PL213872B1 - Przyrząd do bezinwazyjnego pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego oraz fali tętna ocznego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do bezinwazyjnego pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego i rejestracji fali tętna ocznego metodą bezinwazyjną, stosowany w diagnostyce medycznej, przeznaczony w szczególności do wczesnego wykrywania jaskry.

Z opisów patentowych USA nr 3 099 262 oraz nr 3 102 534 znany jest przyrząd do bezinwazyjnego pomiaru ciśnienia płynów fizjologicznych w ciele człowieka takich jak ciśnienie krwi w żyłach i tętnicach oraz ciśnienie wewnątrzgałkowe, wyposażony w czujnik pneumatyczny ze wzmacniaczem dysza-przysłona. Pomiar wykonuje się poprzez ucisk czołem pneumatycznego czujnika na ściany naczynia zawierającego płyn fizjologiczny. Cechą charakterystyczną tego przyrządu jest kształt zewnętrzny, dostosowany do trzymania przyrządu w ręku podczas wykonywania pomiaru, a zastosowany czujnik pneumatyczny wykorzystuje wzmacniacz pneumatyczny typu dysza-przysłona z dyszą pierścieniową. Miarą ciśnienia wewnątrzgałkowego jest charakterystyczny punkt przegięcia sygnału wyjściowego przetwornika pneumoelektrycznego podłączonego do wyjścia czujnika pneumatycznego, który to sygnał uzyskiwany jest w czasie dociskania czujnika pneumatycznego do żyły, tętnicy lub rogówki oka. Kontrola docisku czujnika do ścianki naczynia polega na wyczuciu operatora - ucisk ręczny do momentu pojawienia się charakterystycznego przegięcia w sygnale wyjściowym.

Z opisów patentowych USA nr 4.883.056 oraz nr 5.857.969 również znane są urządzenia ręczne, w których również zastosowano czujnik pneumatyczny ze wzmacniaczem dysza-przysłona z dyszą pierścieniową. Ponadto w urządzeniach tych zastosowano amortyzator pneumatyczny ograniczający siłę docisku do ścianki naczynia oraz tłumiący drgania ręki operatora trzymającego urządzenie. Urządzenie to charakteryzuje się skomplikowaną budową, a nieuniknione nieszczelności amortyzatora pneumatycznego są źródłem dodatkowych błędów pomiaru.

W innym znanym ze stosowania urządzeniu opartym na wzmacniaczu pneumatycznym dysza-przysłona zastosowano przegubowe połączenie końcówki czujnika pneumatycznego zawierającego dyszę z jego drugą częścią zawierającą wzmacniacz pneumatyczny. Takie rozwiązanie charakteryzuje się złożoną konstrukcją oraz nieszczelnościami powodującymi dodatkowe błędy pomiaru.

Przyrząd według wynalazku charakteryzuje się tym, że układ czujnika pneumatycznego zamocowany jest na suporcie wyposażonym w mechanizm sprężynowy, zaś suport osadzony jest na stoliku pomiarowym. Układ czujnika pneumatycznego ma pneumatyczny czujnik ciśnienia, którego kanał dolotowy jest połączony elastyczną rurką poprzez dławik i stabilizator ciśnienia z minisprężarką. Do kanału dolotowego, również elastyczną rurką jest podłączony przetwornik pneumoelektryczny, którego wyjście jest podłączone do wejścia układu mikroprocesorowego z wyświetlaczem.

Korzystnie pneumatyczny czujnik ciśnienia ma walcowy korpus, w którego podstawie jest komora utworzona przez wgłębienie i szczelnie zamykającą to wgłębienie membranę. Komora ta połączona jest kanałem dolotowym z elastyczną rurką zasilającą. Przekrój poprzeczny komory ma kształt prostokąta, w którego środkowej części i po przeciwnej stronie membrany wystaje dysza połączona z kanałem wylotowym, a pomiędzy krawędzią dyszy i membraną utworzona jest szczelina.

Zasadnicze korzyści ze stosowania przyrządu według wynalazku to bardzo prosta i niezawodna w działaniu konstrukcja. Pneumatyczny czujnik ciśnienia jest zasilany tylko sprężonym powietrzem, co zapewnia całkowite bezpieczeństwo pod względem porażenia prądem elektrycznym. Możliwa jest pełna kontrola pozycjonowania czujnika względem rogówki w czasie pomiaru oraz kontrola docisku i ochrona przed nadmiernym dociskiem czujnika do rogówki. Dodatkową zaletą nowego przyrządu jest to, że nie wymaga on indywidualnego wzorcowania na pacjencie.

Zaletą pomiaru nowym sposobem jest możliwość pomiaru nie tylko wartości chwilowych ciśnienia wewnątrzgałkowego, ale również fali tętna ocznego oraz rejestracji tej fali.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia schemat blokowy przyrządu do bezinwazyjnego pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego i fali tętna ocznego.

Przyrząd do bezinwazyjnego pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego i fali tętna ocznego ma czujnik 1 zamocowany na suporcie 2 wyposażonym w mechanizm sprężynowy 3. Całość zamontowana jest na statywie typowej lampy szczelinowej lub oftalmicznego stolika pomiarowego co umożliwia pozycjonowanie czujnika względem oka w czasie pomiaru. Korpus 4 pneumatycznego czujnika ciśnienia podłączony jest do dławika 5 i do pomiarowego przetwornika pneumoelektrycznego 6, którego wyjście jest dołączone do wejścia układu mikroprocesorowego z wyświetlaczem 7. Powietrze z minisprężarki 8 poprzez stabilizator ciśnienia 9 doprowadzone jest do dławika 5. W podstawie korpusu 4

PL 213 872 B1 pneumatycznego czujnika ciśnienia jest komora 10 utworzona przez wgłębienie i, szczelnie zamykającą to wgłębienie, membranę 11. Przekrój poprzeczny komory 10 ma kształt prostokąta, w którego środkowej części i po przeciwnej stronie membrany 11 wystaje dysza 12 połączona z otaczającą atmosferą przez kanał wylotowy 13. Pomiędzy krawędzią dyszy 12 i membraną 11 utworzona jest szczelina. Komora 10 za pomocą kanału dolotowego 14 wykonanego w korpusie 4 jest połączona poprzez elastyczną rurkę zasilającą 15 jednocześnie z dławikiem 5 i z przetwornikiem pneumoelektrycznym 6.

Działanie przyrządu do pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego i fali tętna ocznego jest następujące. Czoło korpusu 4 pneumatycznego czujnika ciśnienia 1 przykłada się do gałki ocznej 16 tak, że czoło korpusu dociska się do wierzchołka rogówki 17 w osi oka. Sprężone powietrze o ciśnieniu p_o, utrzymywanym na stałym poziomie przez stabilizator ciśnienia 9, przepływa przez dławik 5 i dochodzi do komory 10, skąd, poprzez szczelinę między elastyczną membraną 11 i krawędzią dyszy 12 uchodzi do otaczającej atmosfery. Pulsacje wartości chwilowych ciśnienia wewnątrzgałkowego zgodne z falą tętna ocznego p_w(t) działając na rogówkę 17 powodują jej odkształcenia, które są przenoszone na elastyczną membranę 11. Ugięcie elastycznej membrany 11 powoduje zmniejszenie szczeliny pomiędzy membraną 11 i krawędzią dyszy 12. Wynikiem tego jest zmiana strumienia powietrza wypływającego do atmosfery, a w konsekwencji, zmiana ciśnienia p₁ w komorze 10 do takiej wartości, przy której siła działająca na membranę 11 pochodząca od ciśnienia wewnątrzgałkowego jest równoważona przez siłę od ciśnienia powietrza p₁ - zasada kompensacji ciśnienia. Pulsacje ciśnienia pi przetwarza się w przetworniku pneumoelektrycznym 6 na sygnał elektryczny. Wyjściowy sygnał elektryczny z przetwornika pneumoelektrycznego 6 doprowadza się do wejścia układu mikroprocesorowego z wyświetlaczem 7, który ten sygnał analizuje i obrazuje na wyświetlaczu. Fala obserwowana na wyświetlaczu 7 jest odzwierciedleniem rzeczywistej fali tętna ocznego p_w(t) zarówno pod względem skali czasu jak i skali ciśnienia, jeżeli spełniony jest warunek, że pneumatyczny czujnik ciśnienia jest dociskany do rogówki oka z taką siłą, że obserwowana na wyświetlaczu 7 fala odwzorowująca falę tętna ocznego, osiąga maksymalną wartość Δρ_{ρρ max} a średnia wartość tej fali p_ś· utrzymuje się na stałym poziomie. Analizę sygnału realizuje układ mikroprocesorowy, a pożądany stan sygnalizowany jest przy pomocy brzęczyka dołączonego do tego układu.

Claims (3)

1. Przyrząd do bezinwazyjnego pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego i rejestracji fali tętna ocznego wyposażony w czujnik i układ mikroprocesorowy z wyświetlaczem , znamienny tym, że układ czujnika pneumatycznego (1) zamocowany jest na suporcie (2) wyposażonym w mechanizm sprężynowy (3), zaś suport (2) osadzony jest na stoliku pomiarowym.

2. Przyrząd, według zastrz. 1, znamienny tym, że układ czujnika pneumatycznego (1) ma pneumatyczny czujnik ciśnienia, którego kanał dolotowy (14) jest połączony elastyczną rurką zasilającą (15) poprzez dławik (5) i stabilizator ciśnienia (9) z minisprężarką (8), przy czym do kanału dolotowego (14), również elastyczną rurką zasilającą (15) jest podłączony przetwornik pneumoelektryczny (6), którego wyjście jest podłączone do wejścia układu mikroprocesorowego z wyświetlaczem (7).

3. Przyrząd, według zastrz. 2, znamienny tym, że pneumatyczny czujnik (1) ciśnienia ma walcowy korpus (4), w którego podstawie jest komora (10) utworzona przez wgłębienie i szczelnie zamykającą to wgłębienie membranę (11), komora (10) połączona jest kanałem dolotowym (14) z elastyczną rurką zasilającą (15), przy czym przekrój poprzeczny komory (10) ma kształt prostokąta, w którego środkowej części i po przeciwnej stronie membrany (11) wystaje dysza (12) połączona z kanałem wylotowym (13) a pomiędzy krawędzią dyszy (12) i membraną (11) utworzona jest szczelina.