[发明专利]回弹式眼压测量方法和装置

说明书

从眼科测量信号导出角膜的粘弹性能，眼科测量信号表示由眼睛回弹的接触探针的作为时间函数的速度。粘弹性能包括“能量损失率(LER)”、“时移(TS)”、阻尼参数(σ)和弹性参数(η)。还公开了一种用于从测量信号确定眼内压的改进方法，其中在探针速度由于探针与角膜接触而为零的时刻计算测量信号的一阶导数，并且将一阶导数与眼内压值相关联。

技术领域

本发明涉及用于测量眼内压(IOP)的回弹式眼压计。

背景技术

回弹式眼压计是一种手持式仪器，其以受控的方式朝向眼角膜推动可移动的测量探针以测量眼内压。在测量期间，探针接触角膜，并且以取决于眼内压的速率减速，然后在远离角膜的方向上朝向仪器壳体回弹。回弹式眼压计检测测量探针的运动并且基于检测到的探针运动确定眼内压。例如，测量探针可以具有磁化轴，磁化轴在仪器壳体中的线圈内行进。线圈可以瞬间通电以通过电磁力将探针推向角膜，然后，在关闭通至线圈的激励电流之后，可以通过移动的探针在线圈中引起电流，以提供表示作为时间函数的探针速度的可检测电压信号。可以记录和处理电压信号以确定测量到的IOP值。图2显示了在回弹式眼压计测量期间产生的典型的电压信号。

已经证明，由眼睛引起的探针速度的变化率表示IOP。探针的较大减速度与较高的IOP相关，反之亦然。通过从探针与角膜接触的时间起(图2中的t_in)计算电压信号的斜率，直到探针从与角膜的接触中回弹为止(图2中的t_out)，探针的平均减速度被确定并且与IOP的测量值相关联。例如，可以将从t_in到t_out的电压信号拟合成线，并且可以计算该线的斜率。该方法的缺点在于，在被分析的时间段内，由角膜组织的生物力学性能引起的粘弹性力作用于探针并将影响探针的平均减速度。因此，具有与第二测试对象相同的真实IOP但是具有比第二测试对象更硬的角膜的第一测试对象将记录比第二测试对象更高的IOP测量值。

上述回弹式眼压测量过程仅分析电压信号以导出IOP。从测量的电压信号中得不到其他有用信息。

在使用空气脉冲可逆地使角膜变形的非接触式眼压测量的领域中，已知的是评估两个瞬间的角膜压平事件之间的压差以得出角膜的生物力学性能。当空气脉冲迫使角膜从其正常的凸形状向内时，随着角膜从凸形转变为凹形，角膜的中心区域瞬间变平(压平)。当空气脉冲消散时，角膜在向外的方向上从凹形返回为凸形，再次经历瞬间的压平状态。向内和向外压平事件能够作为光电监测系统中的信号峰值被观察到，并且检测到对应于向内和向外压平事件的相应的空气脉冲压力。瞬间的向内和向外压平事件之间的压差被称为“角膜滞后”。角膜滞后的观察和测量已经导致眼内压测量的准确性的提高和关于角膜组织的生物力学性能的补充信息的推导。在这方面，参见美国专利No.6,817,981、No.6,875,175、No.7,004,902、No.7,481,767和No.7,798,962。例如，可从本申请的受让人Reichert有限公司获得的OCULAR RESPONSE眼科仪器测量角膜滞后作为青光眼进展的预测因素。

虽然通过非接触式程序测量的角膜滞后是眼科测试中的重要且有用的改进，但它是基于角膜变形过程中对应于瞬间向内和向外压平事件的两个“快照”。绝大多数角膜变形过程，即在向内和向外压平事件之前、之间和之后发生的角膜变形都被忽略。

发明内容

发明人已经认识到，可以从在回弹式眼压计测量期间获得的测量电压信号中提取除了IOP之外的有用信息。更具体地，角膜的粘弹性可以从测量信号导出，该测量信号表示被眼睛回弹的接触探针的作为时间函数的速度。

“能量损失率(LER)”是可以从测量的电压信号计算出的一个参数。LER与探针在测量过程中由于角膜的粘性阻尼而损失的动能成比例。在没有摩擦或任何其他阻尼机构的完全弹性系统中，LER一定为零。

可以计算出的另一个重要参数是“时移(TS)”，其被定义为探针速度为零的时刻与角膜施加在探针上的力(或探针减速度)达到最大值的时刻之间的时间间隔。如果系统是纯弹性的，则TS等于零，否则TS大于零。