тонометр для самостоятельного измерения внутриглазного давления через веко

Формула изобретения

1. Тонометр для самостоятельного измерения внутриглазного давления через веко, содержащий защитный кожух с корпусом, установленную в корпусе подвижную втулку с направляющими и опорой, контактная поверхность которой расположена на расстоянии 7-10 мм от оси перемещения свободно падающего тела, выполненного с возможностью упругой деформации органа через веко, измерительный преобразователь линейного перемещения тела, соединенный с микропроцессором, отличающийся тем, что введены съемный держатель с зеркалом и опорной стойкой для упора на лоб в рабочем положении, датчик контроля углового отклонения оси перемещения свободно падающего тела от вертикали, соединенный через микропроцессор со средствами формирования звукового или светового сигнала-напоминания о положении оси перемещения свободно падающего тела при измерении, при этом съемный держатель выполнен с возможностью перемещения вдоль защитного кожуха и фиксации в рабочем положении для визуального контроля в зеркале взаимного положения края века, лимба глаза и опоры.

2. Тонометр по п.1, отличающийся тем, что держатель представляет собой хомут с кулачком-зажимом.

3. Тонометр по п.1, отличающийся тем, что датчик установлен горизонтально на плате, расположенной перпендикулярно к оси перемещения свободно падающего тела.

4. Тонометр по п.1, отличающийся тем, что тело представляет собой шток с плоским основанием площадью 1-7 мм ².

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в офтальмологии, хирургии, нейрохирургии, нейротравматологии, неврологии и других медицинских областях для неинвазивного измерения внутриглазного давления через веко экспресс-методом, контроля правильности лечения глаукомы, индивидуального контроля самим пациентом за внутриглазным давлением (ВГД) без обезболивания глаза.

Известно устройство для измерения внутриглазного давления, содержащее корпус с размещенной в нем с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения втулкой, снабженной направляющими и опорной частью для создания постоянной заданной нагрузки, элемент деформации глазного яблока через веко в виде свободно падающего тела, установленный в полости втулки с возможностью свободного его падения в направляющих под действием собственного веса для создания ударной нагрузки, держатель элемента деформации в исходном верхнем положении, расположенный в верхней части полости втулки, измерительный преобразователь линейного перемещения элемента деформации, причем опорная часть втулки выполнена с двумя выступами со скругленными опорными концами, равноудаленными на расстояние 7-10 мм от оси перемещения свободно падающего тела, элемент деформации выполнен в виде штока с конечной частью для соприкосновения с веком длиной не менее 3 мм с плоским основанием площадью 1-7 мм², нижняя направляющая является ограничителем нижнего положения элемента деформации в полости втулки в нерабочем положении (см. патент РФ 2123798, кл. А61В 3/16, опубл. 1998 г. - прототип).

Недостатками известного устройства со свободно падающим телом являются:

- необходимость привлечения для измерений медицинского персонала, что удорожает процесс диагностики и лечения;

- низкая точность измерения из-за отсутствия средств сигнализации правильности рабочего положения устройства;

- длительность измерения.

Отсутствие в аналогах средств контроля правильного рабочего положения корпуса измерительного тонометра требует постоянного привлечения внимания оператора (медицинский персонал) к субъективной оценке вертикальности тонометра (иначе не обеспечить достоверность результата измерения), что длительно и неэффективно. В таком случае не исключен дискомфорт пользователя и необходимость выполнения нескольких измерений.

Таким образом, основным недостатком прототипа является отсутствие возможности самоконтроля и самодиагностики, что важно для своевременной оценки состояния глазных патологических процессов, ранней диагностики, контроля процесса лечения.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания тонометра для самостоятельного измерения ВГД пациентом без привлечения медицинского персонала, повышения быстроты и точности измерения путем упрощения ориентации тонометра в рабочем положении в процессе измерения и применения визуального и звукового (или светового) контроля правильности положения тонометра при измерении.

Технический результат изобретения - повышение оперативности и достоверности заключений самим пациентом в отношении состояния зрительного органа, в универсальности его применения, повышении точности измерения, упрощении эксплуатации, в улучшении его потребительских свойств (комфортность и удобство пользования, стабильность параметров) путем исключения влияния погрешности неточности установки корпуса тонометра при измерении.

Технический результат изобретения достигается тем, что в измерительный тонометр для самостоятельного измерения внутриглазного давления через веко, содержащий защитный кожух с корпусом, установленную в корпусе подвижную втулку с направляющими и опорой, контактная поверхность которой расположена на расстоянии 7-10 мм от оси перемещения свободно падающего тела, выполненного с возможностью упругой деформации органа через веко, измерительный преобразователь линейного перемещения тела, соединенный с микропроцессором, введены съемный держатель с зеркалом и опорной стойкой для упора на лоб в рабочем положении, датчик контроля углового отклонения оси перемещения свободно падающего тела от вертикали, соединенный через микропроцессор со средствами формирования звукового или светового сигнала-напоминания о положении оси перемещения свободно падающего тела при измерении, при этом съемный держатель выполнен с возможностью перемещения вдоль защитного кожуха и фиксации в рабочем положении для визуального контроля в зеркале взаимного положения края века, лимба глаза и опоры.

Предпочтительно держатель выполнить в виде хомута с кулачком-зажимом.

Целесообразно датчик установить горизонтально на плате, расположенной перпендикулярно к оси перемещения свободно падающего тела.

Предпочтительно тело выполнить в виде штока с плоским основанием площадью 1-7 мм².

Сущность изобретения в создании конструкции, позволяющей пациенту осуществлять самоконтроль (самодиагностику) путем своевременной оценки состояния глазных патологических процессов, что важно на стадии ранней диагностики и в процессе лечения.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлен тонометр (без съемного держателя), в разрезе; на фиг.2 показан тонометр с боковой стороны (без лицевой части защитного кожуха и съемного держателя); фиг.3 изображает тонометр с лицевой стороны (без лицевой части защитного кожуха и съемного держателя); фиг.4 изображает тонометр со съемным держателем (вид спереди); фиг.5 изображает тонометр со съемным держателем (вид сбоку); фиг.6 изображает увеличенный фрагмент А фиг.6; фиг.7 изображает тонометр со съемным держателем (вид сверху); на фиг.8 - видимое в зеркале взаимное положение лимба, ресничного края века глаза и тонометра при измерении ВГД; на фиг.9 изображен глаз в разрезе с установленным в рабочее положение тонометром.

Тонометр для самостоятельного измерения внутриглазного давления через веко представляет собой модернизацию выпускаемого тонометра ТДц-01 «ПРА» и включает (фиг.1, 2, 3) установленную в корпусе 1 подвижную втулку 2 (выполненную с возможностью ограниченного вертикального возвратно-поступательного перемещения) с первой направляющей 3, второй направляющей 4, выполненной заодно с подвижной втулкой 2, и опорой 5, контактная поверхность 6 которой расположена на расстоянии (L) от оси 7 свободного падения тела, представляющего собой шток 8. Расстояние L для универсальности применения тонометра целесообразно выбрать в диапазоне 7-10 мм, как в прототипе, при этом обеспечивается возможность измерения ВГД с необходимой точностью. Шток 8 имеет средство 9 ограничения его перемещения и плоское основание 10 площадью 1-7 мм² для упругой деформации органа через его кожный покров, диапазон которой исключает болезненность процедуры измерения. Держатель 11 штока 8 в исходном положении выполнен в виде подпружиненной пластины-защелки. Измерительный тонометр содержит также датчик 12 углового отклонения оси 7 свободного падения штока 8 от вертикали, установленный горизонтально на плате 13, расположенной перпендикулярно к оси 7 падения тела, и соединенный через микропроцессор со средствами формирования звукового или светового сигнала-напоминания (на фиг. не показаны) о положении оси 7 падения тела при измерении. Измерительный преобразователь линейного перемещения тела (на фиг. не показан) соединен с микропроцессором и размещен на печатной плате 14 измерительного тонометра. Указанный измерительный преобразователь имеет генератор, блок обработки данных (на фиг. не показаны) и связанную с генератором электромагнитную катушку 15, закрепленную во втулке 2 между первой и второй направляющими 3, 4.

Шток 8 установлен в отверстиях направляющих 3, 4 с зазором в 0,05-0,1 мм для возможности падения штока под действием собственного веса в полости втулки 2 при ориентации устройства по вертикальной оси в одном направлении (рабочее положение, когда опора 5 втулки 2 внизу, а шток 8 зафиксирован в держателе 11 в исходном положении) и в другом направлении (при возврате штока 8 после измерения в исходное положение). При этом средство 9 ограничения перемещения штока 8 выполнено, например, из ферритового материала или латуни, расположено в полости втулки 2 в исходном положении выше катушки 15 и является ее сердечником.

Держателем 11 штока 8 в исходном положении является пластина-защелка с коническим отверстием для захвата верхнего конца штока 8 и со скосом 16 на боковой поверхности. Штифт 17, закрепленный в стенке корпуса 1, является приводом горизонтального перемещения подпружиненной пластины-защелки при его вертикальном перемещении вниз по поверхности скоса 16 при движении вниз корпуса 1. Пластина-защелка подпружинена с помощью проволочного элемента 18, встроенного в стенки втулки 2 и расположенного в соответствующем отверстии пластины-защелки. Верхний конец штока 8 выполнен с упором 19 для надежной его фиксации в отверстии пластины-защелки.

В корпусе 1 выполнена вертикальная прорезь 20, в которую установлен штифт 21, закрепленный на втулке 2 для ограничения вертикального возвратно-поступательного и исключения вращательного перемещения втулки 2 относительно корпуса 1.

Опора 5 закреплена на нижней части первой направляющей 3 втулки 2, например, с помощью пружинно-клипсового соединения, и выполнена с двумя клинообразными выступами 22 со скругленными опорными концами, равноудаленными на расстояние L, равное 7-10 мм от оси 7 перемещения штока 8.

Корпус 1 может быть помещен (в съемный) защитный кожух 23, жестко соединенный с корпусом 1 посредством декоративной втулки 24. При этом защитный кожух 23 и корпус 1 установлены с возможностью вертикального их совместного возвратно-поступательного перемещения относительно установленной на исследуемый орган втулки 2 в пределах перемещения штифта 21 в прорези 20.

Тонометр снабжен фиксатором (прижимным средством) исходного положения втулки 2 в корпусе 1. Фиксатор может быть выполнен, например, в виде подпружиненной с помощью пластины кнопки 25, тормозящая часть 26 которой установлена в отверстии в стенке корпуса 1 с возможностью взаимодействия с внешней поверхностью втулки 2. Нажатием подпружиненной кнопки 25 фиксатора обеспечивают удержание в нижнем положении втулки 2 при установке штока 8 в исходное положение путем опрокидывания защитного кожуха (и корпуса 1) опорой 5 вверх и при установке устройства на веко пациента. Для индикации результатов применен дисплей 27, закрепленный в защитном кожухе 23.

На защитном кожухе 23 закреплен (фиг.4, 5, 7) съемный держатель зеркала 28 и опорной стойки 29 для упора на лоб в рабочем положении. Съемный держатель представляет собой хомут 30 с кулачком-зажимом 31. Зеркало 28 и опорная стойка 29 на лоб соединены с указанным хомутом 31 таким образом, что в рабочем положении при установленной на лоб пациента опорной стойке 29 в зеркале 28 возможен визуальный контроль взаимного положения ресничного края 32 века и лимба 33 глаза (фиг.8), а также переднего ребра 34 верхнего века, опоры 5 тонометра в рабочем положении (фиг.8, 9).

Так как ось 7 падения штока 8 должна быть расположена при измерении вертикально и проходить через центр глазного яблока необходимо предварительное определение отклонения оси падения тела от вертикали с помощью датчика 12 углового отклонения оси 7. При отклонении указанной оси 7 от вертикали на 2-6 градусов индицируют неправильное положение измерительного тонометра с помощью включения сигнала-напоминания, так как указанный датчик 12 соединен через микропроцессор со средствами формирования звукового или светового сигнала-напоминания.

Тонометр со световым сигналом-напоминанием дополнительно имеет соответствующий светодиод (на фиг. не показан) на внешней стороне кожуха 23. Неправильное положение корректируют до рабочего (правильного) состояния угловым смещением корпуса 1 (соответственно кожуха 23) тонометра при неподвижно установленной опоре 5. При достижении рабочего положения соответственно отключают указанный сигнал-напоминание. Таким образом, неправильное положение измерительного тонометра сопровождается включением сигнала-напоминания, а правильное - его отключением. Возможен другой вариант, когда, наоборот, правильное положение измерительного тонометра сопровождается включением сигнала-напоминания, а неправильное - его отключением.

Звуковой сигнал формируется, например, с помощью миниатюрного индикатора-датчика звукового сигнала, возникающего при достижении заданного значения сигнала с датчика 12 углового отклонения оси 7, укрепленного на плате 13 в горизонтальном положении.

Тонометр для самостоятельного измерения внутриглазного давления через веко, например, с сигналом-напоминанием в виде звукового сигнала, работает следующим образом. При измерении внутриглазного давления пациента располагают лицом вверх. Измерение внутриглазного давления осуществляется пациентом самостоятельно в положении лежа или сидя. Для применения тонометра пациент осуществляет индивидуальную регулировку положения опорной стойки 29 и зеркала 28 перемещением хомута 30 (фиг.6) на защитном кожухе 23 для учета анатомических особенностей своей головы. Для этого он перемещает хомут 30 по защитному кожуху 23 до отображения в зеркале 28 века, лимба 33 глаза и опоры 5 тонометра. В этом положении хомут 30 фиксируется кулачком-зажимом 31 на защитном кожухе 23.

Для измерения ВГД пациент одной рукой расправляет верхнее веко, не растягивая его и не оказывая давления на глазное яблоко, так, чтобы край верхнего века совпал с верхним краем лимба 33 глаза. В этом случае устанавливается направление взгляда для деформации глаза в области склеры примерно под углом 45° к горизонту. Затем пациент устанавливает опорную стойку 29 включенного тонометра на свой лоб, при этом закрепленный в держателе 11 шток 8 расположен в исходном положении.

Удерживая измерительный тонометр за его кожух 23, при нажатой кнопке 25 фиксатора для исключения возможности преждевременного выхода штока 3 из исходного положения, опора 5 устанавливается на участок верхнего века выступами 22 в области его хряща симметрично центра глазного яблока. При этом пациент, глядя в зеркало 28, приближает к веку опору 5 тонометра, ориентирует тонометр вертикально угловым смещением защитного кожуха 23 до прекращения прерывистого звукового сигнала и устанавливает выступы 22 опоры 5 на хрящевую часть 35 века вплотную к переднему ребру 34 и параллельно ему, как это показано на фиг.9. При этом тонометр должен сохранять вертикальное положение (отсутствие звукового сигнала указывает на правильность положения тонометра). Зона воздействия штока 8 тонометра должна приходиться на участок склеры, соответствующий corona ciliaris.

Затем, освободив кнопку 25 фиксатора, совершают плавное поступательное движение вниз защитного кожуха 23. При этом пластина-защелка держателя 11 штока 8 смещается горизонтально в полости подвижной втулки 2, освобождает упор 19 и шток 8 свободно падает в направляющих 4 и 3 на веко исследуемого глаза пациента. При движении кожуха 23 вниз освобождение штока происходит при размещении штифта 21 в середине прорези 20, что обеспечивает постоянство статистической нагрузки на глаз через веко со стороны устройства. Смещение пластины-защелки происходит за счет изменения положения штифта 17 при движении вниз защитного кожуха 23. При падении шток 8 своим основанием деформирует веко и глаз, а затем отскакивает в обратном направлении. При этом средство 9 ограничения перемещения, расположенное на штоке 8, проходя вниз (при падении штока 8) и вверх (при отскоке штока 8) создает изменение индуктивности электромагнитной катушки 15, приводящей к изменению частоты генератора. Эти частотные изменения фиксируются во времени блоком обработки и преобразовываются в величину перемещения штока 8 относительно подвижной втулки 2. По параметрам функции перемещения во времени свободно падающего штока 8 судят о величине внутриглазного давления (ВГД), например, по амплитуде А первого отскока или другим известным методом обработки функций.

Подготовка измерительного тонометра для следующего измерения осуществляется следующим образом. Удерживая кожух 23 опорой 5 вниз, нажимают кнопку 25 фиксатора и затем опрокидывают кожух 23 опорой 5 вверх. Шток 8, перемещаясь под собственным весом, входит в зацепление своим упором 19 с пластиной-защелкой и фиксируется. Затем возвращают тонометр в исходное положение (опорой 5 вниз).

При измерении необходимо сохранять вертикальное положение тонометра (прерывистый звуковой сигнал отсутствует) до падения штока 8 на веко, сопровождающегося коротким звуковым сигналом, а также не допускать смещения века на роговицу в момент измерения и надавливания тонометром на глазное яблоко.

На дисплее 27 тонометра отображается порядковый номер одиночного измерения. После измерения снимают тонометр с глаза и устанавливают шток 8 в исходное положение (фиг.1).

В процессе измерения прерывистый звуковой сигнал информирует об отклонении тонометра от вертикали в момент измерения, и в этом случае порядковый номер одиночного измерения на дисплее сопровождается символом, например "L". Последующие измерения проводят в вертикальном положении тонометра. Несколько измерений ВГД этого же глаза проводят с интервалом не более 30 секунд. При правильном измерении на дисплее высвечивается, например, символ "А" и среднее значение ВГД в немигающем режиме. Результат при этом считается достоверным, измерение ВГД исследуемого глаза завершено.

Существенное отличие предлагаемого тонометра заключается в простоте его применения. Тонометр ВГД с контролем правильности его ориентации при измерении удобен благодаря объединению всех элементов в один корпус с габаритными размерами не более 174×26×20 мм и весом не более 90 г. Предлагаемый вид сигнализации о неправильной ориентации устройства при измерении имеет достаточную информативность и носит активный характер.

Предлагаемый тонометр отличается информативной точностью положения оси падения штока в процессе измерения ВГД, что повышает точность и быстродействие измерения. Процедура измерения ВГД безболезненна и не требует обезболивания. Обеспечивается измерение внутриглазного давления в мм рт.ст. с точностью +/-0,4 мм рт.ст. Время измерения не более 3 с.

Проведение на одном пациенте многократных измерений ВГД в течение суток при минимальных затратах времени очень важно для контроля правильности выбранного метода лечения и позволяет существенно повысить его эффективность. При этом исключен риск занесения инфекции при измерении за счет отсутствия прямого контакта с органом, например, слизистой оболочкой глаза.

Универсальность и простота конструкции заявленного тонометра позволяет изготавливать его по доступным ценам, а простота пользования позволяет применять его не только в клинических условиях, но и в домашних. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность измерения ВГД обеспечивает возможность самостоятельного слежения за изменениями давления в процессе лечения. Преимуществами устройства являются:

- имеется возможность измерения ВГД самим пациентом и исключается необходимость привлечения медицинского персонала для измерения;

- применение в любых условиях;

- улучшение потребительских свойств устройства (комфортности, удобства пользования, стабильности параметров) за счет активной формы сигнализации в виде звуковых или световых сигналов, сохраняющихся во время неправильной установки устройства перед измерением ВГД;

- упрощение эксплуатации устройства.