專利名稱：由測量頻率特性的改變確定眼內(nèi)壓力的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定眼睛的內(nèi)部壓力即所謂的眼內(nèi)壓(IOP)的方法和設(shè)備。
因?yàn)槿搜壑虚L期的壓力升高可以致盲，故在所有的眼科診所中這種壓力是常規(guī)測量的。在診所中通常使用一種扁平(角膜)方法，例如所謂的Goldman扁平壓力計(jì)，這就是說將一個(gè)探頭按壓眼球直至達(dá)到一預(yù)先確定的變形并讀出所需的力。
這樣，確定壓力的基礎(chǔ)就是已知的壓力、力和面積之間的關(guān)系P＝F/A 其中P＝壓力，F(xiàn)＝力，和A＝面積。
這樣，眼球的內(nèi)部壓力可以從加在眼球上的接觸力和眼球的變形面積來計(jì)算。
為了確定已經(jīng)達(dá)到了規(guī)定的變形(面積)，在眼球中引入一種熒光試劑且眼球被照射以便能讀出在變形處的反射光的變化。
在對(duì)精度的要求不是那么高時(shí)使用另一種方法。在這一方法中使用了加壓的空氣射流以規(guī)定的力使眼球變形，由此通過檢測光線的反射來讀出變形。這一方法在固定的物體和眼球之間沒有物理接觸。
這兩種方法都是基于使眼球變形的力的，這會(huì)使病人感受到不舒服或疼痛，即使像例如Goldman方法使用了局部麻醉也是如此。
此外，前一種方法還被證明對(duì)散光是敏感的，因?yàn)樵跍y量眼球的變形時(shí)總是要用到光的折射。后一種方法在精度方面證明有缺點(diǎn)，因此需要確定標(biāo)稱壓力時(shí)是不用的，但卻經(jīng)常地被眼鏡技師等人所應(yīng)用以便對(duì)壓力的大小作初始測定。
當(dāng)眼球被壓時(shí)總有損傷眼睛尤其是角膜的危險(xiǎn)。這就是為什么希望盡可能減小對(duì)眼球的接觸壓力的原因之一。最低可能的力是根據(jù)上面的等式由為了正確地檢測出這一面積所需的面積或變形來確定的。用來檢測或讀出變形面積的光線反射法需要相對(duì)較大的面積以得到正確的讀數(shù)因此需要等價(jià)的相對(duì)較大的力。
本發(fā)明的目的是減輕或克服測量眼球內(nèi)部壓力的已知方法和設(shè)備中上面提到的缺點(diǎn)。
這一目的是用一種在上面首先敘述的方法和設(shè)備完成的，其特征在下面的獨(dú)立的權(quán)利要求中限定。
本發(fā)明的這些和另外的特征和優(yōu)點(diǎn)，將從下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明而變得明顯，它們構(gòu)成了例子因而并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。為了使理解簡單化，文字中包括了對(duì)附圖的參考。

圖1從原理上表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備中的各個(gè)部件。
按照本發(fā)明，一個(gè)振動(dòng)的或振蕩的接觸體被按壓在眼球上以確定眼球的變形。
我們發(fā)現(xiàn)，在一方面一個(gè)處于諧振振蕩的系統(tǒng)和另一方面該系統(tǒng)部分地和眼球相接觸以形成一個(gè)新的處于諧振振蕩的系統(tǒng)這兩者之間，其頻率特性的改變是取決于該接觸的表面面積的。
一種確定眼球中的壓力P即所謂的眼內(nèi)壓力的方法，包括將一具有已知幾何形狀的接觸體以逐漸增大的壓力F按壓在眼球上，當(dāng)確定了眼球的變形面積A時(shí)，該壓力可從關(guān)系式P＝F/A得到。對(duì)于本發(fā)明而言新穎的是去讀出與接觸體相關(guān)聯(lián)且振蕩于諧振中的傳感器系統(tǒng)的頻率特性fchar，然后將接觸體按壓眼球以形成一個(gè)新的振蕩于諧振頻率的新系統(tǒng)，讀出接觸力和新系統(tǒng)的頻率特性，并且計(jì)算頻率特性的改變，由此可以確定眼球的壓力，因?yàn)樗鶎ふ业淖冃蚊娣eA是對(duì)實(shí)際傳感器系統(tǒng)作過校正的A(fchar)變化的函數(shù)。測量儀器和測量設(shè)備的校正是已知的因素因此在這里不作更詳細(xì)的討論。
因此接觸體按壓在眼球上的力可以根據(jù)眼球的壓力加以調(diào)節(jié)，以便在對(duì)眼球較低的接觸力的情況下確定的是較低的壓力而在較高的接觸力時(shí)確定的是較高的壓力，由此可以在大的壓力范圍內(nèi)用最小的接觸力來得到高精確度的測量。
在另一個(gè)實(shí)施例中，頻率特性可以被連續(xù)地讀出而加在眼球上的接觸力F可以增加直至達(dá)到所需的頻率特性的改變?chǔ)char為止，由此可讀出接觸力F而壓力則可以由作為在頻率特性fchar特定改變中的接觸力的函數(shù)而計(jì)算。
在再一個(gè)實(shí)施例中，可以在把接觸體保持在按壓眼球的同時(shí)重復(fù)地進(jìn)行對(duì)接觸力F和頻率特性的讀數(shù)，由此而得到一系列的測量值。一系列的測量值增加了識(shí)別的可能性并丟棄掉那些在可靠測量范圍之外的測量值，例如，因?yàn)榻佑|力太小或因?yàn)檫@個(gè)力是如此之大而使形成的變形變得比接觸面積更大。
在測量和計(jì)算頻率特性期間，諸如諧振頻率和相位等成分可以被使用。
附圖從原理上表示了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備。該設(shè)備表示為傳感器1，它被安排在測量眼球2中的眼內(nèi)壓力的位置上。傳感器1被裝置3支持以便調(diào)節(jié)傳感器1對(duì)眼球的按壓。裝置3能夠控制傳感器用以按壓眼球的力。
該傳感器包括一個(gè)接觸體4，它具有靠在眼球上的接觸區(qū)5。
該接觸體4在傳感器中是由一個(gè)振蕩單元支持的或者與它形成一個(gè)整體。在所示的實(shí)施例中，振蕩單元7是個(gè)壓電元件。該壓電元件被恰當(dāng)?shù)貞覓煸谕鈿?0中，這使得壓電元件能夠盡可能自由地?cái)[動(dòng)。附著在壓電元件7上的是一個(gè)較小的壓電元件6即所謂的檢拾器，它被牢固地固定住，用來捕捉壓電元件中的振蕩。
一個(gè)驅(qū)動(dòng)用的裝置被連接到振蕩單元7上以實(shí)現(xiàn)它的振蕩運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，反饋回路8連接到壓電元件7上以反饋由檢拾器6記錄到的振蕩并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的諧振振蕩。
在圖中示意表示的實(shí)施例中，壓電元件7連接到地和一個(gè)帶通濾波器BP。檢拾器6牢固地粘在壓電元件7上并連接到放大器Am上，后者又連接到帶通濾波器BP作反饋之用。Am和BP調(diào)諧到最優(yōu)的振蕩條件，即諧振頻率。
此外，用于讀出頻率特性的裝置9被連接到系統(tǒng)上。這可以是一個(gè)普通的頻率計(jì)數(shù)器或其它適用于信號(hào)處理的儀器。
另外，如果將計(jì)算器單元11連接到頻率計(jì)數(shù)器以計(jì)算頻率差的話，這將是有利的。
在這一實(shí)施例中，接觸表面是平坦的。這個(gè)表面可以，例如，具有一種能夠排除眼淚液的結(jié)構(gòu)或形狀。該接觸表面也可以做成凹形的其曲率半徑要超過它所要按壓的眼球表面的曲率半徑。
在另一個(gè)實(shí)施例中，接觸表面也可以做成凸形的。這在例如測量具有平坦角膜的眼球壓力時(shí)是有利的。平坦的角膜可以是，例如，某人曾進(jìn)行過他們的視力校正的結(jié)果，例如用激光處理來削平角膜。
接觸體應(yīng)該用電氣上絕緣的材料來制造以防止在壓電元件和眼球之間的電連接。該接觸體可以有利地由聚合材料制成。此外，該接觸體應(yīng)該具有允許將各種頻率傳送到眼球去的聲學(xué)性質(zhì)。壓電元件應(yīng)該封裝起來以避免壓電元件和病人或醫(yī)療人員的身體之間的電連接。
當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入諧振振蕩且系統(tǒng)的頻率特性已經(jīng)讀出時(shí)，系統(tǒng)就已準(zhǔn)備好進(jìn)行測量。接觸表面5被帶到要測量其壓力的眼球上并振蕩。然后讀出這時(shí)正在諧振振蕩的系統(tǒng)的接觸力和頻率特性。每一次測量可以讀取一個(gè)或多個(gè)讀數(shù)。
借助于以前所做的傳感器系統(tǒng)的校正，從頻率特性的改變A(fchar)可以整理得出接觸面積并可確定眼球的壓力。
為了得到可靠的結(jié)果，接觸表面(5)的面積必須超過在按壓眼球時(shí)所形成的面積。
這里所說明的方法的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，因?yàn)樗恍枰A(yù)先確定的變形面積，因此也沒有確定壓力用的接觸力的下限。此外，可以避免使用熒光試劑。
由于該設(shè)備可以用于連續(xù)測量和收集信息，因此可以研究在一段測量時(shí)期內(nèi)眼內(nèi)壓力的脈動(dòng)。這種脈動(dòng)可以受不同的潛伏的疾病所影響。
權(quán)利要求
1.用于測量眼球內(nèi)壓力P即所謂的眼內(nèi)壓力的方法，它包括讓一個(gè)具有已知幾何形狀的接觸體以逐漸加大的力F按壓眼球，并且當(dāng)眼球的變形面積A可以確定時(shí)，其壓力可以由關(guān)系式P＝F/A得到，其特征在于與在諧振下振蕩的傳感器系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的接觸體的頻率特性被讀出，而且該接觸體對(duì)眼球按壓以形成一個(gè)新的在諧振下振蕩的系統(tǒng)，并且計(jì)算出頻率特性的改變，由此眼球的壓力可以被確定，因?yàn)樗鶎ふ业淖冃蚊娣eA是變化A(fchar)的函數(shù)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于該接觸體按壓眼球的力是根據(jù)眼球的壓力而選擇的，使得可用較低的對(duì)眼球的接觸力來確定較低的壓力而用較高的接觸力來確定較高的壓力，由此可在大的壓力范圍內(nèi)以最小的接觸力得到高度的測量精度。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于該頻率特性是連續(xù)地讀出的，并且增加接觸力直到達(dá)到了所希望的頻率特性fchar的改變?yōu)橹?，而且讀出接觸力F，且壓力是由作為在特定的頻率特性fchar改變中接觸力F的函數(shù)而確定的。
4.按照權(quán)利要求1或3的方法，其特征在于在接觸體按壓眼球的同時(shí)進(jìn)行接觸力F和頻率特性的重復(fù)讀出，由此得到一系列的測量值。
5.按照權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于頻率特性是由諧振頻率f的改變或相位的改變中任何一項(xiàng)描述的。
6.用于測量眼球內(nèi)部壓力即所謂的眼內(nèi)壓力的設(shè)備，其具有按壓眼球(1)用的接觸體(4)和確定該接觸體按壓眼球所用的力的裝置(3)，其特征在于該接觸體(4)是在諧振下振蕩的系統(tǒng)的一部分，且此諧振系統(tǒng)是連接到讀出系統(tǒng)的頻率特性用的裝置(9)上的。
7.按照權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于在諧振下振蕩的該系統(tǒng)包括一壓電元件。
8.按照權(quán)利要求6或7的設(shè)備，其特征在于該接觸體(4)具有一平坦的接觸表面(5)，且此接觸表面最好有一定的結(jié)構(gòu)或形狀。
9.按照權(quán)利要求6到8中任何一項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于配備計(jì)算頻率特性改變用的裝置。
10.按照權(quán)利要求6或7中任何一項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于該接觸表面(5)是凹形的，最好其曲率半徑要超過它準(zhǔn)備按壓的眼球表面的曲率半徑。
11.按照權(quán)利要求6的設(shè)備的使用，用于測量眼內(nèi)壓的脈動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及測量眼球內(nèi)壓力P即所謂眼內(nèi)壓力的方法和設(shè)備。該方法包括讓具有已知幾何形狀的接觸體以逐漸增大的接觸力F按壓眼球,當(dāng)眼球的變形面積A可被確定時(shí),壓力可從關(guān)系式P=F/A得到,由此讀出與在諧振下振蕩的傳感器系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的接觸體的頻率特性,接觸體按壓眼球以形成新的在諧振下振蕩的系統(tǒng),讀出接觸力和新系統(tǒng)的頻率特性,并計(jì)算頻率特性的改變。這樣就可以確定眼球壓力,因?yàn)樗鶎ふ业淖冃蚊娣eA是變化A(fchar)的函數(shù)。該設(shè)備具有用于按壓眼球(1)的接觸體(4)以及確定該接觸體按壓眼球的力的裝置(3),這里接觸體(4)是在諧振下振蕩的系統(tǒng)的一部分,而且諧振系統(tǒng)連接到讀出系統(tǒng)頻率特性用的裝置(9)上。
文檔編號(hào)A61B3/16GK1372447SQ0081231
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2000年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月31日
發(fā)明者安德斯·埃克倫德, 奧樂夫·林達(dá)爾 申請(qǐng)人:生物諧振器公司