УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ ЧЕРЕЗ ВЕКО

Устройство для измерения внутриглазного давления через веко
Полезная модель относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для измерения внутриглазного давления (ВГД) через веко как в области роговицы, так и в области склеры глаза экспресс-методом при массовых обследованиях населения на глаукому, контроля правильности её лечения, индивидуального контроля за внутриглазным давлением без обезболивания глаза.
Известен способ измерения внутриглазного давления, заключающийся в статической деформации глаза весом опоры с кольцевой опорной частью и динамической деформации роговицы глаза через веко свободно падающим с высоты 120-150мм шариком весом 0,3-0,7 г с последующим определением величины давления по высоте первого отскока шарика (см.патент РФ 2007951, МКИ А61В 3/16, публ.29.06.90г.).
В известном способе точность измерения находится в большой зависимости от индивидуального строения и свойств века (толщины века, упругости и др.).
Площадь взаимодействия шарика с веком и глазом меняется в зависимости от упругих свойств век и глаз пациентов. Известный способ не исключает влияния различий в амортизационных свойствах век.
Применение кольцевой опоры не исключает амортизационных свойств века в местах связи опоры и глаза через веко и не обеспечивает стабильной надежной связи устройства с глазом в
МКИ А 61В 3/16
процессе измерения.
Известен тонометр-индикатор для измерения и индикации внутриглазного давления, содержащий корпус, отсчетное устройство и элемент для деформации роговицы глаза через веко в виде шарика, размещенного в корпусе (в виде трубки) с прозрачной рабочей частью с возможностью свободного падения внутри него и удерживаемого в верхнем нерабочем состоянии с помощью держателя, закрепленного в верхней части корпуса, при этом к нижней части корпуса прикреплен ограничитель нижнего положения шарика.(см.патент РФ 2007951, МКИ А61В 3/16, публ. 29.06.90г.).
Деформация века кольцевой опорной частью тонометра не устраняет амортизационные свойства века в месте ее установки . В тонометре не обеспечена жесткость связи опоры и глаза.
Кроме того имеет место нестабильность положения уровня века относительно шарика в исходном его положении, что снижает точность измерения ВГД (т.е. расстояние от шарика до поверхности века будет различным у пациентов в зависимости от индивидуальных амортизационных свойств века).
Известно устройство для измерения внутриглазного давления, содержащее корпус, с размещенной в нем с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения втулкой с
направляющими и с опорной частью для создания постоянной заданной нагрузки, элемент деформации глаза через веко, установленный в полости втулки с возможностью падения в направляющих под действием собственного веса для создания ударной нагрузки, держатель элемента деформации в исходном верхнем нерабочем положении, расположенный в верхней части
полости втулки, нижняя направляющая является ограничителем
нижнего положения элемента деформации в полости втулки, измерительный преобразователь линейного перемещения элемента деформации (см. Заявка N 95108609/14, МКИ А61В 3/16, решение о
выдаче патента от 07.02.97г.).
Применение падающего штока повышает тэчность измерения ВГД в связи с малой площадью его основания для деформации глаза через веко.
Однако кольцевая опорная часть не обеспечивает жесткости связи устройства с глазом через веко и не исключает амортизационные свойства века.
Таким образом во всех известных устройствах деформация века кольцевой опорной частью не устраняет влияния амортизационных свойств века, что снижает точность измерения ВГД.
При этом большая площадь кольцевой опоры не позволяет установить ее на небольшие по площади участки века с хрящом.
Полезная модель решает задачу повышения точности измерения ВГД путем исключения влияния  амортизирующих свойств века и повышения жесткости связи опорной части устройства к глазу через веко за счет статической деформации века весом опоры при измерении ВГД в области расположения его хряща.
Дополнительно обеспечивается стабильность поддержания расстояния от поверхности века, на которой осуществляют динамическую деформацию глаза через веко, до основания штока в
его исходном положении.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для измерения внутриглазного давления,
содержащем корпус, с размещенной в нем с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения втулкой, снабженной направляющими и опорной частью для создания постоянной заданной
нагрузки, 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, при этом нижняя направляющая является ограничителем нижнего положения элемента деформации в полости втулки в нерабочем положении, измерительный преобразователь линейного перемещения элемента деформации, опорная часть втулки выполнена с двумя выступами со скругленными опорными концами, равноудаленными на расстояние 7-10 мм от оси перемещения свободно падающего тела.
Предпочтительно выступы опорной части втулки выполнить клинообразными, при этом обращенные друг к другу их рабочие поверхности имеют угол наклона 10-30°к оси перемещения свободно падающего тела .
Целесообразно обращенные друг к другу рабочие поверхности выступов опорной части втулки выполнить высотой 5-10 мм, шириной 4-6 мм с радиусом скругления в основании 2-3 мм.
Целесообразно обращенные друг к другу поверхности выступов опорной части втулки выполнены вогнутыми.
4 выравнивания поверхности участка века, соприкасающегося
со свободно падающим телом при ударной нагрузке, параллельно поверхности основания последнего для обеспечения постоянства расстояния от поверхности указанного участка до основания свободно падающего тела в исходном положении.
Целесообразно элемент выравнивания участка века, соприкасающегося со свободно падающим телом при ударной нагрузке, выполнить в виде кольцевого выступа высотой высотой 2-3 мм, рабочее прижимное основание которого расположено на высоте 3-5 мм от основания выступов опорной части втулки.
Целесообразно опорную часть втулки на торцевой рабочей поверхности между кольцевым и клинообразными выступами выполнить с углублениями.
Целесообразно опорную часть втулки выполнить с каналами отвода воздуха из ее полости при падении тела .
Целесообразно в стенках втулки вне ее опорной части выполнить каналы для прохода воздуха, соединенные с полостью втулки .
Предпочтительно элемент упругой деформации выполнит в виде штока ео средство ограничения его перемещения .
Целесообразно средство ограничения перемещения штока выполнить в виде цилиндра, жестко соединенного соосно со штоком.
Целесообразно конечную часть штока, соприкасающуюся с
5
веком при ударной нагрузке, выполнить длиной не менее 3 мм с плоским основанием площадью 1-7 мм2 .
Предпочтительно держатель штока выполнить в виде подпружиненной в горизонтальном положении пластины-защелки с отверстием для захвата верхнего конца штока и скосом на боковой поверхности для взаимодействия со штифтом, закрепленным в стенке корпуса, при этом верхний конец штока выполнен с упором для взаимодействия с пластиной-защелкой, а штифт является приводом горизонтального перемещения пластинызащелки при перемещении вниз корпуса относительно втулки.
Предпочтительно измерительный преобразователь линейного перемещения элемента деформации выполнить в виде генератора, связанного с электро-магнитной катушкой, закрепленной во втулке между направляющими, и блока обработки данных, при этом средство ограничения перемещения штока в полости втулки является сердечником электромагнитной катушки.
Целесообразно устройство выполнить с фиксатором исходного нижнего положения втулки в корпусе, выполненным в виде подпружиненной кнопки, прижимная часть которой установлена в отверстии стенки корпуса с возможностью
взаимодействия с внешней поверхностью втулки.
Применение опорной части с выступами с малой площадью основания позволяет увеличить нагрузку опоры на веко в местах их установки, обеспечивая продавливание века с целью исключения его амортизационных свойств, и обеспечивает жесткую связь опорной части устройства с глазом через веко в процессе измерения. При этом установка выступов опоры на глаз через веко в
области хряща исключает деформацию глаза выступами .
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов  прототипа, позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию новизна по действующему законодательству.
Сведений об известности отличительных, признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретательский уровень.
На фиг.1 представлено заявляемое устройство, в исходном положении ; на фиг.2 - показана опорная часть втулки; на фиг.3 - вид боковой поверхности опорной часть втулки; на фиг.4 -опорная часть, установленная на глаз через веко в . области его хряща, в сечении; на фиг.5 - показана установка опорной части на веко глаза для измерения ВГД; на фиг.б
7 показано предлагаемое устройство в момент измерения ВГД через
веко; на фиг.7 показана функция перемещения штока во времени. Измерение внутриглазного давления с помощью заявляемого устройства состоит в следующем: на веко пациенту устанавливают в вертикальном положении устройство (фиг.6), воздействуя определенной нагрузкой опоры на глаз через веко в области хряща (фиг.4) двумя (клинообразными) выступами,
устанавливаемыми в двух точках (Аи В), равноудаленных от оси
пддАЮЫ Ги тЈЛЛ перемещения /на расстояние 7-fO мм параллельно горизонтальному
меридиану глаза и симметрично от оси, проходящей через центр глаза (фиг.5) для обеспечения жесткой связи опоры (устройства) с глазом.
Воздействие на глаз через веко вьтступами опоры малой площади в области его хряща исключает амортизационные свойства века. При измерении ВГД (фиг.б) осуществляют динамическую деформацию века и глазного яблока (в области склеры или роговицы в зависимости от предварительно заданного угла зрения для пациента) свободно падающим телом в виде штока, по функции перемещения которого во времени судят о ВГД .
Устройство для измерения давления содержит корпус 1, втулку 2, размещенную в корпусе 1 с возможностью ограниченного вертикального возвратно-поступательного перемещения (при исключении вращательного движения) для создания постоянной заданной нагрузки, элемент деформации глазного яблока через веко в виде свободно падающего тела, в частности, штока 3 со средством 4 ограничения его
8 ; перемещения, подпружиненный держатель 5 элемента деформации глазного яблока через веко в исходном положении, расположенный в верхней части полости втулки 2, первую направляющую б для штока 3, выполненную, в частности, в виде шайбы, вмонтированной в стенки втулки 2, вторую направляющую 7 для штока 3, выполненную, в частности, заодно со втулкой 2, опорную честь 8 втулки 2, закрепленную в нижней части втулки 2Л например, с помощью резьбового соединения, измерительный преобразователь, выполненный в виде генератора 9, блока обработки данных 10 и связанной с генератором 9 электромагнитной катушкой 11, закрепленной во втулке 2 между направляющими 6, 7. При этом средство 4 ограничения перемещения штока 3 выполнено из ферритового материала или латуни, расположено в полости втулки 2 в исходном положении выше катушки 11 и является ее сердечником. Возможно применение других материалов для элемента 4, обеспечивающих изменение индуктивности катушки 11 при падении штока 3. Шток 3 установлен в отверстиях направляющих б, 7 с зазором в 0,05 - 0,1 мм при  обеспечивается возможность падения штока под действием собственного веса в полости втулки 2 при ориентации устройства по вертикальной оси в одном направлении (рабочее положение, когда опорная часть 8 втулки 2 внизу, а шток 3 зафиксирован в держателе 5 в исходном положении) и в другом направлении (при возврате штока 3 после измерения в исходноероложение). Держателем 5 штока 3 в исходном положении является 9 / пластина-защелка с (коническим) отверстием для захвата
верхнего конца штока 3 и со скосом 12 на боковой поверхности. Штифт 13, закрепленный в стенке корпуса 1, является приводом горизонтального перемещения подпружиненной пластины-защелки 5 при его вертикальном перемещении вниз по поверхности скоса 12 при
движении вниз корпуса 1 . Пластина-защелка 5 подпружинивается с помощью проволочного элемента 14, встроенного в стенки втулки 2 и расположенного в соответствующем отверстии пластины-защелки 5.
В корпусе 1 выполнена вертикальная прорезь 15, в которую установлен штифт 16, закрепленный на втулке 2 для ограничения вертикального возвратно-поступательного и вращательного перемещения втулки 2 относительно корпуса 1.
Конечная часть 17 штока 3 выполнена длиной (1о), равной
не менее 3 мм и имеет площадь (S) основания 1-7 мм . При
этом основание конечной части 17 выполнено плоским.
Масса ( m ) штока 3 вместе со средством 4 ограничения его перемещения, площадь ( S ) основания нижней части 17 (например, с диаметром do ) штока 3, высота ( Н ) размещения нижней части 17 штока 3 в полости втулки: 2 в исходном положении устройства выбираются при конструировании из следующего соотношения : Величина нижнего предела в указанном соотношении
10
Н . m
(8 - 16) кГ/м
S ограничена требованиями к точности измерения ВГД: при более низком значении погрешность измерений увеличивается. Верхний предел в соотношении ограничен допустимой степенью механического воздействия на исследуемый орган: при более высоком значении появляются болевые ощущения. Верхний конец штока 3 выполнен с упором 18 для надежной его фиксации в отверстии пластины-защелки 5 . Опорная часть 8 втулки 2 выполнена с двумя клинообразными выступами 19 со скругленными опорными концами, равноудаленными на расстояние 14  7-fO мм от оси перемещения штока 3. Предпочтительно выступы 19 опорной части 8 втулки 2 выполнить клинообразными, при этом обращенные друг к другу их рабочие поверхности, в частности, вогнуты и имеют угол наклона а  10-30°к оси перемещения свободно падающего тела, высоту 1,-  5-10 мм, ширину 15  4-6 мм и радиус скругления в основании R  2-3 мм. Выступы 19 предназначены для создания основной статической нагрузки в (точках) области их установки на веко -и выполнены так, чтобы основная суммарная нагрузка на веко со стороны опоры была достаточной для исключения амортизационных свойств века в основании выступов 19. Нагрузка (Р) опоры, действующая на глазное яблоко, в исходном состоянии штока 3 состоит из веса подвижной втулки 2 с опорной частью 8 и штока 3 с элементом 4. Эта нагрузка (Р,г) и ширина выступов ( if мм) и радиус скругления (R,MM) соотносятся следующим образом :
Р  1,4 - 3
tf. R
Нижнее значение соотношения ограничено степенью исключения амортизационных свойств века в основаниях выступов
19опорной части 8, а верхнее значение ограничено влиянием нагрузки на деформацию глаза : при большом значении величина деформации глаза снижает точность измерения ВГД.
Опорная часть 8 втулки 2 может иметь элемент выравнивания поверхности участка века, соприкасающегося со свободно падающим телом 3 при ударной нагрузке, параллельно поверхности основания последнего для обеспечения постоянства расстояния от поверхности указанного участка до основания свободно падающего тела 3 в исходном положении.
Элемент выравнивания участка века может быть выполнен в виде кольцевого выступа 20 шириной d3  0,5-1 мм, высотой 13  2-Змм, рабочее прижимное основание которого расположено на высоте li  3-5 мм от основания выступов 19 опорной части втулки 2. При этом внешний диаметр (сЬ) кольцевого выступа
20превышает диаметр (di) полости опорной части 8 .
Кольцевой выступ 20 расположен, в частности (фиг.2), между выступами 19 и выполнен заодно с опорной частью 8.
Элемент 20 ограничивает и подравнивает площадь участка века, на котором происходит деформация глаза штоком 3 через веко, но не деформирует глаз. При этом обеспечивается стабильность поддержания определенного (заданного) конечной части 17 штока 3 и поверхностью века при различных
анатомических строениях глаза и века.. Это делается из соображений выравнивания века и исключения деформации глаза под
кольцевым выступом 20.
Для отвода воздуха при движении тела 3 опорная часть 8 втулки 2 может быть выполнена с каналами 21 (в виде сквозных декомпрессионных отверстий), соединенными с полостью втулки 2.
Для концентрации большей части веса опоры (втулки 2 с опорной частью 8 и штоком 3) на веко под выступами 19 в процессе измерения на поверхности опорной части 8 между выступами 19 и элементом 20 выполнены углубления 22 При этом указанная поверхность опорной части 8 втулки 2 выполнена вогнутой.
Корпус 1 может быть помещен (в съемный) защитный кожух 23, жестко соединенный с корпусом 1 посредством декоративной втулки 24 .. При.. э.том. .защитный кожух 23 и. корпус 1 установлены с возможностью вертикального их совместного возвратно-поступательного перемещения относительно установленной на исследуемый орган втулки 2 в пределах перемещения штифта 16 в прорези L5.
Устройство дополнительно снабжено фиксатором (прижимным средством) исходного положения втулки 2в корпусе 1. Фиксатор может быть выполнен, например, в виде подпружиненной
с помощью пластины 25 кнопки 26, тормозящая часть 27 которой
установлена в отверстии в стенке корпуса 1 с возможностью
взаимодействия с внешней поверхностью втулки 2. Нажатием подпружиненной кнопки 26 фиксатора обеспечивают удержание в
13 нижнем положении втулки 2 при установке штока 3 в исходное
положение путем опрокидывания защитного кожуха (и корпуса 1} опорной частью 8 вверх и при установке устройства на веко пациента.
В стенках втулки 2 целесообразно выполнить каналы 28 (в виде отверстий) для прохода воздуха при движении штока 3.
Устройство работает следующим образом. Голова пациента располагается лицом вверх. Устанавливается направление его взгляда, для деформации глаза в области склеры примерно под углом 45е к горизонту (или 90 при деформации штоком 3 области центра роговицы через веко) с помощью использования в качестве ориентира, например, руки пациента.
Удерживая устройство измерения ВГД за его кожух 23, при нажатой кнопке 26 фиксатора для исключения возможности преждевременного выхода штока 3 из исходного положения, опорная часть 8 подвижной втулки 2 устанавливается на участок верхнего века 29 выступами 19 в области его хряща 30 (Фиг.4) симметрично центра глазного яблока. При этом ось подвижной втулки 2 должна быть расположена вертикально и проходить через центр глазного яблока.,
При этом дополнительный кольцевой выступ 20 выравнивает уровень века в месте встречи его с основанием падающего штока 3. Это необходимо для уравнивания, высоты свободного полета штока 3 при различных анатомических строениях глаза и века.
Затем, освободив кнопку 26 фиксатора, совершают.
14 поступательное движение вниз защитного кожуха 23. При
этом пластина-защелка 5 смещается горизонтально в полости подвижной втулки, освобождает упор 18 и шток 3 свободно падает в направляющих б и 7 на исследуемый глаз пациента. При движении кожуха 23 вниз освобождение штока происходит при размещении штифта 16 в середине прорези 15, что обеспечивается статической нагрузкой на глаз через веко со стороны устройства.
При этом условии исключается давление кожуха 23 и корпуса 1 на глаз. Смещение пластины-защелки 5 происходит за счет изменения положения штифта 13 при движении вниз защитного кожуха 23. При падении шток 3 своим основанием деформирует веко и глаз, а затем отскакивает в обратном направлении.
При этом элемент 4, расположенный на штоке 3, проходя вниз (при падении штока 3) и вверх (при отскоке штока 3} создает изменение индуктивности электромагнитной катушки 11, приводящей к изменению частоты генератора 9. Эти частотные изменения фиксируются во времени блоком обработки 10 и преобразовываются в величину перемещения штока 3 относительно подвижной втулки 2. Полученная функция перемещения штока во времени представлена на фиг.7 : участок 1 соответствует свободному падению штока и взаимодействию его с глазом через веко и хрящ при прямом его перемещении, а участок 2 - при его отскоке; участок 2 соответствует величине ВГД, которую можно определить, например, по амплитуде А первого отскока или по ускорениям относительно точки В, соответствующей максимальной
15
деформации глаза и определяемой как первый минимум функции перемещения, или другим известным методом обработки функций.
Подготовка устройства для следующего измерения осуществляется следующим образом. Удерживая устройство за кожух 23 опорной частью 8 вниз, нажимают кнопку 26 фиксатора и затем опрокидывают устройство опорной частью 8 вверх. Шток 3, перемещаясь под собственным весом, входит в зацепление своим упором 18с пластиной-защелкой 5 и фиксируется.
Затем возвращают устройство в исходное положение (опорной частью 8 вниз).
Заявленное устройство обеспечивает измерение внутриглазного давления в мм рт.ст. с точностью +/- 0,6 мм рт.ст.. Время измерения не более 3 сек.
Процедура измерения ВГД безболезненна и не требует обезболивания глаза и позволяет измерятьВГД даже у детей любого возраста, что очень важно в связи с ростом процента заболеваемости глаукомой не только среди взрослого населения, но и среди детей.
Возможность деформации при измерении в области склеры не только упрощает процесс измерения ВГД, но существенно расширяет возможность применения заявленных способа и устройства, например, при патологии роговицы или сквозной кератопластике.
Заявленное устройство позволяют исключить риск занесения инфекции при измерении за счет отсутствия прямого контакта со слизистой оболочкой глаза. Устройство позволяет проводить на одном пациенте многократные измерения ВГД в течение суток,
что очень важно для контроля правильности выбранного метода лечения глаукомы 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.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность измерения ВГД за счет снижения влияния амортизирующих свойств века и обеспечивает возможность слежения за изменениями ВГД в процессе лечения.Ниже дана сравнительная таблица 1, показывающая преимущества заявляемого устройства перед аналогами.
17
Таблица 1.