblichen Kräfteberechnungen mittels Kosinussatz berechnet werden.
In 3 ist die zweite Andruckeinheit 2 zu sehen, durch welche die eigentliche transpalpebralen Messung des Augeninnendrucks vorgenommen wird. Dazu ist die Andruckeinheit 2 identisch der Andruckeinheit 1 als Scherengitter ausgeführt. Beide Andruckeinheiten sind in ihrem Grundaufbau kongruent.
Die Andruckeinheit 2 ist an ihrem proximalen Ende 208 ebenfalls mit einer stabförmigen Halterung 8 verbunden, welche in Verlängerung der horizontalen Achse des Scherengitters 200 angeordnet ist. Die Halterung 8 trägt eine kreisrunde Aufnahme 9 in welcher eine Membran 10 proximal eingefügt und befestigt ist. Die Aufnahme 9 ist vertikal zur Halterung 8 angeordnet. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Lage der beiden Andruckeinheiten 1 und 2 am Auge 22 vor der Messung. Hier ist auch die Membran 10 mit der Aufnahme 9 genauer zu sehen. Die Membran 10 hat die Form einer Halbkugel (konvex) und besteht aus Silikon oder einem anderen bioverträglichen, elastischen Material. Die gekrümmte Seite der halbkugelförmigen Membran 10 liegt bei der transpalpebralen Messung auf der Andruckmembran 6 auf, ist also dem Auge 22 zugewandt.
Im Gegensatz zur Andruckeinheit 1 hat die Andruckeinheit 2 Mittel zur Einstellung der Andruckkraft und zum Ablesen der selbigen auf einer Skala. Dazu ist eine Zugfeder 12 mit ihrem unteren Ende 12a an der Verbindungsstelle 209 zwischen den Schenkeln 203 und 205 an der unteren Seite der Andruckeinheit 2 befestigt. An ihrem entgegengesetzten Ende 12b ist die Zugfeder 12 mit einem Zahnrad 14 verbunden, welches sich auf dem Schenkel 202 auf dem proximalen Ende des Scherengitters 200 der Andruckeinheit 2 in einem Anstand von ca. einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels 202 vom Mittel- und Schwerpunkt 201 aus gesehen, befindet.
Eine Zugfeder 13 ist mit ihrem oberen Ende 13a an der Verbindungsstelle 210 zwischen den Schenkeln 203 und 206 an der oberen Seite der Andruckeinheit 2 befestigt. An ihrem entgegengesetzten Ende 13b ist die Zugfeder 13 mit einem Zahnrad 15 verbunden, welches sich auf dem Schenkel 202 auf dem distalen Ende des Scherengitters 200 der Andruckeinheit 2 in einem Anstand von ca. einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels 202 vom Mittel- und Schwerpunkt 201 aus gesehen, befindet. Zwischen den Zahnrädern 14 und 15 ist ein Schneckenrad 18 auf dem Schenkel 203 angeordnet, welches mit einer Achse 19 fest verbunden ist, an deren distalen Ende sich ein Stellrad 20 befindet. Weiterhin ist auf dem Zahnrad 14 ein Zeiger 21 fest angeordnet. Die Skala ist auf der Querachse 3 angeordnet, kann aber auch an einer anderen Stelle befestigt sein. Durch diese Anordnung wird die Andruckeinheit 2 definiert in Richtung Auge bewegt.
Für eine Ausführungsform können die Zugfedern 12 und 13 mit einem reißfesten und nicht dehnbaren Faden 16 bzw. 17 verbunden sein, welcher zu einer Aufwickeleinheit 14a am Zahnrad 14 bzw. Aufwickeleinheit 15a am Zahnrad 15 führen (5).
Beide Andruckeinheiten 1 und 2 sind miteinander in ihrem jeweiligen Mittel- und Schwerpunkt 101 bzw. 201 über die Querachse 3 frei beweglich und reibungsarm verbunden. Sie sind nebeneinander so angeordnet, dass der Führungsring 5 mit der Andruckmembran 6 auf dem Augenlid des zu untersuchenden Auge aufliegt und die kreisrunde Aufnahme 9 mit der Membran 10 in den Führungsring 5 während der Untersuchung ohne Druck eingeführt und an der Andruckmembran 6 zentriert angelegt wird. Daher ist es notwendig, dass der Innen-Durchmesser des Führungsrings 5 etwas größer ist als der Außen-Durchmesser der Aufnahme 9. Die Höhe des Führungsrings 5 entspricht der Höhe der Aufnahme 9 zuzüglich der Höhe der Membran 10, so dass die distalen Außenkanten des Führungsrings 5 und der Aufnahme 9 bei Kontakt beider Membranen 6 und 10 zueinander plan abschließen.
Für die Handhabung der Vorrichtung ist ein Haltestab 23 fest mit der Querachse 3 verbunden. Außerdem kann ein Rahmen um die gesamte Vorrichtung in Höhe der Querachse 3 und parallel zu den Andruckeinheiten 1 und 2 zur Stabilisierung mit der Vorrichtung verbunden sein. Gegengewichte 24 und 25 auf den Andruckeinheiten 1 und 2 an ihrem distalen Ende gleichen das Gewicht der stabförmigen Halterungen 4 bzw. 8 mit den darauf angeordneten Aufnahmen 5 bzw. 9 und den Membranen 6 bzw. 10 aus.
Über zwei, hier nicht weiter gezeigte Kopfstützen, jeweils zum Anlegen an die Stirn und das Jochbein, kann der genaue Abstand der Vorrichtung justiert werden, wodurch auch ein zu starker Andruck der Vorrichtung auf das Auge 22 verhindert wird. Ebenso ist es möglich zur Kontrolle der Messung ein Spiegelsystem mit einer Lichtquelle, bspw. einer LED mit eigener Stromversorgung, direkt an der proximalen Seite der Andruckeinheiten 1 und 2 anzubringen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird in 6 gezeigt. Die Vorrichtung besteht ebenfalls aus zwei Andruckeinheiten 30 und 31, wobei hier der Einfachheit halber nur die Andruckeinheit 31 dargestellt wird. Beide Andruckeinheiten 30 und 31 sind als Scherengitter 32a und 32b aufgebaut und zueinander kongruent. Durch den jeweiligen Mittel- und Schwerpunkt (kurz Mitte) der ersten Andruckeinheit 30 und der zweiten Andruckeinheit 31 ist eine Querachse 3 drehbar gelagert, welche beide Andruckeinheiten 30 und 31 frei beweglich und reibungsarm miteinander verbindet. Die Andruckeinheit 30 hat, wie auch im vorhergehenden Beispiel die Andruckeinheit 1 auf dem proximalen Ende eine stabförmige Membranhalterung 33a in Verlängerung der horizontalen Achse des Scherengitters 32a Die Membranhalterung 33a trägt einen kreisrunden Führungsring 34a, in welchem dem Auge zugewandt und mit dem Führungsring 34a bündig abschließend eine Andruckmembran proximal eingefügt und befestigt ist. Der Führungsring 34a ist vertikal zur Membranhalterung 33a angeordnet. Ebenso sind Mittel vorgesehen, welche eine definierte Kraft über das Scherengitter 32a auf das Auge 22 aufbringen können.
Die Andruckeinheit 31 besteht aus einem Scherengitter 32b, welches aus zwei sich kreuzenden Schenkeln 321 und 322 sowie aus vier an den Endpunkten der sich kreuzenden Schenkel 321 und 322 mittig drehbar gelagerten Außenschenkeln 323, 324, 325 und 326 besteht. Jeweils zwei Außenschenkel 323, 324, 325 und 326 sind ihrerseits an ihren Endpunkten miteinander drehbar verbunden. In Verlängerung der horizontalen Achse des Scherengitters 32b ist an dem proximalen Ende der Andruckeinheit 31 eine stabförmige Halterung 33b angeordnet. Die Halterung 33b trägt eine kreisrunde Aufnahme 34b in welcher eine Membran 35b proximal eingefügt und befestigt ist. Die Aufnahme 34b ist vertikal zur Halterung 33b angeordnet. Die Membran 35b hat die Form einer Halbkugel und besteht aus Silikon oder einem anderen bioverträglichen, elastischen Material. Die gekrümmte, proximale Seite der halbkugelförmigen Membran 35b liegt bei der transpalpebralen Messung auf der Andruckmembran, welche sich auf der Andruckeinheit 30 befindet, auf und ist dem Auge 22 zugewandt.
Mit der Andruckeinheit 31 sind Mittel zur Einstellung der Andruckkraft und zum Ablesen der selbigen verbunden. Hierzu sind an den freien, miteinander verbundenen Schenkelenden der Schenkel 323 und 324 bzw. 325 und 326 in vertikaler Richtung Zugfedern 36 bzw. 37 mit ihrem einen Ende angeordnet. Die Zugfedern 36 und 37 können in einem schützenden Gehäuse angeordnet sein, was hier nicht weiter erläutert werden soll. Die Kraft der Zugfedern 36 und 37 wirkt in vertikaler Richtung, so dass das Scherengitter 32b mit Winkeln zwischen 20° und 70° zur horizontalen Achse zusammengedrückt wird. Dadurch erfolgt auf die Membran 35b ein Vorschub mit einer konstanten Kraft, welche sich in üblicher Weise aus den Winkeln, den Längen der Schenkel des Scherengitters 32b und durch die Vorgabe einer bestimmten Federcharakteristik berechnen lässt. Eine konstante Kraft für den Vorschub hat Vorteile bei unterschiedlicher Anatomie des Gesichtes und der Lage des Auges in Bezug auf die knöcherne Orbitawand.
Auf der Querachse im Mittelpunkt der Andruckeinheit 31 ist ein Zahnrad 38 angeordnet, welches mit zwei Schneckenrädern 39 und 40 in Wirkverbindung steht. Das Zahnrad 38 seinerseits ist mit dem zweiten Ende der Zugfedern 36 und 37 verbunden. Durch Drehung des Zahnrades 38 werden die Zugfedern 36 und 37 gespannt und es wird letztendlich eine konstante Kraft FA über das Scherengitter 32b auf die Membran 35b übertragen. Das Zahnrad 38 und die Schneckenräder 39 und 40 sind auf einer in der freien Rotation der beiden Scherengitterarme sich mitbewegenden Montageplatte aufgebracht. Die Schneckenräder 39 und 40 verhindern gleichzeitig das Zurückgleiten der Feder. Ebenso kann dort eine Ableseeinheit montiert sein.
Für die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Vorrichtung zunächst zu dem geschlossenen Auge geführt. Dies kann durch den zu Untersuchenden selbst erfolgen oder durch eine weitere Person. Die Andruckeinheit 1 mit Membranhalterung 4 und Andruckmembran 6 wird auf das geschlossene Auge zentriert aufgesetzt und entgegen dem von der Zugfeder 7 aufgebauten Widerstand geführt. Die Zugfeder 7 dehnt sich und übt eine Kraft auf die Schenkel 102 und 103 aus. Durch die Federspannung der Zugfeder 7 kommt die Andruckmembran 4 ohne knöcherne Tangierung auf dem Bulbus zu liegen. Die konstante Andruckkraft führt zur Glättung des Oberlides, sowie zur indirekten Fixierung des Bulbus.
Die Andruckeinheit 2 mit der Halterung 8, worauf sich die Aufnahme 9 mit der Membran 10 befinden, ist parallel zur Andruckeinheit 1 angeordnet, befindet sich aber noch in seiner Ausgangsposition, d.h. die Zugfedern 12 und 13 sind noch nicht gespannt und die Aufnahme 9 mit der Membran 10 befindet sich außerhalb des Führungsrings 5. Durch Drehung des Stellrades 20 entgegen dem Uhrzeigersinn werden die Zugfedern 12 und 13 gespannt, was einen Vortrieb der Andruckeinheit 2 in Richtung Auge bewirkt. Der Messvorgang beginnt, wenn die Aufnahme 9 mit der Membran 10 sich innerhalb des Führungsrings 5 befindet, sich beide Membranen 6 und 10 berühren, aber noch keinen Druck aufeinander ausüben. Diese Stellung der Membranen 6 und 10 ist auf der Skala die Nullstellung. Die Festlegung der Nullstellung erfolgt durch eine vorherige Eichung der Vorrichtung.
Durch weiteres Drehen am Stellrad 20 erhöht sich die horizontal gerichtete Kraft, die über die Membran 10 auf die Andruckmembran 6, das geschlossene Lid und schließlich auf den Bulbus oculi übertragen wird. Dabei wird die Halbkugel der Membran 10 mit der Andruckkraft FA zusammengedrückt und es bildet sich eine Applanationsfläche AA. Über die Andruckmembran 6 werden umgekehrt die Druckeigenschaften des Bulbus auf die Membran 10 übertragen. Über einen, hier nicht weiter gezeigten Spiegel und eine zuschaltbare Beleuchtung kann, der Untersucher den Andruckvorgang der Membranen verfolgen.
Die 7a und 7b veranschaulichen das Verhalten der Membran 10 bei Einwirkung der Andruckkraft FA. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung der Membran 6 und des Lids verzichtet. Die Membran 6 schmiegt sich über das Lid dem Bulbus an. 7a zeigt dazu den Bulbus und die unbelastete Membran 10. 7b zeigt die Applanation der Membran 10 mit der Applanationsfläche AA und der Verformung des Bulbus mit intrabulbärer Kraftableitung FK bei Einwirkung der Andruckkraft FA. Die Andruckkraft FA lässt sich anhand der Position des Zeigers 21 auf der Skala ablesen. Die gemessene Andruckkraft FA ist proportional mit dem Augeninnendruck. Die Messung ist abgeschlossen, wenn eine Zunahme der Applanationsfläche AA der Membran 10 nicht mehr erfolgt. Die maximale Applanationsfläche AA der Membran 10 wird durch einen in die Membran 10 integrierten, sichtbaren Ring als Berührungsfläche definiert, welcher in das Silikonmaterial als Unebenheit eingeformt ist. Für das Ausführungsbeispiel hat der hier nicht weiter gezeigte Ring einen Durchmesser von 8mm. Die maximale Applanation der Membran 10 in einer definierten Applanationsfläche AA ist ein Maß für die entstandene Verformung des Bulbus.
Hat die Applanation ihr Maximum erreicht, wird die Position des Zeigers 21 auf der Skala abgelesen und anhand einer Eichungstabelle, welche die Federcharakteristiken der Zugfedern 12 und 13 berücksichtigt, der dazugehörige Wert des Augeninnendrucks in mmHg ermittelt.
Die Berechnung der Andruckkraft FA erfolgt nach den bekannten Berechnungsmethoden für ein Scherengitter 200. Durch die Federkraft FF wird das Scherengitter 200 zusammengezogen. Die Seitenlängen a und c sind bekannt. Mit Hilfe des zwischen den Schenkeln 203 und 202 eingeschlossenen Winkels α wird die entsprechende Seitenlänge b über den Kosinussatz berechnet. Aus der Seitenlänge b wird der Verschiebeweg s der Zugfeder 12 berechnet. Aus dem Verschiebeweg s und der Federkonstanten C_F der Zugfeder 12 ergibt sich die Federkraft FF.
Die Andruckkraft FA berechnet sich als eine Funktion aus der Federkonstanten C_F und dem Verschiebeweg s. Der über die Membran 10 auf die Andruckmembran 6 aufgebaute Druck P (in N/m²) am Augenlid berechnet sich aus: P = FA/AA mit der Andruckkraft FA und der Applanationsfläche AA.
Der für die Augeninnendruckmessung typische Druckwert wird in mmHg angegeben, wobei ein Wert von 1 mmHg einem Wert von 133,32 N/m² entspricht.
Die Berechnungen für das zweite Ausführungsbeispiel können analog durchgeführt werden.
Die Vorrichtung ist als Handgerät vorgesehen. Dadurch kann die Messung in allen Positionen des zu untersuchenden erfolgen, z.B. auch im Liegen. Ebenso ist es möglich, die Vorrichtung als Standgerät bzw. eine Fassung zu konstruieren, in welche die Vorrichtung mit dem Haltegriff eingesetzt werden kann. Der Patient könnte dann, wie bei anderen stationären Tonometern, davor Platz nehmen und seinen Kopf in einer Kinn- und Stirnstütze ablegen. Mittels einer feststellbaren Schiene wird das Tonometer dem Patientenauge entgegengeführt und bei Erreichen Nulllage arretiert und der Messvorgang beginnt.
Bezugszeichenliste

1: erste Andruckeinheit
100: Scherengitter der Andruckeinheit 1
101: Mittel- und Schwerpunkt der Andruckeinheit 1 (Mitte)
102, 103: zwei längere Schenkel
104, 105, 106, 107: vier kürzere Schenkel
108: proximales Ende der Andruckeinheit 1
109: Verbindungsstelle zwischen den Schenkeln 102, 104
2: zweite Andruckeinheit
200: Scherengitter der Andruckeinheit 2
201: Mittel- und Schwerpunkt der Andruckeinheit 2 (Mitte)
202, 203: zwei längere Schenkel
204, 205, 206, 207: vier kürzere Schenkel
208: proximales Ende der Andruckeinheit 2
209: Verbindungsstelle zwischen den Schenkeln 203, 205 an der unteren Seite der Andruckeinheit 2
210: Verbindungsstelle zwischen den Schenkeln 203, 206 an der oberen Seite der Andruckeinheit 2
3: Querachse
4: Membranhalterung
5: Führungsring
6: Andruckmembran
7: Zugfeder
7a: oberes Ende der Zugfeder 7
7b: entgegengesetztes Ende der Zugfeder 7
8: stabförmige Halterung
9: kreisrunde Aufnahme
10: Membran
12: Zugfeder
12a: unteres Ende der Zugfeder 12
12b: entgegengesetztes Ende der Zugfeder 12
13: Zugfeder
13a: oberes Ende der Zugfeder 13
13b: entgegengesetztes Ende der Zugfeder 13
14: Zahnrad
14a: Aufwickeleinheit
15: Zahnrad
15a: Aufwickeleinheit
16: Faden
17: Faden
18: Schneckenrad
19: Achse für Schneckenrad 18
20: Stellrad
21: Zeiger
22: Auge
23: Haltestab
24: Gegengewicht der Andruckeinheit 1
25: Gegengewicht der Andruckeinheit 2
30: erste Andruckeinheit
31: zweite Andruckeinheit
32a, b: Scherengitter
321, 322: zwei sich kreuzende Schenkel
323, 324, 325, 326: vier Außenschenkel
327: Mittel- und Schwerpunkt der Andruckeinheit (Mitte)
33a, b: Halterung
34a, b: Aufnahme
35b: Membran
36: Zugfeder an den miteinander verbundenen Schenkelenden der Schenkel 323 und 324
37: Zugfeder an den miteinander verbundenen Schenkelenden der Schenkel 325 und 326
38: Zahnrad
39: Schneckenrad
40: Schneckenrad

Claims

Vorrichtung zur transpalpebralen Messung des Augeninnendrucks dadurch gekennzeichnet, dass zwei Andruckeinheiten (1, 2; 30, 31) miteinander in Verbindung stehen, wobei die erste Andruckeinheit (1; 30) in Verlängerung ihrer horizontalen Achse proximal einem Auge zugewandt eine Membranhalterung (4, 33a) mit einer Andruckmembran (6) aufweist und die zweite Andruckeinheit (2; 31) in Verlängerung ihrer horizontalen Achse proximal eine Halterung (8; 33b) mit einer Membran (10; 35b) aufweist, wobei die Andruckmembran (6) und die Membran (10; 35b) horizontal hintereinander angeordnet sind in der Art, dass die Andruckmembran (6) direkten Kontakt zu einem geschlossen Augenlid des zu untersuchenden Auges hat und die Membran (10; 35b) die Andruckmembran (6) kontaktiert, und dass Mittel zum getrennten Vortrieb beider Andruckeinheiten (1, 2; 30, 31) und Mittel zur Einstellung und Ablesung einer Andruckkraft an der zweiten Andruckeinheit (2; 31) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Andruckeinheiten (1, 2; 30, 31) aus jeweils einem Scherengitter (100, 200; 32) bestehen und in ihrem jeweiligen Mittel- und Schwerpunkt (101, 201; 327) über eine Querachse (3) frei beweglich und reibungsarm verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Andruckeinheit (1) aus zwei längeren Schenkeln (102, 103) und vier kürzeren Schenkeln (104, 105, 106, 107) besteht, welche zusammen das erste Scherengitter (100) bilden und die zweite Andruckeinheit (2) aus zwei längeren Schenkeln (202, 203) und vier kürzeren Schenkeln (204, 205, 206, 207) besteht, welche zusammen das zweite Scherengitter (200) bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass Andruckeinheiten (30, 31) jeweils aus zwei sich kreuzenden Schenkeln (321, 322) und aus vier an den Endpunkten der sich kreuzenden Schenkel (321, 322) mittig drehbar gelagerten Außenschenkeln (323, 324, 325, 326) besteht, wobei jeweils zwei Außenschenkel (323, 324, 325, 326) ihrerseits an ihren Endpunkten miteinander drehbar verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Membranhalterung (4, 33a) proximal mit einem kreisrunden, vertikal zur Membranhalterung (4, 33a) angeordneten Führungsring (5; 34a) verbunden ist, in welchem dem Auge zugewandt und mit dem Führungsring (5; 34a) bündig abschließend die Andruckmembran (6) eingefügt und befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckmembran (6) elastisch ist und aus weichem Kunststoffpolymer besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (8; 33b) stabförmig ist und proximal mit einer kreisrunden, vertikal zur Halterung (8; 33b) angeordneten Aufnahme (9; 34b) verbunden ist, in welcher die Membran (10; 35b) eingefügt und befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10; 35b) die Form einer Halbkugel hat, wobei ihre gekrümmte Seite während der transpalpebralen Messung auf der Andruckmembran (6) aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10; 35b) aus einem bioverträglichen, elastischen Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10; 35b) aus Silikon besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (5; 34a) einen Innen-Durchmesser hat, welcher es gestattet, die Aufnahme (9; 34b) mit der Membran (10; 35b) vollständig zentriert aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass an einer Verbindungsstelle (109) zwischen den zwei Schenkeln (102 und 104) an der oberen Seite der Andruckeinheit (1) eine Zugfeder (7) mit ihrem einen Ende (7a) befestigt ist und mit ihrem entgegengesetzten Ende (7b) in einem Anstand von bis zu einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels (103) vom Mittel- und Schwerpunkt (101) aus gesehen, befestigt ist, so dass auf das Scherengitter (100) eine Kraft ausgeübt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vortrieb und zur Einstellung der Andruckkraft an der zweiten Andruckeinheit (2) aus zwei Zugfedern (12, 13) bestehen, wobei eine Zugfeder (12) proximal und eine Zugfeder (13) distal in dem Scherengitter (200) zueinander gespiegelt und gekippt angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 und 13 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zugfeder (12) mit ihrem einen Ende (12a) an einer Verbindungsstelle (209) zwischen den zwei Schenkeln (203 und 205) an der unteren Seite der Andruckeinheit (2) befestigt und mit ihrem entgegengesetzten Ende (12b) mit einem Zahnrad (14), welches sich auf dem Schenkel (202) auf dem proximalen Ende des Scherengitters (200) befindet, in einem Anstand von bis zu einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels (202) vom Mittel- und Schwerpunkt (201) aus gesehen, verbunden ist, und die zweite Zugfeder (13) ihrem einen Ende (13a) an einer Verbindungsstelle (210) zwischen den zwei Schenkeln (203 und 206) an der oberen Seite der Andruckeinheit (2) befestigt und mit ihrem entgegengesetzten Ende (13b) mit einem Zahnrad (15), welches sich auf dem Schenkel (202) auf dem distalen Ende des Scherengitters (200) befindet, in einem Anstand von bis zu einem Drittel der Schenkellänge des halben Schenkels (202) vom Mittel- und Schwerpunkt (201) aus gesehen, verbunden ist, und zwischen den Zahnrädern (14, 15) ein Schneckenrad (18) angeordnet ist, welches mit einem Stellrad (20) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Andruckkraft an der zweiten Andruckeinheit (31) mittels zweier Zugfedern (36, 37) erfolgt, welche mit ihrem einen Ende in vertikaler Richtung an den miteinander verbundenen Schenkelenden der Schenkel (323 und 324, 325 und 326) angeordnet und mit ihrem zweiten Ende mit einem Zahnrad (38) verbunden sind, welches mit zwei Schneckenrädern (39, 40) in Wirkverbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass ein Haltestab (23) fest mit der Querachse (3) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinheiten (1, 2; 30, 31) an ihrem distalen Ende Gegengewichte (24, 25) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinheiten (1, 2; 30, 31) proximal zwei Kopfstützen jeweils zum Anlegen an Stirn und Jochbein aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinheiten (1, 2; 30, 31) proximal ein Spiegelsystem und eine Lichtquelle aufweisen.