СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к медицинской технике и может использоваться для измерения внутриглазного, внутричерепного и другого поверхностного давления.

Известны способы определения внутриглазного давления (далее ВГД) по Маклакову и по Гольдману, основанные на установке на человеческий глаз определенного груза или плунжера с плоской поверхностью. По площади соприкосновения груза с поверхностью глаза (величине продавливания) определяют величину внутриглазного давления.

К недостаткам всех методов измерения ВГД напрямую через поверхность склеры или роговицы относятся психологические неудобства пациентов, поскольку глаз необходимо обезболить, обездвижить, блокировать веки глаза от закрывания, так как плунжеры, грузы и штоки устанавливаются на незащищенный глаз.

Известны способы бесконтактного измерения ВГД, патенты RU 2067845, US 3585849, взятые в качестве прототипа, в которых используется пневматический (воздушный) импульс в направлении глаза, воздействующий на поверхность роговицы с определенным давлением, которое заведомо сильно деформирует поверхность роговицы глаза. ВГД определяют по величине деформации поверхности роговицы глаза.

При измерении ВГД с использованием названых приборов необходимо обеспечить полное уплощение роговицы глаза с помощью пневматического импульса, что может вызвать неприятные болевые ощущения у человека и даже травмировать глаз; наблюдаются значительные расхождения между результатами измерений высоких значений ВГД стандартным контактным способом и представленными бесконтактными способами (Forbes М., Piko G., Grolman В. A noncontact applanation tonometer //Arch. Ophthalmol. 1974. Vol. 91, №2. P. 134-140.); затруднены измерения ВГД при дефектной роговице (помутнение, рубцы и т.д.), а также у пациентов со значительной близорукостью или дальнозоркостью (Graf М., Hoffrmann О.F. Reproducibility of NCT results comparison with the Goldmann applanation tonometer // Klin. Mbl. Augenheilk. 1992. №6. S. 678.). Это связано с тем, что пациент в процессе проведения измерений должен с помощью сложной юстировочной системы четко увидеть специальную мишень, в противном случае пневматический импульс может воздействовать на роговицу по касательной, что приведет к завышению значения ВГД. Кроме этого, известно, что на результат измерения ВГД при деформации поверхности роговицы влияет ее ригидность. Ригидность роговицы глаза обусловлена тем, что роговица и склера человеческого глаза не растягиваются под действием избыточного внутриглазного давления (у больных глаукомой объем глаза не меняется). Согласно формулы Фриденвальда (Нестеров А.П., Бунин А.Я., Кацнельсон Л.А. Внутриглазное давление. Физиология и патология. // М.: Наука. - 1974. - С. 32) деформация поверхности роговицы глаза связана с ригидностью следующим соотношением:

где P_o - истинное ВГД, P_t1 и V_c1 - давление и объем смещаемой при тонометрии жидкости глаза при весе плунжера 5,5 г, Е - ригидность глаза, которая определяется по формуле:

где P_t2 и V_c2 - давление и объем смещаемой при тонометрии жидкости глаза при весе плунжера 10 г. При измерении ВГД одним деформирующим воздушным импульсом ригидность роговицы учесть практически невозможно.

Технический результат направлен на создание способа измерения ВГД, позволяющего пациенту испытывать минимальные неприятные ощущения при проведении процедуры измерения ВГД с помощью пневматических импульсов минимальной мощности, направленных на поверхность роговицы глаза, при этом ВГД должно измеряться с учетом ригидности роговицы глаза.

В предлагаемом изобретении технический результат достигается воздействием воздушного потока на поверхность роговицы глаза в виде множества пневматических импульсов, при этом величина давления пневматических импульсов изменяется по определенной программе, а значение ВГД определяется по минимальной величине пневматического импульсного давления, под действием которого поверхность роговицы глаза начнет деформироваться.

Способ измерения внутриглазного давления и устройство для его осуществления поясняется фигурой 1.

На фигуре 1 представлено устройство измерения внутриглазного давления.

Обычно при измерении ВГД пневматическими способами производят деформацию поверхности роговицы глаза однократным мощным пневматическим ударом, который однозначно сомнет поверхность роговицы и позволит измерить значительную величину деформации поверхности роговицы глаза. Это приводит к тому, что после пневматического импульса глаз рефлекторно закрывается, а человек вздрагивает.

Если на роговицу глаза воздействовать грузом не в 5,5 г, а минимальным грузом, при котором начинается деформация роговицы , то согласно уравнению (2) ригидность будет равна:

Используя формулу Фриденвальда lg(P_t1)-lg(P₀)=E⋅V_c1 в виде:

и подставляя уравнение (4) в уравнение (3) имеем:

Р_ВГД=P_t1.

Полученный результат говорит о том, что минимальное давление, при котором происходит деформация роговицы глаза, равно внутриглазному давлению. Подобрать с помощью грузов давление, равное ВГД, практически невозможно, а определить минимальную величину давления пневматических импульсов на поверхность роговицы глаза, при котором начинается деформация поверхности роговицы глаза, можно. Поэтому вместо одного мощного пневматического (воздушного) удара достаточно формировать воздушный поток на поверхности роговицы глаза в виде множества пневматических импульсов возрастающей силы (от минимального значения). Одновременно высокоточными оптическими способами, например триангуляционным способом (патент RU 2315949), измеряют деформацию поверхности роговицы - расстояние до поверхности роговицы. Для измерения ВГД с учетом ригидности роговицы глаза определяют величину минимального пневматического импульсного давления, когда поверхность роговицы глаза начнет деформироваться.

Авторами предлагается способ измерения внутриглазного давления, заключающийся в воздействии на поверхность роговицы глаза воздушным потоком в виде множества пневматических импульсов, величина которых изменяется от минимального значения по возрастающей,- и в одновременном измерении деформации поверхности роговицы глаза, при этом внутриглазное давление определяется по значению минимального давления импульсов пневматического потока, под воздействием которых происходит деформация поверхности роговицы.

Способ измерения внутриглазного давления работает следующим образом (смотри фиг. 1): на определенном расстоянии от поверхности роговицы глаза 1 устанавливается выходное отверстие корпуса устройства 2, через которое выходит воздушный поток в виде множества пневматических импульсов. Воздушный импульсный поток формируется с помощью компрессора 3, установленного в герметичный корпус 2 с выходным отверстием, а давление, создаваемое компрессором в герметичном корпусе, измеряется датчиком воздушного давления -манометром 4. Пневматические импульсы, имеющие известное давление в герметичном объеме, выходят через выходное отверстие корпуса 2 и распространяются в сторону поверхности роговицы глаза 1. Давление воздушного импульсного потока уменьшается с увеличение расстояния от выходного отверстия до поверхности роговицы глаза. Если расстояние известно точно, то давление на поверхности роговицы глаза определяется точно. Если расстояние изменяется, что более вероятно, то датчиком расстояния 5 его можно измерить, учесть и точно определить давление пневматического импульса на поверхности роговицы. В качестве датчика расстояния можно использовать триангуляционный, интерференционный, ультразвуковой и т.п. дальномеры. Далее давление пневматических импульсов воздушного потока изменяется от минимального значения по возрастающей, при этом одновременно измеряют деформацию поверхности роговицы глаза. ВГД определяется по минимальному давлению импульсов пневматического потока, при которых происходит деформация поверхности роговицы. Деформацию поверхности роговицы глаза измеряют тем же датчиком расстояния 5, которым измеряют расстояние от выходного отверстия корпуса 2 до поверхности роговицы глаза 1.

Триангуляционные и интерференционные способы позволяют измерять отклонение положения поверхности роговицы глаза с точностью 10 мкм и 0,5 мкм соответственно. Такая точность многократно превышает реальную минимальную деформацию поверхности роговицы глаза.

Расстояние от выходного отверстия герметичного корпуса до поверхности роговицы глаза можно устанавливать жестко, за счет фиксации корпуса прибора на глазнице, тогда можно расстояние не измерять.

Для учета движения глаза, при котором может происходить медленное изменение расстояния от поверхности глаза до выходного отверстия корпуса, целесообразно производить измерение расстояния, как в моменты воздействия пневматического импульса, так и в моменты времени между пневматическими импульсами.

Устройство измерения внутриглазного давления, основанное на представленном способе, состоит из герметичного корпуса с выходным отверстием, в котором расположен компрессор, с помощью которого формируется воздушный поток в виде множества пневматических импульсов, величина которых увеличивается от минимального значения, манометра, с помощью которого измеряют давление импульсов воздуха в герметичном объеме, и датчика расстояния, при этом внутриглазное давление определяется по минимальной величине давления импульсов пневматического потока, при котором происходит деформация поверхности роговицы.

В качестве датчика расстояния от выходного отверстия корпуса до поверхности роговицы глаза можно использовать триангуляционный, интерференционный, ультразвуковой и т.п. дальномеры.

Устройство измерения внутриглазного давления работает следующим образом (смотри фигуру 1) - выходное отверстие герметичного корпуса 2 устанавливают на определенном расстоянии от поверхности роговицы глаза 1. Для точного определения силы давления переменного воздушного потока на поверхность роговицы необходимо знать давление каждого воздушного импульса в герметичном объеме и расстояние от выходного отверстия герметичного корпуса до поверхности роговицы. Для этого используются манометр 4, установленный в герметичном объеме, и датчик расстояния 5, который измеряет расстояние от выходного отверстия корпуса до поверхности роговицы глаза. Далее с помощью компрессора 3, установленного в герметичном объеме корпуса 2, создается воздушный поток в виде множества пневматических импульсов, выходящих через выходное отверстие герметичного корпуса 2. Давление импульсов воздушного потока измеряется манометром 4 и увеличивается от минимального значения. Одновременно с этим, датчиком расстояния 5 измеряется деформация поверхности роговицы глаза. Измерение ВГД производится по минимальному давлению импульсов пневматического потока, при которых происходит деформация поверхности роговицы. Для учета движения глаза, при котором может происходить медленное изменение расстояния от поверхности глаза до выходного отверстия корпуса, целесообразно производить измерение расстояния как в моменты воздействия пневматического импульса, так и в моменты времени между пневматическими импульсами.

Целесообразно для уменьшения неприятных ощущений пациента, связанных с воздействием постоянного воздушного потока в виде пневматических импульсов, сформировать знакопеременный воздушный импульсный поток. Тогда по поверхности роговицы и склеры не будет течь непрерывный импульсный воздушный поток, приводящий к неприятным ощущениям и сушащим поверхность глаза. Для реализации такого воздушного потока можно сформировать знакопеременный импульсный воздушный поток, когда из отверстия герметичного корпуса будут выходить как пневматические импульсы давления воздуха, так и пневматические импульсы обратного движения воздуха, которые создают зоны разрежения над поверхностью роговицы. Такой режим работы легко осуществить с помощью вибрационного компрессора, установленного в герметичный корпус. Импульсы разреженного давления не могут повлиять на поверхность роговицы глаза, т.к. она нерастяжима (имеет ригидность).