автоматизированный компьютерный вазотонометр для измерения давления крови в передних цилиарных сосудах глаза

Формула изобретения

Автоматизированный компьютерный вазотонометр для измерения давления крови в передних цилиарных сосудах глаза, содержащий датчик давления, состоящий из микролинзы, закрепленной с помощью трубчатого стержня на свободном конце упругого элемента и жестко закрепленного на другом конце в держателе корпуса, измерительный блок, содержащий связанные между собой блок усиления и преобразования сигналов и микроконтроллер, выполненный с возможностью передачи серии измерений в персональный компьютер с программным обеспечением для ее обработки, отличающийся тем, что в датчик введена оптическая система, состоящая из соосно расположенных на верхней и нижней частях держателя светодиода и сдвоенного фотодиода со шторкой на упругом элементе между ними, и чувствительный пьезоэлемент, выполненный с возможностью регистрации колебаний сосуда глаза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к офтальмологии, и предназначено для измерения давления крови в передних цилиарных сосудах глаза.

Известны различные виды вазотонометров - приборов для измерения давления в передних цилиарных сосудах, в частности различные модификации электронных вазотонометров, содержащих упругий элемент, жестко закрепленный с одной стороны и свободный, с линзой на конце, с другой стороны (Дактарвичене Е.Ю. и соавт., 1972; Левченко О.Г., 1986; Селицкая Т.И. и соавт., 1990 и др.). Основное и принципиальное различие заключается в использовании разных датчиков для регистрации давления, фиксирующих разность электрических потенциалов, возникающую при пережатии сосуда - емкостных, тензометрических, индукционных.

Наиболее близким по назначению и техническому решению является процессорный вазотонометр (Гндоян И.А. и соавт., 1996), состоящий из двух блоков - блока датчика и блока измерения. Блок датчика представлен микролинзой, закрепленной на свободном конце упругого элемента с ферромагнитными накладками, находящегося между двумя дифференциальными обмотками и жестко закрепленного на другом конце в корпусе-держателе. В блок измерения входит источник питания, генератор питания индуктивного измерителя, микропроцессор для сбора и представления измерений на табло, педаль фиксации значений измерения.

Однако данная модификация, как и все другие электронные вазотонометры, имеет недостатки, которые значительно снижают точность измерения. К ним относятся:

1) влияние на процесс измерения и получения результатов помех окружающего электромагнитного поля;

2) влияние реакции исследователя на результат при фиксации значений измерения;

3) отсутствие калибровки прибора и тестирования при помощи стандартного эталона перед началом измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления в передних цилиарных сосудах, а также надежности и удобства эксплуатации прибора.

Поставленная цель достигается конструкцией датчика давления, структурными элементами которого являются оптическая система, исключающая влияние внешних помех, состоящая из светодиода, упругого элемента в виде заслонки, жестко закрепленной на одном конце, микролинзы, соединенной трубчатым держателем с другим свободным концом, сдвоенного фотодиода, и пьезоэлектрический элемент, регистрирующий пульсации стенок сосуда, которые в виде сигналов передаются в измерительный блок, состоящий из блока питания, блока усиления и обработки сигнала, микроконтроллера, передающего данные в компьютер для цифровой обработки сигналов, представления информации, автоматической калибровки и тестирования датчика перед каждым измерением.

Изобретение поясняется чертежами (фиг.1-3).

Структурная схема предложенного автоматизированного компьютерного вазотонометра (фиг.1) представлена тремя основными блоками: оптико-механическим датчиком (1), измерительным блоком, состоящим из блока питания (5), блока усиления и преобразования сигналов датчика (2), микроконтроллера (3), педали включения (6) и персонального компьютера (4).

Датчик давления оптического типа (фиг.2) состоит из держателя (7), в котором закреплен упругий элемент (8), заканчивающийся шторкой (9) и трубчатым держателем (10) микролинзы (11). В верхней и нижней части держателя соосно расположены светодиод (12) и сдвоенный фотодиод (13). В месте крепления упругого элемента расположен чувствительный пьезоэлемент (14), позволяющий регистрировать колебания сосуда. В корпусе (15) датчика имеется отверстие для гибкого провода (16), передающего сигналы в измерительный блок.

На фиг.3 показан график измерения давления передней цилиарной артерии глаза, а также точки определения систолического давления Р_С и диастолического давления Р _Д.

Измерение давления в цилиарных сосудах глаза осуществляется следующим способом: пациенту выполняется эпибульбарная анестезия 0,25-0,5% раствором дикаина однократно. Пациент плотно прижимается головой к лицевому установу щелевой лампы для ограничения ее подвижности. Микролинза датчика помещается на выбранный сосуд (переднюю цилиарную артерию или вену), лежащий эписклерально и легко доступный для визуализации и компрессии. Исследователь наблюдает кровеносный сосуд через прозрачную микролинзу, используя 30-кратное увеличение микроскопа щелевой лампы. Нажимая на педаль, исследователь дает сигнал старта работы установки, запуская тем самым аналого-цифровой преобразователь (АЦП) микроконтроллера измерительного блока.

Исследователь, удерживая в руке корпус датчика, сообщает различные усилия упругой пластинке, которая передает это усилие на плоскую поверхность микролинзы, давящей на передний цилиарный сосуд. Отклонение пластинки фиксируется оптической системой, сигналы с которой поступают через усилитель на вход АЦП микроконтроллера измерительного блока.

При постепенном усилении нажима на сосуд под микролинзой появляются пульсации стенок сосуда (уровень систолического давления Р _С, фиг.3), которые улавливаются чувствительным пьезоэлементом и передаются через блок усиления на вход АЦП микроконтроллера. При дальнейшем увеличении давления ток крови в сосуде прерывается и импульсы исчезают (уровень диастолического давления Р _Д, фиг.3).

Сделав серию из нескольких измерений, исследователь нажатием на педаль отключает работу АЦП микроконтроллера и прекращает передачу данных в компьютер. Программное обеспечение компьютера обрабатывает принятые данные следующим образом: убирает влияние шумов, совмещает графики давления и регистрирующих импульсов, автоматически определяет уровни Р_С и Р _Д, а также усредняет значения серии измерений. На дисплее компьютера исследователь видит параметры давления, как показано на фиг.3.

Перед каждым измерением исследователь выполняет тестирование датчика, измеряя показания прибора в трех положениях отклоняющейся пластины, представленной упругим элементом, соединенным со шторкой и трубчатым держателем с микролинзой. Для этого созданы специальные эталонные формы для датчика в виде тестового стенда с тремя позициями - точка-минимум, средняя точка, точка-максимум. Кроме того, первый цикл измерения производит автокалибровку нуля датчика, которая выполняется в состоянии покоя отклоняющейся пластины.

Устройство позволяет измерять давление в передних цилиарных сосудах в диапазоне от 3 до 80 мм рт.ст. Точность измерения венозного и артериального давления составляет ±0,5 мм рт. ст., а после фильтрации цифровыми методами увеличивается до ±0,15 мм рт. ст.

Автоматизированный компьютерный вазотонометр был испытан в микрохирургических отделениях глаза взрослом и детском ГУЗ «Волгоградская областная клиническая больница №1».

Преимущество и положительный эффект заявляемого автоматизированного компьютерного вазотонометра заключается в значительном повышении точности измерения давления в передних цилиарных сосудах за счет снижения влияния внешних помех, автоматической регистрации значений давления по колебательным импульсам сосуда, наличия системы калибровки и тестирования и соответствии другим требованиям, предъявляемым к современной диагностической аппаратуре: возможность архивации полученных параметров, удобство и простота пользования прибором. Предлагаемый вазотонометр надежен и удобен в эксплуатации, может применяться в амбулаторной и стационарной офтальмологической практике.

Литература

1. Дактарвичене Э.Ю., Вашкелене И.И., Валужис А. Прибор для измерения кровяного давления в эписклеральных сосудах глаза // Материалы XXI научн. конференции Каунасского мед. ин-та. - Каунас, 1972. - С.175-177.

2. Левченко О.Г. Давление жидкости в водяных и крови в эписклеральных венах в норме и на глазах с близорукостью // Акт.вопросы офтальмологии: Сборн. научн. трудов. - Ташкент, 1986. - С.66-70.

3. Гндоян И.А., Петраевский А.В., Еремичев О.С. Процессорный вазотонометр для измерения давления в передних цилиарных сосудах //Рацпредложение Волгоградской медицинской академии №3-96 от 29.12.96.

4. Селицкая Т.И., Пьянков В.З., Запускалов И.В. Сосуды конъюнктивы в норме и при патологии. - Томск: Изд-во Томского ун-та, 1980. - 120 с.