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眼壓測(cè)量原理合集

 云深無(wú)際 2023-01-10 發(fā)布于內(nèi)蒙古

最近一段時(shí)間在做眼壓計(jì)技術(shù)的一些準(zhǔn)備,然后這文章也不準(zhǔn)備寫(xiě)的,但是我一想這資料就是網(wǎng)上收集來(lái)的,,而且也沒(méi)有詳細(xì)到會(huì)讓你看完就能做出來(lái),,那我就趕緊來(lái)整理一下,。(主要是自己后面用的時(shí)候又得看,不如一篇文章來(lái)得快).

媽的,微信的字母,公式編輯是真的差,,要是后面這種文章多寫(xiě),,我直接就挪地方了,氣死我了,。(又沒(méi)素質(zhì)了)

先說(shuō)眼壓的壓力是哪里來(lái)的,?

正常的眼內(nèi)壓在(15~23),,早晨高,下午低,入夜又增高,波動(dòng)少于5mmHg。

眼睛中有一種透明,、流動(dòng)的液體,,稱作房水,,它為眼睛的組織提供氧和營(yíng)養(yǎng),將眼睛中不需要的物質(zhì)運(yùn)走,,起到保持眼睛形狀的作用,。也就是說(shuō)眼球內(nèi)房水的產(chǎn)生和流動(dòng),形成了眼內(nèi)壓,維持眼球的正常生理形態(tài),。房水由睫狀體產(chǎn)生后首先進(jìn)入后房,,經(jīng)瞳孔進(jìn)入前房繼而流到前房角,絕大部分的房水從前房角的小梁網(wǎng)組織進(jìn)入Schlemm管,,70%-95%的房水經(jīng)由此流出,另有一小部分房水會(huì)通過(guò)脈絡(luò)膜上腔排出眼外,。另外房水由睫狀肌分泌,平時(shí)分泌量是2-3微毫升,。房水的流動(dòng)因各種原因變得不暢時(shí),,無(wú)處可去的房水會(huì)積壓在眼中,造成眼壓升高,。

流動(dòng)的位置

而且在長(zhǎng)時(shí)間近距離用眼情況下,,睫狀肌長(zhǎng)時(shí)間收縮用力,,勢(shì)必導(dǎo)致它房水的大量分泌。

大家平時(shí)都說(shuō)近視眼是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的睫狀肌收縮,,然后時(shí)間久了,,這肌肉就沒(méi)的彈性了,,但是更深層的機(jī)理呢,?我找到一個(gè)目前房水導(dǎo)致近視眼的學(xué)說(shuō),雖然它現(xiàn)在沒(méi)有形成一種定論,,但是在我看來(lái)仍是一個(gè)不錯(cuò)的解釋,。

房水在增加,排出情況呢,?
如果排出通暢有多少排出多少也就沒(méi)問(wèn)題,。從上圖可以看出,排出口有過(guò)濾網(wǎng)-小梁網(wǎng),,下面的schlemm管不像血管是一根有堅(jiān)固外壁的管道,,它受肌肉組織的擠壓會(huì)變細(xì)小,排出就受阻,。
有時(shí)小梁網(wǎng)上有蛋白沉淀也會(huì)阻礙房水的排出,。房水排出受阻而睫狀肌還在不停地分泌出房水,眼睛的后房和前房被不斷增加的房水撐大,,在前房房水頂著角膜向外凸出,,在后房房水壓迫著晶體、玻璃體向眼球后端傳遞壓力,,這一前一后的來(lái)自房水增加的內(nèi)壓力,,在長(zhǎng)期的、每天長(zhǎng)時(shí)間的作用下,,眼軸就開(kāi)始慢慢地變長(zhǎng)了,,眼軸變長(zhǎng)就是近視的開(kāi)始。

目前在學(xué)界在眼軸和近視之間的的關(guān)系是可以定性的描述成:眼軸每增長(zhǎng)1mm,,近視度數(shù)會(huì)增長(zhǎng)200-300度,。

等下!眼軸是啥,?,??

眼球接收光線的最表層,,即從角膜-晶狀體-玻璃體-視網(wǎng)膜(感受光線最里的一層)的距離看成是物理中的光學(xué)系統(tǒng)的一條中軸線,,這就是所謂“眼軸”。

每個(gè)人的眼軸從出生到衰老,,是個(gè)不斷增長(zhǎng)的過(guò)程,,就如同身高,,增長(zhǎng)了就不會(huì)縮短,都是不可逆的,,我們每個(gè)人生來(lái)就是遠(yuǎn)視,,隨著眼睛的發(fā)育,眼軸的增長(zhǎng),,眼睛看東西才逐漸清晰,。

其實(shí)聊到這里我還想插一下關(guān)于眼軸這個(gè)東西的學(xué)術(shù),我找不到在人身上的實(shí)驗(yàn),,不過(guò)我找到了一個(gè)關(guān)于動(dòng)物的:

在ZR上面的這么一個(gè)文獻(xiàn)

我簡(jiǎn)單的說(shuō)下

近幾十年來(lái),,隨著居住和學(xué)習(xí)環(huán)境中照明條件的改變,近視的發(fā)病率迅速增加,,提示光環(huán)境可能是近視發(fā)生發(fā)展的重要原因,。相關(guān)色溫(Correlated Color Temperature,CCT)可以在一定程度上反映光源的光譜成分,。中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所研究員胡新天團(tuán)隊(duì)使用32只幼猴作為研究對(duì)象,,采用由不同CCT構(gòu)成的四種典型光源來(lái)探究CCT與眼軸增長(zhǎng)之間的關(guān)系。在經(jīng)過(guò)365天的觀察后,,低CCT光照下獼猴的眼軸增長(zhǎng)顯著小于高CCT光照下獼猴的眼軸增長(zhǎng),,且在整個(gè)觀察期間,這種效應(yīng)是持續(xù)和穩(wěn)定的,。該研究首次系統(tǒng)地解析了常規(guī)照明光源色溫與眼軸發(fā)育關(guān)系,。

我覺(jué)得由于眼軸過(guò)度增長(zhǎng)是青少年近視的主要原因,該成果或?yàn)轭A(yù)防青少年近視提供新的手段和方法,。比如做燈光,,或者是一個(gè)濾光鏡片。

說(shuō)完房水的一些概念,,就說(shuō)下,,這個(gè)房水循環(huán)堵了眼睛會(huì)發(fā)生什么變化?位于眼球后部的視神經(jīng)非常纖細(xì),,經(jīng)受不住眼壓時(shí)就會(huì)被壓破,、受傷。遺憾的是受傷的視神經(jīng)無(wú)法復(fù)原,。結(jié)果會(huì)造成重要的視神經(jīng)數(shù)減少,,視野漸漸缺損。這就是“青光眼”,。

這個(gè)是眼底相機(jī)拍的

事實(shí)上眼壓給出的只是一個(gè)物理值,,傳遞的信息較為單一,我實(shí)事求是的說(shuō):視神經(jīng)對(duì)壓力的承受力強(qiáng)弱會(huì)因人而異,。眼壓在正常范圍,,卻患了青光眼的正常眼壓青光眼,,一般認(rèn)為可能是視神經(jīng)對(duì)壓力的承受力弱,雖然眼壓正常,,但壓迫了視神經(jīng),。這種青光眼僅檢查眼壓無(wú)法查出。因此,,需要通過(guò)眼底檢查,,觀察視神經(jīng)的狀態(tài)。所以這個(gè)前期診斷來(lái)說(shuō),,眼底這塊是跑不了的,。

在房水堵塞這塊,,我想找?guī)讉€(gè)圖說(shuō)明,,沒(méi)想到繁體的圖更清晰:

一般根據(jù)堵的位置分為倆種青光眼

上下兩個(gè)圖結(jié)合在一起看

最清晰的還是這個(gè)圖,看右下角的通路

青光眼的治療分了倆類:

目標(biāo)是抑制癥狀發(fā)展,。因此,,盡量降低眼壓的治療很重要。降低眼壓的方法,,有使用滴眼藥和手術(shù)方法,,一般都是首先采取用滴眼藥降低眼壓的治療方法。用激光照射房水的排水口——網(wǎng)狀的小梁,,減少阻滯,。外科手術(shù)是:切除引起阻滯的房水排水口的一部分,切出小口,,改善房水的流動(dòng),。

倆種方法,少一個(gè)

事實(shí)上現(xiàn)在技術(shù)的前沿是在管道里面放置一些細(xì)入發(fā)絲的支架,,來(lái)擴(kuò)寬房水的流量通路,。
OKOKOK,講了這么多還只是鋪墊,,下面我們來(lái)看眼壓這個(gè)東西怎么測(cè)量:大多的原理都是這樣去接觸或者非接觸的去壓平角膜取得物理數(shù)據(jù),。

示意圖就是這樣

我們使用儀器主要測(cè)量的是中央?yún)^(qū)里面的球面中心
要測(cè)量的角膜形態(tài),非球面,,頂點(diǎn)曲率半徑最小,,前表面R=7.8mm,后表面R=6.8mm,。

在眼壓測(cè)量領(lǐng)域和其它的測(cè)量領(lǐng)域不一樣,,其它的設(shè)備都是慢慢的通過(guò)技術(shù)的升級(jí),新傳感器的使用,,數(shù)據(jù)變得豐富和詳細(xì),,但是眼壓不是,,憑借著古老的原理,首戰(zhàn)既巔峰,。真的是就是最近視頻里面說(shuō)的:我一出手就是這個(gè)領(lǐng)域的極限,。

那為啥叫金標(biāo)準(zhǔn)?,?,?

1.因?yàn)閮x器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,測(cè)量數(shù)值可靠,。眼壓計(jì)本身誤差僅為±0.5mmHg,,是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為“金標(biāo)準(zhǔn)”的測(cè)量眼壓的儀器。
2.可直接得出眼壓值,,而不需查表或用其它方法換算,,即Pt=“Po”。
3.檢查的眼壓值不受眼壁硬度變異影響,;所致眼球容積的改變僅0.56mm3,,其對(duì)眼壓值的影響僅約為2.5%。
所以這就是金標(biāo)準(zhǔn),。

所以在眼科里面的金標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)械壓平:

先看圖

因?yàn)槲⑿挪豢梢杂闷恋牧_馬字母,,這里就截圖我word的資料了

公式很簡(jiǎn)單,就是這個(gè)

保證接觸面剛好為圓環(huán)大小,,眼壓計(jì)又增加了一對(duì)棱鏡(雙像棱鏡),,通過(guò)棱鏡的折射將圓環(huán)分為兩個(gè)半圓。

嗚呼

棱鏡會(huì)隨著與角膜接觸面和對(duì)眼壓計(jì)施加壓力的不同變化,,從而改變兩個(gè)半圓弧的位置和形態(tài),。

這些都是在10倍的放大鏡下看到的

兩個(gè)半圓弧完整,且以連接點(diǎn)中心對(duì)稱,;圓弧線的寬度約為圓弧直徑的,;兩個(gè)圓弧內(nèi)徑相切。

正確的拍攝景象, 雙棱鏡平分成像
備注:半圓弧的線條有一定的寬度,,從而形成了最內(nèi)側(cè)的內(nèi)徑和最外側(cè)的外徑,,所謂內(nèi)徑相切是指兩個(gè)半圓弧最內(nèi)側(cè)的邊緣剛好能夠連接,形成相切,。
就是你的眼睛上面被在滴了麻藥的前提下還染了顏色:

就像這樣

哪個(gè)壓平用的,,就是我下面這個(gè)在接觸你的眼球表面,也會(huì)貼合在一起染上顏色,,通過(guò)雙棱鏡平分成像,,調(diào)節(jié)到壓平為止,然后去讀數(shù),。

其次我要說(shuō)的是:藍(lán)光是一種高能可見(jiàn)光,,具有非常強(qiáng)的穿透能力,。在藍(lán)光進(jìn)入眼睛后,會(huì)經(jīng)過(guò)瞳孔,、晶狀體等組織到達(dá)眼底視網(wǎng)膜處,,然后通過(guò)黃斑區(qū)成像到大腦中形成影像。由于人眼對(duì)藍(lán)光的敏感度非常高(超過(guò)400-500納米波長(zhǎng)),,所以一旦長(zhǎng)時(shí)間接觸藍(lán)光的話,,就會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞萎縮甚至死亡。因此長(zhǎng)期暴露在高強(qiáng)度藍(lán)光下的人群患白內(nèi)障和青光眼的幾率也會(huì)大大增加,。
也就是說(shuō),,這個(gè)看屏幕的時(shí)間能少則少。
我們來(lái)看一種醫(yī)院經(jīng)??吹降臏y(cè)量?jī)x器:
采用 Imber-Fick(因勃-菲克原理)原理,,眼壓與所施加壓力成正比,與壓平的角膜面積成反比。
利用具有可控空氣脈沖擠壓眼角膜中心位置,,使角膜變形,,形成直徑約 3.6 m 圓形平面此時(shí)空氣脈沖的壓力等于眼壓,,由此測(cè)得眼壓數(shù)值,。(金標(biāo)準(zhǔn)測(cè)法),結(jié)膜囊內(nèi)滴0.5%丁卡因滴眼液(需要麻醉),。
眼壓計(jì)的測(cè)量頭不與角膜接觸,,僅用噴射空氣壓平恒定面積的角膜,噴射空氣的力量迅速隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈線性增加,,與此同時(shí)瞄準(zhǔn)光束射到角膜,,然后從角膜反射出來(lái),被光電管接受,。當(dāng)壓平角膜的面積達(dá)3.6mm直徑時(shí),,光電管接受了最大光線量,即產(chǎn)生最大量的角膜光反射時(shí)間,,直接與空氣噴射力相關(guān),,與眼壓的抵消力相等,而可測(cè)出眼壓值,。
NCT每10mmHg需1.4克力量,,而Goldmann眼壓計(jì)壓平直徑為3.06mm的角膜面積,每10mmHg需1克力量,,相比之下NCT在測(cè)量過(guò)程中需要更大的力量,,但作用與單位面積的力在兩種眼壓計(jì)是相同的。
但是這樣簡(jiǎn)單啊,,一噴氣就測(cè)出來(lái)了,。

所有的眼壓儀器是需要和金標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量法做統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)檢驗(yàn)

也就是同時(shí)測(cè)量人,,然后看倆種儀器的度數(shù)情況:

再一些眼壓儀器上面的參數(shù)看到準(zhǔn)確性,變異系數(shù)什么的,,都是統(tǒng)計(jì)學(xué)的意義

上面的都太大,,要往小了做:

1.微型張力傳感器每獲得一次測(cè)量值需要將儀器與角膜接觸幾次(即測(cè)量幾次),一般為3~6次,,獲得數(shù)個(gè)電壓波形,,這些電壓波被放大后傳遞到其內(nèi)部的一個(gè)有單集成電路塊構(gòu)成的微型信息處理儀中,經(jīng)微型信息處理后去掉不正確的波形,,將正確的波形變?yōu)閿?shù)字并貯存,,每次正確的測(cè)量即可獲得一個(gè)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)3-6次測(cè)量后,,微型信息處理儀將獲得的3-6個(gè)數(shù)據(jù)平均后將其平均值顯示在液晶屏上,,即眼壓的毫米汞柱值。通過(guò)測(cè)壓頭中的傳感器將外力轉(zhuǎn)換為波形,。

2.在垂直于眼角膜中心表面的方向上發(fā)射微型輕量探頭,。探頭由醫(yī)用級(jí)塑料尖端和金屬軸組成。金屬軸在測(cè)量前經(jīng)過(guò)了礎(chǔ)化,。在測(cè)量過(guò)程中,探頭可以看作一塊移動(dòng)的磁鐵,,在周?chē)€圈中感應(yīng)電信號(hào),從而可以高度精確地測(cè)量探頭的運(yùn)動(dòng),。發(fā)射后,探頭與角膜短暫接觸并彈回,。眼壓計(jì)記錄有關(guān)探頭運(yùn)動(dòng)的多個(gè)參數(shù),包括減速和回彈時(shí)間。設(shè)備使用專有算法,能夠計(jì)算出眼壓,。顯示的眼壓讀數(shù)為六個(gè)單獨(dú)的眼壓測(cè)量和計(jì)算序列的結(jié)果,探頭需要六次接觸角膜并回彈,方可得出此結(jié)果,。
原理大概是使用電磁或者力傳感器的技術(shù)來(lái)接觸眼角膜,使用這些數(shù)據(jù)將眼壓計(jì)算出來(lái),,目前這些工作還在推進(jìn)中,。

其中一款的磁化管

里面的細(xì)節(jié)和領(lǐng)域太多了,我已經(jīng)再加班加點(diǎn)的研究了,。
讓高端儀器平價(jià)化,,這才是我的執(zhí)念呀~
https://www.vbdata.cn/1518866179
https://www.shinseikai.jp/department/eyecenter_ch/disease/glaucoma.html
https://www.zoores.ac.cn/en/article/doi/10.24272/j.issn.2095-8137.2021.401
https://www.cas.cn/zkyzs/2022/03/338/kyjz/202203/t20220315_4828264.shtml
https://zhuanlan.zhihu.com/p/503503262

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