DE2303000A1

DE2303000A1 - Vorrichtung zum messen des im auge herrschenden druckes auf applanationstonometrischem wege

Info

Publication number: DE2303000A1
Application number: DE19732303000
Authority: DE
Inventors: Gordon Clarence Stuckey
Original assignee: STUCKEY INVESTMENTS Pty Ltd
Current assignee: STUCKEY INVESTMENTS Pty Ltd
Priority date: 1972-01-28
Filing date: 1973-01-22
Publication date: 1973-08-02
Also published as: CA961302A; GB1399945A; US3832891A; JPS4883694A

Description

4 einacgofigen nm

PATENTANWÄLTE

DiPL.-iNQ. RUDOLF BIBRACH D-3400 qöttinqen, 16. Februar 1973

iVTTERWEQ 6

. ELMAR REHBERQ _TEl£FON: _msa ₆₇₈₂₃

POSTSCHECKKONTO: HANNOVER BANKKONTO: DEUTSCHE BANK AQ

QOTTINqEN NR. 1/85900 PATENTANWÄLTE BIBRACH U. REHBERQ. 34 QDTTINQEN. POSTFACH 738 BEI ANTWORT BITTE ANQEBEN:

MEIN ZEICHEN: &705/br3 IHR ZEICHEN:

Siuckey Investments PTY. LTD., 16 Hickson Street, Merewether 2291, New South Wales, Australien

"Vorrichtung zum Messen des im Auge herrschenden Druckes auf applanationstonometrischem Wege"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Augeninnendruckes auf applanationstonomefrischem Wege. Tonometrie im augenärztlichen Sinne ist das Messen des Druckes im Innern des Augapfels. Dieser ist mit Flüssigkeit gefüllt, die einen Druck auf die Augapfelwände ausübt, und sie so in Form hält. Ist der Augapfel zu weich, d. h. also wenn der Augeninnendruck zu gering ist, so wird er einfallen. Andererseits ist der Augapfel zu hart, wenn der Augeninnendruck zu groß ist. Dadurch kann das Auge im Innern beschädigt werden, so daß die Sehfähigkeit verringert wird.

Alle bisher angewandten Verfahren der Tonometrie beruhen im Prinzip darauf, daß auf den Augapfel eine Kraft ausgeübt wird, um die sich daraus ergebende Verformung gemessen wird. Dabei kann entweder ein Teil des Augapfels abgeflacht werden, wie bei der Applanations-Tonomefrie oder aber der Augapfel kann eingedrückt werden, wie bei der Impressions-Tonometrie.

309831/0481

Applanations-Tonometer, d. h. also augenärztliche Vorrichtungen zum Messen der Applanationsf lache des Augapfels, sind bereits bekannt. Das erste ApplanaHons-Tonometer wurde 1885 von Maclakaw eingeführt und besteht im wesentlichen aus einem Stempel mit einem genau festgelegten und bekannten Gewicht und einer vergrößerten Auflagefläche, die die Hornhaut des Auges abflacht. Bei dieser Vorrichtung wurde zunächst die Hornajiut des Auges mit einer Farbschicht versehen, dann der Stempel aufgesetzt, mit dem dann der Abdruck der Farbschicht der Applanationsf lache auf Papier übertragen werden konnte. Die Vorrichtung von Maclakaw und alle davon abhängigen Tonometer beruhen auf dem Gesetz von Imbert-Fick, das besagt, daß der Druck in einer flüssigkeitsgefüllten, kugelförmigen unendlich dünnen und flexiblen Membran bestimmt ist durch den äußeren Druck, der die Membran an einer Stelle zu einer Ebene formt.

Der Druck innerhalb des Auges ist durch das Gewicht des Tonometers und die Größe der Auflagefläche bestimmt. Beim Maclakaw-Tonometer kann der Druck im Innern des Auges durch einen Größenvergleich des Abdruckes ermittelt werden. Nach dem Maclakaw-Tonometer sind verschiedene andere Tonometer entwickelt worden, von denen eines ein durchsichtiges Rohr mit einer festen ebenen durchsichtigen Platte am unteren Ende aufweist, durch das man längs der Achse hindurchsehen kann. Am oberen Ende sind eine Vergrößerungslinse und ein Maßstab vorgesehen, mit dem der Benutzer die Applanationsf lache ausmessen und mit diesen Meßwerten den Druck berechnen kann.

Ein häufig verwendetes Applanations-Tonometer arbeitet mit einer Feder und einem Hebelsystem, mit dem sich horizontal gegen das Auge drücken läßt. Als Druckstempel wird hier ebenfalls ein durchsichtiger Zylinder verwendet. Die Kraft, mit der gegen das Auge gedrückt wird, ist dabei so einzustellen, daß der Durchmesser der Applanationsf lache genau 3,06 mm erreicht. Auf dem durchsichtigen Zylinder ist ein Kreis dieser Größe angebracht, der durch eine Vergrößerungslinse mit der Auflagefläche verglichen

309831 /048 1

werden kann. Wirkt auf das Auge eine Kraft von einem Gramm ein, und ergibt sich ein Durchmesser der Auflagefläche von 3,06 mm, so beträgt der Druck im Augeninnern gerade 10 mm Quecksilbersäule. Das instrument ist zehntelgrammweise zu verstellen, so daß die Ablesung direkt in mm Quecksilbersäule erfolgen kann. Solche Geräte werden '*Goldmann-Tonometer" genannt.

Alle bisher genannten Tonometer weisen wesentliche Nachteile auf. Die erstgenannte Vorrichtung, das Maclakaw-Tonometer, ergibt nur ungenaue Ergebnisse, während die anderen sehr genau arbeiten, aber dementsprechend teuer sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Applanations-Tonometer zu schaffen, welches verhältnismäßig billig,aber trotzdem als au genärztliches ft-äzisionsinstrument verwendbar ist, mit dem direkte Ablesungen der Größe der Applanations-Fläche ermöglicht sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens ein Ende des Tonometers einen festen Kopf mit einer auf das zu untersuchende Auge aufzubringenden Aufsetzfläche versehen und dieser aus durchsichtigem Material mit einem, etwa der Tränenflüssigkeit entsprechenden Brechungsindex gebildet ist, wobei zur Abgrenzung einer bestimmten Flächengröße die Aufsetzf lache Markierungen trägt oder eine demenisprechende Umrißform aufweist und daß seitlich am Kopf ein Fenster für die Betrachtung der Berührungsfläche zwischen Auge und Tonometer gebildet oder vorgesehen ist.

Vorzugsweise ist der Tonometerkopf zylindrisch und auf einem Teil seines Umfanges durch eine ebene Fläche (Fenster) begrenzt. Auf der der Aufsetzfläche gegenüberliegenden Seite ist der Kopf mit einem Schaft, Stab od. dgl. versehen.

Mit besonderem Vorteil ist die Aufsetzfläche eben und senkrecht zur Tonometerlängsachse angeordnet, und mit drei zueinander parallelen und senkrecht zur

3 0 9 8 3 1/0481

Fensterfläche verlaufenden Meßlinien versehen, wobei die Umfangsflache des Tonometerkopfes außerhalb des Fensters eine Abdeckung (Lack- oder andere Deckschicht) trägt.

Das erfindungsgemäße Tonometer unterscheidet sich von dem bisher vorgeschlagenen dadurch, daß hier die Totalreflexion verwendet wird. Blickt man seitlich durch den durchsichtigen Tonometerzylinder auf die Auflagefläche, so wird diese unter normalen Umständen als Spiegel erscheinen. Wird die Auflagefläche jedoch auf die mit Tränenflüssigkeit benetzte Hornhaut des Auges gesetzt, so wird auch die Berührungsfläche des Tonometers mit Flüssigkeit benetzt. Da der Zylinder ungefähr den gleichen Brechungsindex aufweist wie die Tränenflüssigkeit oder Salzwasser, wird der Effekt der Totalreflexion an der Auflagefläche aufgehoben, so daß in der spiegelnden Fläche ein nichtspiegefnder Punkt auftaucht, der die Auflagefläche darstellt und ausgemessen werden kann.

Aus dem obengesagten geht bereits hervor, daß das Tonometer oder zumindest das auf das Auge aufzulegende Teil aus einem Material mit einem Brechungsindex hergestellt wird, der dem der Tränenflüssigkeit soweit als möglich entspricht. Die Brechungsindexies müssen zumindest soweit übereinstimmen, daß an der Auflagefläche des Tonometers keine Totalreflexion zustandekommt. Der Druck im Auge ist durch die Größe der Auflagefläche bestimmt, die iheiseits anhand von Markierungen auf der Tonometeroberf lache festgestellt wird. Die Markierungen können dabei so angeordnet sein, daß sie eine dem normalen Druck entsprechenden Fläche auf dem Tonometer abgrenzen. Andererseits kann jedoch auch der Querschnitt des Tonometers selbst der vom normalen Augeninnendruck bestimmten Applanationsflache entsprechen.

Das Tonometer kann auf seiner ganzen Länge gleichförmig einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, von vorher festgelegter Größe, oder aber das auf das Auge aufzulegende Ende kann im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt

30983 1/048 1

-5- 230300G

haben, während der übrige Teil einen rechteckigen aufweist.

Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Tonometer einen kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt von beliebiger Größe aufweisen, wobei das auf das Auge aufzusetzende Ende mit einer oder mehreren Markierungen versehen ist, anhand der die Größe der Auflagefläche bestimmt werden kann. Es kann beispielsweise ein Rechteck oder ein Kreis eingezeichnet sein, jedoch reichen auch zwei Linien aus, die einen Abstand voneinander haben, der der Auflagefläche entspricht.

Das auf das Auge aufzusetzende Ende des Tonometers bildet vorzugsweise eine Ebene, die rechtwinklig zur Längsachse angeordnet ist. Die Fläche kann aber auch konvex oder konkav ausgeführt sein, wobei bei einer konkaven Fläche der Krümmungsradius größer als der der Hornhaut des Auges sein muß.

Das Tonometer ist vorzugsweise aus gegossenem Kunststoff, wie beispielsweise Derspex, hergestellt. Es kann aber auch Glas Verwendung finden.

Die Größe der Querschnittsfläche oder der Abstand der Markierungen auf dem Tonometerende und das Gewicht sind so aufeinander abgestimmt, daß sich eine Beziehung zwischen der normalen Auflagefläche und der vom auszumessenden Auge abhängigen Fläche ergibt. Die Kraft, die Auflagefläche und der Druck hängen entsprechend der folgenden Formel zusammen, die sich auf ein Tonometer mit ebener Auflagefläche bezieht:

F = ^P . (P + 0,023 · (D⁴ - 3,06⁴)

3,06

Dabei bedeuten:

F = Kraft (oder Gewicht) die vom Tonometer auf das Auge ausgeübt wird, gemessen in Zehntelgramm.

309831/0481

23030

D = Durchmesser der ApplanaHonsffache in Millimetern, d. h. der Durchmesser eines Kreises, der sich ergibt im Innern der oben beschriebenen Fläche am Tonomeferende,

P = Druck im Augeninnern in mm Quecksilbersäule, so daß die erhaltenen Messwerte mit denen des Goldmann-Tonometers vergleichbar sind.

Soll der Applanationskreis einen Durchmesser von 4 mm haben und das Tonometer einen Durchmesser von ebenfalls 4 mm aufweisen, so muß das Gewicht des Tonometers auf die entsprechenden DrUcke wie folgt festgelegt sein:

15 mm Hg - 3.22 g

16 mm Hg - 3^,39 g

17 mm Hg - 3.58 g

18 mm Hg - 3.73 g

Herrscht also im Auge ein Druck von 15 mm Quecksilbersäule und wird ein Tonometer verwendet, dessen Auflagefläche eine aus zwei Strichen im Abstand von 3,06 mm gebildete Markierung aufweist, dann muß das Gewicht des Tonometers 1,5 Gramm befragen.

Es ist hier anzumerken, daß in der obengenannten Formel die Oberflächenspannung nicht berücksichtigt wird. Die Tränenf lUssigkeit bildet nämlich an der Auf lagefläche einen Miniskus aus, der die Messungen so verfälscht, daß die Drücke zu gering erscheinen. Die Oberflächenspannung kann [edoch eliminiert werden, da sie eine konstante Größe ist. B können dann auch genaue Ablesungen vorgenommen werden, nicht nur solche, die für grobe Vergleichszwecke erforderlich sind.

Der durchschnittliche Druck im menschlichen Auge liegt etwa bei 15 bis 16 mm Quecksilbersäule. Benutzt man ein Tonometer mit quadratischem Querschnitt, dessen Kantenlänge 4 mm beträgt und dessen Gewicht 3,22 Gramm ist, dann

309831 /0481

muß der Applanationskreis die Kanten des Tonometers gerade berühren. Benutzt man ein Tonometer, das mit zwei Linien im Abstand von 3,06 mm versehen ist und 1,5 Gramm wiegt, so muß der Applanationskreis gerade diese beiden Linien berühren. Erreicht der Applanationskreis weder die Außenkante eines quadratischen Tonometers noch die Kennzeichnungslinien, so ist damit gezeigt, daß der Druck im Innern des Auges zu hoch ist.

Falls man eine vom Normalwert abweichendes Messergebnis erhält, so muß das Auge gründlicher geprüft werden.

Wie man sieht, lassen sich mit einem einzigen Tonometer Vergleichsmessungen durchfuhren, bei denen lediglich die normal gelagerten Fälle von den anderen zu unterscheiden sind. Mit einem ganzen Satz verschiedengewichtiger Tonometer läßt sich jedoch eine präzise Messung des Druckes im Auge erreichen.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsformen zu. Eine davon wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Tonometers;

Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht und eine Ansicht von unten auf das Tonometer; Fig. 4 eine Seitenansicht des Tonometers mit seiner Halterung und Beleuchtung und Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen der Arbeitsweise des Tonometers.

Wie in den Zeichnungen dargestellt, weist das völlig aus Glas oder Kunststoff bestehende Tonometer ein an einem Stab 12 sitzendes Endstück 10 mit der Aufsetzfläche 11 auf, die auf die Hornhaut des Auges aufgesetzt wird. Der Stab hat einen kleineren Durchmesser als das Endstück 10, so daß der Schwerpunkt des Tonometers innerhalb des Endstückes 10 liegt.

3 0 9 8 3 1/0481

Wie in Figur 3 dargestellt, ist das Endstück 10 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und hat eine ebene Seitenfläche T3.

Die Vorrichtung ist aus Glas oder aus einem durchsichtigen Kunststoff material hergestellt, dessen Brechungsindex dem von Salzwasser oder besser der Tränenflüssigkeit entspricht und dessen Endstück 10 auf der runden Mantelfläche mit einer Farbstoffschicht versehen ist. Die ebene Fläche 13 ist unbeschichtet und bildet ein Fenster.

Die ebene Aufsetzfläche U dagegen ist mit den drei Linien 14, 15 und 16 versehen. Die Linien 15 und 14 haben einen Abstand von 3,06 mm und die Linien 14 und 16 einen Abstand von 4 mm.

Wie es in Figur 4 dargestellt ist, gleitet der Stab 12 des Tonometers frei in einer Halterung 17. Diese weist eine Führung 18 auf, in der der Stab 12 auf- und abgleiten kann. Die Führung 18 geht in den Haltegriff 19 über, in dessen Innenraum Batterien und eine Lampe 20 untergebracht sind, so daß die Achse des Tonometers beleuchtet werden kann. Ein Drehschalter 21 ist am Haltegriff 19 angeordnet, mit dem die Lampe 20 geschaltet werden kann. Blickt man bei der bloßen Vorrichtung (Fig. 5) durch das seitliche Fenster 13 auf die ebene Fläche 11, so wirkt diese infolge der Totalreflexion als Spiegel.

Wenn dagegen das Tonometer gemäß Figur 6 senkrecht auf die Hornhaut des Auges aufgesetzt ist, so läßt sich die Auflagefläche als solche erkennen, da sie mit der Tränenflüssigkeit benetzt ist und deshalb an dieser Stelle keine Totalreflexion auftreten kann.

Die Haltevorrichtung 17 ist dazu bestimmt, das Tonometerglied 10 in senkrechter Richtung zu halten und es längs der Achse zu beleuchten, jedoch darf durch die Halterung das Gewicht des Gliedes nicht verändert werden.

309831/0481

Claims

-'■Μ.

Patentansprüche:

Applanations-Tonometer, bei welchem in einem Halter ein länglicher Stempel von vorherbestimmtem Gewicht längsverschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ende des Tonometers einen festen Kopf (10) mit einer auf das zu untersuchende Auge aufzubringenden Aufsetzfläche (11) versehen und dieser aus durchsichtigem Material mit einem, etwa der Tränenflüssigkeit entsprechenden Brechungsindex gebildet ist, wobei zur Abgrenzung einer bestimmten Flächengröße die Aufsetzfläche (11) Markierungen (14, 15, 16) trägt oder eine dementsprechende Umrißform aufweist und daß seitlich am Kopf ein Fenster für die Betrachtung der Berührungsfläche zwischen Auge und Tonometer gebildet oder vorgesehen ist.
2. Applanations-Tonometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonometerkopf (10) zylindrisch und auf einem Teil seines Umfanges durch eine ebene Fläche (Fenster) begrenzt ist.
3. Applanations-Tonometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonometerkopf (10) auf der der Aufsetzfläche (11) gegenüberliegenden Seite mit einem Schaft, Stab od. dgl. (12) versehen ist.
4. Applanations-Tonometer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsetzfläche (11) eben und senkrecht zur Tonometerlängsachse angeordnet ist.
5. Applanations-Tonometer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsetzfläche (11) mit drei zueinander parallelen und senkrecht zur Fensterfläche (13) verlaufenden Messlinien (14, 15, 16) versehen ist.

309831/0481
6. Applanafions-Tonometer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsf lache des Tonomeferkopfes (10) außerhalb des Fensters (13) eine Abdeckung (Lack- oder andere Deckschicht) trägt.
7. Applanations-Tonomefer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Tonometers nach der Formel

(P + 0,023 (D⁴ - 3,0ό⁴))

3,06

bestimmt ist, wobei F die in Zehntelgramm gemessene, auf das Auge ausgeübte Kraft, D der Durchmesser der Applanationsf lache in mm gemessen und P der Innendruck des Auges, gemessen in mm Hg bezeichnet.
8. Applanafions-Tonomefer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das Tonometer eine Halterung (17) vorgesehen ist, die im wesentlichen aus einer Führungshülse (18) für den am Tonometerkopf (10) sitzenden Schaff (12) und einem die Hülse (18) tragenden Griff (19) besteht, der in seinem Innern eine längs des Schaffes (12) wirksame Lampe (20) aufnimmt.
9. Applanafions-Tonometer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Griff (19) zusätzlich eine Stromquelle für die Lampe (20) und ein Drehschalter (21) vorgesehen sind.

309831/0481

Leerseite