一种具有刚度测量功能的眼压计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种接触式压平眼压测量计，尤其是一种具有刚度测量功能的眼压
i+o
【背景技术】
[0002]传统的Goldmann压平眼压计是国际上用以测量眼压的“金标准”眼压计，它利用测压头压平角膜来进行间接的眼内压测量。Goldmann压平眼压计的技术原理是基于改进的Imbert-Fick 定律。
[0003]眼压计的压力W和沿着眼压计边缘由泪膜产生的表面张力S之和，等于眼压P和角膜的抗弯力B之和，即W+S = P*A+B。其中A代表压平面积。发现当压平直径为3.06mm，即压平面积为A = 7.35mm'2时，泪膜表面张力和角膜的抗弯力相等并两者相互抵消，即可通过眼压计获得眼压。
[0004]从Goldmann眼压计的技术原理，我们可以看到它忽略了个体眼球的生物力学特性和结构特性对抗弯力B的影响，即眼球刚度对眼压的影响。因此对眼压的准确测量需要后续对眼部结构特征进行测量，如中央角膜厚度、角膜曲率、年龄和眼压水平等，通过它们对刚度的影响来修正眼压值。因此医学上迫切需要能够同步实现眼球刚度测量和眼压测量的有效方法和设备。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，为了解决眼球刚度测量和眼球刚度对所测量压平眼压的影响，本发明提供一种能够同步实现眼球刚度测量和眼压测量的眼压计。进而有助于眼球刚度和眼压测量问题的研究。
[0006]本发明提供的一种具有刚度测量功能的眼压计，包括:
[0007]控制单元，用于控制测量和处理数据；
[0008]测量调节单元，与所述控制单元连接设置，对眼压测量过程进行调节；
[0009]测压单元，设置在所述测量调节单元上方，直接作用于待测者的眼睛；
[0010]激光位移传感器，安装设置在所述测量调节单元上方。
[0011 ] 优选地，所述测压单元包括测压头和杠杆，所述测压头设置在杠杆的顶端，当所述测压头直接作用于待测者的眼睛上时受力通过杠杆作用反应给出。
[0012]优选地，所述测量调节单元包括测压螺旋和步进电机，所述测压螺旋一端与所述杠杆连接，另一端还设置有所述步进电机，用于调控所述测压螺旋旋转。
[0013]优选地，所述测量调节单元还包括角度传感器，安装设置在所述测压螺旋上，用于测量测压螺旋旋转角度。
[0014]优选地，所述控制单元包括:
[0015]电脑，是控制终端；
[0016]控制器，所述电脑通过该控制器控制所述步进电机。
[0017]优选地，所述控制单元还包括:
[0018]数据采集模块，所述电脑通过所述数据采集模块接收发出数字信号给所述激光位移传感器和所述测量调节单元。
[0019]—种眼压测量方法，使用前述具有刚度测量功能的眼压计，其步骤如下:
[0020]第一步，通过对测压螺旋的调整，使得测压头压平面积为A = 7.35_~2，得常规眼压值；
[0021]第二步，电脑发指令给步进电机，反向旋转测压螺旋进行卸载，数据采集模块自动采集测压螺旋的角度，得到测压螺旋旋转角度和施加在眼球上力的关系；
[0022]第三步，激光位移传感器自动采集测压头卸载时的位移；
[0023]第四步，通过测压头卸载时的位移和作用在眼球上的力，得到眼球在测压头卸载过程的刚度；
[0024]第五步，通过修正公式进而得到眼球个体刚度修正后的眼压值。
[0025]优选地，所述第二步反向旋转测压螺旋进行卸载也可手动调节。
[0026]优选地，还包括通过所述电脑调节所述步进电机的转速，可以得到不同卸载速率下眼球的刚度。
[0027]本发明的有益效果是:
[0028]该装置和方法在测量眼压时，能够测量因个体眼球生物力学特性和结构特性(如中央角膜厚度、角膜曲率、年龄和眼压水平等)的差异引起的刚度不同，进而得到眼球刚度修正后的眼压值。实现了同步测量眼球刚度和常规眼压，修正测得更精确的眼压值。进而有助于眼球刚度和眼压测量问题的研究。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本装置的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进行详细说明。
[0031]如图1所示，一种具有刚度测量功能的眼压计，包括:控制单元1，测量调节单元2，测压单元3，激光位移传感器4。测量调节单元2，与控制单元1连接设置，对眼压测量过程进行调节；测压单元3，设置在测量调节单元2上方，直接作用于待测者的眼睛；激光位移传感器4，安装设置在测量调节单元2上方。
[0032]测压单元3包括测压头31和杠杆32 ;测量调节单元2包括测压螺旋21、步进电机22和角度传感器23 ;控制单元1包括电脑11、控制器12和数据采集模块13。测压头31设置在杠杆32的顶端，当测压头31直接作用于待测者的眼睛上时受力通过杠杆32作用反应给出。测压螺旋21 —端与测压单元3连接，另一端还设置有步进电机22，用于调控测压螺旋旋转，角度传感器23，安装设置在测压螺旋21上，用于测量测压螺旋旋转角度。电脑11通过控制器12控制步进电机22，电脑11还通过数据采集模块13接收发出数字信号给激光位移传感器4和测量调节单元2。
[0033]本眼压计测压原理基于改进的Imbert-Fick定律:
[0034]例如:当压平面积为A = 7.35mm'2时，压入距离δ，此时力平衡:
[0035]WO+S = Ρ.Α+Β
[0036]而当压入距离为0.95 δ时，力平衡近似表示为:
[0037]ffl+0.95S = Ρ.0.95Α+0.922Β
[0038]这里W0和W1为测压头测量值，S和Α为定值，(W0-W1) /0.05 δ定义为眼球的接触刚度，由此得到眼内压Ρ。
[0039]此具有刚度测量功能的眼压计使用时，
[0040]首先，如普通Goldmann眼压计操作方法一样，旋转测压螺旋21，通过杠杆32联动使得测压头31压平面积，得常规眼压值；
[0041]然后，电脑11发指令给步进电机22，反向旋转测压螺旋21进行卸载，数据采集模块13通过角度传感器23自动采集测压螺旋21的旋转角度，得到测压螺旋21旋转角度和施加在眼球上力的关系；此反向旋转测压螺旋21卸载过程也可以手动调节。数据采集模块13通过激光位移传感器4自动采集测压头31卸载时的位移；
[0042]进而，通过测压头卸载时的位移和作用在眼球上的力，得到眼球在测压头31卸载过程的刚度；最后，通过修正理论公式得到眼球个体刚度修正后的眼压值。
[0043]利用此眼压计可测出不同个体差异性的刚度，并实现了眼球刚度和常规眼压同步测量，进而通过眼球刚度修正眼压，得到更精确的眼压值。
[0044]此外，此眼压计可以用于通过电脑11调节步进电机22的转速，得到不同卸载速率下眼球的刚度。用于实验和理论上对眼球刚度测量问题进行更深入的研究。
[0045]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有刚度测量功能的眼压计，其特征在于，包括: 控制单元，用于控制测量和处理数据； 测量调节单元，与所述控制部连接设置，对眼压测量过程进行调节； 测压单元，设置在所述测量调节部上方，直接作用于待测者的眼睛； 激光位移传感器，安装设置在所述测量调节部上方。2.如权利要求1所述的眼压计，其特征在于， 所述测压单元包括测压头和杠杆，所述测压头设置在杠杆的顶端，当所述测压头直接作用于待测者的眼睛上时受力通过杠杆作用反应给出。3.如权利要求2所述的眼压计，其特征在于， 所述测量调节单元包括测压螺旋和步进电机，所述测压螺旋一端与所述杠杠连接，另一端还设置有所述步进电机，用于调控所述测压螺旋旋转。4.如权利要求1或3所述的眼压计，其特征在于，所述测量调节单元还包括角度传感器，安装设置在所述测压螺旋上，用于测量测压螺旋旋转角度。5.如权利要求1所述的眼压计，其特征在于，所述控制单元包括: 电脑，是控制终端； 控制器，所述电脑通过该控制器控制所述测量调节单元。6.如权利要求1所述的眼压计，其特征在于，所述控制单元还包括: 数据采集模块，所述电脑通过所述数据采集模块接收发出数字信号给所述激光位移传感器和所述测量调节单元。7.一种眼压测量方法，使用权利要求1?6中所述的眼压计，其步骤如下: 第一步，通过对测压螺旋的调整，使得测压头压平面积为A = 7.35mm'2,得常规眼压值； 第二步，电脑发指令给步进电机，反向旋转测压螺旋进行卸载，数据采集模块自动采集测压螺旋的角度，得到测压螺旋旋转角度和施加在眼球上力的关系； 第三步，激光位移传感器自动采集测压头卸载时的位移； 第四步，通过测压头卸载时的位移和作用在眼球上的力，得到眼球在测压头卸载过程的刚度； 第五步，通过修正公式进而得到眼球个体刚度修正后的眼压值。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二步反向旋转测压螺旋进行卸载也可手动调节。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过所述电脑调节所述步进电机的转速，可以得到不同卸载速率下眼球的刚度。
【专利摘要】本发明涉及一种具有刚度测量功能的眼压计，包括：控制单元，用于控制测量和处理数据；测量调节单元，与所述控制单元连接设置，对眼压测量过程进行调节；测压单元，设置在所述测量调节单元上方，直接作用于待测者的眼睛；激光位移传感器，安装设置在所述测量调节单元上方。并且还给出此眼压计的使用方法。本发明实现了眼球刚度和常规眼压同步测量，进而通过眼球刚度修正眼压，得到更精确的眼压值，有助于眼球刚度和眼压测量问题的研究。
【IPC分类】A61B3/16, A61B3/10
【公开号】CN105326473
【申请号】CN201510882761
【发明人】邵颖峰, 宋凡, 郇勇
【申请人】中国科学院力学研究所
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月4日