УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ
DEVICE FOR INTRAOCULAR PRESSURE CONTROL

Настоящее изобретение относится к устройству для контроля внутриглазного давления в течение некоторого промежутка времени. В частности, настоящее изобретение относится к устройству, которое может быть размещено на глазу с целью непрерывного контроля внутриглазного давления в течение длительного промежутка времени, например по меньшей мере 24 часов.
Глаукома представляет собой широко распространенную болезнь, отличающуюся повышенным внутриглазным давлением. Это повышенное внутриглазное давление приводит к постепенной потере периферического зрения. Таким образом, существует необходимость получения подробных сведений о внутриглазном давлении у пациентов, страдающих глаукомой, для обеспечения надежной диагностики или назначения новых методик лечения.
В патенте EP 1401327 описана система регистрации внутриглазного давления, содержащая мягкую контактную линзу и активный тензодатчик, закрепленный на этой контактной линзе. Активный тензодатчик размещен на расстоянии от центра контактной линзы и не находится в прямом контакте с глазом. Активный тензодатчик содержит часть, имеющую форму дуги окружности, расположенной вокруг центра контактной линзы, и, таким образом, обеспечивает возможность измерения значений сферической деформации глазного яблока, связанного со значениями внутриглазного давления.
Система, раскрытая в EP 1401327, не вызывает боли у пациента и не требует местной анестезии глаза пациента и/или хирургического вмешательства перед измерением. Кроме того, благодаря отсутствию прямого контакта тензодатчика с глазом пациент чувствует себя весьма комфортно, а его зрение почти не ослаблено. Фактически он чувствует себя как человек, носящий обычные контактные линзы.
Однако изготовление тензодатчиков, аналогичных раскрытым в EP 1401327, связано с относительно большим количеством отходного материала, как, например, в случае датчиков на основе микроэлектромеханической системы (МЭМС), которые изготовливают партиями на одиночной подложке. Кроме того, изготовление элементов, имеющих круглую форму, воспроизводимым способом является затруднительным, что приводит к относительно малому выходу достаточно надежных датчиков. Вследствие этого надежные тензодатчики, раскрытые в EP 1401327, являются относительно дорогими.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание более дешевого и вместе с тем надежного устройства для контроля внутриглазного давления.
Решение этой задачи и достижение других преимуществ обеспечены посредством устройства, имеющего отличительные признаки по п.1 прилагаемой формулы изобретения.
В частности, эта задача решена посредством устройства для контроля внутриглазного давления, содержащего мягкую контактную линзу, например контактную линзу, содержащую силикон, и активный тензодатчик, закрепленный на контактной линзе, расположенный на расстоянии от центра контактной линзы, не находящейся в прямом контакте с глазом и содержащий многоугольную часть, расположенную вокруг центра контактной линзы.
Изготовление тензодатчика согласно настоящему изобретению значительно упрощено, поскольку многоугольная часть сформирована из группы прямолинейных элементов, которые относительно просто изготовить обычным воспроизводимым способом. Предлагемый тензодатчик, выполненный по существу из прямолинейных сегментов, отличается высокими производительностью и воспроизводимостью изготовления, а доля отходов может быть весьма малой при любых подходящих способах изготовления. Кроме того, при надлежащем выборе формы многоугольной части доля отходного материала может быть существенно уменьшена путем одновременного изготовления нескольких датчиков на одной подложке.
Форма многоугольной части датчика, расположенной вокруг центра линзы, приблизительно соответствует фактическому кругу на поверхности глазного яблока при надлежащем размещении линзы. Таким образом, вследствие деформации мягкой контактной линзы закрепленный на этой линзе многоугольный датчик испытывает деформацию, вызванную периферийными деформациями глазного яблока, значения которой связаны со значениями внутриглазного давления.
Настоящее изобретение может быть лучше уяснено на основе нижеследующего описания, проиллюстрированного чертежами, на которых:
На фиг.1 показано устройство для контроля внутриглазного давления согласно одному из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг.2 показано устройство для контроля внутриглазного давления согласно еще одному предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.3 проиллюстрировано изготовление на одной подложке нескольких тензодатчиков согласно настоящему изобретению.
На фиг.4 показан еще один шаблон для изготовления многоугольных тензодатчиков на одной подложке согласно настоящему изобретению.
На фиг.5 показан шаблон для изготовления тензодатчиков согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.6А показан сложенный тензодатчик согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.6B показан тензодатчик, изображенный на фиг.5А, в развернутом положении.
На фиг.7 показано устройство для контроля внутриглазного давления согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.8 показана упрощенная функциональная схема системы для контроля внутриглазного давления, содержащей устройство для контроля внутриглазного давления согласно настоящему изобретению со встроенной телеметрической системой и экстракорпоральными приемными блоками.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, показанном на фиг.1, устройство для контроля внутриглазного давления согласно настоящему изобретению содержит контактную линзу 1, предпочтительно мягкую контактную линзу, содержащую активный тензодатчик 2, расположенный вокруг центра C линзы.
Тензодатчик 2 предпочтительно выполнен из непрерывного протяженного элемента или провода, которые по меньшей мере частично выполнены из металла с высоким электрическим сопротивлением, причем сопротивление датчика изменяется в зависимости от его деформации. Оба конца 4 провода соединены с системой для передачи данных (не показана). Передача данных обеспечена, например, посредством беспроводной телеметрической системы.
Согласно настоящему изобретению часть 3 активного тензодатчика 2 выполнена многоугольной, т.е. содержит продольно выровненные прямолинейные сегменты, которые ориентированы приблизительно по касательной по отношению к центру C линзы и таким образом формируют по меньшей мере часть многоугольника.
Для увеличения точности датчика давления с переменным сопротивлением сопротивление этого датчика увеличено, а его сетка предпочтительно покрывает все области, за которыми должен быть осуществлен контроль. В настоящем изобретении это обеспечено, например, путем складывания непрерывного протяженного элемента или провода в несколько частей, проходящих параллельно друг другу. В показанном варианте реализации протяженный элемент, формирующий тензодатчик 2, сложен таким образом, что некоторые из его прямолинейных сегментов проходят параллельно друг другу и таким образом формируют концентрические многоугольные части 3.
В предпочтительном варианте реализации в качестве активного тензодатчика используют микроэлектромеханическую систему (МЭМС), например фольговый тензодатчик, содержащий подложку, на которую осажден или ламинирован металлический слой, шаблон которого сформирован путем влажного или сухого травления с получением требуемой структуры. Подложка выполнена, например, из полимера (например, полиимида) или эпоксидной смолы, а металлический слой выполнен из любого материала с высоким электрическим сопротивлением или полупроводникового материала. В предпочтительном варианте реализации подложка выполнена из полиимида, а металлический слой выполнен из платины. Полиимид является особенно подходящим в качестве подложки благодаря его широкому использованию в технологиях на основе МЭМС и его совместимости с живыми тканями, так же как и платина, которая также отличается высокой чувствительностью при деформации.
Тензодатчики на основе МЭМС изготовляют согласно способам изготовления интегральных схем. Преимуществом этого способа изготовления является возможность осуществления весьма точного контроля за каждым из параметров тензодатчика, в частности за толщиной его металлического слоя. Структура сетки может быть выполнена с точностью, приблизительно равной 1 мкм, что позволяет изготовлять датчики с любой требуемой конфигурацией. Кроме того, этот способ отличается простой и полной воспроизводимостью.
Однако также могут быть использованы и другие способы изготовления тензодатчика для устройства согласно настоящему изобретению. Например, тензодатчик может быть изготовлен тиснением и/или вырезан из фольги с высоким сопротивлением или подложки с покрытием, имеющим высокое сопротивление, путем изгибания и формования тонкого провода из материала с высоким электрическим сопротивлением, например металлического провода, имеющего диаметр от 0,01 до 0,1 мм, и т.п. Во всех случаях предлагаемый тензодатчик главным образом содержит прямолинейные элементы, благодаря чему его изготовление отличается относительной простой и, следовательно, низкой стоимостью.
Согласно настоящему изобретению точность конструкции и воспроизводимость, а следовательно, и качество тензодатчика улучшены благодаря тому, что тензодатчик главным образом содержит прямолинейные элементы, изготовление которых является относительно простым. Благодаря простоте изготовления тензодатчика для предлагаемого устройства может быть также обеспечена весьма малая доля отходов при любом подходящем способе изготовления.
Датчик может быть закреплен на линзе любым способом. Он может быть сначала закреплен на подложке, которая затем может быть закреплена на линзе или вставлена в нее. В еще одном варианте реализации датчик может быть непосредственно закреплен на линзе или вставлен в нее.
Активный датчик может быть размещен на любом расстоянии от центра контактной линзы. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения активный датчик выполнен такой формы, чтобы быть размещенным на корнеосклеральном соединении, которое представляет собой область, в которой изменения внутриглазного давления вызывают наибольшую деформацию роговицы.
Согласно настоящему изобретению устройство для контроля внутриглазного давления может содержать по меньшей мере два активных датчика на контактной линзе. Многоугольные части нескольких тензодатчиков могут быть размещены в различных секторах одной и той же окружности линзы или могут формировать несколько концентрических многоугольников или частей многоугольника.
Кроме того, устройство для контроля внутриглазного давления согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит пассивные датчики для температурной компенсации. Пассивные датчики предпочтительно выполнены из непрерывного протяженного элемента, содержащего прямолинейные части, расположенные на контактной линзе в радиальном направлении вблизи друг друга. Таким образом, на пассивные датчики не оказывают воздействие сферические деформации глазного яблока, а действуют только расширение и сжатие линзы, вызванные температурными изменениями. Таким образом, пассивные датчики обеспечивают возможность точного измерения изменений деформации, вызванных исключительно температурными изменениями.
В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения, проиллюстрированном на фиг.2, устройство для контроля внутриглазного давления содержит четыре датчика в мостовой схеме Уитстона, причем два активных датчика и два пассивных датчика попеременно размещены в указанной мостовой схеме.
Пассивные датчики 5 выполнены из непрерывного протяженного элемента или провода, которые сложены в несколько прямолинейных частей 7, расположенных на линзе 1 в радиальном направлении, т.е. их продольная ось пересекает центр C линзы. Части провода активных и пассивных датчиков могут быть размещены очень близко по отношению друг к другу для уменьшения площади датчика или могут быть размещены на большем расстоянии друг от друга для увеличения теплообмена и площади датчика.
В этой конфигурации два активных тензодатчика 2 измеряют деформацию одного типа (наибольшую деформацию) и удваивают чувствительность измерения в мостовой схеме Уитстона. Два пассивных датчика 5 компенсируют температурное отклонение, в случае если активные и пассивные датчики имеют одинаковое значение сопротивления в отсутствие деформации.
Как показано на фиг.3, тензодатчики 2 согласно настоящему изобретению, например тензодатчики на основе МЭМС, могут быть одновременно изготовлены на одной подложке 8. Благодаря по существу многоугольной форме датчиков 2 расстояние между соседними датчиками 2 может быть уменьшено, что позволяет, таким образом, уменьшить долю отходных материалов и стоимость изготовления каждого датчика.
На фиг.4 показан еще один шаблон для изготовления датчиков 2 на одной подложке 8, в котором доля отходного материала уменьшена путем перекрытия многоугольных датчиков 2 друг другом наподобие черепицы, причем конец двух различных датчиков, сформированных на поверхности, расположен внутри третьего многоугольного датчика.
На фиг.6А и 6B проиллюстрирован еще один вариант реализации настоящего изобретения, в котором многоугольный датчик 2 изготовлен путем сгибания предварительно сформированного провода 9. В показанном примере провод 9 содержит шесть прямолинейных сегментов 3, расположенных в два ряда из трех сегментов каждый. Прямолинейные сегменты 3 отделены друг от друга эластичными областями 30, обеспечивающими разворачивание провода 9 в шестиугольную форму без сгибания прямолинейных сегментов 3. Области 30 сформированы, например, относительно короткими сегментами, расположенными таким образом, чтобы формировать часть прямоугольника.
Провод 9 изготовлен, например, тиснением, травлением или любым другим подходящим способом изготовления. Предварительно сформированный провод, выполненный исключительно из прямолинейных сегментов, расположенных под прямым углом друг к другу, может быть относительно просто и надежно изготовлен. После этого провод 9 разворачивают путем изгибания в его эластичной области с получением требуемого многоугольного датчика 2 согласно настоящему изобретению, как проиллюстрировано на фиг.6B.
На фиг.5 проиллюстрировано изготовление проводов 9 на одной подложке 8. Благодаря продольному размещению сегментов 3 провода 9 имеют по существу протяженную форму, обеспечивающую возможность их размещения на подложке 8 очень близко друг к другу, что позволяет дополнительно уменьшить долю отходного материала.
В вышеописанных вариантах реализации, проиллюстрированных на фиг.1-6B, в качестве многоугольной части тензодатчика использована часть шестиугольника. Однако возможны и другие многоугольные формы, не выходящие за пределы объема изобретения. В качестве многоугольной части тензодатчика можно использовать, например, часть восьмиугольника, как показано на примере, проиллюстрированном на фиг.4, часть десятиугольника, двенадцатиугольника и т.д. При уменьшении длины прямолинейных сегментов форма многоугольной части приближается к форме круга, но при этом многоугольная часть состоит из прямолинейных сегментов, что, таким образом, обеспечивает вышеупомянутые преимущества.
Передача данных от датчика может быть обеспечена путем использования проводной или предпочтительно беспроводной системы передачи.
Помимо датчика, контактная линза может дополнительно содержать другие измерительные приборы, например электроретинограф или датчик химического состава.
На фиг.8 показана упрощенная функциональная схема предпочтительной конфигурации всей системы для контроля внутриглазного давления со встроенной телеметрической системой и экстракорпоральными приемными блоками. Контактная линза 1 содержит датчик давления, т.е. активные датчики 2 и пассивные датчики 5, включенные в мостовую схему Уитстона, маломощный приемопередатчик 12 и петлевую антенну 13.
Электропитание и соединение между приемопередатчиком и экстракорпоральным переносным запросным блоком 14 выполнены бесконтактными посредством соединенных петлевых антенн. Блок 14 обеспечивает электропитание датчика через сформированную таким образом первую радиочастотную линию 22 и передает принятые от приемопередатчика данные на стационарный приемник 15 данных, например через вторую радиочастотную линию 21. Приемник 15 проводит настройку контроля. Он сохраняет и отображает принятые данные.