СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ ЧЕРЕЗ ВЕКО (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК A61B3/10 A61B3/16 

Изобретение относится к измерению физических величин и может использоваться для измерения внутриглазного, внутричерепного и другого давления.

Известен метод определения внутриглазного давления (далее ВГД) по Маклакову, основанный на установке на человеческий глаз определенного груза с плоской поверхностью. По площади соприкосновения груза с поверхностью глаза (величина продавливания) определяют величину внутриглазного давления.

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

Известен способ измерения ВГД через веко, патент РФ №2335234, взятый в качестве прототипа, основанный на статической деформации века глаза штоком, связанным с корпусом упругими элементами, с последующей однократной импульсной динамической деформацией глаза, при этом по частоте свободного колебания штока определяется величина внутриглазного давления.

Установлено, что после импульсной деформации склеры глаза штоком через веко свободные колебания системы «шток-пружина-склера» затухают за два периода - менее 0,05 секунды. В связи с чем проявляются недостатки способа - малое время регистрации периода затухающих колебаний. Как известно, на ВГД влияет систолическое и диастолическое давление крови. Поэтому необходимо проводить измерение в течение не менее 2 секунд с последующим усреднением частоты колебания штока. Кроме этого при деформации глазного яблока штоком происходит незначительное повышение ВГД, так как склера глаза нерастяжима, и объем глаза при деформации не изменяется.

Технический результат направлен на создание способа измерения ВГД, позволяющего определять через веко внутриглазное давление независимо от времени затухания свободных колебаний штока на глазу пациента.

В предлагаемом способе технический результат достигается алгоритмом деформации склеры глаза через веко, когда через период свободных колебаний штока на глазном яблоке шток принудительно выталкивается или подбрасывается вверх в зависимости от направления движения колебания штока.

Способ измерения внутриглазного давления через веко поясняется фигурами 1-4.

На фигуре 1 представлен график колебания штока при его однократном выталкивании в глаз.

На фигуре 2 представлен график колебания штока при его поочередном кратковременном выталкивании в глаз и подбрасывании от глаза через период резонансного колебания штока.

На фигуре 3 представлен график колебания штока при его периодическом кратковременном выталкивании в глаз через период резонансного колебания штока.

На фигуре 4 представлен график колебания штока при его периодическом кратковременном подбрасывании от глаза через период резонансного колебания штока.

Работа измерителя ВГД на основе способа, описанного в прототипе, представлена на фигуре 1 и заключается в следующем - до установки штока на веко глаза поверхность склеры имеет уровень Lo, после установки штока на глаз и статической деформации глаза поверхность склеры имеет уровень L_ct. При динамической деформации склеры глаза пациента за счет импульсного выталкивания штока поверхность склеры кратковременно имеет уровень L_дин. Далее, после снятия выталкивающего импульса (время t₀), начинаются свободные колебания штока, частота которых обусловлена ВГД, весом штока и жесткостью пружин, связывающих шток с корпусом прибора.

Как указано выше, после импульсной деформации глазного яблока штоком через веко свободные колебания системы «шток-пружина-склера» быстро затухают - за 0,05 секунды. Как известно, на ВГД влияет систолическое и диастолическое давление крови. Поэтому необходимо проводить измерение в течение не менее 2 секунд с последующим усреднением частоты колебания штока. Известно, что для увеличения амплитуды и времени колебания быстрозатухающих колебаний необходимо раскачивающее резонансное воздействие.

Для формирования резонансных колебаний штока на глазу авторами предлагается следующий способ измерения внутриглазного давления через веко, основанный на статической деформации века и глазного яблока штоком, связанным с корпусом упругими элементами, с последующей периодической резонансной разнонаправленной импульсной динамической деформацией глаза, когда, как минимум через один период резонансных колебаний штока на глазном яблоке, в момент перемещения штока с максимальной скоростью, он принудительно выталкивается в направлении глаза или подбрасывается в направлении от глаза в зависимости от направления движения колебания штока, при этом частота резонансных колебаний штока пропорциональна ВГД.

Способ измерения ВГД через веко (вариант №1) основан на статической деформации века и глазного яблока штоком, связанным с корпусом упругими элементами, с последующей периодической разнонаправленной импульсной резонансной динамической деформацией штоком глазного яблока, когда, как минимум через один период резонансных колебаний штока на глазном яблоке, в момент перемещения штока с максимальной скоростью, шток принудительно выталкивается в направлении глаза или подбрасывается в направлении от глаза в зависимости от направления движения колебания штока, при этом полученная частота резонансных колебаний штока пропорциональна ВГД.

Способ измерения ВГД через веко (вариант №1), представленный на фигуре 2, работает следующим образом - до установки штока на веко глаза поверхность склеры имеет уровень L₀, после установки штока на глаз и статической деформации глаза поверхность склеры имеет уровень L_cт. При динамической деформации склеры глаза пациента за счет импульсного выталкивания штока поверхность склеры кратковременно имеет уровень L_дин. Далее, после снятия выталкивающего импульса (время t₀), начинаются свободные быстро затухающие колебания штока, частота которых обусловлена ВГД, весом штока и жесткостью пружин, связывающих шток с корпусом прибора. После прохождения времени полного периода колебаний шток движется от глаза и в момент прохождения точки L_cт, когда скорость перемещения штока максимальна, осуществляется кратковременное подбрасывание штока в направлении от глаза (момент времени t₁). При этом компенсируется статическая деформация глаза, и свободные колебания штока не зависят от статической деформации глаза. Далее, после прохождения времени полного периода колебаний, шток движется в направлении глаза и в момент прохождения точки L_ст, когда скорость перемещения штока максимальна, осуществляется кратковременное выталкивание штока в направлении глаза (момент времени t₂). Последующие разнонаправленные импульсные резонансные деформации глаза штоком могут производиться сколь угодно долго, при этом видно (фигура 2), что амплитуда колебаний штока увеличивается. На глазу формируются резонансные колебания штока. Частота резонансных колебаний штока обусловлена ВГД, весом штока и жесткостью пружин, связывающих шток с корпусом прибора.

Для получения резонансных колебаний штока на глазу не обязательно использовать разнонаправленное действие штока на глаз. Можно использовать однонаправленное резонансное выталкивание штока в глаз или резонансное подбрасывание штока от глаза. Авторами предлагается способ измерения ВГД через веко (вариант №2), основанный на статической деформации века и глазного яблока штоком, связанным с корпусом упругими элементами, с последующей периодической однонаправленной импульсной резонансной динамической деформацией штоком глазного яблока, когда, как минимум после одного полного периода свободных колебаний штока на глазном яблоке, в момент перемещения штока в направлении глаза с максимальной скоростью, шток принудительно выталкивается в глаз, при этом частота резонансных колебаний штока пропорциональна ВГД.

Способ измерения ВГД через веко (вариант №2), представленный на фигуре 3, заключается в следующем - до установки штока на веко глаза поверхность склеры имеет уровень L₀, после установки штока на глаз и статической деформации глаза поверхность склеры имеет уровень L_cт. При динамической деформации склеры глаза пациента за счет импульсного выталкивания штока поверхность склеры кратковременно имеет уровень L_дин. Далее, после снятия выталкивающего импульса (время t₀), начинаются быстро затухающие колебания штока, частота которых обусловлена ВГД, весом штока и жесткостью пружин, связывающих шток с корпусом прибора. После времени полного периода свободных колебаний в момент, когда шток движется в направлении глаза, при прохождении точки L_cт, когда скорость перемещения штока максимальна, осуществляется повторная импульсная деформация глаза за счет кратковременного выталкивания штока в направлении глаза в момент времени t₁. Как видно из фигуры 3, колебания штока не затухают, значит, они резонансные. Последующие резонансные импульсные деформации глаза штоком могут производиться сколь угодно долго. Частота резонансных колебаний штока обусловлена ВГД, весом штока и жесткостью пружин, связывающих шток с корпусом прибора.

Аналогичным образом можно получить свободные колебания штока на глазном яблоке пациента, если после создания статического давления на глаз периодически однонаправлено подбрасывать шток от глаза. Авторы предлагают способ измерения ВГД (вариант №3), основанный на статической деформации века и глазного яблока штоком, связанным с корпусом упругими элементами, с последующим периодическим резонансным импульсным снятием статической деформации глаза, когда, как минимум после одного полного периода свободных колебаний штока на глазном яблоке, в момент перемещения штока в направлении от глаза с максимальной скоростью, шток принудительно подбрасывается от глаза, при этом частота резонансных колебаний штока пропорциональна ВГД.

Способ измерения ВГД через веко (вариант №3), представленный на фигуре 3, заключается в следующем - до установки штока на веко глаза поверхность склеры имеет уровень L₀, после установки штока на глаз и статической деформации глаза поверхность склеры имеет уровень L_ст. При подбрасывании штока от глаза происходит снятие статической деформации глаза, и шток за счет импульсного выталкивания штока поверхностью склеры кратковременно превышает величину L₀, т.е. подскакивает над глазом. Далее, после снятия подбрасывающего импульса (время t₀) шток деформирует глазное яблоко и начинаются свободные быстрозатухающие колебания штока, частота которых обусловлена ВГД, весом штока и жесткостью пружин, связывающих шток с корпусом прибора. После прохождения времени полного периода свободных колебаний шток движется от глаза, и в момент прохождения точки L_ст осуществляется подбрасывание штока в направлении от глаза (момент времени t₁). При этом опять компенсируется статическая деформация глаза, и свободные колебания штока не зависят от статической деформации глаза. Последующее импульсное снятие статической деформации глаза штоком могут производиться сколь угодно долго. Частота колебаний штока обусловлена ВГД, весом штока и жесткостью пружин, связывающих шток с корпусом прибора.

Все три способа измерения ВГД могут быть реализованы с помощью устройства, описанного в патенте РФ №2335234 и взятого в качестве прототипа.

Из практики применения вариант №1 измерения ВГД предпочтительнее, так как динамическое разнонаправленное резонансное воздействие на глазное яблоко глаза происходит через меньшие периоды времени, чем при использовании вариантов №2 и №3. Вариант №1 позволяет с меньшими энергетическими затратами и быстрее достигнуть стабильной амплитуды резонансных колебаний.

Данные способы измерения ВГД через веко можно использовать для измерения ВГД непосредственно на склере или роговице глаза, так как на веко глаза устанавливается только шток, который может быть установлен и на поверхность глазного яблока.

Группа изобретений относится к области медицины. Для измерения ВГД через веко осуществляют статическую деформацию века с последующей периодической резонансной динамической деформацией глазного яблока через веко штоком, связанным с корпусом упругими элементами. Как минимум через один период резонансных колебаний штока на глазном яблоке, в моменты перемещения штока с максимальной скоростью, шток принудительно выталкивается в направлении глаза или подбрасывается в направлении от глаза в зависимости от направления движения колебания штока, при этом частота резонансных колебаний штока пропорциональна ВГД. Группа изобретений позволяет определить через веко ВГД независимо от времени затухания свободных колебаний штока на глазу пациента. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ измерения внутриглазного давления через веко, основанный на статической деформации века и глазного яблока, импульсной динамической деформации глазного яблока через веко штоком, связанным с корпусом упругими элементами, отличающийся тем, что внутриглазное давление глаза определяется по частоте резонансных колебаний штока на глазу, которые осуществляются за счет периодических разнонаправленных импульсных резонансных динамических деформаций штоком глазного яблока, когда, как минимум через один период резонансных колебаний штока на глазном яблоке, в момент перемещения штока с максимальной скоростью, шток принудительно выталкивается в направлении глаза или подбрасывается в направлении от глаза в зависимости от направления движения колебания штока, при этом частота резонансных колебаний штока пропорциональна ВГД.

2. Способ измерения внутриглазного давления через веко, основанный на статической деформации века и глазного яблока, импульсной динамической деформации глазного яблока через веко штоком, связанным с корпусом упругими элементами, отличающийся тем, что внутриглазное давление глаза определяется по частоте резонансных колебаний штока на глазу, которые осуществляются за счет периодических однонаправленных импульсных резонансных динамических деформаций штоком глазного яблока, когда, как минимум через один период резонансных колебаний штока на глазном яблоке, в момент перемещения штока с максимальной скоростью в направлении глаза, шток принудительно выталкивается в направлении глаза, при этом частота резонансных колебаний штока пропорциональна ВГД.

3. Способ измерения внутриглазного давления через веко, основанный на статической деформации века и глазного яблока, импульсной динамической деформации глазного яблока через веко штоком, связанным с корпусом упругими элементами, отличающийся тем, что внутриглазное давление глаза определяется по частоте резонансных колебаний штока на глазу, которые осуществляются за счет периодических однонаправленных импульсных резонансных динамических деформаций штоком глазного яблока, когда, как минимум через один период резонансных колебаний штока на глазном яблоке, в момент перемещения штока с максимальной скоростью в направлении от глаза, шток принудительно подбрасывается в направлении от глаза, при этом частота резонансных колебаний штока пропорциональна ВГД.