Способ измерения давления, устройство измерения давления и тонометр
Предложенная группа изобретений относится к медицине и предназначена для измерения внутриглазного давления. Устройство измерения внутриглазного давления состоит из контактного средства, приходящего в соприкосновение с веком, средства вибрации, вибрирующего при приложении напряжения, средства приложения переменного тока к средству вибрации, средства измерения значения протекающего тока через средство вибрации, средства обработки информации и выполнено с возможностью вычисления точки резонанса измеряемого объекта и измерения значения тока в области точки резонанса. Способ измерения внутриглазного давления основан на приведении в соприкосновение средства вибрации с веком через контактное средство, приложении напряжения к средству вибрации, измерении значения тока, протекающего через средство вибрации, и измерении давления на основании значения тока в области точки резонанса, вычисленной при помощи средства обработки информации на основании изменения значения тока, которое вызывается изменением частоты вибрации. Группа изобретений позволяет реализовать возможность легко воспроизводимого, простого и точного измерения внутриглазного давления. 2 н. и 5 з.п.ф-лы, 13 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу измерения давления, устройству измерения давления и тонометру, которые являются особенно подходящими для применения в технике измерения внутриглазного давления, используемой для офтальмологического обследования.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следующие два способа являются обычно известными как способы измерения внутриглазного давления. Более конкретно, применяются способы приложения заранее определенного давления к роговице для измерения внутриглазного давления, основанного на продавливании роговицы, которое вызвано давлением, и способ оценки внутриглазного давления путем приведения в контакт с роговицей элемента, оказывающего давление (т.е. контактный тип) или путем подачи сжатого воздуха к роговице, основанное на соотношении площадей роговицы, деформированной давлением воздуха.
Однако в этих методах роговица стимулируется напрямую, так что требуется высокий уровень безопасности. В дополнение, пациент должен вынести большую нагрузку в виде необходимости локальной анестезии или дискомфортных ощущений, вызванных вдуванием воздуха.
В связи с этим для решения таких проблем были предложены различные способы. А именно, примеры предложений включают в себя способ вибрации поверхности глазного яблока звуковыми волнами и измерения внутриглазного давления, основанного на амплитуде вибрации, резонансной частоте глазного яблока или скорости распространения поверхностной волны по глазному яблоку (см. JP 02-180241 A, US 5375595 и US 5251627), и способ давления на глазное яблоко в закрытом состоянии через веко для измерения внутриглазного давления (см. JP 06-105811 A, JP 08-280630 A, и JP 08-322803 A).
РАСКРЫТИЕ ПРОБЛЕМ ИЗОБРЕТЕНИЯ, РЕШАЕМЫХ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
Однако вышеупомянутые общие способы измерения давления и тонометры, как предназначенные для этого устройства, имеют следующие проблемы. А именно: способ приведения нажимного валика в прямое соприкосновение с роговицей требует анестезии или подобного и заставляет пациента чувствовать дискомфорт или боль.
Способы, описанные в JP 02-180241 A, US 5375595 и US 5251627, также заставляют обследуемое лицо чувствовать дискомфорт или боль, потому что измерение внутриглазного давления выполняется при открытом состоянии глаза. Устройства измерения давления сами по себе являются большими по размеру и напрямую стимулируют роговицу, так что требуется высокий уровень безопасности. Таким образом, исследователь должен быть врачом или медицинским работником.
JP 06-105811 A, JP 08-280630 A и JP 08-322803 A раскрывают способы выполнения исследования при таком состоянии, что веко является опущенным, а именно, при закрытом состоянии глаза.
Как обнаружено авторами настоящего изобретения, воспроизводимость результатов, полученных при измерении внутриглазного давления с использованием упомянутых способов, является недостаточной.
Таким образом, имеется все увеличивающаяся потребность в разработке методов, способных измерять давление, такое как внутриглазное давление, не заставляющих обследуемых лиц чувствовать дискомфорт или боль, и легко измерять давление, такое как внутриглазное давление, самими обследуемыми лицами с высокой воспроизводимостью.
Таким образом, предметом настоящего изобретения является обеспечение способа, способного измерять давление в виде простого измерения с высокой воспроизводимостью, и устройства измерения давления, способного измерять внутриглазное давление путем только слабого соприкосновения с веком, в случае, где оно приложено к устройству измерения внутриглазного давления (тонометру), точно измеряющему давление с помощью простого способа, не вызывая дискомфорта или боли у обследуемого лица, и измерения внутриглазного давления самим обследуемым лицом.
СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
Для решения вышеозначенных проблем, связанных с обычными методами, авторы настоящего изобретения провели сосредоточенные исследования. Сущность изобретения будет описана ниже.
Как установлено авторами настоящего изобретения, в вышеупомянутых обычных методах нагрузка, прилагаемая к роговице во время измерения внутриглазного давления, вызывает дискомфорт. В связи с этим изобретатели настоящего изобретения исследовали способы выполнения измерения внутриглазного давления в состоянии, в котором веко закрыто, без приложения нагрузки на роговицу.
В результате исследований изобретатели настоящего изобретения пришли к использованию вибратора. А именно: в качестве результата различных экспериментов и основанных на них исследованиях изобретатели настоящего изобретения обнаружили, что является характерным то, что при приложении заранее заданного напряжения переменного тока к вибратору, такому как вибратор биморфного типа, для непрерывного его приведения в действие, ток, текущий через вибратор, изменяется в соответствии с материалом, который находится в соприкосновении с вибратором. В качестве результата дополнительных экспериментов и основанных на этом открытии исследований изобретатели настоящего изобретения пришли к выводу, что значение тока, протекающего через вибратор, изменяется в соответствии с внутриглазным давлением во время вибрации глазного яблока с помощью вибратора, так что внутриглазное давление может быть измерено путем измерения значения тока.
Настоящее изобретение было разработано на основании вышеупомянутых исследований.
А именно настоящее изобретение отличается тем, что используется устройство измерения давления, в котором средство вибрации может быть в прямом или косвенном контакте с измеряемым объектом, напряжение прикладывается к средству вибрации для вибрации средства вибрации вместе с измеряемым объектом, измеряется значение тока, изменяющееся в соответствии с амплитудой вибрации средства вибрации, и рассчитывается давление измеряемого объекта на основании измеренного значения тока.
Более конкретно, первый аспект настоящего изобретения обеспечивает способ измерения давления, включающий в себя этапы, на которых:
приводят средство вибрации, которое соединено с контактным средством для осуществления контакта с измеряемым объектом и вибрирует при приложении к нему напряжения в контакте с измеряемым объектом через контактное средство, где измеряемый объект имеет заранее определенную форму, и давление прикладывается наружу от измеряемого объекта;
прикладывают напряжение к средству вибрации с помощью средства приложения напряжения для приложения напряжения переменного тока к средству вибрации;
измеряют значение тока, протекающего через средство вибрации с помощью средства измерения для измерения значения тока, протекающего через средство вибрации;
и вычисляют давление на основании измеренного значения тока.
В первом аспекте изобретения, в типичном случае, точка резонанса измеряемого объекта вычисляется с помощью средства обработки информации на основании изменения значения тока, которое вызывается изменением частоты вибрации и измеряется давление на основании значения тока в области точки резонанса.
В первом аспекте настоящего изобретения является подходящим использование эталонного измеряемого объекта как эталона для коррекции изменения значения измерения, которое вызвано температурной характеристикой вибратора, выполнение измерения давления на эталонном измеряемом объекте сразу после или по существу одновременно с измерением давления измеряемого объекта, и сравнение значения измерения эталонного измеряемого объекта со значением измерения измеряемого объекта для измерения давления измеряемого объекта.
Второй аспект настоящего изобретения обеспечивает устройство для измерения давления, включающее в себя:
контактное средство для осуществления контакта с измеряемым объектом, в котором измеряемый объект имеет заранее определенную форму и давление, приложено в наружном направлении от измеряемого объекта;
средство вибрации, соединенное с контактным средством и вибрирующее при приложении к нему напряжения,
средство приложения напряжения для приложения напряжения переменного тока к средству вибрации,
средство измерения для измерения значения тока, протекающего через средство вибрации,
средство обработки информации для вычисления значения давления, соответствующего значению тока, измеренного средством измерения,
причем при приложении напряжения переменного тока к средству вибрации с помощью средства приложения напряжения, в то время как средство вибрации находится в контакте с измеряемым объектом через контактное средство, значение тока, текущего через средство вибрации, измеряется с помощью средства измерения, и давление измеряемого объекта вычисляется с помощью средства обработки информации.
Третий аспект настоящего изобретения обеспечивает тонометр, включающий в себя:
контактное средство для осуществления косвенного контакта с глазным яблоком;
средство вибрации, соединенное с контактным средством и вибрирующее при приложении к нему напряжения;
средство приложения напряжения для приложения напряжения переменного тока к средству вибрации,
средство измерения для измерения значения тока, протекающего через средство вибрации,
средство обработки информации для вычисления значения давления, соответствующего значению тока, измеренного средством измерения,
причем при приложении напряжения переменного тока к средству вибрации с помощью средства приложения напряжения, в то время как средство вибрации находится в соприкосновении с глазным яблоком через контактное средство, значение тока, текущего через средство вибрации, измеряется с помощью средства измерения, и внутриглазное давление глазного яблока вычисляется с помощью средства обработки информации.
Во втором и третьем аспектах изобретения, в типичном случае, точка резонанса измеряемого объекта вычисляется на основании изменения измеренного значения тока, которое вызывается изменением частоты вибрации, и измеряется давление на основании значения тока в области точки резонанса.
Во втором и третьем аспекте настоящего изобретения, в типичном случае, дополнительно предусмотрено средство поддержки снаружи от подвижной области контактного средства и подвижной области средства вибрации.
Во втором и третьем аспекте настоящего изобретения является подходящим применение структуры, в которой измерение давления на эталонном измеряемом объекте, который применяется для коррекции изменения значения измерения, которая вызвана температурной характеристикой вибратора, производится непосредственно до измерения давления или измерения внутриглазного давления на измеряемом объекте, и значение измерения эталонного измеряемого объекта сравнивается со значением измерения измеряемого объекта с помощью средства вычисления для измерения давления измеряемого объекта.
Во втором и третьем аспекте изобретения является подходящим дополнительно включать средство вывода для вывода результатов, полученных с помощью средства измерения и/или результатов, полученных с помощью средства вычисления. В настоящем изобретении контактное средство обычно соединено со средством вибрации через удерживающий элемент. Является желательным использовать эластичное тело, такое как резина, в качестве удерживающего элемента.
Техническая идея настоящего изобретения необязательно ограничена комбинацией того, что описано выше. Таким образом, технические идеи, реализованные с помощью произвольной подходящей комбинации вышеупомянутого множества аспектов настоящего изобретения, также могут быть вовлечены.
ЭФФЕКТЫ ОТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как описано выше, в соответствии со способом измерения давления настоящего изобретения, давление измеряемого объекта, который имеет заранее определенную форму и из которого давление прикладывается наружу, может быть измерено с высокой воспроизводимостью с помощью простого способа.
В соответствии с каждым устройством измерения давления и тонометром настоящего изобретения внутреннее давление для поддержания формы измеряемого объекта или внутриглазное давление может быть измерено с помощью просто осуществимого легкого соприкосновения с измеряемым объектом или глазным яблоком через веко. В связи с этим давление может быть точно измерено с помощью простого способа без большого влияния на измеряемый объект.
В соответствии с тонометром настоящего изобретения внутриглазное давление может быть точно измерено с помощью простого способа без влияния на глазное яблоко. В связи с этим внутриглазное давление может быть точно измерено обследуемым лицом безопасно, не заставляя обследуемое лицо испытывать дискомфорт.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 является диаграммой, показывающей структуру устройства измерения давления, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 является схематическим линейным видом, показывающим измеритель, используемый для измерения внутриглазного давления в варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3A является схематическим линейным видом вибратора биморфного типа, включенного в измеритель в варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3B является схематическим линейным видом, показывающим вибратор биморфного типа, включенный в вариант осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4A является диаграммой, показывающей эквивалентную схему вибратора в варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4B является частотно-импедансной характеристикой вибратора в варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5A является графиком, показывающим частотно-токовую характеристику результатов, полученных с помощью изменения внутреннего давления баллона, наполненного водой, с использованием способа измерения внутриглазного давления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5B является графиком, показывающим частотно-токовую характеристику результатов, полученных с помощью изменения внутреннего давления баллона, наполненного водой, с использованием способа измерения внутриглазного давления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6A является графиком, показывающим результаты, полученные с помощью измерения внутриглазного давления в состоянии, в котором измеритель в варианте осуществления настоящего изобретения приведен в непосредственное соприкосновение с глазом свиньи;
Фиг.6B является графиком, показывающим результаты, полученные с помощью измерения внутриглазного давления в состоянии, в котором измеритель в варианте осуществления настоящего изобретения приведен в непосредственное соприкосновение с глазом свиньи;
Фиг.7A является графиком, показывающим результаты, полученные с помощью измерения внутриглазного давления в состоянии, в котором измеритель в варианте осуществления настоящего изобретения приведен в соприкосновение с глазом свиньи через его веко;
Фиг.7B является графиком, показывающим результаты, полученные с помощью измерения внутриглазного давления в состоянии, в котором измеритель в варианте осуществления настоящего изобретения приведен в соприкосновение с глазом свиньи через его веко;
Фиг.8 является графиком, показывающим результаты, полученные с помощью измерения характеристики ток-давление в случае, когда измеритель в варианте осуществления настоящего изобретения приведен в непосредственное соприкосновение с глазом свиньи, и в случае, когда измеритель в варианте осуществления настоящего изобретения приведен в соприкосновение с глазом свиньи через его веко;
Фиг.9A является графиком, показывающим результаты, полученные с помощью измерения частотно-токовой характеристики в случае, когда измерение внутриглазного давления на одном и том же обследуемом лице было выполнено 10 раз с использованием измерителя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9B является графиком, показывающим результаты, полученные с помощью измерения частотно-токовой характеристики в случае, когда измерение внутриглазного давления на одном и том же обследуемом лице было выполнено 10 раз с использованием измерителя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.10 является схематическим линейным видом, поясняющим способ калибровки для измерения внутриглазного давления в варианте осуществления настоящего изобретения;
Фиг.11 является графиком, показывающим изменение результатов, полученных с помощью измерения в случае, когда внутриглазное давление человека измеряется с использованием измерителя согласно варианту осуществления настоящего изобретения и тонометром обычного типа с использованием воздушной струи;
Фиг.12 является схематическим линейным видом, показывающим измеритель с поддерживающим основанием в варианте осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.12 является схематическим линейным видом, показывающим измеритель с поддерживающим основанием в варианте осуществления настоящего изобретения.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагающиеся чертежи. Следует отметить, что одинаковые или соответствующие части каждого из чертежей для следующего варианта осуществления обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Сначала будет описано устройство измерения давления в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Фиг.1 показывает полную структуру устройства измерения давления в соответствии с этим вариантом осуществления.
Как показано на Фиг.1, устройство измерения давления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, которое используется как тонометр, включает в себя измеритель 1 для фактического измерения внутриглазного давления, пьезоэлектрический привод 2, терминальную базу 3, устройство 4 обработки информации и резистор 5.
Пьезоэлектрический привод 2 используется для усиления приложенного напряжения. Терминальная база 3 используется для концентрации входных и выходных проводов, приложения к измерителю 1 напряжения, усиленного пьезоэлектрическим приводом 2 в качестве выхода, и измерения потенциала или напряжения, которое является входом. Следует отметить, что пьезоэлектрический привод 2 сконструирован так, что напряжение, выходящее из терминальной базы 3, может быть усилено, например, в 15 раз. Резистор 5 используется для того, чтобы вызвать падение напряжения между обоими концами резистора 5, и значение его сопротивления составляет, например, 1 кОм в этом варианте осуществления.
Устройство 4 обработки информации включает в себя секцию обработки информации и вспомогательную секцию хранения, которые составляют средство вычисления, такое как персональный компьютер, имеющий, например, жесткий диск. Устройство 4 обработки информации дополнительно включает в себя дисплей, способный выводить результат, полученный с помощью вычислений, и результат, полученный с помощью измерения, служащий средством вывода. В этом варианте осуществления персональный компьютер используется для устройства 4 обработки информации. Однако может быть применено любое устройство, включающее в себя секцию обработки информации, способную выполнять обработку информации, такую как вычислительная обработка, и секцию хранения, и, таким образом, устройство 4 обработки информации необязательно ограничено персональным компьютером.
Вспомогательная секция хранения (не показана), включенная в устройство 4 обработки информации, имеет операционную систему (ОС) 4a для управления устройством 4 обработки информации, служащей базой, базу 4b данных хранения информации, приложение 4c обработки результата измерения, программу 4d анализа входных данных, приложение 4e обработки вычислений и выходную программу 4f изменения частоты, которые инсталлированы в ней. Устройство 4 обработки информации выполняет различные аналитические обработки и вычислительные обработки, основанные на программах. В примере, описанном ниже, измерительная обработка и аналитическая обработка выполняются на основе программ.
ИЗМЕРИТЕЛЬ
Далее будет описан измеритель 1, используемый для устройства измерения давления в соответствии с вариантом осуществления. Фиг.2 показывает измеритель 1, и Фиг.3 показывает пример вибратора биморфного типа, используемого для измерителя 1.
Как показано на Фиг.2, измеритель 1, в соответствии с этим вариантом осуществления, имеет структуру для приведения контактора 14 в соприкосновение с веком 16 во время измерения внутриглазного давления. Измеритель 1 включает в себя вибратор 11, служащий средством вибрации, такой как вибратор биморфного типа, четыре резиновых основания 12, служащих эластичными телами, корпус 13, вибрируемый вибратором 11 и содержащий в себе резиновые основания 12, и контактор 14 для осуществления фактического соприкосновения с веком 16. В связи с этим вибратор 11 находится по существу в косвенном соприкосновении с глазным яблоком 17, так что глазное яблоко 17 вибрируется вибратором 11.
Вибратор 11 удерживается с двух сторон с помощью двух пар резиновых оснований 12, так что он расположен и зафиксирован в центре корпуса 13. Как показано на Фиг.3, вибратор 11 имеет структуру, в которой металлическая пластина 11b покрыта с двух сторон керамическими элементами 11a. Вибратор 11 электрически соединен с пьезоэлектрическим приводом 2 (не показан на Фиг.3) через кабель 15 вибратора.
В измерителе 1, имеющем вышеупомянутую структуру, когда напряжение прилагается извне к вибратору 11 через кабель 15 вибратора, вибратор начинает вибрировать. Затем вибрация передается через резиновые основания 12, корпус 13 и контактор 14, так что весь корпус 13 вибрирует, чтобы передать вибрацию на глазное яблоко 17 через контактор 14 и веко 16. Таким образом, измеритель 1 в этом варианте осуществления используется для обеспечения вибрации на обследуемом глазном яблоке и неинвазивного измерения вибрации на обследуемом глазном яблоке. Следует отметить, что слово «неинвазивный» означает, что элемент, находящийся в прямом соприкосновении с роговицей (не показанной специально) глазного яблока 17, не используется.
ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ
Далее будет описан принцип измерения в случае, когда внутриглазное давление измеряется с использованием устройства измерения давления, имеющего вышеупомянутую структуру.
А именно, как результат экспериментов и сосредоточенных исследований, изобретатели настоящего изобретения обнаружили, что вибратор 11, предусмотренный в измерителе 1, отличается тем, что при приложении заранее заданного напряжения переменного тока для непрерывного приведения в действие вибратора ток, текущий через вибратор, изменяется в соответствии с состоянием измеряемого объекта, который находится в контакте с вибратором 11 через контактор 14. Здесь эксперименты и исследования вибратора биморфного типа, используемого в качестве вибратора 11, будут описаны ниже.
ВИБРАТОР БИМОРФНОГО ТИПА
Вибратор 11 может быть представлен в виде эквивалентной схемы, показанной на Фиг.4A. Эта эквивалентная схема является эквивалентной схемой вибратора 11 в неконтактном состоянии. Даже если вибратор 11 находится в соприкосновении с произвольным объектом, может быть получена по существу та же эквивалентная схема. Фиг.4B показывает частотно-импедансную характеристику эквивалентной схемы.
Как видно из Фиг.4B, вибратор 11 резонирует параллельно, и его импеданс изменяется в соответствии с частотой приложенного напряжения. В связи с этим очевидно, что когда приложенное напряжение переменного тока непрерывно поддерживает заранее определенное напряжение, ток, протекающий через вибратор 11, изменяется в соответствии с частотой. На Фиг.4B fs, которая является одной из точек резонанса, является точкой механического резонанса вибратора 11, и fp, которая является другой из точек резонанса, является точкой резонанса, вызванной вибратором 11.
Измеритель 1, включающий в себя вибратор 11, помещается на резиновом изоляторе вибрации (не показан). Подключают другие кабели вибратора и тому подобное. После этого вибратор 11 облучается лазерным светом на каждой частоте измерения для измерения амплитуды его вибрации с использованием лазерного измерителя перемещений. Частота прилагаемого напряжения устанавливается от 400 Гц до 700 Гц с интервалом в 10 Гц. Частота измерения устанавливается в области предварительно определенной точки резонанса, более конкретно - в диапазоне частот, близком к точке резонанса.
Как результат измерения, было найдено, что значение характеристик и резонансная частота сдвигаются соответственно твердости материала. Как описано выше, вибратор 11 резонирует параллельно, и его импеданс изменяется соответственно частоте приложенного напряжения. А именно, когда приложенное напряжение переменного тока непрерывно поддерживается на заранее заданном напряжении, протекающий ток изменяется соответственно частоте. В связи с этим эта характеристика может быть использована. Ток, текущий через вибратор 11 измеряется, исходя из падения напряжения на резисторе 5, включенном последовательно с вибратором 11. Внутриглазное давление вычисляется на основании измеренного значения тока.
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ.
Более конкретно: сначала измеритель 1 размещается так, чтобы быть в соприкосновении с глазным яблоком 17 через веко 16. Затем напряжение переменного тока прикладывается к вибратору 11 на основании программы изменения частоты, установленной в устройстве 4 обработки информации. Когда вибратор 11 вибрирует при приложении напряжения переменного тока, вибрирует весь измеритель 1. Вибрация передается глазному яблоку 17 через веко 16. Когда вибрация передается глазному яблоку 17, глазное яблоко 17 также генерирует вибрацию, соответствующую его внутриглазному давлению, тем самым изменяя амплитуду вибрации измерителя 1. В связи с этим амплитуда вибратора 11 изменяется, и ток, протекающий через вибратор 11, изменяется за счет изменения амплитуды.
Затем измеряются потенциалы на обоих концах резистора 5, и значения измеренного потенциала вводятся в устройство 4 обработки информации. Устройство 4 обработки информации выполняет обработку вычисления значений потенциала на основании приложения обработки вычислений для получения разницы между ними, то есть напряжения. В связи с этим вычисляется изменение тока, текущего через вибратор 11. Значение внутриглазного давления вычисляется на основании значения тока с помощью устройства 4 обработки информации. Поскольку устройство 4 обработки информации включает в себя дисплей, служащий средством вывода, то когда вычисляется изменение тока, результат, полученный с помощью аналитической обработки, использующей программу анализа, отображается на дисплее.
Далее, несмотря на то, что будут описаны конкретные способы осуществления настоящего изобретения со ссылкой на примеры, настоящее изобретение ими не ограничено.
Пример 1
Резиновый баллон, наполненный водой, который является моделью глазного яблока, прикреплен к концу цилиндрической стеклянной трубки. Цилиндрическая стеклянная трубка закреплена на поддерживающем основании. Контактор 14 измерителя 1 приведен в соприкосновение с баллоном, и вода медленно нагнетается в стеклянную трубку для изменения внутреннего давления в баллоне. В это время уровень, увеличившийся в интерфейсной части между баллоном и стеклянной трубкой на 1 см, устанавливается как эталонный. Уровень воды увеличивается от эталонного до 5 см, 10 см и 15 см с интервалами в 5 см для изменения внутреннего давления в баллоне. Фиг.5 показывает частотную характеристику результатов, полученных при измерении. Фиг.5B является увеличенным графиком, показывающим область резонансных точек в диапазоне частот, показанном на Фиг.5A.
Как видно из Фиг.5, когда измеритель 1 приводится в соприкосновение с резиновым баллоном для выполнения измерений, может быть получена зависимость тока от давления, и существуют резонансные точки вибратора 11 на частоте в диапазоне от 700 Гц до 850 Гц. Из чертежа также видно, что токовая характеристика уменьшается с увеличением давления в диапазоне частот за пределами диапазона частот между двумя точками резонанса. В противоположность этому токовая характеристика увеличивается с увеличением давления в диапазоне частот между двумя точками резонанса. А именно, как видно из этого, в случае механического резонанса ток уменьшается с увеличением внутреннего давления в баллоне. В случае, если резонанс основан на электрической емкости, ток увеличивается с увеличением давления. Как видно из этого, когда внутреннее давление изменяется, изменившееся давление может быть определено с использованием измерителя 1.
Пример 2
Далее будет измеряться частотно-токовая характеристика глазного яблока с веком свиньи (свиной глаз с веком) в случае, когда изменяется внутреннее давление глазного яблока. Применяемый способ изменения внутриглазного давления является способом введения инъекционной иглы через оптические нервы свиного глаза, соединения инъекционной иглы с контейнером, содержащим физиологический раствор, и перемещения контейнера вверх и вниз относительно уровня, в котором уровень поверхности воды в контейнере по существу совпадает с уровнем в свином глазе, тем самым изменяя внутриглазное давление свиньи. Затем веко глазного яблока свиного глаза открывается, и измеритель 1 приводится в прямое соприкосновение с глазным яблоком. Измерение выполняется в диапазоне частот от 700 Гц до 850 Гц. После этого веко закрывается, и то же самое измерение выполняется в контакте с веком. Серия измерений, описанная выше, повторяется при изменении внутриглазного давления.
Результаты, полученные при измерении частотно-токовой характеристики, описанной выше, показаны на Фиг.6 и 7. Фиг.6 показывает результат, полученный при измерении в случае, когда измеритель 1 приводится в прямое соприкосновение с глазным яблоком. Фиг.7 показывает результат, полученный при измерении в случае, когда измеритель 1 приводится в прямое соприкосновение с веком в состоянии, в котором веко является закрытым. Фиг.6B и 7B являются увеличенными графиками, показывающими области точек резонанса в диапазонах частот Фиг.6A и 7A.
Как видно на Фиг.6 и 7, токовая характеристика может быть получена для давления с помощью измерения в каждом из случаев, когда измеритель 1 приведен в соприкосновение с глазным яблоком и когда измеритель приведен в соприкосновение с веком. В дополнение, результат в случае, когда измеритель 1 находится в соприкосновении с глазным яблоком, является очень похожим на результат в случае, когда измеритель 1 находится в соприкосновении с веком.
На основании результатов Фиг.8 показывает сравнение между результатом на Фиг.6 и результатом на Фиг.7 относительно зависимости значения тока от давления на частоте 769 Гц (которая находится в средней точке между точкой локального максимума и точкой локального минимума (т.е. двумя резонансными точками)).
Как видно из Фиг.8, несмотря на то, что имеется сдвиг тока между случаем, где измеритель 1 приведен в соприкосновение с глазным яблоком, и случаем, когда измеритель 1 приведен в соприкосновение с веком, получены похожие характеристики. В связи с этим очевидно, что влияние века 16 является малым в случае, когда измеритель 1 используется в данном варианте выполнения.
Пример 3
В ходе измерения на свином глазе авторы настоящего изобретения установили, что вибратор 11 измерителя 1 имеет температурные характеристики, и ток в связи с этим изменяется. Затем авторы настоящего изобретения разработали способ выполнения измерения после того, как вибратор 11 непрерывно вибрирует до установления его температуры. В связи с этим могут быть выполнены стабильные измерения внутриглазного давления.
Этот способ применяется, и измерение токовой характеристики на обследуемом лице успешно выполняется с использованием измерителя 1. А именно вибратор 11 вибрирует в течение 45 минут. Сразу после того, как температура вибратора 11 установится, измеритель 1 в этом варианте осуществления приводится в соприкосновение с веком человека, и 10 раз выполняется измерение токовой характеристики с интервалом в 2 минуты. Диапазон частот для измерения токовой характеристики установлен от 700 Гц до 840 Гц. Измеритель 1 отделяется от века 16 для каждого измерения. Фиг.9 показывает результат, полученный с помощью измерения. Фиг.9B является увеличенным графиком, показывающим область точек резонанса в диапазоне частот на Фиг.9A.
Как видно из Фиг.9, ток увеличивается с увеличением числа измерений в диапазоне частот за пределами диапазона частот между двумя точками резонанса. Как уже видно из результата в Примере 1, как описано выше, увеличение тока в диапазоне частот за пределами диапазона частот между двумя точками резонанса эквивалентно уменьшению измеренного давления. В связи с этим очевидно, что внутриглазное давление изменяется при повторении измерения.
Пример 4
Способ вибрации вибратора 11 до установления его температуры, который применяется для вышеупомянутого измерения токовой характеристики, требует времени. Причина этого в том, что вибратор 11 имеет температурную характеристику. Затем как результат изучения способа минимизации влияния температурной характеристики авторы настоящего изобретения разработали способ выполнения калибровки с использованием эталонной основы. Фиг.10 показывает процедуру калибровки с использованием эталонной основы.
Как показано на Фиг.10, эталонная основа 21 сделана из, например, резины и установлена на эластичной пружине 22, имеющей ту же эластичность, что и в случае надавливания на глазное яблоко. Контактор 14 измерителя 1 приведен в соприкосновение с верхней частью эталонной основы 21 для выполнения измерения. Сразу после этого контактор 14 измерителя 1 приводится в соприкосновение с веком 16 для измерения внутриглазного давления. То есть измерения на эталонной основе 21, для которой заранее определенное давление поддерживается непрерывно, и измерение глазного обследуемого яблока, которое является измеряемым объектом, выполняются по существу одновременно. Более конкретно - измерения успешно выполняются последовательно. В связи с этим значение, измеренное при соприкосновении с веком для выполнения анализа для получения внутриглазного давления, калибруется на основании значения, измеренного с использованием эталонной основы 21 для увеличения точности измерения.
Более конкретно: увеличение «α» значения «y», полученное в случае соприкосновения с веком, относительно значения «x», полученного в случае, когда контактор 14 приводится в соприкосновение с эталонной основой 21, для каждой частоты вычисляется с использованием следующего выражения (1):
α = y/x (1)
Увеличение α в выражении (1) является отношением между заранее заданным давлением, непрерывно прикладываемым к эталонной основе 21 и измеренным давлением на веке 16. Давление, приложенное к эталонной основе 21, поддерживается постоянным, так что измеренное давление остается постоянным. В связи с этим измеряемое внутриглазное давление на веке 16 может быть точно получено на основании α. Измерение на эталонной основе 21 и измерение на веке 16 выполняются по существу одновременно, так что влияние температурной характеристики может быть минимизировано.
Пример 5
Авторы настоящего изобретения провели исследование внутриглазного давления в состоянии, в котором измеритель 1 в этом варианте осуществления приведен в соприкосновение с человеческим веком на основании вышеописанной калибровки. Авторы настоящего изобретения провели измерение внутриглазного давления на человеческом глазном яблоке, используя обычный тип тонометра с использованием воздушной струи в качестве сравнительного примера. Фиг.11 показывает результаты, полученные при измерении. Как показано на Фиг.11, количество измерений в случае, когда используется измеритель 1, сдвинуто на одно от количества измерений в случае, когда используется обычный тип тонометра с использованием воздушной струи. Это отвечает изменению внутриглазного давления, которое вызвано последовательными измерениями, которые определены в Примере 3.
Как видно на Фиг.11, изменение внутриглазного давления при измерении внутриглазного давления с использованием измерителя 1 в этом варианте осуществления соответствует внутриглазному давлению при измерении с использованием тонометра со струей воздуха обычного типа, так что получены по существу те же результаты.
В вышеупомянутых примерах авторы настоящего изобретения обнаружили, что для использования измерителя 1 в этом изобретении для тонометра, в котором дополнительно улучшена воспроизводимость, необходимо приводить измеритель 1 в соприкосновение с веком человека при одинаковых условиях для каждого соприкосновения. Однако, когда контактор 14 измерителя 1 приведен в соприкосновение с веком человека для выполнения измерения, трудно разместить корпус 13 измерителя 1 на веке человека. Далее как результат изучения авторы настоящего изобретения придумали обеспечивать поддерживающую основу для поддержки корпуса 13 измерителя 1. Фиг.12 и Фиг.13 показывают структуру измерителя 1, снабженную поддерживающей основой.
Как показано на Фиг.12 и Фиг.13, поддерживающая основа 23 поддерживает корпус 13 и имеет вогнутую криволинейную часть, близкую к скелетной форме области глаза человека, которая предусмотрена на поддерживающей основе. В этом варианте осуществления поддерживающая основа 23 формируется так, что сторона, показанная на Фиг.12, соответствует левой стороне или правой стороне лица человека. В дополнение, поддерживающая основа 23 формируется так, что левая сторона, показанная на Фиг.13, соответствует стороне носа относительно глаза, и правая сторона, там показанная, соответствует височной стороне относительно глаза. В связи с этим поддерживающая основа 23 сконструирована для поддержки измерителя 1 и покрытия области глаза на лице человека. Когда вогнутая криволинейная часть поддерживающей основы 23 приводится в контакт с областью глазного яблока человека, контактор 14 находится в соприкосновении с веком 16. Для предотвращения влияния поддерживающей основы 23 на измерение внутриглазного давления поддерживающая основа 23 прикрепляется снаружи корпуса 13 и прикрепляется к части, которая расположена за пределами подвижной области (т.е. области вибрации) контактора 14 и не препятствует вибрации.
В связи с этим, когда пользователь измерителя 1 держит поддерживающую основу 23 для измерения внутриглазного давления, то исключаются случаи, когда рука пользователя соприкасается с контактором 14, корпусом 13, покрывающим вибратор 11, или с подобным во время вибрации. Таким образом, измерение, использующее измеритель 1, не испытывает влияний. Контактор 14 удерживается относительно поддерживающей основы 23, так что является возможным приводить контактор 14 в контакт с веком человека неизменно при тех же контактных условиях.
Вариант осуществления настоящего изобретения и его примеры были конкретно описаны. Однако настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутым вариантом осуществления, и, таким образом, могут быть сделаны различные изменения на основе технической идеи настоящего изобретения.
Например, числовые значения, описанные в этом варианте осуществления, являются только примерными, и другие числовые значения могут быть использованы при необходимости. Например, в вышеупомянутом варианте осуществления вибратор биморфного типа может быть применен в качестве вибратора для измерителя 1. Любой вибратор, в котором значение тока изменяется в соответствии с амплитудой вибрации, может быть применен в качестве вибратора. Например, может быть применен пьезоэлектрический керамический вибратор, такой как вибратор Ланжевена.
В вышеупомянутом варианте осуществления эластичная резина, которая является эластичным телом, используется как удерживающий элемент для закрепления вибратора 11 в корпусе 13. Однако, например, может быть использована эластичная пружина или синтетическая смола. Другие материалы, способные удерживать вибратор с подходящим усилием, также могут быть использованы. Дополнительно, например, для генерации большей вибрации в вибраторе 11, предусмотренном в измерителе 1 в вышеупомянутом варианте осуществления, нагрузка, например, из латуни, нержавеющей стали или металла, подобного свинцу (Pb) или меди (Cu), может быть дополнительно предусмотрена в вибраторе 11. Нагрузка может быть предусмотрена в произвольной части вибратора 11. Из соображений стабильности вибратора является желательным предусматривать нагрузку в центральной части вибратора 11 на поверхности, перпендикулярной амплитуде его вибрации.
1. Способ измерения внутриглазного давления, содержащий этапы, на которых: приводят средство вибрации, которое соединено с контактным средством для осуществления контакта с измеряемым объектом и которое вибрирует при приложении напряжения, в соприкосновение с измеряемым объектом через контактное средство, в котором измеряемый объект имеет заранее определенную форму и давление, приложенное наружу от измеряемого объекта; прикладывают напряжение к средству вибрации с помощью средства приложения напряжения для приложения напряжения переменного тока к средству вибрации; измеряют значение тока, протекающего через средство вибрации с помощью средства измерения для измерения значения тока, протекающего через средство вибрации; и вычисляют давление на основании измеренного значения тока, при этом дополнительно вычисляют резонансную точку измеряемого объекта с помощью средства обработки информации на основании изменения значения тока, которое вызывается изменением частоты вибрации; и измеряют давление на основании значения тока в области точки резонанса.
2. Способ измерения внутриглазного давления по п.1, в котором вычисляют две резонансные точки измеряемого объекта на основании изменения значения тока, которое вызывается изменением частоты вибрации и с помощью средства обработки информации определяют увеличение давления при уменьшении характеристики тока в диапазоне частот за пределами области частот между двумя точками резонанса и определяют увеличение давления при увеличении характеристики тока в области частот между двумя точками резонанса.
3. Способ измерения внутриглазного давления по п.1 или 2, в котором за счет калибровки минимизируют влияние температурной характеристики на измерение давления путем выполнения, по существу, одновременного измерения на эталонной основе, для которой непрерывно поддерживается заранее определенное давление, и измерения на измеряемом объекте.
4. Устройство для измерения внутриглазного давления, содержащее: контактное средство для осуществления контакта с измеряемым объектом, в котором измеряемый объект имеет заранее определенную форму и давление, приложенное наружу от измеряемого объекта; средство вибрации, которое соединено с контактным средством и вибрирует при приложении к нему напряжения; средство приложения напряжения для приложения напряжения переменного тока к средству вибрации; средство измерения для измерения значения тока, протекающего через средство вибрации; и средство обработки информации для вычисления значения давления, соответствующего значению тока, измеренного средством измерения, в котором при приложении напряжения переменного тока к средству вибрации с помощью средств приложения напряжения, в то время как средство вибрации находится в контакте с измеряемым объектом через контактное средство, значение тока, текущего через средство вибрации, измеряется с помощью средства измерения, и давление измеряемого объекта вычисляется с помощью средства обработки информации, при этом устройство выполнено с возможностью вычисления точки резонанса измеряемого объекта на основании изменения измеренного значения тока, которое вызывается изменением частоты вибрации, и измерения значения тока в области точки резонанса.
5. Устройство для измерения внутриглазного давления по п.4, которое выполнено с возможностью вычисления двух резонансных точек измеряемого объекта на основании изменения значения тока, которое вызывается изменением частоты вибрации, и средство обработки информации выполнено с возможностью определения увеличения давления при уменьшении характеристики тока в диапазоне частот за пределами области частот между двумя точками резонанса и определения увеличения давления при увеличении характеристики тока в области частот между двумя точками резонанса.
6. Устройство для измерения внутриглазного давления по п.4 или 5, которое выполнено с возможностью выполнения калибровки для минимизации влияния температурной характеристики на измерение давления путем выполнения, по существу, одновременного измерения на эталонной основе, для которой непрерывно поддерживается заранее определенное давление, и измерения на измеряемом объекте.
7. Устройство для измерения внутриглазного давления по п.4, дополнительно содержащее средство поддержки, где средство поддержки предусмотрено снаружи подвижной области средства соприкосновения и подвижной области средства вибрации.
