Тонограф Советский патент 1983 года по МПК A61B3/16 A61B3/00 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к офтальмологическим диагностическим устройствам, и может быть использовано при диагностике и контроле эффективности лечения глаукомы, глазной гйпертезий, гипотонии и других заболеваний органа зрения.. :

Известен трнограф, содержащий первичньдй преобразователь, измерительный высокочастотный генератор, буфер{ный каскад, усилитель и регистратор f 1 .

Однако этот тонограф не обеспечивает воспроизведение точных значений тоно- и сфигмографических показателей глазного яблока, уменьшенных или . увеличенных (с заданной степенью кратности) амплитудных пульсовых колебаний глазного яблока.

Известен также тонометр, который содержит последовательно соединенные первичный преобразователь, усилитель, ограничитель полосы и регистрирующий Прибор 2 .

Однако известный тонограф не обеспечивает совместную оценку воспроизведенных на одном регистрационном канале тоно- и сфигмографических показателей глазного яблока, что снижает эффективность диагностики.

Целью Изобретения является совместная- оценка воспроизведенных на одном регистрационном канале тоно- и сфигмографических показателей глазного яблока. .

Поставленная цель достигается тем, что в тонограф, содержащий последо-(

10 вательно соединенные первичный преобразователь , усилитель, ограничитель полосы и регистрирующий прибор введены последовательно включенные формирователь пульсовых колебаний и сум15матор, причем вход формирователя пуль:совых1колебаний соединен с выходом ограничителя полосы, второй выход которого соединен с вторым входом 20 сумматора, ВБКОД которого соединен с входом регистрирующего прибора.

При этом, формирователь сигналов, пульсойых колебаний выполнен в виде операционного усилителя с регулируе25мым коэффициентом усиления и дифференцирушей цепи, причем инвертирующий вход операционного усилителя через дифференцирующую цепь соединен с выходом ограничителя полосы, неин30вертируклций вход - с резисторами обратной связи, а выход операционного усилителя - с сумматором. На фиг. 1 изображена структурная схема тонографа; на фиг 2 - принципиальная схема тонографа. Тонограф содержит первичный преоб разователь 1 (фиг. 1), усилитель 2 и регистрирующий прибор 3, Кроме того, тонограф снабжен ограничителем 4полосы пропускания сигнала и после довательно включенными формирователем 5 пульсовых колебаний и сумматором 6. Ограничитель 4 выполнен в виде повторителя 7 (фиг. 2) и фильтрую щих ЕС-цепей, состоящих из связанных между собой резисторов 8 и 9 и конденсаторов 10 и 11. Формирователь 5 пульсовых колебаний выполнен в виде операционного усилителя 12 с регулируемым коэффициентом усиления и дифференцирующей ке-цепи, включающей в себя конденсатор 13 и резистор .14, соединенный с шиной 15, имеющей нулевой потенциал. Сумматор 6 (ф-иг. 1) связан с регистрирующим прибором 3. Вход 16 суммато ра 6 соединен .с выходом 17 формирователя 5 сигналов пульсовых колебаний, а вход 18 - с выходом 19 ограничителя 4 полосы пропускания сигнала. Вход 20 формирователя 5 связан с выходом 21 ограничителя 4. Вход 22 ограничителя 4 через усилитель 2 сое динен с первичным преобразователем 1 содержащим.датчик 23 Холла (фиг. 2) и систему постоянных магнитов 24 и 25, размещенных на плунжере 26, уста новленном в отверстии втулки 27. Инвертирующий вход операционного усилителя. 12 связан через конденсатор 13 с выходом 21ограничителя 4 полосы пропускания сигнала. Неинвертирую щий вход операционного усилителя 12 соединен с образующими делитель напряжения обратной связи резисторами 28 и 29, определяющими кратность коэффициента передачи операционного усилителя 12. Выход 17 формирователя 5связан с входом 16 сумматора 6. Для выравнивания напряжения между выходом 19 ..ограничителя 4 и входом 20 формирователя 5 установлен резистор 30. На выходе датчика 23 Холла подключен резистор 31, имеющий оптимальное сопротивление нагрузки дат чика Холла, обеспечивающее компенсацию отклонения его выходной характеристики от линейной. Питание датчика Холла осуществляется от генератора 32 тока. Переключение:режимов работытонографа достигается посредством переключателей 33 - 36. При помощи переключателей обеспечивается выбор режимов работы тонографа, необходи лх врачу для проведения исследований глазного яблока, в том числе, воспроизведения кривой изменения внутреннего давления, слабой степени модулированной колебаниями глазного пульса, воспроизведения кривых изменения внутриглазного давления, модулированных двухкратно или пятикратно увеличенными, или мальными по амплитуде колебаниями , глазного пульта. Тонограф работает следующим образом. ; Первичный преобразователь 1 (фиг.2) нижней сферической поверхностью втулки 27 устанавливается на роговице глаза. Плунжер 26 углубляется в роговицу, при этом система постоянных магнитов 24 и 25 перемещается относительно датчика 23 Холла, на выходе которого индуцируется сигнал - напряжение, пропорциональное углублению плунжера в роговицу глаза. Масса первичного преобразователя 16,5 г, масса плунжера 5,5 г, диапазо.н перемещения плунжера в роговицу от О до 0,8 мм. Сигнал, снимаемый с датчика 23 Холла, поступает на усилитель 2 (фиг. 1), ограничитель 4 полосы пропускания сигна1ла, формирователь 5 сигналов пульсовых колебаний, сумматор б и регистрирующий прибор 3, В режиме воспроизведения кривой изменения внутриглазного давления, в . слабой степени модулированной колебаниями глазного ,пульса, на диаграммной ленте регистрирующего прибора 3 записывается интегрированная во времени тонографическая кривая. Для установки этого режима работы переключатели 33 и 34 замыкаются, а переключатели 35 .и 36 размыкаются. Схема переключения соответствует режиму работы интегрирование. Сигнал с первичного преобразователя 1 (фиг. 2) подаётся на усилитель 2, после jiero поступает на вход ограничителя 4 полосы пропускания, который ограничивает полосу пропускания сигнала с частотой среза 0,1 Гц. Ограничитель 4 обеспечивает уменьшение влияния на сигнал высокочастотных искажений до уровня, практически не воспроизводимого регистрирующим прибором 3. В указанном режиме инвертирующий вход усилителя 12 соединен с шиной 15 и на вход 16 сумматора 6 поступает нулевой потенциал. Сигнал с выхода 19 ограничителя -4 ЪЪст пает на вход 18, сумматора 6. Обеспечение частоты среза 0,1 Гц достигается параллельным включением конденсатора 11 фильтрующей RC-цепи и конденсатора 13 дифференцирующей RC-цепи. При записи на диаграммной лензе амплитуда флук- . туации внутриглазного давления не превышает 1-2 мм. Воспроизводимая кривая характеризует :только огибающую изменения внутриглазного давленуя, интегрированную во времени и синхронную с частотой дыхания Б процессе тонографического исследования.

При воспроизведении кривой изменения внутриглазного давления,модулированной нормальньами . по амплитуде колебаниями глазного пульса, переключатель 34 замыкается, а переключатели 33 - 36 размыкаются. Режим работы 1:1. Инвертирующий вход операционного усилителя 12 соединяется при помощи переключателя 34 с шиfiofi 15 с нулевьам потенциалом и на вход 16 сумматора 6 поступает нулевой потенциал. Сигнал с выхода 19 ограничителя 4 проходит на вход 18 сумматора 6 без усиления. Частота среза сигнала 8 Гц. Крутизна спада амплитудно-частотной характеристики 12 дВ/окт. В данном режиме работы тонографа воспроизводимая на регистраторе огибающая изменения внутриглазного давления модулируется нормальными по амплитуде колебаниями глазного пульса.

При воспроизведении кривой изменения внутриглазного давления, модулированной двухкратно увеличенными по амплитуде колебаниями глазного пульса, переключатель 35 замыкается, а переключатели 33 - 36 размыкаются. Режим работы 2:1. Сигнал преобразователя 1, усиленный усилителем 2, поступает на вход ограничителя 4 полосы пропускания сигнала. С выхода 19 ограничителя 4 сигнал поступает на вход 18 сумматора б и на вход 20 формирователя 5 сигналов пульсовых колебаний. С входа 20 переменная составляющая сигнала поступает на дифференцирующую RC-цепь и на инвертирующий вход операционного усилителя 12, работающего в режиме повторителя. С выхода 17 формирователя 5 переменная составляющая сигнала поступает на вход 16 сумматора 6. Таким образом, на вход 18 сумматора 6 поступает, сигнал с выхода 19 ограничи теля 4,характеризующий изменение уро ня внутриглазного давления,модулированного пульсовыми колебаниями глазного яблока (переменной составляющей сигнала),а на вход 16 сумматора 6 переменная составляющая сигнала с выхода 17 формирователя 5. В суглматоре 6 сигналы складьаваются и амплитуда суммарной переменной составляющей 1модулирующей кривую изменения внутриглазного давления, удваивается. На регистрирующем приборе 3 воспроизво;цимая амплитуда колебаний глазного пульса/также удваивается.

При воспроизведении кривой изменения внутриглазного давления, модулированной пятикратно увеличенными по амплитуде колебаниями глазного пульса, переключатели 35 и 36 замыкаются, а переключатели 33 и 34 размыкаются . Режим работы 5;1.

Сигнал с первичного преобразователЛ 1, усиленный усилителем 2, поступает на вход 22 ограничителя 4 полосы пропускания сигнала, а с его выхода 19 - на вход 18 сумматора 6. Одновременно сигнал с выхода ограничителя 4 поступает на вход 20 формирователя 5 сигналов пульсовых коле5 баний.. В данном режиме работы тонографа коэффициент передачи операционного усилителя 12 устанавливается равным четырем и на вход 16 думматора 6 поступает четырехкратно увелиQ ченная по амплитуде (по сравнению с амплитудой сигнала, поступающей на вход 18 сумматора 6) переменная составляющая сигнала.

В сумматоре б составляющие сигна лов, передаваемые по входам, складываются. Амплитуда суммарной переменной составляющей, модулирующей кривую изменения внутриглазного давления, увеличивается в пять раз. На регистраторе воспроизводимая амплитуда ко0 лебаний глазного пульса также увеличивается в пять раз по сравнению с режимом работы 1:1. В режимах воспроизведения нормальных, двухкратно и пятикратно увеличенных пуль5 сации глазного яблока обеспечивается постоянная частота среза сигнала 8 Гц и крутизна спада характеристики 12 дБ/окт. Для исключения бросков напряжения при переключении режима ра0 боты тонографа в процессе исследования резистор 30 подключен к выходу 19 ограничителя 4 и входу 20 формирователя 5 пульсовых колебаний. Резистор 30 поддерживает на конденсаторе

с 13 потенциал, равный потенциалу на выходе 19 ограничителя 4 и выходе 18 сумматора 6. При необходимости амплитуда переменной составляющей, модулирующей кривую изменения внутри глазного давления, может быть увели0

чена или уменьшена в Vi раз по сравнению с нормальной амплитудой глазного пульса. Последнее достига- ется включением резисторов 28 и 29, образующих делитель напряжения обрат5 ной связи операционного усилителя 12.

Амплитуда пульсовых колебаний может быть определена при помощи таблиц гидродинамических показателей. Q Клинические исследования показывают, что при патологических отклоне- , ниях органа зрения от нормы отчетливо проявляется взаимосвязь тоно- и сфигмаграфических показателей глаза. Пульсовые колебания внутриглазного

5

давления р норме находятся в пределах 0,27-4,7 г Па (0,2-3,5 мм рт/.ст) , составляя в среднем 1,6 ±0,08 гПа (1,2-0,06 мм рт.ст). При повышении офтальмотонуса до 70 гПа (52 мм рт.ст)

0 наблюдается заметное увеличение значений амплитуд волн глазного пульса. Амплитуда пульса у таких больных находится в пределах от 3,6 гПа (2,64 мм рт.ст.) до 9,35 гПа

5 L « рт.ст.) . Тонограф позволяет объективизировать диагностику глаукомы, обеспечивает воспроизведение тоно- и сфигмографических показателей, дает возмож ность проводить их совместную оценку исследовать как гидродинамические по (каэатели глазного яблока, так и офтальмосфигмографические характеристики с анализом точных значений пуль совых колебаний глаза. Оптимальные режимы исследования или их необходимое сочетание могут быть выбраны врачом при проведении каждого обследования, что позволяет существенно расширить функциональные возможности классической тонографии, сочетать ее со сфигмографией глазного яблока, расширить информативность; исследования и повысить качество диагностики и контроля медикаментозного и хирургического лечения глаукомы. Формула изобретения 1, Тонограф, содержащий последова тельно соединенные первичный преобра зователь , усилитель, ограничитель полосы и регистрирующий, прибор, о т ли чающийся тем, что, с целью совместной оценки воспроизведенных на одном регистрационном канале тоно- и сфигмографических показателей глазного яблока, в него введены последовательно включенные формирователь пульсовых колебаний и сумматор, причем вход формирователя пуль-, совых колебаний срединен с выходом ограничителя полосы, второй выход которого соединен с вторьам входом сумматора, выход которого соединен с входом ре1ист15ирующего прибора. 2. Тонограф по п. 1, отличающийся тем, что формирователь сигналов пульсовых колебаний выполнен в виде операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и дифференцирующей цепи, причем инвертирующий вход операционного усилителя через дифференцирующую цепь соединен с выходом ограничителя., полосы, неинвертирующий вход - р резисторами обратной связи, а выход операционного усилителя - с сумматором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гольдман B.C. и др. Индуктивночастотные преобразователи неэлектрических величин. Энергия с. 86. 2. Патент СССР 845755, кл. А 61 В 3/16, 1977.