一种眼压检测装置.pdf

本发明公开了一种基于磁相互作用的眼压检测方法及装置。该方法为①佩戴好镶嵌有内磁片的角膜接触镜，使内磁片贴紧角膜；②在垂直于内磁片的眼睛前部放置另一外磁片，两磁片形成相互排斥力场；③外磁片运动，由压力传感器拾取排斥力曲线，利用曲线的拐点或者斜率变化计算眼压值。本发明由内置直线运动机构带动外磁片向前或向后运动，调节其与内磁片间的排斥力大小实现无接触施加压力，测头不直接接触眼球，无疼痛感；本发明不需要医生测量，由患者自行操作，仪器自动计算和存储测得的眼压值。本发明利用角膜接触镜中的内磁片和运动的外磁片间的排斥力曲线推算得到眼压值的方法来检测眼压，测量五次取平均值，结果精确可靠。

1.  一种眼压检测装置，用于测量眼内压力，该装置包括支架(1)和镶嵌有内磁片(3a)的角膜接触镜(3)，所述内磁片(3a)随角膜接触镜(3)一起紧贴于被测者眼球表面，所述支架(1)佩戴在眼睑前部，其中包含有外磁片(2a)，测量时，该外磁片(2a)相对于内磁片(3a)作相对直线运动，通过读取内外磁片间不断变化的排斥力，再根据预先存储的排斥力与眼压值关系样本数据，即可求出眼压值。

2.  根据权利要求1所述的眼压检测装置，其特征在于，该眼压检测装置具有外磁片运动和检测装置(2)，该外磁片运动和检测装置(2)包括直线运动机构(2g)、压力传感器(2b)和连接盘(2c)，所述的外磁片(2a)设置在压力传感器(2b)上，所述的压力传感器(2b)用于读取所述的排斥力，其通过连接盘(2c)与直线运动机构(2g)连接，所述外磁片(2a)的相对直线运动通过所述直线运动机构(2g)的带动实现。

3.  根据权利要求1或2所述的眼压检测装置，其特征在于，所述支架(1)上具有信号处理单元(4)，其包括信号采集部、检测条件判定部、数据库存储部和处理计算部，所述信号采集部连接压力传感器(2b)，用以采集压力传感器(2b)输出的模拟信号，并转换为数字信号；检测条件判定部用以判定检测时被测者的状态；数据库存储部用以存储事先建立的被测者不同状态下眼压值和样本信号曲线参数的数据库；处理计算部对上述数字信号数据进行参数计算，并根据检测条件判定部判定的状态选择相应的数据库，插值计算出眼压值。

4.  根据权利要求3所述的眼压检测装置，其特征在于，所述被测者的状态包括站立状态和仰卧状态，相应地，所述的样本数据库包括站立状态数据库和仰卧状态数据库。

5.  根据权利要求1-4之一所述的眼压检测装置，其特征在于，所述支架(1)上还包括显示存储部分(5)，用于即时显示并存储测得的眼压值。

一种眼压检测装置
技术领域
本发明涉及一种眼压无损检测技术，特别是基于磁相互作用的眼压连续测量装置，属于无损检测与医学的结合。
背景技术
青光眼是我国主要致盲原因之一，也是全世界致盲的第二大原因(见赵堪兴、杨培增主编[M].眼科学.北京：人民卫生出版社，2008，315)。青光眼以病理性眼压升高，不可逆性视神经萎缩，视野缺损为特征，严重影响着患者的生活质量。在我国，发病率为0.21％-1.64％，致盲率10％-20％，是危害中老年人(55-70岁)健康的主要疾病之一。预防青光眼最常用也是最有效的方式，就是测量患者的眼压，用药物控制眼压的升高。
眼压是眼球内容物(房水、晶状体、玻璃体、血液)作用于眼球壁单位体积压强的大小。长期眼压升高会导致视神经缺血，在相同眼压水平下的耐受力降低，引起神经退行性变，经视网膜转换的电信号不能顺利的传递并刺激大脑枕叶视觉中枢，最终导致相应的不可逆性视野缺损。传统的眼压测量有三种方法，即指测法、直接法和眼压计检查法(见张宇燕、孙兴怀.常见眼压计的临床评价[J].眼视光学杂志，2004，6(2)：132-134)。指测法是指医生凭经验用手指轻触患者的眼球，估计患者眼压是否偏高，但这种方法只能粗略估计眼压的高低，不能准确地判断轻微的眼压变化；直接法是指直接测量眼球内液体的压强，其虽准确，但对眼球有损伤；眼压计检查法则既能准确地测量患者的眼压，又不会对眼球产生损害，故在临床上得到广泛的应用。
目前临床上较成熟的测量设备仅能用于单次的眼压测量。常用的眼压测量设备有：Goldmann压平式眼压计、Tonometry压陷式眼压计、NCT非接触式眼压计、I Care回弹式眼压计等(见王玮、姚克、吴仁毅.新型眼压计的研究和应用进展[J].国际眼科纵览，2007，31(2)：99-102)，还有最新出现的眼睑式眼压仪(Diaton)。
由于现有的眼压检测仪器1、操作复杂，价格昂贵，需由专业的眼科医生为病人完成；2、仅能单次测量，需要病人不定时的到医院测量眼压，耗费时间和精力；3、眼压具有24h的波动性，一般眼压波峰位于凌晨五点半，即上班时间眼压正常的被测者，夜间都出现了超过正常范围的眼压高峰，而这种眼压高峰在医院上班时间难以被检测到而将青光眼病人误诊为正常眼压。因此，单次眼压测量对青光眼诊断虽有一定的帮助，但无法全面了解患者全天眼压波动的情况，延误早期诊断，错过最佳治疗时间。而能够实现长期监测患者眼压的眼压检测仪都需要进行手术植入，因其对眼球带有一定程度的损伤而不被患者所接受，如：巩膜带扣眼压计、眼内压力感受器眼压计等。
因此，对于现代青光眼的诊治，临床上急需一种便于病人自己测量且不受体位和运动的限制又不损害眼球的连续性眼压测量方法，使眼科医生可以更早期更客观地做出青光眼的诊断，使受检者可以早期接受治疗，极大程度上提高患者的生活质量。同时，对于青光眼患者，可以实时监测眼压波动状态，从而在每天不同高眼压时间点内予以对症治疗，平缓眼压日平均值，减少眼压的长期波动，从而减少视野继续恶化的发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于磁相互作用的眼压检测装置，能够实现长期、无创、精确地检测眼压，并且能够使被测者在佩戴的过程中不影响日常生活，不会造成眼部的不适。
采用的具体技术方案如下：
一种眼压检测装置，用于测量眼内压力，该装置包括支架和镶嵌有内磁片的角膜接触镜，所述内磁片随角膜接触镜一起紧贴于被测者眼球表面，所述支架佩戴在眼睑前部，其中包含有外磁片，测量时，该外磁片相对于内磁片作相对直线运动，通过读取内外磁片间不断变化的排斥力，再根据预先存储的排斥力与眼压关系样本数据，即可求出眼压值。
本发明所述眼压检测装置包括外磁片运动和检测装置，该外磁片运动和检测装置包括直线运动机构、压力传感器和连接盘，所述的外磁片设置在压力传感器上，所述的压力传感器用于读取所述的排斥力，其通过连接盘与直线运动机构连接，所述外磁片的相对直线运动通过所述直线运动机构的带动实现。
本发明所述支架上包括信号处理单元，其包括信号采集部、检测条件判定部、数据库存储部和处理计算部，所述信号采集部连接压力传感器，用以采集压力传感器输出的模拟信号，并转换为数字信号；检测条件判定部用以判定检测时被测者的状态；数据库存储部用以存储事先建立的被测者不同状态下眼压值和样本信号曲线参数的数据库；处理计算部对上述数字信号数据进行参数计算，并根据检测条件判定部判定的状态选择相应的数据库，插值计算出眼压值。
本发明所述被测者的状态包括站立状态和仰卧状态，相应地，所述的样本数据库包括站立状态数据库和仰卧状态数据库。
本发明所述支架上还包括显示存储部分，用于即时显示并存储测得的眼压值。
内磁片镶嵌在角膜接触镜内既避免划伤角膜，又起到了防止内磁片翻转的作用；由内置的直线运动机构带动外磁片作前进和后退运动，调节其与内磁片间的排斥力大小，实现了无接触施加压力；内磁片和外磁片均为环状磁片，被检测的眼睛可以通过磁片中间的孔看见事物，防止被测眼睛的视力退化；压力传感器布置在外磁片上，经过放大器、滤波器与数据处理器相连；该装置除了角膜接触镜外，其他元件都安装在类似于眼镜的支架上，小巧且测量方便，便于患者自行在家测量，满足了24小时长时测量的要求。
因此，该眼压检测装置实现了长程、无创、精确的测量要求，为克服当前青光眼治疗中因无法长期检测眼压的大小而带来的困难提供了一种可行的方法。
附图说明
图1为本发明具体结构图；
图2为图1中的角膜接触镜结构图；
图3为本发明角膜接触镜的佩戴示意图；
图4为图1中的外磁片运动及压力检测装置结构图；
图5为本发明检测系统框图；
图6为本发明检测方法图；
图7为本发明在不同眼压下和硬质金属板上检测得到的排斥力曲线比较图；
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。
结合图1～图4对本发明的眼压检测装置的具体结构作进一步详细的说明。
图1为本发明的整体结构，本发明包含的眼压检测装置具体由两大部分构成，即角膜接触镜3和支架1。所述的角膜接触镜3内镶嵌有内磁片3a，所述的支架1包含有外磁片运动和检测装置2、信号处理单元4及显示存储部分5。
角膜接触镜3的具体结构参见图2，其形状和材质与普通隐形眼镜类似。内部镶嵌的内磁片3a用软质的磁性材料直接制成圆环，或者用硬质磁性材料定制成与被测者角膜曲率一致的圆弧形圆环，使得内磁片3a能较好地贴合被测者的角膜，以确保测量精度；环形磁片又使被测的眼睛能见到光线，防止被测者的视力退化。
该角膜接触镜3的佩戴方式与普通隐形眼镜一样，参见图3。
外磁片运动和检测装置2的具体结构参见图4。该外磁片运动和检测装置2的外壳上安装有电源2e，用以提供整个装置运动和计算的动力；电源2e连接直线运动机构2g，该直线运动机构2g的一端通过连接环2f固定在外磁片运动和检测装置2的外壳上，另一端连接一个连接盘2c；该连接盘2c的另一端与压力传感器2b相连；直线滑轨2d和2d′的轨道固定在外磁片运动和检测装置2的外壳上，滑块与连接盘2c的边缘相连；外磁片2a安装在压力传感器2b上，其与内磁片3a极性相同，用以对角膜接触镜3中的内磁片3a施加排斥力。直线运动机构2g以及直线滑轨2d和2d′用以保证连接盘2c、压力传感器2b和外磁片2a作直线运动。
信号处理单元4设置于所述外磁片运动和检测装置2的外壳上，其与压力传感器2b的输出端和显示存储部分5相连接。该信号处理单元4包括信号采集部、检测条件判定部、数据库存储部和处理计算部。其中，信号采集部连接压力传感器2b，用以采集压力传感器2b输出的信号，并通过模数转换器将采集的模拟信号转换为数字信号；检测条件判定部用以判定检测时处于站立状态还是仰卧状态；数据库存储部用以存储事先建立好的眼压值和样本信号曲线参数的数据库，包括站立状态数据库和仰卧状态数据库；处理计算部对上述数字信号数据进行参数计算，并根据检测条件判定部判定的状态选择的数据库，插值计算出眼压值。
显示存储部分5连接信号处理单元4的处理计算部，将处理计算部得到的眼压值显示并存储起来。
结合图4-6对本发明包括的检测步骤作进一步详细的说明。
被测者将装置佩戴正确，按下电源开关，外磁片便开始向内磁片作相对直线运动，由压力传感器拾取的电压信号经过信号处理单元计算出眼压值的大小，再由存储系统暂时存储起来，连续测量五次后求平均值，最后进行存储和显示。具体步骤如下：
第1步：被测者先佩戴上镶嵌有内磁片3a的角膜接触镜3，再佩戴上带有外磁片运动和检测装置2的支架1。佩戴正确后，外磁片运动和检测装置2、内磁片3a、外磁片2a、压力传感器2b以及眼球球心O都处于同一直线L上，便于眼压的精确测量。
第2步：被测者按下电源后，电源2e接通，直线运动机构2g开始工作，推动外磁片2a和压力传感器2b慢慢地向角膜接触镜3作相对直线运动，直到压力传感器2b检测到压力达到预先设定的大小，或者已经拾取到所需要的波形段后，直线运动机构2g停止前进，并带动压力传感器2b和外磁片2a一起慢慢地向后退至原来的位置。
开始时，外磁片2a和压力传感器2b处于位置1处，角膜接触镜3和内磁片3a处于位置3处，两磁片间的排斥力F很小；由于直线运动机构的推动，外磁片2a和压力传感器2b由位置1慢慢的向位置2移动，两磁片间的排斥力F慢慢变大，当移动了位移S1到达位置2时，内磁片3a受到的排斥力F等于眼球对它的支持力P，此时内磁片3a受力平衡；当外磁片2a和压力传感器2b越过位置2继续向内磁片3a靠近时，内磁片3a受到的排斥力F大于眼球对它的支持力P，此时，内磁片3a受到的合力大于零，方向指向眼球球心，此合力使得角膜接触镜3和内磁片3a产生一个大小为S2的位移而运动到位置4处，在位置4处内磁片3a重新获得受力平衡。因此，外磁片2a和压力传感器2b不断地向左运动，角膜接触镜3和内磁片3a不断地向左后退，以重新达到平衡。因此，由压力传感器2b获得的外磁片2a和内磁片3a之间的排斥力曲线必有一个或多个拐点，其中某个拐点和眼压值的大小有关；或整体的压力变化曲率与眼压值大小有关。
第3步：根据压力传感器2b测得的排斥力波形曲线的拐点或斜率，由信号处理单元计算出被测者的眼压值。外磁片2a和压力传感器2b运动一次，信号处理单元计算一次眼压，测量五次后计算平均眼压值，由显示存储部分4显示和存储起来。
利用该发明测得的排斥力曲线参照图7。首先，将角膜接触镜3贴在硬质金属板上，即眼压为无穷大时，外磁片2a和压力传感器2b作靠近运动时检测到的曲线没有明显的波动；再将眼压值设置为高眼压，压力传感器2b检测到的曲线波动点较高；将眼压设置为较高眼压，压力传感器2b检测到的曲线波动点降低；将眼压设置为低眼压，压力传感器2b检测到的曲线波动最低。因此，由压力传感器2b检测到的排斥力曲线与眼压值的大小相对应，只要提取到排斥力曲线上与眼压大小相关的波动处的排斥力值，即可推算出被测者眼压值。除此之外，曲线的斜率变化也与眼压值一一对应，其变化规律为眼压值越高，斜率变化越大，也可根据此方法计算眼压值。
本发明不仅仅局限于上述具体的实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。