УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК A61B3/16 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в офтальмологии, хирургии, нейрохирургии, нейротравматологии, неврологии и других медицинских областях для измерения внутриглазного давления через веко экспресс-методом при массовых обследованиях населения на глаукому, контроля правильности ее лечения, индивидуального контроля за внутриглазным давлением (ВГД) без обезболивания глаза, в системах дистанционного наблюдения и суточного мониторинга ВГД пациента при лечении и диагностике.

В офтальмологии проведение измерений для определения ВГД пациента является ежедневной практикой. Особенно важны показания ВГД для диагностики и оперативного мониторинга заболеваний глаукомы. Известны портативные тонометры типа ТГЦ-01 для измерения ВГД через веко, которые широко используются врачами и пациентами.

Известно устройство для измерения внутриглазного давления через веко, содержащее корпус с размещенной в нем с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения втулкой, снабженной направляющими и опорной частью для создания постоянной заданной нагрузки на глаз через веко, элемент деформации глазного яблока через веко в виде свободно падающего тела, установленный в полости втулки с возможностью свободного его падения в направляющих под действием собственного веса для создания ударной нагрузки, держатель элемента деформации в исходном верхнем положении, расположенный в верхней части полости втулки, измерительный преобразователь линейного перемещения элемента деформации, причем опорная часть втулки выполнена с двумя выступами со скругленными опорными концами, равноудаленными на расстояние 7-10 мм от оси перемещения свободно падающего тела, элемент упругой деформации выполнен в виде штока с конечной частью для соприкосновения с веком длиной не менее 3 мм с плоским основанием площадью 1-7 мм², нижняя направляющая является ограничителем нижнего положения элемента деформации в полости втулки в нерабочем положении (патент РФ 2123798, МПК А61В 3/16, публ. 1998 г.).

Для обеспечения возможности свободного падения элемента деформации ориентацию корпуса вдоль нормали осуществляют непосредственно перед измерением вручную по субъективным визуальным критериям. Точность измерения давления во внутреннем органе известным устройством связана с умением вертикального его расположения в процессе измерения. Правильное положение корпуса устройства важно как с точки зрения точности измерения, так и с позиций нормальной работоспособности устройства, исключающей недостоверные измерения: нормальное функционирование устройства возможно только при отсутствии отклонений корпуса устройства от вертикали более чем на 6 градусов. Неправильное положение корпуса в процессе измерения является одной из главных причин низкой точности измерений, так как не исключена возможность получения недостоверных результатов измерения давления. Таким образом, недостатками известного устройства являются недостаточная точность, длительность измерения и неудобство работы из-за необходимости применения субъективных критериев оценки правильности установки измерительного тонометра, например, для измерения ВГД. Для выработки умений правильной эксплуатации прибора медицинский персонал проходит подготовку или специальное обучение, что требует затрат времени и средств. Это усложняет применение устройства при массовых обследованиях в учреждениях, удлиняет процедуру и уменьшает точность измерения. Кроме того, некоторые люди плохо переносят длительный контакт опоры устройства с поверхностью кожи века и такой контакт должен быть минимальным по времени. Отсутствие в них сигнализации правильного рабочего положения корпуса измерительного тонометра требует постоянного привлечения внимания к оценке ориентации указанного тела или устройства, иначе не обеспечить достоверность результата измерения, а это может быть истолковано потребителем как неисправность. В таком случае не исключен дискомфорт пользователя и необходимость выполнения нескольких измерений.

Недостатками известного устройства измерения ВГД через веко со свободно падающим телом являются:

- низкая точность результата измерения из-за отсутствия средств контроля и сигнализации правильного положения устройства во время измерения;

- длительность измерения;

- сложность применения в системах суточного мониторинга ВГД;

- сложность применения в системах с автоматической диагностикой глаукомы с многократным измерением ВГД через веко на левом и правом глазах пациента;

- невозможность применения в системах дистанционного наблюдения за параметрами ВГД пациента при различной диагностике и лечении.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является измерительный тонометр для определения ВГД через веко, содержащий установленную в корпусе подвижную втулку с направляющими и опорой, контактная поверхность которой расположена на расстоянии 7-10 миллиметров от оси свободного падения тела, выполненного в виде штока с плоским основанием площадью 1-7 мм² с возможностью упругой деформации органа через его кожный покров, измерительный преобразователь линейного перемещения тела, соединенный с микропроцессором, введен датчик углового отклонения оси свободного падения тела от вертикали, причем указанный датчик установлен горизонтально на плате, расположенной перпендикулярно к оси падения тела, и соединен через микропроцессор со средствами формирования звукового или светового сигнала-напоминания о положении оси падения тела при измерении (патент РФ 2303943, МПК А61В 3/16, публ. 2007 г. - прототип).

Недостатками известного устройства измерения ВГД через веко являются:

- сложность применения в системах суточного мониторинга ВГД в связи с длительностью ручной записи значений ВГД для левого и правого глаза, неудобством хранения и чтения измеренных значений, что удлиняет время на обследование и диагностику заболеваний;

- сложность применения в системах с автоматической диагностикой глаукомы с многократным измерением ВГД через веко на левом и правом глазах пациента;

- невозможность применения в системах дистанционного наблюдения;

- применение двух печатных плат (для установки датчика углового отклонения оси свободного падения тела от вертикали и измерительного преобразователя линейного перемещения тела с микропроцессором) увеличивает габариты устройства, что затрудняет видимость опоры при установке на глаз через веко.

Задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении эксплуатации, в улучшении его потребительских свойств (комфортность и удобство пользования, учета, хранения и передачи данных результатов измерения ВГД в связи с компактностью устройства), сокращении общей длительности пребывания пациента на приеме у врача при многократных измерениях ВГД через веко на левом и правом глазах пациента, возможность применения устройства в современных медицинских системах, в том числе в автоматических системах суточного и/или дистанционного мониторинга ВГД (автоматической и/или дистанционной диагностики глаукомы), в обеспечении комфортности условий измерения ВГД без проводов для пациента и оперативности работы врача при учете, хранении и дистанционной передачи данных об измерении ВГД и/или диагностики глаукомы, в универсальности применения устройства врачом и пациентом.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижение времени на учет, хранение результатов ВГД и, следовательно, обеспечивается экономия времени врача и пациента, а также в повышении точности измерений.

Сущность изобретения - в оснащении устройства каналом с передатчиком при сохранении габаритов корпуса, обеспечивающего необходимую хорошую видимость установки опоры на глаз через веко.

Технический результат изобретения устройства достигается тем, что в устройство измерения ВГД через веко, содержащее установленную в корпусе подвижную втулку для создания постоянной заданной нагрузки на глаз через веко с направляющими и опорой с двумя клинообразными выступами и скругленными опорными концами, равноудаленными на расстояние 5-10 миллиметров от оси свободного падения штока с металлическим ограничителем его перемещения и плоским основанием, выполненного с возможностью упругой деформации глаза через веко, электромагнитную измерительную катушку, соединенную с блоком управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД, размещенным на вертикально установленной печатной плате и выполненным с возможностью преобразования линейного перемещения штока в электрический сигнал, пропорциональный значению ВГД, модуль контроля вертикальности устройства при измерении, сигнализатор контроля вертикальности, элемент питания, введен модуль коммуникации с передатчиком, причем указанный модуль размещен на печатной плате с блоком управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД.

Предпочтительно модуль коммуникации выполнить в виде модуля Bluetooth с возможностью передачи значения измеренного ВГД на электронное устройство с адаптером канала Bluetooth, в том числе на компьютер.

Печатную плату целесообразно выполнить с возможностью крепления сигнализатора контроля вертикальности и установки модуля контроля вертикальности в горизонтальном положении.

Сигнализатор контроля вертикальности предпочтительно выполнить в виде звукового сигнализатора.

Блок управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД выполнен с возможностью отображения значения измеренного ВГД на дисплее.

Целесообразно иметь блок управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД, содержащий последовательно соединенные высокочастотный генератор, в контур которого включена измерительная электромагнитная катушка, преобразователь частота-код и микроконтроллер, второй вход которого выполнен в виде кнопки «РАБОТА», а третий его вход, второй, третий и четвертый его выходы выполнены с возможностью соединения соответственно с выходом модуля контроля вертикальности штока при измерении и входами дисплея, радиомодуля Bluetooth с передатчиком и сигнализатора контроля вертикальности штока.

Опорную часть для создания постоянной заданной нагрузки целесообразно выполнить с двумя выступами со скругленными опорными концами.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а, следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».

На фиг. 1 представлено устройство измерения ВГД через веко с разрезом на фрагменте А входной части устройства; На фиг. 2 представлен увеличенный фрагмент А входной части устройства измерения ВГД через веко, в разрезе; на фиг. 3 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 4 показано устройство с боковой стороны с частью защитного кожуха и видом на печатную плату.

На фиг. 1, 2, 3, 4 приняты следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - подвижная втулка;

3 - первая направляющая;

4 - вторая направляющая;

5 - опора;

6 - контактная поверхность (опоры 5);

7 - ось;

8 - шток;

9 - средство ограничения перемещения штока 8;

10 - конечная часть штока 8;

11 - плоское основание штока 8;

12 - выступы (опоры 5);

13 - верхний конец штока 8;

14 - модуль контроля вертикальности устройства;

15 - блок управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД;

16 - радиомодуль Bluetooth (с передатчиком);

17 - звуковой сигнализатор;

18 - элемент питания;

19 - печатная плата;

20 - дисплей;

21 - высокочастотный генератор;

22 - измерительная электромагнитная катушка;

23 - преобразователь частота-код;

24 - микроконтроллер;

25 - кнопка «РАБОТА»;

26 - адаптер радиоканала Bluetooth (с приемником);

27 - компьютер;

28 - защитный кожух;

29 - защитная внешняя втулка (в декоративном исполнении).

Устройство измерения ВГД через веко (фиг. 1) представляет собой модернизацию выпускаемого тонометра TGDc-01 (ТГДц-01 «ПРА») и его входная часть (фиг. 2) включает установленную в корпусе 1 подвижную втулку 2 (выполненную с возможностью ограниченного вертикального возвратно-поступательного перемещения) с первой направляющей 3 и второй направляющей 4. Опора 5 закреплена в нижней части втулки 2, например, с помощью пружинно-клипсового соединения, и выполнена с двумя клинообразными выступами 12 со скругленными опорными концами 6, равноудаленными на расстояние L, от оси 7 перемещения штока 8. Расстояние L для универсальности применения устройства целесообразно выбрать в диапазоне 5-10 мм, так как при этом обеспечивается возможность измерения ВГД с необходимой точностью. Шток 8 имеет средство 9 ограничения его перемещения и конечную часть 10 длиной (S) не менее 2 мм с плоским основанием площадью 1-7 мм для соприкосновения с веком при ударной нагрузке.

Шток 8 установлен в отверстиях направляющих 3 и 4 с зазором в 0,05-0,1 мм для возможности падения штока под действием собственного веса в полости втулки 2 при ориентации устройства по вертикальной оси в одном направлении в исходном положении и в другом направлении - при возврате штока 8 после измерения в исходное положение. Шток 8 находится в исходном положении, когда опора 5 втулки 2 внизу, а шток 8 зафиксирован за верхний конец 13 в держателе (на фиг. не показан). Держатель штока 8 обеспечивает также захват верхнего конца 13 штока 8 при его возврате в исходное положение после измерения. Держатель может иметь конструкцию известную из прототипа (патент РФ №2303943) или любую другую конструкцию (например, как в полезной модели РФ №74791).

Устройство измерения ВГД через веко содержит (фиг. 3) также модуль 14 контроля вертикальности штока 8 (с датчиком углового отклонения оси 7 свободного падения штока 8 от вертикали), блок 15 управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД, модуль коммуникации с передатчиком, выполненный в виде радиомодуля 16 Bluetooth с передатчиком, сигнализатор контроля вертикальности штока 8, выполненный в виде звукового сигнализатора 17, элемент 18 питания (батарейка). Модуль 14 контроля вертикальности, блок 15 управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД, радиомодуль 16 Bluetooth с передатчиком и звуковой сигнализатор 17 размещены на одной печатной плате 19 (фиг. 4), вертикально установленной по оси 7. Модуль 14 контроля вертикальности установлен на печатной плате 19 в горизонтальном положении (перпендикулярно к оси 7 падения штока 8).

Блок 15 управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД выполнен с возможностью отображения значения измеренного ВГД на дисплее 20.

Блок 15 управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД (фиг. 3) включает последовательно соединенные высокочастотный генератор 21, в контур которого включена измерительная электромагнитная катушка 22, преобразователь 23 частота-код, микроконтроллер 24, второй вход которого выполнен в виде кнопки 25 «РАБОТА», а третий вход, второй, третий и четвертый выходы его выполнены с возможностью соединения соответственно с выходом модуля 14 контроля вертикальности положения устройства при измерении и входами дисплея 20, радиомодуля 16 Bluetooth с передатчиком и звукового сигнализатора 17. Связанная с высокочастотным генератором 21 измерительная электромагнитная катушка 22 закреплена (фиг. 2) в подвижной втулке 2 между первой и второй направляющими 3 и 4. При этом средство 9 ограничения перемещения штока 8 выполнено металлическим, например, из ферритового материала или латуни, расположено в полости втулки 2 в исходном положении выше указанной электромагнитной катушки 21 и является ее сердечником.

Модуль 16 Bluetooth с передатчиком установлен на печатной плате 19 (фиг. 4) с возможностью передачи значения измеренного ВГД на адаптер 26 канала Bluetooth с приемником, например, в компьютере 27.

Корпус 1 может быть помещен в съемный защитный кожух 28, жестко соединенный с корпусом 1 посредством защитной внешней втулки 29 в декоративном выполнении. При этом защитный кожух 28 и корпус 1 установлены с возможностью вертикального их совместного возвратно-поступательного перемещения относительно втулки 2 в заданных пределах.

Измерения ВГД проводят приведенным выше устройством, а результат измерения ВГД отображается на дисплее 20 и одновременно передается через модуль 16 Bluetooth с передатчиком на адаптер 26 канала Bluetooth с приемником, встроенный, например, в компьютер 27, расположенный на расстоянии от 1 до 10 метров от устройства измерения ВГД через веко.

Проведение на одном пациенте многократных измерения ВГД в течение суток при минимальных затратах времени на учет, хранение результатов ВГД в компьютере очень важно для контроля правильности выбранного метода лечения и позволяет существенно повысить его эффективность.

Простота конструкции заявленного устройства позволяет изготавливать его по доступным ценам, а простота пользования позволяет применять его не только в клинических условиях, но и в домашних, а также в дистанционных системах диагностики и контроля лечения заболеваний. Предлагаемое техническое решение обеспечивает более высокую точность измерения ВГД и создает возможность отслеживания изменений ВГД в процессе лечения. Преимуществами устройства являются:

- снижение времени на учет, хранение результатов ВГД и, следовательно, обеспечивается экономия времени врача и пациента;

- применение в любых условиях без специального обучения персонала, то есть повышение комфортности использования;

- улучшение потребительских свойств устройства (комфортности, удобства пользования, учета и хранения результатов измерения ВГД) за счет наличия радиоканала передачи результатов измерения;

- упрощение и оперативность эксплуатации устройства.

Устройство относится к медицинской технике, а именно к устройству для измерения внутриглазного давления (ВГД) через веко. Устройство содержит установленную в корпусе подвижную втулку для создания постоянной заданной нагрузки с направляющими, опорой с выступами; шток с металлическим ограничителем его перемещения и плоским основанием; электромагнитную измерительную катушку; модуль контроля вертикальности устройства при измерении; сигнализатор контроля вертикальности и элемент питания. Шток выполнен с возможностью упругой деформации глаза через веко. Электромагнитная измерительная катушка соединена с блоком управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД. Блок управления, обработки и хранения результатов размещен на вертикально установленной печатной плате и выполнен с возможностью преобразования линейного перемещения штока в электрический сигнал, пропорциональный значению ВГД. На печатной плате с блоком управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД размещен модуль коммуникации с передатчиком. Блок управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД содержит последовательно соединенные высокочастотный генератор, в контур которого включена измерительная электромагнитная катушка, преобразователь частота-код и микроконтроллер. Второй вход выполнен в виде кнопки «РАБОТА», а третий его вход, второй, третий и четвертый его выходы выполнены с возможностью соединения с выходом модуля контроля вертикальности штока при измерении и входами дисплея, модуля Bluetooth с передатчиком и сигнализатора контроля вертикальности штока. Опора закреплена в нижней части втулки и выполнена с двумя клинообразными выступами со скругленными опорными концами, равноудаленными на расстояние 5-10 мм от оси перемещения штока, защитный кожух и корпус выполнены с возможностью вертикального их совместного возвратно-поступательного перемещения относительно втулки в заданных пределах. Обеспечивается снижение времени на учет, хранение результатов ВГД и, следовательно, обеспечивается экономия времени врача и пациента, а также повышается точность измерений. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для измерения внутриглазного давления через веко, содержащее установленную в корпусе подвижную втулку для создания постоянной заданной нагрузки с направляющими, опорой с выступами; шток с металлическим ограничителем его перемещения и плоским основанием, выполненный с возможностью упругой деформации глаза через веко; электромагнитную измерительную катушку, соединенную с блоком управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД, который размещен на вертикально установленной печатной плате и выполнен с возможностью преобразования линейного перемещения штока в электрический сигнал, пропорциональный значению ВГД; модуль контроля вертикальности устройства при измерении; сигнализатор контроля вертикальности и элемент питания, отличающееся тем, что на печатной плате с блоком управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД размещен модуль коммуникации с передатчиком, причем блок управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД содержит последовательно соединенные высокочастотный генератор, в контур которого включена измерительная электромагнитная катушка, преобразователь частота-код и микроконтроллер, второй вход которого выполнен в виде кнопки «РАБОТА», а третий его вход, второй, третий и четвертый его выходы выполнены с возможностью соединения соответственно с выходом модуля контроля вертикальности штока при измерении и входами дисплея, модуля Bluetooth с передатчиком и сигнализатора контроля вертикальности штока, а опора закреплена в нижней части втулки и выполнена с двумя клинообразными выступами со скругленными опорными концами, равноудаленными на расстояние 5-10 мм от оси перемещения штока, защитный кожух и корпус выполнены с возможностью вертикального их совместного возвратно-поступательного перемещения относительно втулки в заданных пределах.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль коммуникации выполнен в виде модуля Bluetooth с передатчиком для передачи значения измеренного ВГД на адаптер канала Bluetooth с приемником, в том числе в компьютере.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опора закреплена с помощью пружинно-клипсового соединения.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что печатная плата выполнена с возможностью крепления сигнализатора контроля вертикальности и установки модуля контроля вертикальности в горизонтальном положении.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сигнализатор контроля вертикальности штока выполнен в виде звукового сигнализатора.

6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что блок управления, обработки и хранения результатов измерения ВГД выполнен с возможностью отображения значения измеренного ВГД на дисплее.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опорная часть для создания постоянной заданной нагрузки выполнена с двумя выступами со скругленными опорными концами.