一種角膜生物力學(xué)檢測(cè)儀器及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于眼科檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種角膜生物力學(xué)檢測(cè)儀器及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]角膜是一個(gè)由復(fù)雜生物力學(xué)復(fù)合材料組成的結(jié)構(gòu)，其特性取決于結(jié)構(gòu)亞單元和組合模式。角膜中只有前彈力層和基質(zhì)層是膠原組織層，是提供角膜力量的主要結(jié)構(gòu)成分；角膜上皮層則對(duì)角膜力量的貢獻(xiàn)很小，而且角膜屈光手術(shù)過程祛除角膜上皮后對(duì)角膜的曲率幾乎沒有影響；角膜后彈力層的延展性和低強(qiáng)度使之在較寬范圍的眼壓作用下，都有很好的舒展性，而且可以很好地緩沖和保護(hù)角膜基質(zhì)層力量對(duì)角膜內(nèi)皮可能產(chǎn)生的損傷。
[0003]角膜的結(jié)構(gòu)材料和力學(xué)特性是理解疾病或手術(shù)的基礎(chǔ)，其具有“非線性的彈性”和“黏彈性”。角膜的特性由不相同的材料相互作用來(lái)確定，各向異性則是因?yàn)槠涓鱾€(gè)方向的特性是不一致的，同時(shí)，從中央到周邊、從前到后、沿旋轉(zhuǎn)軸的不同方向都不是均勻的?！敖悄ゐ椥浴眲t來(lái)源于生物力學(xué)反應(yīng)的時(shí)間相關(guān)性，是所有生物軟組織都具有的特性，這種特性的代表性現(xiàn)象為:角膜滯后、應(yīng)力松弛、蠕變。此外，還有一個(gè)重要的指標(biāo)是“抗剪強(qiáng)度”，描述的是角膜基質(zhì)層間滑動(dòng)的阻力，剪切強(qiáng)度來(lái)源于膠原的交織和其他的力量，如:層間黏合強(qiáng)度。
[0004]隨著醫(yī)療檢查診斷技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到角膜生物力學(xué)性能的重要性。臨床眼科醫(yī)師需要更多地理解角膜生物力學(xué)的知識(shí)，手術(shù)醫(yī)師們想要理解手術(shù)后角膜的生物力學(xué)改變，因此，需要一套客觀反應(yīng)角膜生物力學(xué)特性的設(shè)備來(lái)排查異常患者，規(guī)避手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高矯正效果和患者滿意度。
[0005]現(xiàn)有的檢測(cè)角膜生物力學(xué)的設(shè)備只有兩種，分別為0RA(ocular responseanalyzer)和Corvis，這兩種設(shè)備都是采用非接觸式的檢測(cè)方式，即發(fā)射氣流到角膜表面，利用高速超聲成像技術(shù)獲得角膜圖像，通過分析角膜接收到氣流后產(chǎn)生的形變以及氣流的反射情況間接的檢測(cè)角膜的生物力學(xué)性能。但是，實(shí)際使用時(shí)經(jīng)常需要檢測(cè)多次且每次檢測(cè)結(jié)果差異明顯，而且由于角膜經(jīng)過紫外線交聯(lián)術(shù)后能夠提高角膜的生物力學(xué)性能，在采用以上兩種儀器檢測(cè)之前做過紫外線交聯(lián)術(shù)的角膜時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)手術(shù)后的強(qiáng)度和手術(shù)前的強(qiáng)度無(wú)差異性或者數(shù)據(jù)變差的問題。經(jīng)分析后認(rèn)為，傳統(tǒng)的非接觸式檢測(cè)方式，利用成像技術(shù)獲得角膜圖像時(shí)不能夠連續(xù)拍照，也就是說檢測(cè)時(shí)對(duì)角膜形變信息的采集是間斷的、不連續(xù)的，因此采集的信息是存在偏差的，而由于該采集信息偏差的存在，會(huì)使得最終檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，這便是現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提出的一種能夠提高檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、檢測(cè)過程簡(jiǎn)單可靠的角膜生物力學(xué)檢測(cè)儀器及其使用方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種角膜生物力學(xué)檢測(cè)儀器，包括動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置通過動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接有用于檢測(cè)角膜生物力學(xué)性能的探針，所述探針上設(shè)有壓力傳感器和位移傳感器。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針的外部套設(shè)有用來(lái)保護(hù)角膜的套筒，所述套筒通過連接塊二與連接桿二連接，所述連接塊二上設(shè)有動(dòng)力裝置，所述連接桿二與安裝在基座上的動(dòng)力裝置連接，所述探針的尾部連接有連接塊一，所述連接塊一上設(shè)有動(dòng)力裝置，所述連接塊一固定在套筒內(nèi)壁。在探針的外部加設(shè)套筒，能夠進(jìn)一步的保護(hù)眼球。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針的外部套設(shè)有用來(lái)保護(hù)角膜的套筒，所述套筒直接與連接桿二連接，所述連接桿二與安裝在基座上的動(dòng)力裝置連接，所述探針的尾部連接有連接塊一，所述連接塊一上設(shè)有動(dòng)力裝置，所述連接塊一通過連接桿一與安裝在基座上的動(dòng)力裝置連接。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針的外部套設(shè)有用來(lái)保護(hù)角膜的套筒，所述套筒通過連接塊二與連接桿二連接，所述連接塊二上設(shè)有動(dòng)力裝置，所述連接桿二與安裝在基座上的動(dòng)力裝置連接，所述探針的尾部連接有連接塊一，所述連接塊一上設(shè)有動(dòng)力裝置，所述連接塊一通過連接桿一與安裝在基座上的動(dòng)力裝置連接。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針的外部套設(shè)有用來(lái)保護(hù)角膜的套筒，所述套筒直接與連接桿二連接，所述連接桿二與安裝在基座上的動(dòng)力裝置連接，所述探針的尾部連接有連接塊一，所述連接塊一上設(shè)有動(dòng)力裝置，所述連接塊一固定在套筒內(nèi)壁。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針頭部呈圓柱形或圓錐形。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針頭部包括測(cè)試面和保護(hù)面，所述測(cè)試面位于保護(hù)面的前側(cè)。在探針上設(shè)置保護(hù)面，能夠?qū)悄みM(jìn)行有效的保護(hù)，提高檢測(cè)儀器使用的安全性。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針頭部呈階梯型，探針頭部包括測(cè)試段和保護(hù)段，所述保護(hù)段的直徑大于測(cè)試段的直徑，所述測(cè)試段的前端面是測(cè)試面，所述保護(hù)段的前端面是保護(hù)面。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針尾部通過連接塊一與連接桿一連接，所述連接塊一上設(shè)有動(dòng)力裝置，所述連接桿一與安裝在基座上的動(dòng)力裝置連接。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述探針尾部連接有連接桿一，所述連接桿一與安裝在基座上的動(dòng)力裝置連接。
[0017]—種角膜生物力學(xué)檢測(cè)儀器的使用方法，包括以下步驟:
步驟一，調(diào)整探針對(duì)準(zhǔn)待測(cè)試角膜；
步驟二，移動(dòng)探針壓迫角膜，當(dāng)探針上壓力傳感器顯示的數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，探針返回；
步驟三，從探針上壓力傳感器和位移傳感器提取信息，得到角膜壓強(qiáng)-位移曲線，獲取角膜最大應(yīng)力參數(shù)和角膜滯后參數(shù)。
[0018]采用固定壓力測(cè)位移的方式來(lái)檢測(cè)角膜力學(xué)性能，通過分析角膜壓強(qiáng)-位移曲線得到角膜最大應(yīng)力參數(shù)和角膜滯后參數(shù)，來(lái)反應(yīng)角膜抵抗外界壓力的能力以及角膜的彈性和硬度。
[0019]—種角膜生物力學(xué)檢測(cè)儀器的使用方法，包括以下步驟: 步驟一，調(diào)整探針對(duì)準(zhǔn)待測(cè)試角膜；
步驟二，移動(dòng)探針壓迫角膜，當(dāng)探針上位移傳感器顯示的數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，探針返回；
步驟三，從探針上壓力傳感器和位移傳感器提取信息，得到角膜壓強(qiáng)-位移曲線，獲取角膜最大應(yīng)力參數(shù)和角膜滯后參數(shù)。
[0020]采用固定位移測(cè)壓力的方式來(lái)檢測(cè)角膜力學(xué)性能，通過分析角膜壓強(qiáng)-位移曲線得到角膜最大應(yīng)力參數(shù)和角膜滯后參數(shù)，來(lái)反應(yīng)角膜抵抗外界壓力的能力以及角膜的彈性和硬度。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:通過單獨(dú)設(shè)計(jì)探針，并在探針上設(shè)置壓力傳感器和位移傳感器，當(dāng)接觸式探針直接壓迫角膜后，角膜表面會(huì)對(duì)探針產(chǎn)生一定壓力，探針上的壓力傳感器和位移傳感器會(huì)實(shí)時(shí)、不間斷的記錄探針受到的壓強(qiáng)和探針的位移，能夠連續(xù)、準(zhǔn)確采集角膜信息，進(jìn)而可確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；此外，利用壓力傳感器和位移傳感器記錄的信息，能夠得到角膜的壓強(qiáng)-位移曲線，通過分析壓強(qiáng)-位移曲線檢測(cè)角膜的力學(xué)性能，算法簡(jiǎn)單且結(jié)果可靠，并能夠如實(shí)反映紫外線交聯(lián)術(shù)提高角膜生物力學(xué)性能的作用，可檢測(cè)出接受過紫外線交聯(lián)術(shù)治療的角膜的彈性力學(xué)的提高，以及圓錐角膜、角膜擴(kuò)張癥等患者的角膜彈性力學(xué)的降低。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明檢測(cè)儀器實(shí)施例一的示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明檢測(cè)儀器實(shí)施例二的示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明檢測(cè)儀器實(shí)施例三的示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明檢測(cè)儀器實(shí)施例四的示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明檢測(cè)儀器實(shí)施例五的示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明實(shí)施例一中探針頭部放大示意圖。
[0028]圖7是本發(fā)明實(shí)施例二中探針頭部放大示意圖。
[0029]圖8是本發(fā)明實(shí)施例三中探針頭部放大示意圖。
[0030]圖9是本發(fā)明檢測(cè)的角膜壓強(qiáng)-位移曲線示意圖。
[0031 ] 圖中，1、基座，2、操作桿，3、連接桿一，4、連接塊一，5、探針，6、壓力傳感器，7、位移傳感器，8、套筒，9、連接塊二，10、連接桿二，11、測(cè)試面，12、保護(hù)面，13、測(cè)試段，14、保護(hù)段。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0033]目前，圓錐角膜、角膜擴(kuò)張癥等患者的角膜彈性力學(xué)降低，導(dǎo)致角膜無(wú)法抵抗眼內(nèi)壓力，從而產(chǎn)生角膜形變、眼球屈光狀態(tài)的改變、高度近視，嚴(yán)重者導(dǎo)致角膜破裂以及失明?，F(xiàn)有的無(wú)創(chuàng)治療圓錐角膜以及角膜擴(kuò)張癥的技術(shù)主要為角膜紫外線交聯(lián)術(shù)，可以提高角膜的生物力學(xué)性能，但至今尚無(wú)儀器可以有效檢測(cè)出經(jīng)過紫外線交聯(lián)書治療的角膜彈性力學(xué)的提尚。
[0034]本發(fā)明提供的角膜生物力學(xué)檢測(cè)儀器和方法，可以檢測(cè)出接受過紫外線交聯(lián)術(shù)治療的角膜的彈性力學(xué)的提高，以及圓錐角膜、角膜擴(kuò)張癥等患者的角膜彈性力學(xué)的降低。
[0035]本發(fā)明的一種角膜生物力學(xué)檢測(cè)儀器，包括起固定支撐作用的基座1，基座1上安裝有用來(lái)人工操作的操作桿2，該操作桿2通過動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接有用來(lái)直接壓迫角膜的探針5，在探針5上設(shè)有用來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭接受的壓強(qiáng)和探頭的位移的壓力傳感器6和位移傳感器7。利用探針直接壓迫