KR20220018878A - Apparatus and method for measuring intraocular pressure - Google Patents

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박준홍
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이원준
김득하
정영빈
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is an apparatus for measuring intraocular pressure. The apparatus for measuring intraocular pressure comprises: a vibration generator generating vibrations having a first excitation amplitude and second excitation amplitude different from each other; a load cell sending the vibrations generated from the vibration generator to eyeballs; a measuring device measuring a first vibration response signal sent from the eyeballs when the first excitation amplitude occurs and measuring a second vibration response signal sent from the eyeballs when the second excitation amplitude occurs; and a calculation unit calculating a first vibration response quantity from the first vibration response signal, calculating a second vibration response quantity from the second vibration response signal, and calculating intraocular pressure of the eyeballs from a difference between the first vibration response quantity and the second vibration response quantity.

Description

안압 측정 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring intraocular pressure}Apparatus and method for measuring intraocular pressure

본 발명은 안압 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비침습적 방법으로 안압을 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring intraocular pressure, and more particularly, to an apparatus and method for measuring intraocular pressure in a non-invasive manner.

안압 측정은 안과에서 시행하는 기본검사 중 하나, 녹내장의 발생 및 진행의 가장 중요한 위험인자인 안압 상승을 확인할 수 있다. 그리고 녹내장 치료를 하며 치료 효과를 판정하거나, 병의 경과를 모니터링할 수 있다.Measurement of intraocular pressure is one of the basic tests performed in ophthalmology and can confirm the increase in intraocular pressure, which is the most important risk factor for the development and progression of glaucoma. In addition, while treating glaucoma, it is possible to determine the therapeutic effect or monitor the course of the disease.

현재 널리 사용되고 있는 안압계인 GAT나 TonoPen은 각막을 마취한 후 각막을 직접 누르면서 그 변화를 통해 안압을 유추하는 압평(applanation) 방식을 이용한다. 이러한 방법은 각막 두께와 곡률, 다른 생체공학적(biomechanical) 특성의 영향을 많이 받고 침습적일 수 있다. GAT or TonoPen, which are tonometers currently widely used, use an applanation method that anesthetizes the cornea and then directly presses the cornea and infers the intraocular pressure through the change. This method is highly influenced by corneal thickness, curvature, and other biomechanical properties and can be invasive.

또 다른 안압계인 Rebound tonometer는 유발과 충돌(inductive/impact)의 원리를 이용하는 안압계로 탐침이 각막에 충돌 후에 제자리로 돌아오면 각막 충돌시의 탐침의 감속 시간(deceleration time)이 안압으로 변환된다. Another tonometer, the rebound tonometer, is a tonometer that uses the principle of inductive/impact. When the probe returns to its original position after impacting the cornea, the deceleration time of the probe at the time of corneal impact is converted into intraocular pressure.

생체역학적 요소를 고려한 ocular response analyzer(ORA)나 Corvis tonometer등이 최근에 도입된 바 있으며 이는 공기압을 가해주고 각막이 변형되는 과정에서 시간 측정이나 이미지 촬영을 통해 안압을 유추한다. An ocular response analyzer (ORA) or a corvis tonometer that considers biomechanical factors has recently been introduced, which applies air pressure and infers intraocular pressure through time measurement or imaging during corneal deformation.

이러한 기존의 안압계는 직접 각막과의 접촉을 통해 물리적인 압력을 가하거나, 공기를 분사하여 각막을 변화하게 한 뒤 이를 통해 분석을 진행하기 때문에, 일반인들의 활용이 쉽지 않고, 일상 생활 속에서 안압 측정이 어려운 한계가 있다.These conventional tonometers are not easy to use by ordinary people and measure intraocular pressure in daily life because they apply physical pressure through direct contact with the cornea or spray air to change the cornea and then analyze it. There are difficult limitations to this.

본 발명은 손쉽게 안압을 측정할 수 있는 안압 측정 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method for measuring intraocular pressure that can easily measure intraocular pressure.

본 발명에 따른 안압 측정 장치는 서로 상이한 제1가진 크기와 제2가진 크기로 진동을 발생시키는 진동 발생기; 상기 진동 발생기에서 발생된 진동을 안구에 전달하는 로드 셀; 상기 제1가진 크기 발생 시 상기 안구로부터 전달되는 제1진동 응답 신호를 계측하고, 상기 제2가진 크기 발생 시 상기 안구로부터 전달되는 제2진동 응답 신호를 계측하는 계측기; 및 상기 제1진동 응답 신호로부터 제1진동 응답량을 산출하고, 상기 제2진동 응답 신호로부터 제2진동 응답량을 산출하고, 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이로부터 상기 안구의 안압을 산출하는 연산부를 포함한다.The intraocular pressure measuring apparatus according to the present invention comprises: a vibration generator for generating vibrations with different first and second magnitudes; a load cell that transmits the vibration generated by the vibration generator to the eye; a measuring instrument for measuring a first vibration response signal transmitted from the eyeball when the first amplitude occurs, and measuring a second vibration response signal transmitted from the eyeball when the second amplitude occurs; and calculating a first vibration response amount from the first vibration response signal, calculating a second vibration response amount from the second vibration response signal, and calculating the first vibration response amount from the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount It includes a calculation unit for calculating the intraocular pressure of the eyeball.

또한, 상기 계측기는, 상기 로드 셀에서 진동 응답 신호를 계측하는 제1가속도계; 및 상기 진동 발생기에서 진동 응답 신호를 계측하는 제2가속도계를 포함할 수 있다.In addition, the measuring device, the first accelerometer for measuring the vibration response signal in the load cell; and a second accelerometer for measuring a vibration response signal from the vibration generator.

또한, 상기 연산부는 수식 1을 이용하여 상기 제1진동 응답 신호로부터 상기 제1진동 응답량을 산출하고, 상기 제2진동 응답 신호로부터 상기 제2진동 응답량을 산출할 수 있다.Also, the calculator may calculate the first vibration response amount from the first vibration response signal and calculate the second vibration response amount from the second vibration response signal using Equation 1 .

Figure pat00001
[수식 1]
Figure pat00001
[Formula 1]

여기서, αrms는 진동 응답량이고, χ(t)는 진동 응답 신호이고, T는 측정 시간을 나타냄.Here, α rms is the vibration response amount, χ(t) is the vibration response signal, and T is the measurement time.

또한, 상기 연산부는 수식 2를 이용하여 상기 안구의 안압을 산출할 수 있다.Also, the calculator may calculate the intraocular pressure of the eyeball by using Equation 2.

Figure pat00002
[수식 2]
Figure pat00002
[Equation 2]

여기서, IOP는 안구의 안압이고, CMVR는 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이를 나타냄.Here, IOP is the intraocular pressure of the eye, and CMVR represents the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount.

본 발명에 따른 안압 측정 방법은 제1가진 크기로 발생된 진동을 로드 셀을 통해 안구에 전달하고, 상기 안구로부터 전달되는 제1진동 응답 신호를 계측하는 단계; 상기 제1가진 크기와 상이한 제2가진 크기로 발생된 진동을 로드 셀을 통해 상기 안구에 전달하고, 상기 안구로부터 전달되는 제2진동 응답 신호를 계측하는 단계; 및 상기 제1진동 응답 신호로부터 제1진동 응답량을 산출하고, 상기 제2진동 응답 신호로부터 제2진동 응답량을 산출하고, 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이로부터 상기 안구의 안압을 산출하는 단계를 포함한다.The method for measuring intraocular pressure according to the present invention comprises the steps of: transmitting a vibration generated with a first magnitude to an eyeball through a load cell, and measuring a first vibration response signal transmitted from the eyeball; transmitting the vibration generated with a second amplitude different from the first amplitude to the eyeball through a load cell, and measuring a second vibration response signal transmitted from the eyeball; and calculating a first vibration response amount from the first vibration response signal, calculating a second vibration response amount from the second vibration response signal, and calculating the first vibration response amount from the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount calculating the intraocular pressure of the eyeball.

또한, 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량은 수식 1을 이용하여 산출할 수 있다.In addition, the first vibration response amount and the second vibration response amount may be calculated using Equation 1.

Figure pat00003
[수식 1]
Figure pat00003
[Formula 1]

여기서, αrms는 진동 응답이고, χ(t)는 진동 응답 신호이고, T는 측정 시간을 나타냄.where α rms is the vibration response, χ(t) is the vibration response signal, and T is the measurement time.

또한, 상기 안구의 안압을 산출하는 단계는 수식 2를 이용하여 상기 안구의 안압을 산출할 수 있다.In addition, the calculating of the intraocular pressure may include calculating the intraocular pressure using Equation 2.

Figure pat00004
[수식 2]
Figure pat00004
[Equation 2]

여기서, IOP는 안구의 안압이고, CMVR는 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이를 나타냄.Here, IOP is the intraocular pressure of the eye, and CMVR represents the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount.

본 발명에 의하면, 로드 셀이 눈꺼풀과 접촉한 상태에서 안구에 진동을 전달하고, 안구로부터 전달되는 진동 응답 신호를 측정하여 안구의 안압을 산출하므로, 비침습적인 방법으로 누구나 손쉽게 안압을 측정할 수 있다.According to the present invention, since the load cell transmits vibration to the eyeball in contact with the eyelid and calculates the intraocular pressure by measuring the vibration response signal transmitted from the eyeball, anyone can easily measure the intraocular pressure in a non-invasive way have.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안압 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 안압 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 돼지 안구의 안압을 측정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 실험에 사용된 돼지 안구의 실제 안압 크기와 공진 주파수를 시중에 판매되고 있는 안압 측정 장치인 tonometer를 이용하여 측정한 결과를 나타내는 표이다.
도 5는 본 발명에 따른 안압 측정 장치를 이용하여 산출된 진동 응답량을 나타내는 표이다.
도 6는 tonometer를 이용하여 측정한 안압의 분포(X)와 수식 2를 나타내는 그래프이다.
도 7은 tonometer를 이용하여 측정한 안압과 수식 2를 통해 계측한 안압의 오차율을 나타내는 그래프이다.1 is a view showing an intraocular pressure measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for measuring intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of measuring the intraocular pressure of a pig's eye according to an embodiment of the present invention.
4 is a table showing the results of measuring the actual intraocular pressure size and resonant frequency of the pig eye used in the experiment using a commercially available intraocular pressure measuring device, a tonometer.
5 is a table showing a vibration response amount calculated using the intraocular pressure measuring device according to the present invention.
6 is a graph showing the distribution (X) of the intraocular pressure measured using a tonometer and Equation 2;
7 is a graph showing an error rate between intraocular pressure measured using a tonometer and intraocular pressure measured using Equation 2;

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in this specification, 'and/or' is used in the sense of including at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, component, or a combination thereof described in the specification exists, and one or more other features, number, step, configuration It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, "connection" is used in a meaning including both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안압 측정 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an intraocular pressure measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 안압 측정 장치(100)는 안구(10)에 진동을 전달하고, 안구(10)로부터 전달되는 진동 응답 신호를 수신하여 안구(10)의 안압을 측정한다. 안압 측정 장치(100)는 진동 발생기(110), 로드 셀(120), 계측기(130, 140), 그리고 연산부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the intraocular pressure measuring apparatus 100 transmits vibration to the eyeball 10 , and receives a vibration response signal transmitted from the eyeball 10 to measure the intraocular pressure of the eyeball 10 . The intraocular pressure measuring apparatus 100 includes a vibration generator 110 , a load cell 120 , measuring instruments 130 and 140 , and an operation unit 150 .

진동 발생기(110)는 기 설정된 크기의 진동을 발생시킨다. 진동 발생기(110)는 가진 크기가 상이한 진동을 발생시킬 수 있다. 실시 예에 의하면, 진동 발생기(110)는 제1가진 크기의 진동과 제2가진 크기의 진동을 발생시킬 수 있다. 제1가진 크기의 진동은 제2가진 크기의 진동과 진동 크기(Vibration magnitude)가 상이할 수 있다. The vibration generator 110 generates vibration of a preset size. The vibration generator 110 may generate vibrations having different excitation magnitudes. According to an embodiment, the vibration generator 110 may generate a vibration of a first magnitude and a vibration of a second magnitude. The vibration of the first magnitude may have a different magnitude from the vibration of the second magnitude.

로드 셀(120)은 진동 발생기(110)에서 발생된 진동을 안구(10)에 전달한다. 안압 측정 시, 로드 셀(120)은 일단이 환자의 눈꺼풀과 접촉하여 안구(10)에 진동을 전달한다.The load cell 120 transmits the vibration generated by the vibration generator 110 to the eyeball 10 . When measuring intraocular pressure, one end of the load cell 120 comes into contact with the patient's eyelid to transmit vibration to the eyeball 10 .

계측기(130, 140)는 안구(10)로부터 전달되는 진동 응답 신호를 계측한다. 실시 예에 의하면, 계측기(130, 140)는 제1가속도계(130)와 제2가속도계(140)를 포함한다. 제1가속도계(130)는 로드 셀(120)에 부착되어 안구(10)의 진동 응답 신호를 계측하고, 제2가속도계(140)는 진동 발생기(110)에 부착되어 안구(10)의 진동 응답 신호를 계측한다. 제1가진 크기의 진동이 로드 셀(120)에 인가되는 경우, 계측기(130, 140)에서 측정되는 진동 응답 신호를 제1진동 응답 신호라 하고, 제2가진 크기의 진동이 로드 셀(120)에 인가되는 경우, 계측기(130, 140)에서 측정되는 진동 응답 신호를 제2진동 응답 신호라 한다.The measuring instruments 130 and 140 measure the vibration response signal transmitted from the eyeball 10 . According to an embodiment, the measuring instruments 130 and 140 include a first accelerometer 130 and a second accelerometer 140 . The first accelerometer 130 is attached to the load cell 120 to measure the vibration response signal of the eyeball 10 , and the second accelerometer 140 is attached to the vibration generator 110 to measure the vibration response signal of the eyeball 10 . to measure When vibration of the first magnitude is applied to the load cell 120 , the vibration response signal measured by the measuring instruments 130 and 140 is called a first vibration response signal, and the vibration of the second magnitude is applied to the load cell 120 . When applied to, the vibration response signal measured by the measuring instruments 130 and 140 is referred to as a second vibration response signal.

연산부(150)는 계측기(130, 140)에서 측정된 진동 응답 신호를 수신하고, 진동 응답 신호를 연산하여 진동 응답량을 산출한다. 실시 예에 의하면, 연산부(150)는 아래 수식 1을 이용하여 진동 응답량을 산출한다.The calculator 150 receives the vibration response signal measured by the measuring instruments 130 and 140 , and calculates the vibration response amount by calculating the vibration response signal. According to an embodiment, the calculating unit 150 calculates the vibration response amount using Equation 1 below.

Figure pat00005
[수식 1]
Figure pat00005
[Formula 1]

여기서, αrms는 진동 응답량이고, χ(t)는 진동 응답 신호이고, T는 연산부(150)가 진동 응답 신호를 측정하는 측정 시간을 나타낸다.Here, α rms is a vibration response amount, χ(t) is a vibration response signal, and T denotes a measurement time during which the operation unit 150 measures the vibration response signal.

연산부(150)는 제1진동 응답 신호를 연산하여 제1진동 응답량을 산출하고, 제2진동 응답 신호를 연산하여 제2진도 응답량을 산출한다.The calculator 150 calculates the first vibration response amount by calculating the first vibration response signal, and calculates the second vibration response amount by calculating the second vibration response signal.

연산부(150)는 제1진동 응답량과 제2진동 응답량의 차이를 통해 안구(10)의 안압을 산출한다. 후술하는 실험 결과에 따르면, 안구(10)의 안압은 제1진동 응답량과 제2진동 응답량의 차이와 선형적 관계를 보인다. 구체적으로, 안구(10)의 안압은 제1진동 응답량과 제2진동 응답량의 차이와 아래 수식 2에 따른 관계를 보인다. 연산부(150)는 수식 2를 통해 제1진동 응답량과 제2진동 응답량의 차이로부터 안구의 안압을 산출할 수 있다.The calculator 150 calculates the intraocular pressure of the eyeball 10 through the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount. According to the experimental results to be described later, the intraocular pressure of the eyeball 10 shows a linear relationship with the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount. Specifically, the intraocular pressure of the eyeball 10 shows a relationship according to Equation 2 below with the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount. The calculator 150 may calculate the intraocular pressure from the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount through Equation (2).

Figure pat00006
[수식 2]
Figure pat00006
[Equation 2]

여기서, IOP는 안구(10)의 안압이고, CMVR는 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이를 나타낸다.Here, IOP is the intraocular pressure of the eyeball 10 , and CMVR represents the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount.

도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 안압 측정 방법을 나타내는 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a method for measuring intraocular pressure according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 안압 측정 방법은 제1진동 응답 신호 계측 단계(S110), 제2진동 응답 신호 계측 단계(S120), 그리고 안압 산출 단계(S130)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the method for measuring intraocular pressure includes a first vibration response signal measurement step S110 , a second vibration response signal measurement step S120 , and an intraocular pressure calculation step S130 .

제1진동 응답 신호 계측 단계(S110)는 진동 발생기(110)에서 제1가진 크기로 진동을 발생시키고, 발생된 진동을 로드 셀(120)을 통해 안구(10)에 전달한다. 그리고 안구(10)로부터 전달되는 제1진동 응답 신호를 계측기(130, 140)에서 계측한다. In the first vibration response signal measurement step ( S110 ), the vibration generator 110 generates a vibration with a first magnitude, and transmits the generated vibration to the eyeball 10 through the load cell 120 . And the first vibration response signal transmitted from the eyeball 10 is measured by the measuring instruments 130 and 140 .

제2진동 응답 신호 계측 단계(S120)는 진동 발생기(110)에서 제2가진 크기로 진동을 발생시키고, 발생된 진동을 로드 셀(120)을 통해 안구(10)에 전달한다. 그리고 안구(10)로부터 전달되는 제2진동 응답 신호를 계측기(130, 140)에서 계측한다. In the second vibration response signal measurement step S120 , the vibration generator 110 generates vibration with a second magnitude, and transmits the generated vibration to the eyeball 10 through the load cell 120 . And the second vibration response signal transmitted from the eyeball 10 is measured by the measuring instruments 130 and 140 .

안압 산출 단계(S130)은 수식 1을 이용하여 제1진동 응답 신호로부터 제1진동 응답량을 산출하고, 제2진동 응답 신호로부터 제2진동 응답량을 산출한다. 그리고 수식 2를 이용하여 제1진동 응답량과 제2진동 응답량의 차이로부터 안구(10)의 안압을 산출한다. In the intraocular pressure calculation step S130, a first vibration response amount is calculated from the first vibration response signal using Equation 1, and a second vibration response amount is calculated from the second vibration response signal. Then, using Equation 2, the intraocular pressure of the eyeball 10 is calculated from the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount.

상술한 수식 2의 정확성을 검증하기 위하여, 돼지 안구를 이용하여 직접 안압을 측정하는 실험을 수행하였다. In order to verify the accuracy of Equation 2 described above, an experiment for directly measuring intraocular pressure using a pig's eye was performed.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 돼지 안구의 안압을 측정하는 과정을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a process of measuring the intraocular pressure of a pig's eye according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 실험을 위하여 돼지 안구를 10개 준비하였다. 주사기를 이용하여 돼지 안구에 염수를 주입하여 안압을 조절하였고, 안구마다 염수 주입량을 달리하였다. 개별 돼지 안구에 대해서도 4가지 형태로 염수 주입량을 달리하였다. 그리고 염수가 주입된 돼지 안구의 실제 안압 크기와 공진 주파수를 시중에 판매되고 있는 안압 측정 장치인 tonometer를 이용하여 직접 측정하였고, 이를 도 4에 표시하였다. Referring to FIG. 3 , 10 pig eyes were prepared for the experiment. The intraocular pressure was controlled by injecting saline into the pig's eyes using a syringe, and the amount of saline injected was varied for each eye. The amount of saline injection was varied in 4 types for individual pig eyes. In addition, the actual intraocular pressure and resonant frequency of the pig's eyes injected with saline were directly measured using a commercially available intraocular pressure measuring device, a tonometer, which is shown in FIG. 4 .

상기 돼지 안구들 각각에 대해 본 발명에 따른 안압 측정 장치를 이용하여 안압을 계측하였다. 돼지 안구의 안구 근육을 제외한 모든 지방 및 안구주위 조직을 제거한 상태에서, 로드셀을 안구에 접촉시키고 진동 발생기(110)에서 진동을 발생시켰다. 가진 크기가 서로 다른 4개의 진동을 각각의 돼지 안구에 전달하여 진동 응답 신호를 측정하였다. For each of the pig eyes, the intraocular pressure was measured using the intraocular pressure measuring device according to the present invention. In a state in which all fat and periocular tissues except for the eye muscles of the pig's eye were removed, the load cell was brought into contact with the eye and vibration was generated by the vibration generator 110 . Four vibrations with different excitation magnitudes were transmitted to each pig's eye and the vibration response signal was measured.

도 5는 본 발명에 따른 안압 측정 장치를 이용하여 산출된 진동 응답량을 나타내는 표이다. 실험에서는 가진 크기를 4.8m/s2, 3.6m/s2, 2.5m/s2, 그리고 1.3m/s2으로 달리하였다. χRMS(аn)은 진동 응답량을 나타내고, ㅿν는 진동 응답량의 최대값과 최소값의 차이를 나타낸다.5 is a table showing a vibration response amount calculated using the intraocular pressure measuring device according to the present invention. In the experiment, the excitation size was changed to 4.8m/s 2 , 3.6m/s 2 , 2.5m/s 2 , and 1.3m/s 2 . χ RMS (а n ) represents the vibration response amount, and ν represents the difference between the maximum value and the minimum value of the vibration response amount.

도 6는 tonometer를 이용하여 측정한 안압의 분포(X)와 수식 2를 나타내는 그래프이고, 도 7은 tonometer를 이용하여 측정한 안압과 수식 2를 통해 계측한 안압의 오차율을 나타내는 그래프이다. 도 6의 그래프에서 X는 상술한 돼지 안구들에서 산출된 진동 응답량의 최대값과 최속값의 차이(CMVR)를 가로축으로 하고, 해당 돼지 안구의 안압을 tonometer측정한 값을 세로축으로 나타내었다.6 is a graph showing the distribution (X) of the intraocular pressure measured using the tonometer and Equation 2, and FIG. 7 is a graph showing the error rate of the intraocular pressure measured using the tonometer and the intraocular pressure measured through Equation 2. In the graph of FIG. 6, X denotes the difference between the maximum value and the maximum velocity value (CMVR) of the vibration response calculated in the above-mentioned pig eyes, and the tonometer measurement value of the intraocular pressure of the pig's eye is represented by the vertical axis.

도 6 및 도 7을 참조하면, tonometer를 이용하여 측정한 안압의 분포(X)는 수식 2의 그래프에 근사함을 알 수 있다. 수식 2의 그래프와 tonometer를 이용하여 측정한 안압을 비교해보면 낮은 오차율을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 안압 측정 장치(10)는 진동 응답 신호의 수신과 상기 수식 2를 통해 안구의 안압을 계측할 수 있다.6 and 7, it can be seen that the distribution (X) of the intraocular pressure measured using the tonometer is close to the graph of Equation 2. A low error rate can be confirmed by comparing the graph of Equation 2 with the intraocular pressure measured using a tonometer. Accordingly, the intraocular pressure measuring apparatus 10 according to the present invention may measure the intraocular pressure through the reception of the vibration response signal and Equation 2 above.

본 발명의 실시 예에 따른 안압 측정 장치(10)는 비침습적 자극을 이용하므로 안정하고, 진동 인가와 진동 응답 변화량 측정을 통해 간소화된 방법으로 안압을 측정할 수 있다. 때문에, 협조도가 낮은 환자의 안압 측정에 용이하며, 집에서도 쉽게 자가 측정이 가능한 장점을 갖는다. Since the intraocular pressure measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention uses non-invasive stimulation, it is stable and can measure the intraocular pressure in a simplified way by applying vibration and measuring the amount of change in the vibration response. Therefore, it is easy to measure the intraocular pressure of a patient with a low degree of cooperation, and has the advantage of being able to easily measure the intraocular pressure at home.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100: 안압 측정 장치
110: 진동 발생기
120: 로드 셀
130, 140: 계측기
150: 연산부100: intraocular pressure measuring device
110: vibration generator
120: load cell
130, 140: instrument
150: arithmetic unit

Claims (7)

서로 상이한 제1가진 크기와 제2가진 크기로 진동을 발생시키는 진동 발생기;
상기 진동 발생기에서 발생된 진동을 안구에 전달하는 로드 셀;
상기 제1가진 크기 발생 시 상기 안구로부터 전달되는 제1진동 응답 신호를 계측하고, 상기 제2가진 크기 발생 시 상기 안구로부터 전달되는 제2진동 응답 신호를 계측하는 계측기; 및
상기 제1진동 응답 신호로부터 제1진동 응답량을 산출하고, 상기 제2진동 응답 신호로부터 제2진동 응답량을 산출하고, 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이로부터 상기 안구의 안압을 산출하는 연산부를 포함하는 안압 측정 장치.a vibration generator for generating vibrations with different first and second magnitudes;
a load cell that transmits the vibration generated by the vibration generator to the eye;
a measuring instrument for measuring a first vibration response signal transmitted from the eyeball when the first amplitude occurs, and measuring a second vibration response signal transmitted from the eyeball when the second amplitude occurs; and
calculating a first vibration response amount from the first vibration response signal, calculating a second vibration response amount from the second vibration response signal, and calculating the eyeball from the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount An intraocular pressure measuring device including a calculating unit for calculating the intraocular pressure. 제 1 항에 있어서,
상기 계측기는,
상기 로드 셀에서 진동 응답 신호를 계측하는 제1가속도계; 및
상기 진동 발생기에서 진동 응답 신호를 계측하는 제2가속도계를 포함하는 안압 측정 장치.The method of claim 1,
The meter is
a first accelerometer for measuring a vibration response signal from the load cell; and
and a second accelerometer for measuring a vibration response signal from the vibration generator. 제 1 항에 있어서,
상기 연산부는 수식 1을 이용하여 상기 제1진동 응답 신호로부터 상기 제1진동 응답량을 산출하고, 상기 제2진동 응답 신호로부터 상기 제2진동 응답량을 산출하는 안압 측정 장치.
Figure pat00007
[수식 1]
여기서, αrms는 진동 응답량이고, χ(t)는 진동 응답 신호이고, T는 측정 시간을 나타냄.The method of claim 1,
The calculation unit calculates the first vibration response amount from the first vibration response signal by using Equation 1, and calculates the second vibration response amount from the second vibration response signal.
Figure pat00007
[Formula 1]
Here, α rms is the vibration response amount, χ(t) is the vibration response signal, and T is the measurement time. 제 1 항에 있어서,
상기 연산부는 수식 2를 이용하여 상기 안구의 안압을 산출하는 안압 측정 장치.
Figure pat00008
[수식 2]
여기서, IOP는 안구의 안압이고, CMVR는 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이를 나타냄.The method of claim 1,
The calculation unit is an intraocular pressure measuring device for calculating the intraocular pressure of the eyeball by using Equation 2.
Figure pat00008
[Equation 2]
Here, IOP is the intraocular pressure of the eye, and CMVR represents the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount. 제1가진 크기로 발생된 진동을 로드 셀을 통해 안구에 전달하고, 상기 안구로부터 전달되는 제1진동 응답 신호를 계측하는 단계;
상기 제1가진 크기와 상이한 제2가진 크기로 발생된 진동을 로드 셀을 통해 상기 안구에 전달하고, 상기 안구로부터 전달되는 제2진동 응답 신호를 계측하는 단계; 및
상기 제1진동 응답 신호로부터 제1진동 응답량을 산출하고, 상기 제2진동 응답 신호로부터 제2진동 응답량을 산출하고, 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이로부터 상기 안구의 안압을 산출하는 단계를 포함하는 안압 측정 방법.transmitting the vibration generated with a first amplitude to the eyeball through a load cell, and measuring a first vibration response signal transmitted from the eyeball;
transmitting the vibration generated with a second amplitude different from the first amplitude to the eyeball through a load cell, and measuring a second vibration response signal transmitted from the eyeball; and
calculating a first vibration response amount from the first vibration response signal, calculating a second vibration response amount from the second vibration response signal, and calculating the eyeball from the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount A method of measuring intraocular pressure comprising the step of calculating the intraocular pressure of 제 5 항에 있어서,
상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량은 수식 1을 이용하여 산출하는 안압 측정 방법.
Figure pat00009
[수식 1]
여기서, αrms는 진동 응답이고, χ(t)는 진동 응답 신호이고, T는 측정 시간을 나타냄.6. The method of claim 5,
The method for measuring intraocular pressure in which the first vibration response amount and the second vibration response amount are calculated using Equation 1.
Figure pat00009
[Formula 1]
where α rms is the vibration response, χ(t) is the vibration response signal, and T is the measurement time. 제 5 항에 있어서,
상기 안구의 안압을 산출하는 단계는 수식 2를 이용하여 상기 안구의 안압을 산출하는 안압 측정 방법.
Figure pat00010
[수식 2]
여기서, IOP는 안구의 안압이고, CMVR는 상기 제1진동 응답량과 상기 제2진동 응답량의 차이를 나타냄.
6. The method of claim 5,
The step of calculating the intraocular pressure is an intraocular pressure measuring method of calculating the intraocular pressure of the eyeball using Equation 2.
Figure pat00010
[Equation 2]
Here, IOP is the intraocular pressure of the eye, and CMVR represents the difference between the first vibration response amount and the second vibration response amount.
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