KR20120083976A - Method for measuring intraocular pressure - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A measuring method for intraocular pressure is provided to remarkably reduce stress from an observer measuring intraocular pressure and an observed person by fast and exactly calculating intraocular pressure. CONSTITUTION: An potentiometer output corresponding to reference intraocular pressure values of 7 to 15 and/or an analog-digital conversion value thereof are saved in flash memory of a central processing unit(S10). The potentiometer output about the intraocular pressure values between the reference intraocular pressure values and/or the analog-digital conversion value thereof is saved in the flash memory of the central processing unit(S12). Positions of a prism and a lever for measurement are identified by using a sensor like a photo interrupter(S22). The pressure applied to an eyeball through the prism for measurement and power applied to a spring corresponding to lever torque are transferred to the central processing unit in voltage values of 0 to 3.3V(S24). The central processing unit changes an inputted voltage value into a digital value of 12 bits(S26). The intraocular pressure value corresponding to the analog-digital conversion value is calculated(S28).

Description

안압 측정 방법{Method for measuring intraocular pressure}Method for measuring intraocular pressure {Method for measuring intraocular pressure}

본 발명은 안압 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피측정자의 눈에 프리즘을 접촉시켜 안압을 측정하는 접촉식 토노미터에 있어서, 안구에 인가되는 힘으로부터, 정확하고 신속하게 안압을 산출하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for measuring intraocular pressure, and more particularly, to a method of calculating an intraocular pressure accurately and quickly from a force applied to an eye in a contact tonometer measuring an intraocular pressure by contacting a prism with an eye of a subject. It is about.

접촉식 토노미터(tonometer)는, 피측정자의 안압(안구의 압력, intraocular pressure; IOP)을 측정하는 장치로서, 피측정자의 안구를 평평한 표면을 가진 물체로 눌러, 피검안의 각막 부분을 평평하게 변형시키고, 상기 평평한 표면을 가진 물체에 가해진 힘과 피검안의 평평해진 영역의 크기로부터, 피검안의 안압을 산출하는 안과 장비이다. 외부 압력이 가해지지 않은 상태에서, 안구는 본래 구(求)의 형태를 가지며, 안구의 내부 압력은 안구의 변형, 즉, 평평화를 억제하도록 작용하므로, 동일한 힘이 안구에 가해질 때, 안압이 작을수록 피검안의 평평해진 영역의 크기가 커지고, 반대로, 안압이 커질수록 평평해진 영역의 크기가 작아진다.
A contact tonometer is a device that measures the intraocular pressure (IOP) of a subject, and presses the subject's eye with an object having a flat surface to flatten the corneal part of the eye. And an ophthalmic device for calculating the intraocular pressure of the eye to be examined from the force applied to the object having the flat surface and the size of the flattened area of the eye to be examined. In the absence of external pressure, the eye is inherently spherical in shape, and the internal pressure of the eye acts to inhibit eye deformation, i.e. flattening, so when the same force is applied to the eye, The smaller the size of the flattened area of the eye, the contrary, the larger the intraocular pressure, the smaller the size of the flattened area.

도 1은 통상적인 접촉식 토노미터의 전체 구조를 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 접촉식 토노미터는, 피측정안의 각막에 접촉되는 평평한 표면을 가진 측정용 프리즘(10), 상기 측정용 프리즘(10)에 연결되며, 측정용 프리즘(10)에 힘(토크, torque)을 인가하여 이동시키기 위한 레버(12, feeler arm 또는 촉각대), 상기 측정용 프리즘(10) 및 레버(12)에 가해지는 힘을 조절하기 위한 조절 손잡이(14), 상기 측정용 프리즘(10)에 의하여 눌려진 안구의 상태를 관찰하기 위한 세극등 현미경이 장착되는 현미경 장착대(20) 등을 포함한다. 도 1에 도시된 접촉식 토노미터에 있어서, 측정자는 측정용 프리즘(10)의 끝단을 피측정안의 각막에 접촉시키고, 조절 손잡이(14)를 조정하여 상기 측정용 프리즘(10) 및 레버(12)에 가해지는 힘을 증가시키면서, 상기 측정용 프리즘(10)의 후면을 통하여, 피측정안의 변형, 즉, 피검안의 평평해진 정도를 세극등 현미경으로 관찰한다. 상기 피측정안의 변형이 소정 수준에 이르면, 조절 손잡이(14)의 조정을 중지하고, 상기 측정용 프리즘(10)에 가해진 힘(토크)을 산출한다. 여기서, 상기 측정용 프리즘(10)에 가해진 힘은 피측정안의 안압에 대응되므로, 피측정안의 안압을 측정할 수 있다.
1 is a view showing the overall structure of a conventional contact tonometer. As shown in FIG. 1, a conventional contact tonometer is connected to the measuring prism 10, the measuring prism 10 having a flat surface in contact with the cornea in the measurement object, and the measuring prism 10. A lever 12 (feeler arm or tactile bar) for moving by applying a force (torque) to it, an adjustment knob 14 for adjusting the force applied to the measuring prism 10 and the lever 12, And a microscope mount 20 to which a slit lamp microscope is mounted for observing the state of the eye pressed by the measuring prism 10. In the contact tonometer shown in FIG. 1, the measurer contacts the end of the measuring prism 10 with the cornea of the object under measurement, and adjusts the adjusting knob 14 to adjust the measuring prism 10 and the lever 12. While increasing the force exerted on, through the rear surface of the measuring prism 10, the deformation of the eye to be measured, that is, the degree of flattening of the eye under observation, is observed with a slit lamp microscope. When the deformation of the measurement target reaches a predetermined level, the adjustment of the adjusting knob 14 is stopped, and the force (torque) applied to the measuring prism 10 is calculated. Since the force applied to the measuring prism 10 corresponds to the intraocular pressure of the eye under measurement, the intraocular pressure of the eye under measurement can be measured.

도 1에 도시된 통상적인 접촉식 토노미터에 있어서, 상기 측정용 프리즘(10)에 의하여 인가되는 힘과 안구의 압력이 평형을 이루는 압평 시점에, 레버(12)의 회전력에 상응하는 전위차계(Potentiometer) 출력값을 아날로그-디지털 변환(ADC)하여, 안압값을 산출하고, 이를 FND((Flexible Numeric Display) 등의 표시 장치로 출력시킨다. 이와 같이 전위차계에서 출력되는 전압값을 안압으로 변환하는데 있어서, 출력되는 모든 전압값에 대한 안압 데이터가 모두 저장된 룩업 테이블(look up table; LUT)을 참조하거나, 임의의 캘리브레이션 포인트에 대해 출력값을 보간하여, 안압을 산출하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 모든 전압값에 대한 안압 데이터를 룩업 테이블(LUT)에 저장하고, 이를 참조하여, 입력 데이터에 따라 안압을 출력하는 방법의 경우, 측정 속도는 빠르지만, 비휘발성 메모리(플래쉬 메모리)의 사용량이 증가하므로, 일반적으로 알칼라인 배터리로 구동되는 저전력 마이크로콘트롤러(Micro Controller Unit; MCU)를 사용하기 어렵고, 이는 디지털 안압 측정기의 설계를 어렵게 한다. 한편, 소수의 캘리브레이션 포인트의 출력 데이터를 보간하여 안압을 산출하는 경우에도, 저전력 마이크로콘트롤러(MCU)의 사용으로 인해, 연산 속도가 매우 느려지는 단점이 있다. 레버(12)의 회전에 따른 안압 연산이 빠르게 이루어지지 못하면, 레버(12)의 회전 속도를 출력값이 따라가지 못하여, 산출된 안압값이 레버(12) 회전 보다 느리게 출력된다. 따라서, 정확한 안압값을 측정하기 위해 레버(12)를 느리게 이동시키거나, 여러 번 조정하게 되어, 안압 측정에 장시간이 소요된다. 피측정자의 안구에 측정용 프리즘(10)을 직접 접촉시킨 상태에서, 안압을 측정하는 접촉식 토노미터의 경우, 안압 측정에 장시간이 소요되면, 피측정자의 피로감이 증대될 뿐만 아니라, 안압 측정의 정확성이 저하되므로, 안압을 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.
In the conventional contact tonometer shown in FIG. 1, a potentiometer corresponding to the rotational force of the lever 12 at the pressure balance point at which the force applied by the measuring prism 10 and the pressure of the eye are in equilibrium. The output value is analog-to-digital converted (ADC) to calculate the intraocular pressure value, which is output to a display device such as a flexible numeric display (FND), etc. In this way, the voltage value output from the potentiometer is converted into intraocular pressure. Intraocular pressure is calculated by referring to a look up table (LUT) in which all intraocular pressure data for all voltage values are stored or by interpolating the output value for an arbitrary calibration point. In the case of storing the intraocular pressure data in a look-up table (LUT) and outputting the intraocular pressure according to the input data, the measurement speed is high. As the usage of nonvolatile memory (flash memory) increases, it is difficult to use low-power microcontroller units (MCUs), which are typically powered by alkaline batteries, which makes it difficult to design digital tonometers. Even when the intraocular pressure is calculated by interpolating the output data of the point, the use of the low-power microcontroller (MCU) has a disadvantage in that the operation speed becomes very slow. Since the output value does not follow the rotational speed of the lever 12, the calculated intraocular pressure value is output slower than the rotation of the lever 12. Therefore, the lever 12 is slowly moved to measure an accurate intraocular pressure value, or It takes a long time to measure the intraocular pressure, and the measurement prism 10 is brought into direct contact with the eye of the subject. In the case of a contact tonometer that measures intraocular pressure, when the intraocular pressure is measured for a long time, not only the fatigue of the subject increases but also the accuracy of the intraocular pressure measurement decreases, thus a method for quickly and accurately measuring intraocular pressure is developed. This is necessary.

따라서, 본 발명의 목적은, 빠르고 정확하게 안압을 측정할 수 있는 안압 측정 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 저전력(low power) 및 저메모리(low memory)의 마이크로콘트롤러를 사용하는 경우에도, 빠르고 간편하게 안압을 산출할 수 있는 안압 측정 방법을 제공하는 것이다.
It is therefore an object of the present invention to provide an intraocular pressure measurement method capable of measuring intraocular pressure quickly and accurately. Another object of the present invention is to provide an intraocular pressure measurement method that can calculate intraocular pressure quickly and simply even when using a low power and low memory microcontroller.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, (i) 안구에 가해지는 압력에 상응하는 전기적 신호를 출력하는 전위차계를 이용하여, 5 내지 20개의 기준 안압값에 해당하는 전위차계 출력값을 얻고, 이를 메모리에 저장하는 단계, 및 (ii) 저장된 기준 안압값 및 전위차계 출력값에 3차 스플라인 보간법을 적용하여, 상기 기준 안압값 사이의 안압값들(큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값)에 대한 전위차계 출력값을 산출하고, 이를 테이블의 형태로 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 캘리브레이션 데이터 획득 단계; 상기 전위차계를 이용하여, 피측정자의 안구에 가해지는 압력에 상응하는 전기적 신호를 얻는 단계; 및 상기 메모리에 저장된 캘리브레이션 데이터에 선형 보간법을 적용하여, 상기 얻어진 전기적 신호에 해당하는 안압값을 산출하는 단계를 포함하는 안압 측정 방법을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention (i) using a potentiometer for outputting an electrical signal corresponding to the pressure applied to the eye, to obtain a potentiometer output value corresponding to 5 to 20 reference intraocular pressure value, which is stored in the memory And (ii) applying a third-order spline interpolation method to the stored reference intraocular pressure and potentiometer outputs to calculate potentiometer output values for intraocular pressure values (additional intraocular pressures calculated by cubic interpolation) between the reference intraocular pressures and A calibration data acquiring step comprising storing it in a memory in the form of a table; Using the potentiometer, obtaining an electrical signal corresponding to the pressure applied to the eye of the subject; And applying a linear interpolation method to the calibration data stored in the memory to calculate an intraocular pressure value corresponding to the obtained electrical signal.

본 발명에 따른 안압 측정 방법은, 저전력 및 저메모리 환경 하에서도, 빠르고 정확하게 안압을 산출할 수 있으므로, 안압을 측정하는 측정자 및 피검안자의 부담을 현저히 감소시킬 수 있다.
The intraocular pressure measuring method according to the present invention can calculate the intraocular pressure quickly and accurately even in a low power and low memory environment, and can significantly reduce the burden on the measurer and the subject who measure the intraocular pressure.

도 1은 통상적인 접촉식 토노미터의 전체 구조를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안압 측정 방법이 적용되는 접촉식 토노미터의 기능 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안압 측정 방법의 흐름도.
도 4a 및 4b는 접촉식 토노미터의 측정 전압값과 안압값에 대하여, 큐빅 보간법(cubic), 선형 보간법(linear) 및 본 발명의 안압 측정 방법에 사용된 보간법(proposed)을 적용한 경우의 보간 오차를 보여주는 그래프.1 shows the overall structure of a conventional contact tonometer.
2 is a functional block diagram of a contact tonometer to which the intraocular pressure measuring method according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a flow chart of a method for measuring intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B illustrate interpolation errors when cubic interpolation, linear interpolation, and the interposed method used in the intraocular pressure measurement method are applied to the measured voltage and intraocular pressure of a contact tonometer. Showing graph.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안압 측정 방법이 적용되는 접촉식 토노미터의 기능 블록도이다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 접촉식 토노미터는, 형광액으로 착색된 피측정자의 안구에 직접 접촉하여, 안구에 힘(토크, 압력)를 가하며, 안구의 압평 시점을 확인할 수 있는 안압 측정용 프리즘(10, measuring prism), 상기 측정용 프리즘(10)에 압평 시점의 힘을 전달하는 레버(12, feeler arm), 상기 레버(12)에 연결되어, 상기 레버(12)의 회전력 및 안구에 가해지는 압력에 상응하는 힘을 받는 스프링(16), 상기 스프링(16)에 가해진 힘(즉, 안구에 가해지는 압력)을 측정하여 그에 상응하는 전기적 신호를 출력하는 전위차계(18, Potentiometer), 상기 전위차계(18)로부터 출력되는 전기적 신호(전압값)를 연산하여 안압을 산출하는 중앙처리부(22, Micro Controller Unit; MCU) 및 중앙처리부(22)에서 산출된 안압을 표시하는 표시장치(24, Flexible Numeric Display; FND)를 포함한다. 도 2에서, 포토인터럽터(26, photointerrupter; PI)는 측정용 프리즘(10) 및/또는 레버(12)가 안압 측정 기준 위치에 위치함을 확인하는 감지기의 역할을 하며, 포토인터럽터(26) 동작 시점의 전위차계(18) 출력값이 측정 시점의 안압에 상응하는 전압값이 된다. 프리즘(20)과 안구가 기준 위치에 위치할 때, 안압 데이터가 얻어지며, 상기 기준위치에서 후술하는 5 내지 20개의 기준 안압값이 얻어진다. 도 1에 도시된 토노미터의 일반적인 구성은 미국특허 3,070,997호에 상세히 개시되어 있으며, 상기 미국특허의 개시 내용은 모두 본 명세서에 참조로서 포함된다. 도 1 및 2에 도시된 접촉식 토노미터에 있어서, 안압 측정용 프리즘(10)이 안구를 누르는 압력을 측정하기 위해, 레버(12)에 힘을 가하는 스프링(16)과 전위차계(18)를 이용한다. 안압은 측정 시점의 스프링(16)의 장력에 상응하므로, 상기 스프링(16)의 장력을 전위차계(18)로 측정하고, 전위차계(18)의 출력값을 아날로그-디지털 변환(ADC)하여 안압을 산출할 수 있다.
2 is a functional block diagram of a contact tonometer to which the intraocular pressure measuring method according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in Figures 1 and 2, the contact tonometer to which the present invention is applied is in direct contact with the eye of the subject colored with the fluorescent solution, applying a force (torque, pressure) to the eye, A prism 10 for measuring intraocular pressure that can be identified, a lever 12 for transmitting a force at the time of pressing pressure to the measuring prism 10, and a lever 12 connected to the lever 12, and the lever 12. Spring 16 receives a force corresponding to the rotational force of the force and the pressure applied to the eye, a potentiometer for measuring the force applied to the spring (ie, the pressure applied to the eye) and outputs a corresponding electrical signal ( 18, a potentiometer, a central controller 22 which calculates intraocular pressure by calculating an electrical signal (voltage value) output from the potentiometer 18, and displays the intraocular pressure calculated by the central processor 22 Flexible display device (FND) It should. In FIG. 2, a photointerrupter (PI) acts as a detector to confirm that the measuring prism 10 and / or the lever 12 are positioned at the intraocular pressure reference position, and the photointerrupter 26 operates. The output value of the potentiometer 18 at the time point becomes a voltage value corresponding to the intraocular pressure at the time of measurement. When the prism 20 and the eye are positioned at the reference position, the intraocular pressure data is obtained, and 5 to 20 reference intraocular pressure values described later at the reference position are obtained. The general configuration of the tonometer shown in FIG. 1 is disclosed in detail in US Pat. No. 3,070,997, the disclosures of which are all incorporated herein by reference. 1 and 2, the spring 16 and the potentiometer 18 that apply a force to the lever 12 are used to measure the pressure on which the intraocular pressure prism 10 presses the eyeball. Since the intraocular pressure corresponds to the tension of the spring 16 at the time of measurement, the intraocular pressure may be calculated by measuring the tension of the spring 16 with the potentiometer 18 and analog-to-digital conversion (ADC) the output value of the potentiometer 18. Can be.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안압 측정 방법의 흐름도이다. 본 발명에 따른 안압 측정 방법은, 보간법(interpolation)을 이용하여 전위차계(18)의 출력값을 빠르고 정확하게 안압으로 변환하는 방법으로서, 전위차계(18) 출력값 및 안압값에 대한 캘리브레이션 데이터를 이용한다. 본 발명에 있어서, 캘리브레이션 데이터는, (i) 안구에 가해지는 압력에 상응하는 전기적 신호를 출력하는 전위차계(18)를 이용하여, 5 내지 20개의 기준 안압값에 해당하는 전위차계 출력값을 얻고, 이를 메모리에 저장하고, (ii) 저장된 기준 안압값 및 전위차계 출력값에 3차 스플라인 보간법을 적용하여, 상기 기준 안압값 사이의 안압값들(큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값)에 대한 전위차계 출력값을 산출하여 얻어진지며, 얻어진 캘리브레이션 데이터는 테이블의 형태로 메모리에 저장된다. 상기 캘리브레이션 데이터 획득 단계의 구체적인 예를 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 표준 추를 이용하거나 캘리브레이션 장비를 이용하여, 5 내지 20개, 바람직하게는 7 내지 15개의 기준 안압값(예를 들면, 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 mmHg)에 해당하는 전위차계(18) 출력값 및/또는 그의 아날로그-디지털 변환값(ADC)을 얻고, 이를 중앙처리부(22)의 플래쉬 메모리에 저장한다(S 10). 그리고 저장된 5 내지 20개의 기준 안압값에 대하여, 3차 스플라인 보간법(Neutral Cubic Spline interpolation)을 적용하여, 상기 기준 안압값 사이의 안압값들(예를 들면, 기준 안압값을 1 mmHg 단위로 세분화한 0, 1, 2, ... ,78, 79, 80 mmHg의 81개의 안압값)에 대한 전위차계(18) 출력값 및/또는 그의 아날로그-디지털 변환값(ADC)(이를, "큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값" 또는 "캘리브레이션 데이터"라 한다.)을 산출하고, 이를 중앙처리부(22)의 플래쉬 메모리에 룩업 테이블(look up table; LUT)의 형태로 저장한다(S 12). 상기 "큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값"의 개수는 상기 기준 안압값 개수의 5 내지 20배인 것이 바람직하고, 7 내지 15배이면 더욱 바람직하다. 여기서, 상기 기준 안압값 및 "큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값"의 개수가 너무 작으면, 캘리브레이션 데이터가 부족하여 안압 측정 오차가 발생할 우려가 있고, 너무 많으면, 과도한 메모리 사용으로 저전력 마이크로콘트롤러에 의한 데이터 처리가 곤란하게 될 우려가 있다.
3 is a flowchart of a method for measuring intraocular pressure according to an embodiment of the present invention. The intraocular pressure measurement method according to the present invention uses a calibration data with respect to the output value of the potentiometer 18 and the intraocular pressure as a method for quickly and accurately converting the output value of the potentiometer 18 to the intraocular pressure by using interpolation. In the present invention, the calibration data is obtained by using (i) potentiometer 18, which outputs an electrical signal corresponding to the pressure applied to the eye, to obtain potentiometer output values corresponding to five to twenty reference intraocular pressures, which are stored in memory. Obtained by calculating a potentiometer output value for intraocular pressure values (additional intraocular pressure values calculated by cubic interpolation) between the reference intraocular pressure values by applying a third-order spline interpolation method to the stored reference intraocular pressure value and the potentiometer output value. The obtained calibration data is stored in memory in the form of a table. Looking at the specific example of the calibration data acquisition step, as shown in Figure 4, first, using the standard weight or using the calibration equipment, 5 to 20, preferably 7 to 15 reference intraocular pressure (for example For example, a potentiometer 18 output value corresponding to 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, and 80 mmHg) and / or an analog-to-digital conversion value (ADC) thereof is obtained, and the central processing unit 22 is obtained. It is stored in the flash memory of (S 10). The intraocular pressure values between the reference intraocular pressure values (eg, the intraocular pressures are subdivided in units of 1 mmHg) by applying a third cubic spline interpolation method to stored 5 to 20 reference intraocular pressures. Potentiometer 18 output for 81, intraocular pressures of 0, 1, 2, ..., 78, 79, 80 mmHg) and / or its analog-to-digital conversion value (ADC) ("cubic interpolation" The additional intraocular pressure value "or" calibration data "is calculated and stored in the form of a look up table (LUT) in the flash memory of the central processing unit 22 (S 12). The number of “additional intraocular pressure values calculated by cubic interpolation” is preferably 5 to 20 times the number of the reference intraocular pressure values, and more preferably 7 to 15 times. Here, if the number of the reference intraocular pressure value and the "additional intraocular pressure value calculated by the cubic interpolation method" is too small, there is a risk that the intraocular pressure measurement error may occur due to lack of calibration data, and if too large, the low-power microcontroller may be used due to excessive memory usage. There is a fear that data processing becomes difficult.

이와 같이 캘리브레이션 데이터가 준비되면, 상기 전위차계(18)를 이용하여, 피측정자의 안구에 가해지는 압력에 상응하는 전기적 신호를 얻고, 상기 메모리에 저장된 캘리브레이션 데이터에 선형 보간법을 적용하여, 상기 얻어진 전기적 신호에 해당하는 안압값을 산출한다. 이 과정을 구체적으로 살펴보면, 먼저, 포토인터럽터(26, photointerrupter; PI) 등의 감지기를 이용하여, 측정용 프리즘(10) 및 레버(12)가 안압 측정 기준 위치에 위치함을 확인한다(S 22). 다음으로, 상기 측정용 프리즘(10)을 통해 안구에 가해지는 압력 및 레버(12)의 회전력에 상응하는 스프링(16)에 인가된 힘을 전위차계(18)로 측정하여 0 내지 3.3V의 전압값(전위차계의 전기적 신호)으로 중앙처리부(22)로 전달한다(S 24). 중앙처리부(22)는 입력된 전압값(전위차계(18) 출력값)을 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 이용하여 12비트의 디지털 값(0~4095, 즉, 아날로그-디지털 변환값)으로 변환한다(S 26). 이와 같이, 피측정자의 안압에 상응하는 아날로그-디지털 변환값이 얻어지면, 중앙처리부(22)의 플래쉬 메모리에 저장된 캘리브레이션 데이터에 선형 보간법(linear interpolation)을 적용하여, 상기 아날로그-디지털 변환값에 해당하는 안압값을 산출한다(S 28).
When the calibration data is prepared as described above, the electrical signal corresponding to the pressure applied to the eye of the subject is obtained using the potentiometer 18, and linear interpolation is applied to the calibration data stored in the memory. Calculate the intraocular pressure value corresponding to Looking specifically at this process, first, by using a detector such as a photointerrupter (PI), it is confirmed that the measuring prism 10 and the lever 12 are located at the reference position of the intraocular pressure measurement (S 22). ). Next, a voltage value of 0 to 3.3 V is measured by using a potentiometer 18 to measure the force applied to the eye through the measuring prism 10 and the spring 16 corresponding to the rotational force of the lever 12. (Electric signal of the potentiometer) is transmitted to the central processing unit 22 (S 24). The central processing unit 22 converts the input voltage value (potentiometer 18 output value) into a 12-bit digital value (0 to 4095, that is, an analog-to-digital conversion value) using an analog-to-digital converter (ADC) ( S 26). As such, when the analog-digital conversion value corresponding to the intraocular pressure of the subject is obtained, linear interpolation is applied to the calibration data stored in the flash memory of the central processing unit 22 to correspond to the analog-digital conversion value. The intraocular pressure value is calculated (S28).

도 4a 및 4b는 접촉식 토노미터의 측정 전압값과 안압값에 대하여, 큐빅 보간법(cubic), 선형 보간법(linear) 및 본 발명의 안압 측정 방법에 사용된 보간법(proposed)을 적용한 경우의 보간 오차를 보여주는 그래프이다. 도 4a 및 4b에서, 가로축은 전압값에 비례하는 아날로그-디지털 변환값(예를 들어, 입력 전압값이 0 ~ 3.3 V 이면, 아날로그-디지털 변환값은 0 ~ 4095(12bit)가 된다)을 나타내고, 세로축은 안압값을 나타낸다. 도 4a로부터, 접촉식 토노미터에 있어서, 측정용 프리즘(10) 및 레버(12)에 힘(토크)를 가하는 스프링(16)에 인가되는 장력(전위차계(18)의 전압값)과 안압이 비선형적 관계를 가지며, 이와 같은 장력과 안압값을 단순히 선형 보간법(linear)으로 보간하면, 큐빅 보간법(cubic)으로 보간한 경우보다, 상당량의 보간 오차가 발생함을 알 수 있다. 그러나, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라, 중앙처리부(22)의 플래쉬 메모리에 룩업 테이블(look up table)의 형태로 저장된 캘리브레이션 데이터, 즉, "큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값"에 대하여 선형 보간법을 적용하면(proposed), 큐빅 보간법(cubic)으로 보간한 경우와 비교하여, 보간 오차가 거의 없음을 알 수 있다.
4A and 4B illustrate interpolation errors when cubic interpolation, linear interpolation, and the interposed method used in the intraocular pressure measurement method are applied to the measured voltage and intraocular pressure of a contact tonometer. It is a graph showing. 4A and 4B, the horizontal axis represents an analog-to-digital conversion value proportional to the voltage value (for example, when the input voltage value is 0 to 3.3 V, the analog-to-digital conversion value becomes 0 to 4095 (12 bits)). , The vertical axis represents the intraocular pressure value. 4A, in the contact type tonometer, the tension (voltage value of the potentiometer 18) and intraocular pressure applied to the measuring prism 10 and the spring 16 for applying a force (torque) to the lever 12 are nonlinear. It can be seen that the interpolation error of the tension and the intraocular pressure is linearly interpolated by linear interpolation, rather than the interpolation by cubic interpolation. However, as shown in FIG. 4B, according to the present invention, calibration data stored in the form of a look up table in the flash memory of the central processing unit 22, that is, "additional intraocular pressure value calculated by cubic interpolation" When the linear interpolation method is applied to, the interpolation error is hardly compared with the case of cubic interpolation.

본 발명에 따른 안압 측정 방법은, 큐빅 보간법으로 미리 계산된 캘리브레이션 데이터에 선형 보간법(linear interpolation)을 적용하여, 입력되는 아날로그-디지털 변환값에 상응하는 안압값을 빠르고 간편하게 계산할 수 있다. 본 발명의 방법은, 측정에 필요한 최소한의 데이터, 예를 들면 81개의 "큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값" 만을 캘리브레이션 데이터로서 중앙처리부(22)의 플래쉬 메모리에 룩업 테이블(LUT)의 형태로 저장하고, 실제 안압값의 측정 및 계산에 있어서는, 계산량이 많은 큐빅 보간법을 사용하지 않고, 선형 보간법을 사용함으로써, 안압값의 계산 속도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은, 최적, 최단 시간의 안압 계산 알고리즘을 제공하는 것으로서, 메모리 효율을 극대화하고, 저전력 마이크로컨트롤러의 사용에 적합한 안압 측정 방법이며, 캘리브레이션 데이터의 획득도 용이한 장점이 있다. In the intraocular pressure measurement method according to the present invention, by applying linear interpolation to the calibration data previously calculated by the cubic interpolation method, the intraocular pressure value corresponding to the input analog-to-digital conversion value can be quickly and easily calculated. The method of the present invention stores only the minimum data necessary for measurement, for example 81 "additional intraocular pressure values calculated by cubic interpolation", as calibration data in the form of a lookup table (LUT) in the flash memory of the central processing unit 22. In the measurement and calculation of the actual intraocular pressure value, the calculation speed of the intraocular pressure value can be improved by using the linear interpolation method without using the cubic interpolation method having a large amount of calculation. Accordingly, the method according to the present invention provides an optimal intraocular pressure calculation algorithm, which maximizes memory efficiency, is an intraocular pressure measurement method suitable for use of a low power microcontroller, and has an advantage of easily acquiring calibration data. .

Claims (3)

(i) 안구에 가해지는 압력에 상응하는 전기적 신호를 출력하는 전위차계를 이용하여, 5 내지 20개의 기준 안압값에 해당하는 전위차계 출력값을 얻고, 이를 메모리에 저장하는 단계, 및 (ii) 저장된 기준 안압값 및 전위차계 출력값에 3차 스플라인 보간법을 적용하여, 상기 기준 안압값 사이의 안압값들(큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값)에 대한 전위차계 출력값을 산출하고, 이를 테이블의 형태로 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 캘리브레이션 데이터 획득 단계;
상기 전위차계를 이용하여, 피측정자의 안구에 가해지는 압력에 상응하는 전기적 신호를 얻는 단계; 및
상기 메모리에 저장된 캘리브레이션 데이터에 선형 보간법을 적용하여, 상기 얻어진 전기적 신호에 해당하는 안압값을 산출하는 단계를 포함하는 안압 측정 방법.(i) using a potentiometer that outputs an electrical signal corresponding to the pressure applied to the eye, obtaining a potentiometer output value corresponding to 5 to 20 reference intraocular pressure values and storing it in a memory, and (ii) stored reference intraocular pressure Applying a third-order spline interpolation method to the values and the potentiometer output values, calculating potentiometer output values for intraocular pressure values (additional intraocular pressure values calculated by cubic interpolation) between the reference intraocular pressure values and storing them in the form of a table in memory. Obtaining calibration data comprising a;
Using the potentiometer, obtaining an electrical signal corresponding to the pressure applied to the eye of the subject; And
And applying a linear interpolation method to the calibration data stored in the memory, and calculating an intraocular pressure value corresponding to the obtained electrical signal. 제1항에 있어서, 상기 기준 안압값에 해당하는 전위차계 출력값은 표준 추를 이용하거나 캘리브레이션 장비를 이용하여 수행되는 것인, 안압 측정 방법.The method of claim 1, wherein the potentiometer output value corresponding to the reference intraocular pressure value is performed using a standard weight or using calibration equipment. 제1항에 있어서, 상기 "큐빅 보간법으로 계산된 추가 안압값"의 개수는 상기 기준 안압값 개수의 5 내지 20배인 것인, 안압 측정 방법.The method of claim 1, wherein the number of “additional intraocular pressure values calculated by cubic interpolation” is 5 to 20 times the number of reference intraocular pressure values.
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