專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)量眼壓的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼壓測(cè)量方法和一種眼壓測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
下列方法通常被認(rèn)為是眼壓測(cè)量方法將預(yù)定壓力加在角膜上并監(jiān)測(cè)此時(shí)角膜的凹陷，由此測(cè)量眼壓的方法；以及使加壓器接觸角膜或?qū)悄ご悼諝?，?dāng)一部分角膜變平時(shí)測(cè)量壓力，由此測(cè)量眼壓的方法。采用這些方法必須保證高度安全，因?yàn)榻悄ぶ苯邮艿酱碳ぁＲ虼艘髾z查人員是醫(yī)生或醫(yī)護(hù)人員。此外，當(dāng)檢查時(shí)人員的負(fù)擔(dān)很重，因?yàn)樾枰植柯樽恚蛘叽悼諝庖鸩皇娣?br> 關(guān)于這些問(wèn)題，已經(jīng)提出了幾種方法，一種方法是用聲波振動(dòng)眼球表面，并測(cè)量基于振動(dòng)幅度、眼球共振頻率或眼球表面波速度的眼壓(JP02-181241A，美國(guó)專(zhuān)利No.5,375,595和美國(guó)專(zhuān)利No.5,251,627)；以及壓下閉眼狀態(tài)的眼瞼來(lái)測(cè)量眼壓的方法(JP06-105811A，JP08-280630A和JP08-322803A)等等。
另一方面，在使用聲波測(cè)量眼壓的方法中，Q值被認(rèn)為是涉及顱內(nèi)壓力的參數(shù)之一(美國(guó)專(zhuān)利No.5,919,144)。
發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種眼壓測(cè)量方法和一種眼壓測(cè)量裝置，它們安全而誤差小。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，眼球振動(dòng)時(shí)共振中的Q值與眼壓有關(guān)，并且該關(guān)系不受眼球尺寸的影響，這一點(diǎn)導(dǎo)致本發(fā)明。
因此，本發(fā)明提供下述方法和裝置(1)一種眼壓測(cè)量方法，包括用聲波振動(dòng)被檢查的眼球，用一種非侵害的機(jī)構(gòu)測(cè)量被檢查眼球的振動(dòng)以測(cè)定被檢查眼球的共振的Q值，并從該Q值計(jì)算眼壓。
(2)一種眼壓測(cè)量裝置，包括一個(gè)用聲波振動(dòng)被檢查眼球的振動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)非侵害地測(cè)量被檢查眼球的振動(dòng)用的測(cè)量機(jī)構(gòu)、一個(gè)從該測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)得的振動(dòng)來(lái)計(jì)算被檢查眼球的共振的Q值用的Q值計(jì)算機(jī)構(gòu)，以及一個(gè)從該Q值計(jì)算眼壓用的眼壓計(jì)算機(jī)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是表示本發(fā)明裝置的例子的全結(jié)構(gòu)圖。
圖2表示通過(guò)測(cè)量傳遞特性而得到的結(jié)果的例子。
圖3表示眼壓和Q值之間關(guān)系的例子。
圖4是例3的裝置的側(cè)視截面圖。
圖5是例3的裝置的頂視截面圖。
圖6是例3的裝置的前視圖。
圖7是表示當(dāng)例3裝置在眼球上壓下時(shí)的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖8表示一個(gè)通過(guò)例3的裝置測(cè)量的結(jié)果的例子。
實(shí)施本發(fā)明的最好方案下面將依次描述本發(fā)明的方法和裝置。
<1>本發(fā)明的方法本發(fā)明的方法是一種眼壓測(cè)量方法，其特征在于，用聲波振動(dòng)被檢查的眼球，用非侵害機(jī)構(gòu)測(cè)量被檢查眼球的振動(dòng)來(lái)測(cè)定被檢查眼球的共振的Q值并從該Q值計(jì)算眼壓。
關(guān)于測(cè)量被檢查眼球的共振的Q值，用聲波振動(dòng)被檢查的眼球并用非侵害手段測(cè)量振動(dòng)。可能是被檢查的整個(gè)眼球振動(dòng)，也可能是鞏膜的一部分振動(dòng)。當(dāng)使用聲波時(shí)，被檢查的眼球能夠振動(dòng)而不與角膜直接接觸。此外，即使在閉眼狀態(tài)下，被檢查的眼球也能振動(dòng)。換句話(huà)說(shuō)，作為人體組織的眼瞼能夠在聲學(xué)上看作是適合于當(dāng)作聲壓介質(zhì)的水。因此，眼瞼不妨礙因聲波而造成的眼球振動(dòng)。所使用的聲波頻率按照Q值計(jì)算方法適當(dāng)?shù)剡x定。
從被測(cè)振動(dòng)得來(lái)的Q值的計(jì)算可以利用如頻率法或脈沖法來(lái)進(jìn)行。按照頻率法，所使用的頻率可以在一個(gè)包括被檢查眼球在該頻率下產(chǎn)生共振(共振點(diǎn))的頻率的任意范圍內(nèi)連續(xù)地或分立地變化。按照脈沖法，聲波用作脈沖，而該被使用的脈沖包括一個(gè)高于共振點(diǎn)的頻率分量。此外，脈沖法可以包括一個(gè)S/N比改善步驟，如對(duì)已重復(fù)進(jìn)行的測(cè)量結(jié)果平均化。
或者是，近似的Q值可以從與電路理論中定義的Q不同的計(jì)算來(lái)獲得，例如，一個(gè)在共振點(diǎn)處的增益和在與共振點(diǎn)差一給定頻率的頻率的增益之間的比值。此外，Q值可以從兩個(gè)頻率處的增益的比值來(lái)測(cè)定。
聲波產(chǎn)生的振動(dòng)通常為正弦波或近似正弦波的振動(dòng)，而正弦波的振動(dòng)是最好的。
聲波發(fā)生源并不特別受限制。例如，可以使用揚(yáng)聲器、耳機(jī)等等。振動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)并不特別受限制。只要該機(jī)構(gòu)不與眼球直接接觸，但是，最好能測(cè)量從被檢查眼球的振動(dòng)得到的聲波。作為聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)，能夠使用微音器(包括駐極電介體電容器)、非接觸位移計(jì)、加速度傳感器等等。當(dāng)聲波發(fā)生源和振動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)彼此靠近時(shí)，最好兩機(jī)構(gòu)選擇成不會(huì)互相影響。
在本說(shuō)明書(shū)中，“非侵害機(jī)構(gòu)”指不直接接觸鞏膜的機(jī)構(gòu)。關(guān)于用來(lái)測(cè)量被檢查眼球的振動(dòng)的非侵害機(jī)構(gòu)，有測(cè)量從眼球振動(dòng)得到的聲波的機(jī)構(gòu)、利用光學(xué)測(cè)量眼球表面的位移的機(jī)構(gòu)等等。
最好測(cè)量眼球振動(dòng)是通過(guò)測(cè)量由振動(dòng)產(chǎn)生的聲波來(lái)進(jìn)行的。在這種情況下，如上所述，眼瞼可以在聲學(xué)上看作適合于作為聲壓介質(zhì)的水。因此，眼瞼對(duì)共振特性的影響是很小的，所以甚至可以在閉眼狀態(tài)下測(cè)量眼球的振動(dòng)。
基于Q值的眼壓的計(jì)算可以通過(guò)眼壓和已知其眼壓的眼球的測(cè)得Q值之間的關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)進(jìn)行，而測(cè)到的Q值基于該關(guān)系曲線(xiàn)轉(zhuǎn)換成眼壓。因?yàn)檠蹓汉蚎值之間的關(guān)系曲線(xiàn)不受眼球尺寸的影響，所以不用根據(jù)眼球尺寸來(lái)進(jìn)行校正。換句話(huà)說(shuō)，能夠精確地測(cè)量眼壓而不受眼球尺寸的個(gè)體影響。
<2>本發(fā)明的裝置本發(fā)明的裝置是一種眼壓測(cè)量裝置，其特征在于包括一個(gè)用聲波來(lái)振動(dòng)被檢查眼球的振動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)非侵害地測(cè)量被檢查眼球的振動(dòng)用的測(cè)量機(jī)構(gòu)、一個(gè)用于從測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)得的振動(dòng)來(lái)計(jì)算被檢查眼球的共振的Q值和Q值計(jì)算機(jī)構(gòu)及一個(gè)用于從該Q值計(jì)算眼壓的眼壓計(jì)算機(jī)構(gòu)。
該振動(dòng)機(jī)構(gòu)能用聲波振動(dòng)被檢查的眼球。這樣的振動(dòng)機(jī)構(gòu)通常發(fā)射一種頻率可變的聲波，并包括(例如)一臺(tái)頻率可變型示波器和一個(gè)連接示波器而根據(jù)示波器來(lái)的信號(hào)發(fā)射聲波的發(fā)射元件。作為發(fā)射元件的例子，能夠給出一個(gè)導(dǎo)電型或壓電型揚(yáng)聲器、一個(gè)導(dǎo)電型或壓電型耳機(jī)等等。由聲波產(chǎn)生的振動(dòng)通常是正弦波或基本上正弧波的振動(dòng)，最好是正弦波或正弦波的和。
該測(cè)量機(jī)構(gòu)非侵害地測(cè)量被檢查眼球的振動(dòng)。注意，在本說(shuō)明書(shū)里，詞“非侵害的”指一種不使用直接接觸角膜的部件。這樣一種測(cè)量機(jī)構(gòu)包括(例如)一個(gè)用于測(cè)量由被檢查的眼球的振動(dòng)形成的聲波的接收元件和一個(gè)用于放大從接收元件來(lái)的信號(hào)的放大電路。作為接收元件的例子，可以采用電容器微音器等等。
Q值計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算從測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)得的振動(dòng)得來(lái)的被檢查眼球的共振的Q值。例如，有一種用于計(jì)算Q值的機(jī)構(gòu)的原理基礎(chǔ)是通過(guò)測(cè)量當(dāng)聲波頻率在包括被檢查眼球的共振頻率的范圍內(nèi)變化時(shí)被檢查眼球的振動(dòng)所得到的轉(zhuǎn)移特性。這樣一種Q值計(jì)算機(jī)構(gòu)包括(例如)一臺(tái)用于計(jì)算從振動(dòng)機(jī)構(gòu)輸入的聲波頻率來(lái)的Q值和由測(cè)量機(jī)構(gòu)輸入的振動(dòng)的計(jì)算機(jī)。
可以在測(cè)量機(jī)構(gòu)和Q值計(jì)算機(jī)構(gòu)之間設(shè)置一個(gè)用于濾掉不必要信號(hào)的濾波器。
下面參照?qǐng)D1描述本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施例。一個(gè)發(fā)射元件與一臺(tái)頻率可變型正弦波振蕩器連接。從發(fā)射元件根據(jù)從振蕩器輸出的振蕩信號(hào)發(fā)射聲波。此外，從頻率可變型正弦波振蕩器來(lái)的振蕩信號(hào)通過(guò)放大器輸入計(jì)算機(jī)。一個(gè)接收元件與放大電路連接。從接收元件來(lái)的信號(hào)通過(guò)放大電路放大并通過(guò)濾波器輸入計(jì)算機(jī)。發(fā)射元件和接收元件安置在眼瞼上不同位置處。
按照該實(shí)施例，與振蕩器連接的頻率可變型正弦波振蕩器和發(fā)射元件組成振動(dòng)機(jī)構(gòu)。接受元件和放大從接收元件來(lái)的信號(hào)的放大電路組成測(cè)量機(jī)構(gòu)。計(jì)算機(jī)組成Q值計(jì)算機(jī)構(gòu)。
利用該實(shí)施例的裝置測(cè)量眼壓可以進(jìn)行如下(例如)(1)在眼睛上安置聲波發(fā)射元件和接收元件。(2)從發(fā)射元件向眼睛發(fā)射聲波。(3)變化所發(fā)送的聲波的頻率，測(cè)量發(fā)射和接收的轉(zhuǎn)移特性。(4)測(cè)定從所得轉(zhuǎn)移頻率特性來(lái)的共振頻率的Q值。(5)測(cè)定對(duì)應(yīng)于該測(cè)得的Q值的眼壓。
振動(dòng)機(jī)構(gòu)和測(cè)量機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在一個(gè)裝置主體中，設(shè)置方式要使振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)不直接轉(zhuǎn)移到測(cè)量機(jī)構(gòu)上。最好該裝置還有一個(gè)機(jī)構(gòu)能使振動(dòng)機(jī)構(gòu)和測(cè)量機(jī)構(gòu)通過(guò)足夠的壓力接觸眼球的眼瞼。振動(dòng)機(jī)構(gòu)和測(cè)量機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在一種附著于主體的柔性材料上。
測(cè)量的最佳狀態(tài)是眼瞼在與發(fā)射元件和接收元件接觸的區(qū)域中稍許變形的狀態(tài)，發(fā)射元件和接收元件通過(guò)眼瞼與眼球緊密接觸，而眼球保持在并不變形的自然狀態(tài)中。因此，調(diào)整發(fā)射元件和接收元件壓住眼球的壓力，從而得到這樣一種狀態(tài)。
例子下面參照例子描述本發(fā)明。但是，本發(fā)明不限于這些例子。
例1一個(gè)充滿(mǎn)水因而獲得一預(yù)定內(nèi)壓的氣囊用作眼球模型。氣囊上附著一個(gè)作為發(fā)射元件的耳機(jī)和一個(gè)作為接收元件的微音器并測(cè)量轉(zhuǎn)移特性。圖2表示測(cè)得的波形。在測(cè)得的波形中，在峰值頻率和與其足夠遠(yuǎn)的低頻率之間的增益之差對(duì)應(yīng)于Q值。從圖2顯見(jiàn)，即使氣囊直徑變化，增益差基本不變，這意味著Q值不受氣囊尺寸影響。因此，當(dāng)從Q值得到眼壓時(shí)，不必考慮眼球尺寸的個(gè)別差異。
例2利用豬的眼球測(cè)量了轉(zhuǎn)移特性并從測(cè)得的波形得到眼壓和Q值之間的關(guān)系曲線(xiàn)。
一個(gè)作為發(fā)射元件的耳機(jī)和一個(gè)作為接收元件的電容器微音器分別插入有孔的橡膠隔振器中。隔振器附在用波狀紙板制成的底座上。豬眼安置在底座上，使耳機(jī)與瞳孔(黑色部分)接觸而電容器微音器與白色部分接觸。豬眼剛好安置在底座上，發(fā)射元件和接收元件并不用膠粘帶或雙面帶固定在底座上。
用注射針頭防止豬眼被光學(xué)神經(jīng)阻擋。注射針頭與盛有生理鹽水的容器連接。容器的水面高度基本上等于豬眼位置，通過(guò)垂直移動(dòng)該容器來(lái)改變豬眼內(nèi)部壓力。
圖3表示指示得到的眼壓和Q值之間的關(guān)系曲線(xiàn)的結(jié)果。從圖3顯見(jiàn)，Q值隨眼壓而變。
例3
對(duì)人的眼球測(cè)量了Q值。在該例子中，使用了如圖4～6所示的裝置。圖4是測(cè)視截面圖，圖5是項(xiàng)視截面圖，而圖6是前視圖。該裝置有如下特性1.一個(gè)用作發(fā)送元件3的耳機(jī)和一個(gè)用作接收元件4的電容器微音器分別插入有孔的橡膠隔振器2。橡膠隔振器2附著于在基本上中心部分中有一隔離壁的圓筒形主體1上。主體1插入保持架5中。因?yàn)橄衲z隔振器2安置在發(fā)射元件3和接收元件4之間，所以不會(huì)有從發(fā)射元件3到接收元件4的振動(dòng)的直接傳遞。此外，橡膠隔振器2是彎曲的，所以發(fā)射元件3和接收元件4沿基本上垂直于眼瞼6的方向與眼瞼6接觸(圖7)。
2.保持架5的一端是擴(kuò)寬的，因而它能安置在被檢查的人的臉上而不會(huì)接觸被檢查的眼睛。此外，保持架5是空心的，使得主體1能夠沿保持架5的軸向移動(dòng)。因此，該主體能夠做成通過(guò)眼瞼6由于充分的壓力P而與被檢查的眼睛緊密接觸，并能覆蓋被檢查的眼睛。這樣就能夠防止部件和眼瞼之間存在的空氣的影響、外來(lái)聲音和振動(dòng)的影響等等。
可以使用彈簧之類(lèi)壓緊方法作為施加壓力P的方法。在該例子中，被檢查的眼睛面對(duì)上面，通過(guò)在主體1的隔離壁上安置一個(gè)硬幣而施壓。按照該方法，能精細(xì)地調(diào)整壓力P。
當(dāng)P太強(qiáng)時(shí)，眼球喪失自由度。因而，即使眼球接收從發(fā)射元件3來(lái)的聲波，也不能夠以天然狀態(tài)振動(dòng)。因此，精確測(cè)量眼壓是不可能的。另一方面，當(dāng)P太弱時(shí)，在發(fā)射元件3和眼瞼6之間與接收元件4和眼瞼6之間產(chǎn)生空間，而振動(dòng)(聲波)從發(fā)射元件3到眼球的必要傳遞受到其中存在的空氣的妨礙。因此，精確測(cè)量眼壓是不可能的。
測(cè)量的最佳條件是眼瞼6稍許變形，發(fā)射元件3和接收元件4通過(guò)眼瞼6與眼球緊密接觸，而眼球保持不變形的天然狀態(tài)。因此，P被調(diào)整到獲得這樣一種條件。
圖8表示通過(guò)在該條件下測(cè)量Q值而得到的結(jié)果。該Q值是從100Hz頻率處的增益和峰值處的增益之比測(cè)得的。注意已經(jīng)知道，Q值隨P的幅度而輕微變化(當(dāng)P很弱而Q值較小時(shí))。因此，最好Q值根據(jù)P而適當(dāng)校正。
工業(yè)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)不是醫(yī)生或醫(yī)護(hù)人員的人也能安全地測(cè)量，因?yàn)榻悄](méi)有直接受刺激。此外，能夠更容易更精確地測(cè)量眼壓，因?yàn)椴恍枰凑昭矍虻某叽鐏?lái)進(jìn)行校正。
權(quán)利要求
1.一種眼壓測(cè)量方法，包括用聲波振動(dòng)待檢查的眼球，用一種非侵害的機(jī)構(gòu)測(cè)量待檢查的眼球的振動(dòng)以測(cè)定待檢查眼球的共振的Q值，并從該Q值計(jì)算眼壓。
2.一種眼壓測(cè)量裝置，包括一個(gè)用聲波振動(dòng)待檢查眼球用的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，一個(gè)非侵害地測(cè)量待檢查眼球的振動(dòng)的測(cè)量機(jī)構(gòu)，一個(gè)根據(jù)該測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)得的振動(dòng)計(jì)算待檢查眼球的共振的Q值用的Q值計(jì)算機(jī)構(gòu)，以及一個(gè)根據(jù)該Q值計(jì)算眼壓的眼壓計(jì)算機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種眼壓測(cè)量方法和一種眼壓測(cè)量裝置，該眼壓測(cè)量方法包括用聲波振動(dòng)被檢查的眼球，用一種非侵害的機(jī)構(gòu)測(cè)量被檢查的眼球的振動(dòng)以測(cè)定被檢查的眼球的共振的Q值，并以該Q值計(jì)算眼壓；而該眼壓測(cè)量裝置包括一個(gè)用聲波振動(dòng)被檢查眼球用的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，一個(gè)非侵害地測(cè)量被檢查眼球的振動(dòng)用的測(cè)量機(jī)構(gòu)，一個(gè)從該測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)得的振動(dòng)來(lái)計(jì)算被檢查的眼球的共振的Q值用的Q值計(jì)算機(jī)構(gòu)，以及一個(gè)從該Q值計(jì)算眼壓用的眼壓計(jì)算機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)A61B3/16GK1511009SQ02810660
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者內(nèi)山明彥, 簗島謙次, 武田樸, 田口剛, 橫山卓郎, 次, 郎 申請(qǐng)人:學(xué)校法人早稻田大學(xué), 興和株式會(huì)社