Устройство для контроля внутриглазного давления
Группа изобретений относится к области медицины. Устройство для контроля внутриглазного давления содержит мягкую контактную линзу и датчик давления, объединенный с контактной линзой и содержащий: активный тензодатчик, пассивный датчик, жесткий элемент, микропроцессор, находящийся в электрическом контакте с активным тензодатчиком и пассивным датчиком. Активный тензодатчик, пассивный датчик и жесткий элемент расположены на расстоянии от центра контактной линзы, а активный тензодатчик содержит участок, окружающий центр контактной линзы по меньшей мере на 180°. При этом пассивный датчик и жесткий элемент каждый содержат участок, окружающий центр контактной линзы по меньшей мере на 180°. Участок пассивного датчика, размещенный вокруг центра контактной линзы, расположен в непосредственной близости от участка жесткого элемента, размещенного вокруг центра контактной линзы. Набор содержит устройство для контроля давления и переносное регистрирующее устройство, выполненное с возможностью связи с устройством для контроля давления и сохранения данных, полученных от устройства для контроля давления. Система контроля внутриглазного давления содержит: устройство для контроля давления, переносное регистрирующее устройство и вычислительное устройство. Применение данной группы изобретений позволит проводить точное измерение внутриглазного давления в течение длительного промежутка времени. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для контроля внутриглазного давления. В частности, настоящее изобретение относится к устройству, которое может быть размещено на глазу пользователя с целью контроля внутриглазного давления в течение длительного промежутка времени, например по меньшей мере 24 часов. Настоящее изобретение также относится к набору и системе для контроля внутриглазного давления.
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 ЕР 1401327 описана система регистрации внутриглазного давления, содержащая мягкую контактную линзу и датчик давления, закрепленный на этой контактной линзе. Датчик давления содержит активный тензодатчик, расположенный вокруг центра контактной линзы и таким образом обеспечивающий возможность измерения сферических деформаций глазного яблока, возникающих вследствие изменений внутриглазного давления. В одном варианте реализации известного изобретения датчик давления содержит два активных тензодатчика и два пассивных тензодатчика, расположенных в мостовой схеме Уитстона. Активные тензодатчики выполнены круговыми и расположены вокруг центра контактной линзы, а пассивные датчики расположены по существу в радиальном направлении линзы для минимизации их деформации при деформации глазного яблока. Пассивные датчики выполнены из нескольких радиальных сегментов, расположенных на одной стороне контактной линзы и соединенных друг с другом короткими и по существу тангенциальными сегментами.
Недостатком этой системы регистрации внутриглазного давления является сложность оптимизации характеристик датчика без ухудшения комфорта пользователя. Для того чтобы пассивный датчик выполнить как можно более нечувствительным к деформациям глазных яблок, радиальные сегменты должны быть выполнены максимально длинными относительно тангенциальных сегментов. Однако их длина ограничена, поскольку если они проходят слишком близко к центру линзы, они оказываются лежащими в поле зрения пользователя. И даже если длина радиальных сегментов правильно ограничена для обеспечения стандартного использования контактной линзы, нельзя исключать ситуации, когда зрение пользователя может быть нарушено пассивными датчиками, например, если контактная линза случайно лишь слегка переместилась по глазу, или в условиях темноты, когда зрачок пользователя особенно расширен.
Еще одним недостатком этой системы регистрации внутриглазного давления является то, что асимметричная конструкция пассивных датчиков относительно центра контактной линзы может привести к временным или постоянным асимметричным деформациям самой контактной линзы, которая затем может потерять свою сферическую форму, что приводит к дискомфорту для пользователя, носящего указанную линзу.
Еще одним недостатком системы регистрации внутриглазного давления, известной из ЕР 1401327, является то, что расположение и форма пассивных датчиков очень отличаются от расположения и формы активных тензодатчиков. В этой связи, влияние изменений факторов окружающей среды, помимо внутриглазного давления, например температуры, влажности и т.п., на физические свойства пассивных датчиков может значительно отличаться от влияния таких же изменений на физические свойства активных тензодатчиков, что приводит к появлению ошибок или неточностей при определении внутриглазного давления.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства для контроля внутриглазного давления, которое можно носить в течение длительных промежутков времени и в любой ситуации без существенного дискомфорта для пользователя.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства для контроля внутриглазного давления, обеспечивающего точное измерение внутриглазного давления.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание набора и системы контроля внутриглазного давления, обеспечивающих точное измерение внутриглазного давления в течение длительного промежутка времени.
Эти задачи решены и другие преимущества достигнуты устройством, набором и системой, содержащими признаки, выраженные в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения.
Эти задачи решены, в частности, устройством для контроля внутриглазного давления, содержащим мягкую контактную линзу и датчик давления, объединенный с контактной линзой и содержащий активный тензодатчик, пассивный датчик, жесткий элемент и микропроцессор. Активный тензодатчик, пассивный датчик и жесткий элемент расположены на расстоянии от центра контактной линзы, активный тензодатчик содержит участок, окружающий центр контактной линзы по меньшей мере на 180°, а пассивный датчик и жесткий элемент каждый содержат участок, окружающий центр контактной линзы по меньшей мере на 180°, и при этом участок пассивного датчика, размещенный вокруг центра контактной линзы, расположен в непосредственной близости от участка жесткого элемента, размещенного вокруг центра контактной линзы.
Эти задачи также решены набором, содержащим такое устройство для контроля давления и переносное регистрирующее устройство, выполненное с возможностью связи с устройством для контроля давления и сохранения данных, полученных от него.
Эти задачи также решены системой контроля внутриглазного давления, содержащей такой набор и вычислительное устройство, выполненное с возможностью связи с переносным регистрирующим устройством для приема, и/или обработки, и/или сохранения данных, полученных от переносного регистрирующего устройства.
Согласно изобретению в устройстве для контроля внутриглазного давления, содержащем жесткий элемент для придания жесткости части контактной линзы, обеспечена возможность расположения пассивного датчика около указанного жесткого элемента вокруг центра контактной линзы, благодаря чему обеспечивается возможность создания конструкции пассивных датчиков, не мешающих зрению пользователя, а также создания конструкции пассивных датчиков с конфигурацией, схожей с конфигурацией активного датчика, чтобы обеспечить более эффективную и надежную корректировку изменений, измеренных активным датчиком и возникающих вследствие влияния окружающей среды, а не изменений внутриглазного давления.
Пассивный датчик, расположенный в непосредственной близости от жесткого элемента, его форма могут быть выбраны свободно почти без каких-либо ограничений, поскольку его сопротивление деформациям глазного яблока пользователя, носящего устройство согласно изобретению, обеспечено жестким элементом, а не его формой и/или положением или ориентацией на контактной линзе. Это обеспечивает возможность, например, выполнения пассивного датчика, размещенного вокруг центра контактной линзы, по существу симметричным относительно центра контактной линзы. Кроме того, пассивный датчик может быть выполнен и размещен схожим образом с выполнением и размещением активного тензодатчика. Пассивный датчик может, например, быть выполнен по существу в виде непрерывного проводника, например кругового или многоугольного, по меньшей мере частично размещенного вокруг центра линзы. Пассивный датчик может в таком случае с легкостью быть расположен на расстоянии от центра контактной линзы, достаточном, чтобы не вызывать у пользователя чувство неудобства.
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 показан разрез устройства согласно фиг.1 по линии II-II;
на фиг.3 показано устройство для контроля внутриглазного давления согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения;
на фиг.4 показан пример возможной конфигурации пассивного и/или активного тензодатчика согласно изобретению;
на фиг.5а и 5b показаны два возможных варианта реализации конфигурации пассивного и/или активного тензодатчика согласно изобретению;
на фиг.6 схематически показана система контроля внутриглазного давления согласно изобретению.
Одинаковые ссылочные обозначения на различных чертежах обозначают одинаковые или схожие элементы.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, показанному на фиг.1, устройство для внутриглазного контроля согласно изобретению содержит датчик давления, объединенный с контактной линзой 1, предпочтительно мягкой контактной линзой. При ношении пользователем контактной линзы 1 датчик давления оказывается размещен на его глазном яблоке. Чтобы избежать дискомфорта для пользователя, в предпочтительном варианте реализации изобретения указанные элементы датчика давления не находятся в прямом контакте с глазом. Датчик выполнен, например, встроенным, или заделанным, в контактную линзу 1, или закреплен на ее внешней выпуклой поверхности, или выполнен с комбинированием указанных подходов, при котором некоторые элементы датчика заделаны в контактную линзу 1, а другие элементы закреплены на ее поверхности.
Однако согласно иным, менее предпочтительным, вариантам реализации изобретения часть элементов или все элементы датчика давления выполнены закрепленными на внутренней вогнутой поверхности контактной линзы 1 и поэтому находятся по меньшей мере частично в прямом контакте с глазом пользователя, носящего эту контактную линзу 1.
Все элементы датчика давления предпочтительно расположены на расстоянии от центра С контактной линзы 1, достаточном, чтобы пользователь, носящий устройство согласно изобретению, не испытывал неудобств в отношении зрения, так что устройство согласно изобретению можно носить без существенного неудобства и/или дискомфорта для пользователя в течение длительного промежутка времени, например 10 часов, 24 часов или даже нескольких дней, как любую обычную контактную линзу.
Датчик давления содержит активный тензодатчик 2, пассивный датчик 3, жесткий элемент 4 и микропроцессор 5.
Контактная линза 1 является предпочтительно мягкой контактной линзой, выполненной, например, из водостойкого материала и/или материала на основе силикона, прилипающего к глазному яблоку с относительно большой силой прилипания. Изменения внутриглазного давления приводят к деформации глазного яблока пользователя. Обычно при увеличении внутриглазного давления глазное яблоко расширяется, а при уменьшении внутриглазного давления глазное яблоко сжимается. Во время носки пользователем устройства согласно изобретению деформации его или ее глазного яблока вызывают деформации контактной линзы 1, находящейся в тесном контакте с глазным яблоком, при этом амплитуда деформаций контактной линзы 1 оказывается больше на ее внешних границах.
Активный тензодатчик 2 выполнен и расположен на контактной линзе 1 с целью восприятия ее деформаций. Согласно изобретению, вокруг центра С контактной линзы 1 расположен участок активного тензодатчика 2, который по меньшей мере частично окружает центр С. Таким образом, активный тензодатчик 2 описывает дугу окружности, отцентрированную предпочтительно по центру С контактной линзы 1.
В целом форма указанного участка активного тензодатчика 2, расположенного вокруг центра С, является дуговой или круговой. Однако конфигурация этого участка может быть изменена в пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению в зависимости, например, от необходимых электрических свойств активного тензодатчика 2, способа, используемого для его изготовления, места, доступного на контактной линзе, и т.п. Указанный участок активного тензодатчика 2, расположенный вокруг центра С, выполнен, например, по меньшей мере из одного криволинейного или кругового сегмента, образующего по меньшей мере одну концентрическую дугу, или по меньшей мере из одного прямолинейного сегмента, образующего, например, по меньшей мере одну часть многоугольника, сетчатой структуры или какой-либо иной подходящей формы. В пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению также возможна комбинация по меньшей мере одной из вышеуказанных форм.
Независимо от своей конфигурации указанный участок активного тензодатчика 2, расположенный вокруг центра С, предпочтительно описывает дугу по меньшей мере в 180° вокруг указанного центра С и таким образом окружает центр С по меньшей мере на 180°, то есть по меньшей мере на половину своей внешней границы, чтобы обеспечить достаточное и надежное восприятие деформаций контактной линзы, возникающих вследствие изменения внутриглазного давления, и чтобы таким образом обеспечить надежное измерение изменений внутриглазного давления.
Изменения внутриглазного давления вызывают деформации контактной линзы 1, носимой пользователем. Контактная линза 1 оказывается растянутой при увеличении внутриглазного давления и сжатой при его уменьшении, благодаря чему обеспечивается возможность изменения диаметра контактной линзы. Для обеспечения возможности надежного обнаружения этих изменений диаметра указанный участок активного датчика 2, расположенный вокруг центра С, предпочтительно выполнен описывающим дугу по меньшей мере в 180°. Это обеспечивает возможность обнаружения активным датчиком 2, независимо от его локальной конфигурации, изменений диаметра контактной линзы 1, а не локальных деформаций, которые могли бы быть вызваны локальными условиями, не имеющими отношения к изменениям внутриглазного давления.
В еще более предпочтительном варианте реализации изобретения, с целью обеспечения возможности выполнения максимально длинным указанного участка активного тензодатчика 2, расположенного вокруг центра С, и благодаря этому обеспечения максимальной чувствительности активного тензодатчика 2, указанный участок активного тензодатчика 2, расположенный вокруг центра С, выполнен описывающим максимально возможную полную окружность вокруг центра С. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, указанный участок активного тензодатчика 2, расположенный вокруг центра С, таким образом предпочтительно окружает центр С контактной линзы 1 по меньшей мере на 270°, то есть выполнен описывающим дугу по меньшей мере в 270° вокруг центра С, при этом один сегмент контактной линзы 1 используется по существу радиальными соединительными элементами активного тензодатчика 2 и других элементов датчика давления для соединения с микропроцессором 5.
В предпочтительном варианте реализации изобретения активный тензодатчик выполнен относительно тонким и по существу круговым электрическим проводником, расположенным на внешней границе контактной линзы 1. Оба конца активного тензодатчика 2 находятся в электрическом контакте с микропроцессором 5. Секция указанного участка активного тензодатчика 2, расположенного вокруг центра С контактной линзы 1, выбрана достаточно малой для обеспечения возможности деформации активного тензодатчика, когда тот испытывает влияние изменений внутриглазного давления. В предпочтительном варианте реализации изобретения упругость активного тензодатчика 2 равна упругости контактной линзы 1 или близка этому значению. В более предпочтительном варианте реализации изобретения упругость активного тензодатчика 2 равна упругости контактной линзы 1 или больше этого значения. Активный тензодатчик 2 предпочтительно выполнен травлением, тиснением и/или резкой тонкой металлической фольги. В одном варианте реализации изобретения активный тензодатчик 2 выполнен из тонкой металлической проволоки. Еще в одном варианте реализации изобретения активный тензодатчик выполнен нанесением металлического и/или какого-либо иного электрически проводящего материала предпочтительно на гибкую и прозрачную подложку, например полиимидную пленку 10.
Согласно изобретению и как объяснено выше, активный тензодатчик 2 выполнен объединенным с контактной линзой 1, поэтому деформации контактной линзы 1 вызывают деформации активного тензодатчика 2 и таким образом изменения его физических свойств, в частности его электрических свойств. Например, при увеличении внутриглазного давления и расширении глазного яблока контактная линза 1 вытягивается по своим внешним границам, и активный тензодатчик 2 оказывается растянутым. Это приводит к уменьшению секции указанного участка активного тензодатчика 2, расположенного вокруг центра С контактной линзы 1, и таким образом к увеличению его электрического сопротивления. Таким образом измерением изменений электрического сопротивления активного тензодатчика 2 можно обнаруживать изменения внутриглазного давления и измерять их.
Микропроцессор 5 выполнен запрограммированным для измерения электрического сопротивления активного тензодатчика 2 с использованием известных способов.
Однако помимо деформации глазного яблока и, следовательно, контактной линзы 1, на электрическое сопротивление активного тензодатчика 2 могут оказывать влияние другие факторы, в частности параметры окружающей среды, такие как температура, влажность, давление окружающей среды и т.п.
Согласно изобретению, используемый датчик давления содержит пассивный датчик 3 для измерения влияния только этих других факторов, в частности для измерения влияния параметров окружающей среды. Согласно изобретению, пассивный датчик 3 выполнен предпочтительно похожим по качествам и конфигурации на активный тензодатчик 2, так что влияние параметров окружающей среды на его физические свойства является таким же или по меньшей мере схожим с влиянием этих таких же параметров на физические свойства активного тензодатчика 2. В частности, пассивный датчик 3 предпочтительно выполнен из того же материала и согласно такой же технологии, или такого же производственного процесса, что и активный датчик 2, а форма и конфигурация пассивного датчика 3 предпочтительно являются такими же или по меньшей мере схожими с формой и конфигурацией активного датчика 2. Пассивный датчик 3 таким образом также содержит участок, расположенный вокруг центра С контактной линзы 1, который предпочтительно описывает дугу углового размера, близкого к угловому размеру дуги, описываемой активным датчиком 2.
Согласно примеру, показанному на фиг.1, пассивный датчик 3 выполнен, например, в виде тонкого и по существу кругового электрического проводника, расположенного вокруг центра С контактной линзы 1. Пассивный датчик 3 предпочтительно расположен ближе к центру С контактной линзы 1, чем активный тензодатчик 2. Оба конца пассивного датчика 3 находятся в электрическом контакте с микропроцессором 5.
В пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению возможны иные конфигурации пассивного датчика 3, причем конфигурация пассивного датчика 3 предпочтительно, но не обязательно, выполнена схожей с конфигурацией активного датчика 2. В частности, указанный участок пассивного датчика 3, расположенный вокруг центра С, выполнен, например, по меньшей мере из одного криволинейного, или кругового, сегмента, образующего по меньшей мере одну концентрическую дугу, или по меньшей мере из одного прямолинейного сегмента, образующего, например, по меньшей мере одну часть многоугольника, сетчатой структуры или какой-либо иной подходящей формы. В пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению также возможна комбинация по меньшей мере одной из вышеуказанных форм.
Согласно предпочтительным вариантам реализации изобретения, пассивный датчик 3 выполнен в конфигурации, схожей с конфигурацией активного датчика 2, и предпочтительно описывает дугу углового размера, близкого к угловому размеру дуги, описываемой активным тензодатчиком 2, то есть пассивный датчик 3 предпочтительно окружает центр С контактной линзы 1 с угловым размером, близким к угловому размеру, с которым активный датчик 2 окружает центр С контактной линзы 1. Деформации, вызванные в пассивном датчике 3 возможными изменениями условий окружающей среды, таким образом оказываются схожими с деформациями, вызыванными этими же изменениями в активном датчике 2. Влияние изменений условий окружающей среды на электрические свойства пассивного датчика 3 оказывается таким образом характерным и для влияния изменений тех же условий окружающей среды на электрические свойства активного датчика 2.
Указанный участок пассивного датчика 3, расположенный вокруг центра С контактной линзы 1, таким образом предпочтительно выполнен описывающим дугу по меньшей мере в 180°, то есть окружает центр С контактной линзы на 180°. В еще более предпочтительном варианте реализации изобретения указанный участок пассивного датчика 3, расположенный вокруг центра С, выполнен описывающим дугу по меньшей мере в 270° вокруг центра С, то есть окружает центр С контактной линзы по меньшей мере на 270°.
Чтобы избежать какой-либо деформации пассивного датчика 3, возникающей вследствие изменений внутриглазного давления, или по меньшей мере минимизировать эту деформацию, датчик давления согласно изобретению дополнительно содержит жесткий элемент 4, имеющий участок, расположенный вокруг центра С контактной линзы 1. Жесткий элемент 4 выполнен предпочтительно достаточно жестким, чтобы не испытывать существенных деформаций, когда глазное яблоко пользователя оказывается деформированным.
Согласно изобретению указанный участок пассивного датчика 3, расположенный вокруг центра С контактной линзы 1, находится в непосредственной близости от указанного участка жесткого элемента 4, расположенного вокруг центра С контактной линзы 1. Указанный участок пассивного датчика 3, расположенный вокруг центра С контактной линзы 1, таким образом выполнен расположенным в области контактной линзы 1, усиленной жестким элементом 4, и поэтому как таковой не подвергается деформациям, возникающим вследствие изменений внутриглазного давления, или подвергается им только в самой малой степени. Физические свойства пассивного датчика 3 заметно не меняются, когда глазное яблоко оказывается деформированным вследствие изменений внутриглазного давления. Таким образом, любые заметные изменения физических свойств пассивного датчика 3, в частности его электрического сопротивления, могут рассматриваться как следствие иных факторов, в частности изменений параметров окружающей среды.
Изменения физических свойств, измеренные на активном тензодатчике 2, могут таким образом быть скорректированы изменениями физических свойств, измеренными на пассивном датчике 3, для определения тех изменений, которые возникают по существу вследствие изменений внутриглазного давления.
Изменения внутриглазного давления таким образом определяются, например, на основе результата вычитания измеренных изменений электрического сопротивления пассивного датчика 3 из измеренных изменений электрического сопротивления активного тензодатчика 2, по возможности умноженного на калибровочный коэффициент или иным образом им скорректированного.
В настоящем описании термин "активный тензодатчик", или "активный датчик", обозначает тензодатчик датчика давления устройства согласно изобретению, который используется для восприятия деформаций глазного яблока пользователя и таким образом контактной линзы, возникающих вследствие изменений внутриглазного давления пользователя. Активный тензодатчик таким образом выполнен и расположен на устройстве согласно изобретению, в частности на контактной линзе, для обеспечения максимально возможной чувствительности к этим деформациям.
Термин "пассивный тензодатчик", или "пассивный датчик", при этом обозначает тензодатчик датчика давления устройства согласно изобретению, который выполнен максимально возможно нечувствительным к деформациям глазного яблока, возникающим вследствие изменений внутриглазного давления пользователя. Возможные изменения физических свойств пассивного тензодатчика таким образом предпочтительно возникают только вследствие изменений условий окружающей среды. Термин "пассивный" таким образом относится к тому факту, что тензодатчик измеряет только изменения, возникающие вследствие условий окружающей среды, и только в самой малой степени оказывается подвержен деформациям, возникающим вследствие изменений внутриглазного давления.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, показанному на фиг.1, жесткий элемент 4 выполнен в виде антенны, выполненной, например, из трех концентрических проводников, расположенных вокруг центра С контактной линзы 1, каждый из которых выполнен из кругового сегмента, каждый из которых находится в электрическом контакте на обоих концах с микропроцессором 5. Антенна, например, обеспечивает возможность беспроводной передачи сигналов между микропроцессором 5 и внешним контроллером для измерения изменений вутриглазного давления с течением времени и их регистрации. В предпочтительном варианте реализации изобретения антенна 4 также обеспечивает подачу электрического питания на микропроцессор 5 посредством известных способов индукционной подачи питания.
Согласно одному варианту реализации изобретения, когда на микропроцессор 5 подано питание, происходит измерение электрического сопротивления активного тензодатчика 2 и пассивного датчика 3 и по возможности обработка в микропроцессоре 5 для определения значения внутриглазного давления, абсолютного или относительного значения внутриглазного давления. Значения измеренного сопротивления и/или определенное значение внутриглазного давления затем переправляют по антенне 4 к внешнему контроллеру для обработки и/или для записи. Измерительные циклы предпочтительно инициируются внешним контроллером и выполняются через регулярные интервалы, чтобы обеспечить возможность регулярного контроля внутриглазного давления. Частота измерений внутриглазного давления зависит от необходимости, например, в диагностике и/или проведения экспериментов и предпочтительно определяется конфигурированием внешнего контроллера.
В предпочтительном варианте реализации изобретения, показанном на фиг.1, жесткий элемент 4 выполнен в виде электрически проводящего элемента, расположенного вокруг центра С и концентрично с пассивным датчиком 3 и активным тензодатчиком 2. Конфигурация указанного участка жесткого элемента 4, расположенного вокруг центра С, предпочтительно схожа с конфигурацией указанного участка датчиков 2, 3, но он выполнен со значительно более крупным участком, который придает ему меньшую упругость по сравнению с упругостью датчиков 2, 3, и таким образом предпочтительно обеспечивает сопротивляемость к деформациям глазного яблока, возникающим вследствие изменений внутриглазного давления. Кроме того, жесткий элемент 4 служит, например, в качестве антенны для датчика давления для обеспечения беспроводной связи с внешним контроллером.
Активный тензодатчик 2 предпочтительно размещен лежащим вдоль внешней границы контактной линзы 1, на которой амплитуда деформаций контактной линзы 1, возникающих вследствие изменений внутриглазного давления, является наибольшей. Жесткий элемент 4 и пассивный датчик 3 размещены предпочтительно ближе к центру С, чем активный тензодатчик 2, чтобы не мешать зрению пользователя, носящего устройство согласно изобретению. Таким образом жесткий элемент 4 придает жесткость центральному участку контактной линзы 1. В предпочтительном варианте реализации изобретения пассивный датчик 3 размещен в непосредственной близости от жесткого элемента 4, предпочтительно вдоль внутренней стороны жесткого элемента 4. В одном варианте реализации изобретения пассивный датчик 3 по меньшей мере частично размещен между двумя концентрическими частями жесткого элемента 4, например между двумя кольцами антенны.
Однако в пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению возможно использование жестких элементов других типов для придания жесткости той части контактной линзы, в которой расположен пассивный датчик. В частности, жесткий элемент может иметь только механическую функцию. Жесткий элемент может, например, быть выполнен в виде элемента с очень малой упругостью, расположенным в непосредственной близости к пассивному датчику 3, или даже прикрепленным к нему, при этом жесткий элемент выполнен, например, в виде относительно жесткой подложки, на которой пассивный датчик 3 закреплен или выращен осаждением, например осаждением паров металлов. Жесткий элемент выполнен, например, в виде жесткого пластмассового элемента, синтетического элемента, металлического элемента, элемента из волокна или какого-либо иного элемента, не имеющего никакой другой функции кроме придания жесткости части контактной линзы для защиты пассивного датчика от деформаций, возникающих вследствие изменений внутриглазного давления, при ношении пользователем устройства согласно изобретению. Согласно варианту реализации изобретения, жесткий элемент выполнен, например, в виде части, предпочтительно в форме диска или кольца, контактной линзы 1, которая выполнена более жесткой, чем остальная часть контактной линзы, например посредством локального утолщения и/или локального использования еще одного более жесткого материала, чем материал, используемый для указанной остальной части предпочтительно мягкой контактной линзы.
В предпочтительном варианте реализации изобретения, показанном на фиг.1 и 2, указанные элементы датчика давления скомпонованы на подложке 10, например полиимидной пленке, а датчик давления выполнен встроенным, или заделанным, в материал, формирующий контактную линзу 1. В одном варианте реализации изобретения, датчик давления, с подложкой или без нее, приклеен или иным образом закреплен на стороне контактной линзы 1, предпочтительно на его внешней выпуклой стороне.
В предпочтительном варианте реализации изобретения, показанном на фиг.1, участки активного тензодатчика 2, пассивного датчика 3 и жесткого элемента 4, расположенные вокруг центра С контактной линзы, по существу выполнены по меньшей мере из одного кругового сегмента. Однако в пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению возможны другие формы. В частности, эти элементы могут быть по существу выполнены многоугольными, например участком шестиугольника, восьмиугольника или десятиугольника. На фиг.3, например, показан вариант реализации устройства согласно изобретению, в котором участки активного тензодатчика 2, пассивного датчика 3 и жесткого элемента 4, расположенные вокруг центра С контактной линзы, выполнены из прямолинейных сегментов, образующих многоугольники. В этом примере каждый из этих участков выполнен в виде по меньшей мере одного концентрически размещенного многоугольника, в частности в виде по меньшей мере одного почти полного правильного шестиугольника. Шестиугольники выполнены только частично полными, поскольку в одном сегменте контактной линзы 1 размещены радиальные соединительные элементы датчиков 2, 3 и жесткого элемента 4 для соединения с микропроцессором 5.
На фиг.4 показаны еще одни иллюстративные, а не ограничивающие, примеры возможных конфигураций, или форм, для указанных участков активного тензодатчика 2, пассивного датчика 3 и/или жесткого элемента 4, расположенных вокруг центра С.
Предпочтительно, активный тензодатчик 2, пассивный датчик 3 выполнены из любого достаточно проводящего материала, так что изменения его сопротивления, возникающие вследствие небольших деформаций, все-таки могут быть надежно измерены известными способами. Таким материалом может быть любой проводящий металл, сплав, содержащий по меньшей мере один из этих металлов, поликристаллический кремний или полупроводник. В предпочтительном варианте реализации изобретения активные тензодатчики 2 и пассивный датчик 3 выполнены из платины. Жесткий элемент 4 по возможности выполнен из того же материала, что и датчики 2, 3, в частности если он также реализует электрическую функцию помимо механической функции. Подложка 10 предпочтительно выполнена из непроводящего материала, например полиимида, парилена или бензоциклобутена (ВСВ).
В предпочтительном варианте реализации изобретения активный тензодатчик 2 и пассивный датчик 3 содержат секции шириной от 10 до 100 микрометров и толщиной от 100 до 500 нанометров, более предпочтительно шириной от 10 до 20 микрометров и толщиной от 100 до 200 нанометров. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, показанному на фиг.1 и 2, каждый проводник жесткого элемента 4 предпочтительно содержит секции шириной 50 от 500 микрометров и толщиной от 1 до 50 микрометров, более предпочтительно шириной от 150 до 250 микрометров и толщиной от 5 до 15 микрометров. Толщина подложки 10, если таковая имеется, составляет предпочтительно от 1 до 500 микрометров, более предпочтительно от 5 до 10 микрометров. Однако в пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению возможно использование иных форм, секций и/или толщин.
В целях удобочитаемости и простоты, устройство для контроля давления согласно изобретению, проиллюстрированное на фиг.1, содержит один активный тензодатчик 2 и один пассивный тензодатчик 3. Однако возможно в пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению создать датчик давления согласно изобретению с двумя или большим количеством активных и/или пассивных тензодатчиков. В частности, согласно предпочтительной конфигурации, датчик давления устройства для контроля давления согласно изобретению содержит два пассивных датчика и два активных тензодатчика, соединенных между собой в мостовой схеме Уитстона, благодаря чему обеспечивается возможность более эффективного и надежного измерения изменений внутриглазного давления.
В целях удобочитаемости чертежей и их простоты, активный тензодатчик 2 и пассивный тензодатчик 3 изображены в своей наиболее простой форме, то есть их участок, размещенный вокруг центра С контактной линзы 1, выполнен в виде единичного проводника, электрически соединенного с обоих концов с микропроцессором 5. Однако в пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению, указанный участок этих пассивных и/или активных датчиков, размещенных вокруг центра С, может быть выполнен в виде двух или более концентрических петель, каждая из которых окружает центр С с угловым размером по меньшей мере 180°, предпочтительно по меньшей мере 270°.
Это показано на фиг.5b посредством иллюстративного, но ни в коем случае не ограничивающего примера соответственно выполненного активного или пассивного датчика 2,3. В этом примере указанный участок датчика 2,3, выполненного по меньшей мере частично окружающим центр контактной линзы, выполнен из двух концентрических круговых сегментов, которые соединены друг с другом с одной стороны, а с другой стороны каждый из них выполнен с возможностью соединения с микропроцессором. В этом примере датчик 2,3 таким образом содержит две концентрические петли по меньшей мере для частичного окружения центра контактной линзы и он выполнен с возможностью соединения обоими концами на одной и той же стороне с микропроцессором 5. Преимуществом данной конфигурации является то, что при увеличении количества петель указанного участка датчика 2,3, выполненного по меньшей мере частично для окружения центра контактной линзы, общая длина тензодатчика 2,3 оказывается увеличенной, благодаря чему увеличенной оказывается его чувствительность к механическим деформациям. Еще одним преимуществом является то, что площадь А, ограниченная электрическим проводником датчика 2,3, оказывается существенно уменьшена по сравнению с площадью, ограниченной проводником датчика, изображенного, например, на фиг.5а, благодаря чему уменьшенной оказывается чувствительность датчика 2,3, изображенного на фиг.5b, к электромагнитным помехам, которые могут вызывать электрические токи в датчике 2,3 и таким образом искажать измерения изменений его электрических свойств, возникающих вследствие механических деформаций.
На фиг.6 показано схематическое изображение типичной системы контроля внутриглазного давления, используемой в устройстве для контроля внутриглазного давления согласно изобретению. Согласно показанному варианту реализации изобретения, система контроля внутриглазного давления содержит устройство для контроля внутриглазного давления согласно изобретению в форме контактной линзы 1 с датчиком давления, переносное регистрирующее устройство 6 для обеспечения связи с устройством для контроля внутриглазного давления и сохранения собранной информации в течение фаз контроля внутриглазного давления и вычислительное устройство 7, например персональный компьютер, для хранения, анализа, вычислительной обработки и/или отображения данных, собранных и сохраненных переносным устройством 6 связи.
Переносное регистрирующее устройство 6 содержит первый интерфейс связи для обеспечения связи с устройством для контроля внутриглазного давления согласно изобретению. Первый интерфейс связи выполнен, например, в виде интерфейса беспроводной связи, содержащего антенну 60, предпочтительно расположенную возле контактной линзы 1, когда устройство для контроля внутриглазного давления согласно изобретению носится пользователем. Антенна 60 выполнена, например, встроенной в очки, не показанные на чертежах, и/или предпочтительно в кусочек одноразового гибкого и гипоаллергенного пластыря, также не показанного на чертежах, которые или который пользователь носит во время периодов контроля внутриглазного давления. Другие средства также возможны в пределах заявляемого объема правовой охраны согласно изобретению для расположения антенны 60 на подходящем расстоянии от устройства для контроля внутриглазного давления согласно изобретению, когда оно носится пользователем. Переносное регистрирующее устройство 6 также содержит второй интерфейс связи для обеспечения связи с вычислительным устройством 7.
При контроле внутриглазного давления пользователь носит указанное устройство для контроля внутриглазного давления согласно изобретению, располагая контактную линзу 1 на своем глазу как любую обычную контактную линзу, и носит переносное регистрирующее устройство 6, например, в кармане или подвешенным вокруг своей шеи. Антенна 60 расположена как можно ближе к глазу пользователя, носящего контактную линзу 1, чтобы обеспечить возможность установления первого канала 15 беспроводной связи между устройством для контроля внутриглазного давления и регистрирующим устройством 6. В предпочтительном варианте реализации изобретения антенна 60, кроме того, ориентирована в плоскости максимально параллельно плоскости антенны устройства для контроля внутриглазного давления согласно изобретению, чтобы обеспечить возможность эффективной подачи питания на датчик давления по каналу 15 связи, который, например, выполнен как канал 15 беспроводной индуктивной связи на близкое расстояние. Антенна выполнена, например, встроенной в очки, и/или в кусочек пластыря, предпочтительно в кусочек одноразового гибкого и гипоаллергенного пластыря, обрамляющего глаз, и/или в головной убор, или иной предмет одежды или аксессуар, носимый пользователем. В предпочтительном варианте реализации изобретения антенна 60 расположена по центру с антенной устройства для контроля внутриглазного давления согласно изобретению, когда пользователь носит устройство для контроля внутриглазного давления и переносное регистрирующее устройство 6. Диаметр антенны 60 переносного регистрирующего устройства 6 предпочтительно превосходит диаметр устройства для контроля внутриглазного давления. Форма антенны 60 переносного регистрирующего устройства 6 является, например, круглой, овальной, прямоугольной или имеет какой-либо иную подходящую форму. Форма антенны 60 переносного регистрирующего устройства 6 предпочтительно выполнена приспособленной к форме устройства, например очков, кусочка пластыря, предмета одежды и т.п., к которому она прикреплена.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, во время контроля внутриглазного давления, переносное регистрирующее устройство 6 подает питание на устройство для контроля внутриглазного давления через первый канал 15 связи предпочтительно через одинаковые промежутки времени и собирает данные, посланные микропроцессором через антенну устройства для контроля внутриглазного давления. Собранные данные, например, содержат значения электрического сопротивления датчиков датчика давления и/или рассчитанное значение внутриглазного давления. Собранные данные сохраняют во внутреннем запоминающем устройстве переносного регистрирующего устройства 6. Внутриглазное давление, например, измеряют при частоте 10-20 Гц в течение 10-60 секунд каждые 5-10 минут. Это обеспечивает возможность точного контроля изменений внутриглазного давления в течение длительных промежутков времени, включающих ночное время, когда пользователь спит.
В некоторые, предпочтительно заранее определенные моменты времени, например раз в день, раз в неделю или раз в месяц, пользователь и/или практикующий специалист соединяет переносное регистрирующее устройство 6 с вычислительным устройством 7, например персональным компьютером, по второму, предпочтительно беспроводному, каналу 16 связи, например по каналу связи Bluetooth. Второй канал 16 связи также может быть выполнен в виде проводного канала связи, например USB или какого-либо иного подходящего канала связи. Данные, собранные и сохраненные во внутреннем запоминающем устройстве переносного регистрирующего устройства 6, затем передают по второму каналу 16 связи в вычислительное устройство 7 для дальнейшего анализа и/или вычислительной обработки пользователем и/или практикующим специалистом.
1. Устройство для контроля внутриглазного давления, содержащее мягкую контактную линзу (1) и датчик давления, объединенный с контактной линзой (1) и содержащий:
- активный тензодатчик (2),
- пассивный датчик (3),
- жесткий элемент (4),
- микропроцессор, находящийся в электрическом контакте с указанным активным тензодатчиком (2) и указанным пассивным датчиком (3),
причем активный тензодатчик (2), пассивный датчик (3) и жесткий элемент (4) расположены на расстоянии от центра (С) контактной линзы, а активный тензодатчик (2) содержит участок, окружающий центр (С) контактной линзы (1) по меньшей мере на 180°,
отличающееся тем, что
пассивный датчик (3) и жесткий элемент (4) каждый содержат участок, окружающий центр (С) контактной линзы (1) по меньшей мере на 180°, причем участок пассивного датчика (3), размещенный вокруг центра (С) контактной линзы (1), расположен в непосредственной близости от участка жесткого элемента (4), размещенного вокруг центра (С) контактной линзы (1).
2. Устройство для контроля внутриглазного давления по п.1, в котором активный тензодатчик (2) содержит участок, окружающий указанный центр (С) по меньшей мере на 270°.
3. Устройство для контроля внутриглазного давления по п.1, в котором пассивный тензодатчик (3) и жесткий элемент (4) каждый содержат участок, окружающий указанный центр (С) по меньшей мере на 270°.
4. Устройство для контроля внутриглазного давления по пп.1-3, в котором указанный участок пассивного датчика (3), окружающий указанный центр (С), содержит круговой сегмент.
5. Устройство для контроля внутриглазного давления по пп.1-3, в котором указанный участок пассивного датчика (3), окружающий указанный центр (С), содержит прямоугольные сегменты.
6. Устройство для контроля внутриглазного давления по п.5, в котором указанными прямоугольными сегментами сформирована часть правильного многоугольника.
7. Устройство для контроля внутриглазного давления по пп.1-3, в котором активный тензодатчик (2), пассивный датчик (3) и жесткий элемент (4) выполнены концентрическими.
8. Устройство для контроля внутриглазного давления по п.7, в котором пассивный датчик (3) расположен ближе активного тензодатчика (2) к центру (С) контактной линзы (1).
9. Устройство для контроля внутриглазного давления по пп.1-3, в котором жесткий элемент (4) выполнен в виде антенны, находящейся в электрическом контакте с указанным микропроцессором (5) и обеспечивающей возможность беспроводной связи между микропроцессором (5) и внешним устройством (6) и/или возможность подачи питания на указанный микропроцессор (5).
10. Устройство для контроля внутриглазного давления по пп.1-3, в котором жесткий элемент выполнен из волокна или синтетического элемента.
11. Устройство для контроля внутриглазного давления по пп.1-3, в котором контактная линза (1) выполнена в форме мягкой контактной линзы.
12. Набор, содержащий:
- устройство для контроля давления по пп.1-3;
- переносное регистрирующее устройство (6), выполненное с возможностью связи с устройством для контроля давления и сохранения данных, полученных от устройства для контроля давления.
13. Набор по п.12, в котором переносное регистрирующее устройство (6) выполнено с возможностью подачи питания на устройство для контроля давления по каналу (15) беспроводной индуктивной связи.
14. Система контроля внутриглазного давления, содержащая: устройство для контроля давления по пп.1-3;
переносное регистрирующее устройство (6), выполненное с возможностью связи с устройством для контроля давления и сохранения данных, полученных от устройства для контроля давления;
вычислительное устройство (7), выполненное с возможностью связи с переносным регистрирующим устройством (6) для приема, и/или обработки, и/или сохранения данных, полученных от переносного регистрирующего устройства (6).
15. Система контроля внутриглазного давления по п.14, в котором переносное регистрирующее устройство (6) выполнено с возможностью подачи питания на устройство для контроля давления по каналу (15) беспроводной индуктивной связи.
