Brevet FR2594680A1 — publié le 19870828

L'invention a trait au domaine médical, et plus précisément, elle se rapporte aux tonomètres ophtalmo- logiques. L'invention trouvera son application dans l'ophtal- mologie, pour le diagnostic et le contrôle du traitement des pathologies oculaires en conditions cliniques et extra-hospitalières. On connaît des tonomètres à indentation et des tonographes, mesurant la pression intraoculaire en unités conventionnelles, chaque unité conventionnelle correspon- dant à un déplacement égal à 50 microns. D'après les résultats de la mesure en unités conventionnelles, on établit, à l'aide de tables spéciales, ou à l'aide d'un calculateur, la pression intra-oculaire en millibars, ce qui est plus commode dans la pratique médicale (SU,A, N 135583, SU, A, N 294608, SU, A,N -1044272). Toutefois, les calculs correctifs augmentent le temps de consultation du patient, alors que l'incorporation d'un calculateur complique la structure des tonomètres. Par ailleurs, le calcul correctif peut entraîner une erreur, conditionnée par la discontinuité des tables spéciales, cette erreur devenant sensiblement plus importan- te dans la gamme de petites valeurs de la pression mesurée en unités conventionnelles. La solution technique antérieure la plus proche est fournie par le tonomètre de haute fréquence pour la mesure et l'enregistrement de la pression intra-oculaire, comportant un capteur à sortie fréquentielle des déplace- ments linéaires correspondant à la pression intra-oculaire en unités conventionnelles, et un enregistreur. Dans le capteur, un plongeur mobile par rapport au corps qui le renferme, change de position relativement à des bobines d'induction qui sont installées dans ce corps. A la sortie du capteur, le fréquence est proportionnelle au déplacement du plongeur par rapport audit corps. La fréquence est convertie en un signal de courant continu enregistré par l'enregistreur automatique. La pression mesurée en unités conventionnelles se transforme comme décrit ci-dessus (SU, A, NO 119651). L'utilisation de tables spéciales implique la nécessité d'interpolation des données de la table. L'incor- poration d'un bloc de calcul spécial complique considéra- blement le tonomètre. D'autre part, la zone initiale d'après laquelle s'effectue l'évaluation de la pression intra-oculaire, est, dans la plupart des cas, caractérisée par des valeurs très variables de déplacement dont il faut faire la moyenne. Cela est en général réalisé par l'opéra- rateur au cours du traitement des résultats de la mesure, ce qui réduit l'efficacité et la précision de la mesure. Le problème posé dans la présente invention consiste à mettre au point un tonomètre ophtalmologique qui assurerait la mesure de la pression intraoculaire directement en millibars. Ce problème se voit résolu par le fait qu'un tonomètre ophtalmologique comportant un capteur à sortie fréquentielle des déplacements linéaires correspondant à la pression intra-oculaire et un circuit d'enregistrement des résultats de la mesure connecté au capteur à sortie fréquentielle des déplacements linéaires, selon l'invention, comporte également un générateur de fréquence de référence, un comparateur de fréquences,à l'une des entrées duquel est connectée la sortie du capteur à sortie fréquentielle des déplacements linéaires, et à son autre entrée, la sortie du générateur de fréquence de référence, alors qu'à la sortie du comparateur, est connecté un diviseur de fréquence différentielle, et un circuit de mesure de la période des oscillations de fréquence différentielle, à l'une des entrées duquel est reliée la sortie du diviseur de fréquence différentielle, et à son autre entrée est reliée la sortie du générateur de fréquence de référence, alors que la sortie de ce circuit de mesure fournit un signal correspondant à la pression intraoculaire en millibars, qui arrive à l'entrée du circuit d'enregistrement des résultats de la mesure. Le tonomètre ophtalmologique selon l'invention exclut l'utilisation de tables spéciales pour l'établisse- ment de la pression intra-oculaire, tout en étant d'une structure simple et en assurant une précision suffisante de la mesure de la pression intraoculaire. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 montre des courbes de pression intra- oculaire en fonction de la valeur de déplacement du plongeur, en unités conventionnelles; - la figure 2 montre des diagrammes de variation de l'erreur de mesure en fonction de la pression oculaire en unités conventionnelles; - les figures 3 a et b montrent des histogrammes de traitement des données expérimentales de la tonographie chez des patients ambulants; - la figure 4 montre le schéma fonctionnel du tonomètre ophtalmologique selon l'invention; et - la figure 5 montre le schéma électrique du tonomètre ophtalmologique selon l'invention. La structure et le fonctionnement du tonomètre ophtalmologique selon l'invention se fondent sur le procédé connu de mesure de la pression intra-oculaire en unités conventionnelles (appelées "unités de Schiotz"). La figure 1 présente les courbes de relation de la grandeur de la pression oculaire Po en millibars et de la valeur de déplacement R du plongeur du capteur, exprimée en unités conventionnelles. La courbe 1 correspond à un poids G du plongeur égal à 5,5 g, la courbe 2, à un poids de 7,5 g et la courbe 3, à 10 g. Les valeurs Po, ainsi que les valeurs calculées du coefficient Ai = RoPo(1) sont données au tableau I. Tableau I R Ro Unités convention- nelles I 2 3 4 5 I 2 3 4 5 6 Po' x 1,33 mbars 35 29 25 21 17 A. = PR 35 58 75 84 85 1 Oo G = P, x 1,33 mbars 72,8 36,4 24,25 18,2 14,55 = 5,59 t, % 108 25,5 3 8,6 14,4 P02 x 1,33 mbars 78,3 39,15 26,1 19,6 15,66 P02' x13 br 1' % 123,7 35 4,4 6,79 7,88 P0. x 1,33 mbars 50 42 36 30 26 Ai = P0R 50 84 108 120 130 G = P01, x 1, 33 mbars 110,1 55,0 36,7 27,5 22,0 = 7,5 g 5, % 120,2 31 1,94 8,33 15,3 P02 x 1,33 mbars 118,8 59,4 39,6 29,7 23,7 É1 % 137,6 41,4 10 1,0 8,6 POtx 1,33 mbars 69 59 51 43 37 Ai= PoRo 69 118 153 172 185 G = P01, x 1, 33 mbars 159,2 79,6 53,07 39,8 31,8 = 10 g C, % 13,07 34,9 4,05 7,05 14, 05 P02 x 1,33 mbars 172,8 86,4 57,6 43,2 34,6 CI, % 150,4 46,4 12,94 0,46 6,59 1' % Suite du Tableau I I 6 7 8 9 10 11 I 7 8 9 10 11 12 14,5 12 10 8,5 7 6 87 84 80 76,5 70 66 12,13 10,4 9,09 8,08 7,28 6,6 16,3 13,3 9,1 4,9 4 10 13,1 11,2 9,79 8,7 7,83 7,118 6,78 2,12 2,35 11,8 18,6 22 18 15,5 13 11 10 132 126 124 117 110 110 18,35 15,3 13,76 12,23 11,01 10,01 16,5 12,6 11,2 5,9 0,09 0,1 19,8 17,0 14,85 13,2 11,9 10,8 5,7 4,2 1,54 8 8 32 27 23 19,5 16 14 192 189 184 175,5 160 154 26,5 22,7 19,9 17,7 15,9 14,47 17,2 15,9 13,4 4,2 0,5 3,36 28,8 24,7 21,6 19,2 17,3 15,7 8,5 6,09 1,54 8 12,2 Au tableau sont données les valeurs de PO ainsi que les valeurs calculées pour le coefficient Ai=PoRo. Y figurent également les valeurs calculées de la pression P01, obtenues de la relation Ao = Ao (2) P01 Ro-2 11 Ai o Ao = - o i = 11. Ce même tableau donne les valeurs calculées de l'erreur de la mesure de la pression selon la formule (2) 100. (P01 - P0) (%) (3) P La figure 2 présente des diagrammes 4, 5, 6 de r- variation de l'erreur c en fonction de la pression mesurée P0 en unités conventionnelles pour les poids G égaux à 5,5 g, 7,5 9 et 10 g. La figure 2 montre également la zone 7 o l'erreur ne dépasse pas 10% d'erreur, celle-ci étant adoptée compte tenu de la précision requise de la mesure de la pression intraoculaire, suffisante pour des examens cliniques. Les diagrammes 4, 5, 6 sont restructurés de telle façon qu'ils correspondent à la valeur du coefficient A2 choisi en partant de la condition que la valeur extrêmale (mathématique) de l'erreur ê soit égale à 10%. Ainsi sont obtenus les nouveaux diagrammes 4', 5' et 6'. Le tableau I présente des valeurs calculées de la pression P02, d'après la formule A2 1 P02 =.A- (21) P02 Ro et les valeurs d'erreur 2 correspondantes, calculées selon la formule P02- Po 02Po (%) les tonogrammes obtenus avec un poids de 5,5 g (les tono- grammes obtenus avec un poids de 7,5 g ne sont pas repré- sentés du tout). Les données de la figure 2 et de la figure 3 permettent de conclure que 96% des mesures de la pression intra-oculaire sont réalisées avec une précision meilleure que 10% en cas d'approximation de la pression décrite par la formule: A2 11 P = (2). R o Les examens réalisés montrent également que le coefficient A., obtenu à partir d'une relation de carré moyen, donne des résultats analogues. En outre, la limita- tion de la zone d'erreur à 5% (zone 8, figure 2) montre que 91% de toutes les mesures réalisées chez des patients ambulants se situent dans cette zone. Par variations du poids de masselottes supplémentaires, on arrive à situer % de mesures de la pression dans la zone susmentionnée 7 ou 8. Des résultats identiques sont obtenus à la suite de l'étude des tonogrammes réalisés chez des patients souffrant d'un glaucome, ces résultats n'étant pas présentés ici pour simplifier la description. Il est donc démontré que, pour une erreur admissible, la valeur de la pression intra-oculaire P. en millibars, est inversement proportionnelle à la valeur du déplacement du plongeur du capteur mesurant les déplacements linéaire Ro, c'est-à-dire P = -A2 (211) R o Pour cette raison, lors de l'utilisation du capteur à sortie fréquentielle des déplacements linéaires avec une variation proportionnelle à la pression de la fréquence f à sa sortie, la valeur de déplacement R, qui correspond à la pression intra-oculaire en unités conventionnelles, est proportionnelle à la fréquence mesurée f, et alors Ro = kf, (4) o k est le coefficient de proportionnalité, alors que la pression P en millibars est proportionnelle à la période T des oscillations à la sortie du capteur fréquen- tiel, c'est-à-dire que: A2 A2 A2 P R = - = À T (5) L'expression mathématique (5) indique la dépen- dance proportionnelle de la grandeur de la pression oculaire mesurée en millibars avec la période des oscillations à la sortie du capteur fréquentiel, utilisé pour cette mesure, ce qui permet d'élaborer un schéma fonctionnel du tonomètre ophtalmologique avec la mesure directe de la pression en millibars. La figure 4 présente ce schéma fonctionnel. Le tonomètre ophtalmologique selon l'invention comporte un capteur à sortie fréquentielle 9 des déplace- ments linéaires correspondant à la pression oculaire en unités conventionnelles, un générateur de fréquence de référence 10, un comparateur de fréquences 11, aux entrées 12 et 13 duquel sont connectées les sorties du capteur fréquentiel 9 et du générateur 10. A la sortie du comparateur de fréquences 11 est connectée l'entrée 14 d'un diviseur 15 de fréquence différentielle. Le tonomètre selon l'invention comporte également un circuit 16 de mesure de la période des oscillations de la fréquence différentielle, à l'entrée 17 duquel est connectée la sortie du diviseur 15 et à son entrée 18, la sortie du générateur 10. Le signalcorrespondant à la pression intra- oculaire en millibars, arrive à un circuit d'enregistrement des résultats de la mesure. Dans le tonomètre selon l'invention, ce circuit se présente sous la forme d'un bloc d'affichage numérique 20, aux entrées duquel est connectée la sortie du circuit 16. Ce même signal parvient aux entrées 21 d'un convertisseur numérique-analogique 22 à la sortie duquel est enregistré le signal, correspondant à la variation de la pression intraoculaire dans le temps. En tant que bloc d'affichage numérique 20 et convertisseur 22, n'importe quel dispositif analogue connu peut être utilisé. La figure 5 représente le schéma électrique du circuit de mesure du tonomètre ophtalmologique selon l'invention. Le capteur fréquentiel 9 comprend une inductance 23, dont la valeur varie avec le déplacement d'un noyau 24 relié au plongeur qui coopère avec la cornée de l'oeil du patient (ce qui n'est pas représenté sur le dessin) selon un procédé largement connu. L'inductance 23 est branchée dans le circuit oscillant d'un oscillateur 25 réalisé avec des transistors 26, 27, des condensateurs 28, 29, 30, 31, 32 et des résistances 33, 34, 35, 36, 37, 38 d'une façon connue, par exemple, comme représenté à la figure 5. Le générateur de fréquence de référence 10 est réalisé d'après un schéma électrique analogue à celui de l'oscillateur 25 du capteur fréquentiel 9, et comporte une inductance 39, un condensateur réglable 40, des transistors 41, 42, des condensateurs 43, 44, 45, 46, 47 et des résistances 48, 49, 50, 51, 52 et 53. Le comparateur de fréquences 11 comprend des diodes 54, 55, au point commun 56 desquelles se raccordent les sorties du capteur 9 et du générateur 10 par le biais de résistances 57, 58. A la sortie du comparateur 11 se trouve un filtre 59 pour l'isolement de la fréquence différentielle, ce filtre comportant une bobine de choc 60, des condensateurs 61, 62 et une résistance 63. A la sortie du filtre, est connecté un amplifica- teur 64 formé de transistors 65, 66, de condensateurs 67, 68, 69, 70 et de résistances 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77. Le diviseur de fréquence différentielle 15 est exécuté selon une structure connue, par exemple, autour de bascules 78, et le circuit 16 de mesure de la période est réalisé sous forme de n'importe quel compteur connu d'impulsions de fréquence de référence fournie par le générateur 10. Le temps de comptage correspond à la période mesurée. Le coefficient de division m du diviseur de fréquence 15 est à calculer selon le rapport: A2 n A. n 2 (6), f o n est le coefficient de conversion du capteur 9, en Hz/unités conventionnelles, et fo est la fréquence du générateur 10. Le tonomètre ophtalmologique fonctionne comme suit. Sous l'action de son propre poids et du poids de la charge supplémentaire, dont la somme donne la valeur G, le plongeur du capteur 9, placé sur la cornée de l'oeil du patient, prend une certaine position par rapport au corps qui le renferme et dans lequel il se meut. Le déplace- ment du plongeur est converti en variation proportionnelle de la fréquence f de l'oscillateur 25. La fréquence f est comparée, dans le comparateur 11, à la fréquence f du générateur 10. A la sortie du comparateur 11 apparat du générateur 10. A la sortie du comparateur 11 apparait il 2594680 un signal, proportionnel à la fréquence différentielle Af = Ifo fl (7), qui est divisé, dans le diviseur 15, par le coefficient m de division. Ensuite, dans le circuit 16, la période T des oscillations de la fréquence différentielle est mesurée par comptage des impulsions parvenant du générateur 10 de fréquence de référence au cours d'une période d'oscillations du signal à la sortie du diviseur 15. Le résultat de la mesure, exprimé sous forme numérique, est fixé sur le tableau lumineux du bloc 20. Ce même résultat, converti en un signal de courant continu par le convertisseur 22, est enregistré par le procédé connu, sur n'importe quel dispositif d'enregistrement connu. Le tonomètre ophtalmologique selon l'invention mesure la pression intra-oculaire réelle en millibars. Une tonométrie au moyen de ce tonomètre a été réalisée chez 25 patients (41 yeux) souffrant de glaucome, chez des personnes suspectées de souffrir de glaucome, chez des patients dans la période post-opératoire et chez des enfants. L'âge des patients examinés variait de 7 à 78 ans. La pression intra-oculaire chez les malades examinés allait de 5 à 35 mbars. Tous les patients ont bien toléré l'examen. Les résultats des examens figurent au tableau II. Tableau II I 2 3 4 5 6 7 8 9 tonomètre- tonographe connu, 1,33 mbars 15,2 23,4 21,1 22,7 16,5 15,7 17,4 25,3 tonomètre suivant l'invention, 1,33 mbars 14,2 23,6 20,8 21,9 15,8 15,0 16,9 26,1 Suite du tableau II I 2 3 4 5 6 7 8 9 tonomètre- tonographe connu, 1,33 mbars 26,4 16,3 31,3 15,6 19,3 14,7 17,5 35,9 tonomètre suivant l'invention 1,33 mbars 27 15,4 32,5 14,7 18,6 13,6 17,1 33,8 tonomètre- tonographe connu, 1,33 mbars 11,2 17,4 16,1 15,9 17,6 20,4 18,3 22,3 tonomètre suivant l'invention, 1,33 mbars 12,1 17,1 15,2 16,2 16,9 21 17, 6 22,0 Suite du tableau II I 10 11 12 13 14 15 tonomère- tonographe connu, 1,33 mbars 12,7 16,9 17,3 21,6 24,8 19,3 tonomètre suivant l'invention 1,33 bars 12,1 16,1 16,2 20,1 23,1 18,6 Suite du tableau II I 10 11 12 13 14 15 tonomètre- tonographe connu, 1,33 mbars 20,2 17,3 15,8 23,4 21,2 17,9 tonomère suivant l'invention, 1,33 mbars 18,8 16,7 14,9 24 22,1 16,2 tonomère- tonographe connu, 1,33 mbars 15,9 17,4 16,3 14,2 13,6 - tonomère suivant l'invention. 1,33 mbars 15,1 18,2 17,0 12,9 12,2 - Le tonomètre ophtalmologique selon l'invention répond aux exigences de la pratique médicale, est de fonctionnement simple et fiable, réduit nettement le temps de l'examen et est économiquement rentable. Il n'existe pas de contre-indications à son application et ledit tonomètre est irremplaçable pour les examens prophylactiques en masse. La présente invention permet d'obtenir des résultats de la mesure de la pression intra-oculaire directement en mbars, et, par ailleurs, de hausser la précision du relevé de la pression mesurée grâce à la formation de la moyenne des données de la zone initiale du relevé, ainsi que d'augmenter la précision du calcul de certains autres paramètres, par exemple, des coefficients hydrodynamiques, étant donné que lors de leur calcul, on utilise de grandes différences entre les valeurs initiales et terminales de la pression, qui sont exprimées non pas en unités conventionnelles, mais en millibars. R EV E N D I C A T I 0 N Tonomètre ophtalmologique du typ'e comportant un capteur de sortie fréquentielle des déplacements linéaires, correspondant à la pression oculaire, et un circuit d'enregistrement des résultats de la mesure, relié au capteur à sortie fréquentielle de déplacements linéaires, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur (10) de fréquence de référence, un comparateur de fréquences (11), à l'une des entrées (13) duquel est connectée la sortie du générateur (10)de fréquence de référence, et à l'autre entrée (12) duquel sont connectées la sortie du capteur à sortie fréquentielle (9) des déplacements linéaires, tandis qu'à sa sortie est connecté un diviseur de fréquence différentielle (15) et un circuit (16) de mesure de la période des oscillations de la fréquence différen- tielle, dont l'une des entrées (17) est connectée à la sortie du diviseur (15) de fréquence différentielle, l'autre entrée (18) étant connectée à la sortie du générateur de fréquence de référence (10), et à la sortie duquel se forme un signal, correspondant à la pression intra-oculaire,en millibars, qui arrive à l'entrée du circuit (20, 22) d'enregistrement des résultats de la mesure.