眼壓計(Tonometer)原理與產品介紹
眼壓計是一種用於測量眼球內部壓力(Intraocular Pressure, IOP)的醫療設備。眼壓是眼睛健康的重要指標,異常的眼壓升高是導致青光眼(Glaucoma)——一種可導致不可逆失明的疾病——的主要風險因素。
1. 眼壓計的測量原理(Principle of Tonometry)
眼壓計的原理主要是基於 壓平法(Applanation Tonometry),其中最著名的就是 戈德曼壓平眼壓計 (Goldmann Applanation Tonometer, GAT)。
戈德曼原理:Imbert-Fick 定律的應用
戈德曼原理:Imbert-Fick 定律的應用
戈德曼壓平眼壓計的測量基礎是
Imbert-Fick 定律。這個定律最初描述的是流體力學中,測量密閉球體內部壓力所需的外部壓力。
定律簡述:對於一個薄壁的幹燥球體,想要壓平一個面積 $A$,所需施加的外部壓力 $P$ 等於球體內部的壓力 $IOP$:
$$P = \frac{IOP}{A}$$
在眼壓測量中,該定律被轉化為:測量眼睛內部壓力所需的外部力量(Force, $F$)與眼內壓力(IOP)成正比。
$$IOP = \frac{F}{A}$$
戈德曼的修正和應用:
戈德曼發現,如果壓平角膜的直徑恰好設定在 $3.06 \text{mm}$(即壓平面積 $A$ 為一個固定值),那麼角膜表面張力(將其拉回球形)和角膜自身的彈性阻力(使其抵抗變形)會互相抵消。
在這種理想平衡狀態下,施加在壓平頭上的外部力量(克重,g)數值上幾乎等於眼內壓力(毫米汞柱,mmHg)。
通過測量恰好能壓平 $3.06 \text{mm}$ 直徑角膜所需的最小力量,就可以直接讀取眼內壓力值。
主要眼壓計產品類型
市場上存在多種類型的眼壓計,以滿足不同的使用環境和測量需求。
A. 戈德曼壓平眼壓計 (GAT)
中文名稱: 戈德曼壓平眼壓計
原理: 壓平法(Gold Standard)
特點: 測量結果最為准確和可靠,是臨床和研究中最常用的標准設備。需要使用裂隙燈和局部麻醉眼藥水。
適用場景: 醫院眼科門診、青光眼專科。
B. 非接觸式眼壓計 (NCT)
中文名稱: 非接觸式眼壓計
原理: 氣壓法
特點: 通過噴射一股精確的氣流瞬間壓平角膜。測量速度快,無需接觸眼睛(無麻醉、無交叉感染風險)。適用於大規模篩查、初級醫療機構和驗光店。通常准確性稍遜於 GAT,且氣流可能引起患者不適。
適用場景: 初篩、體檢、不耐受接觸測量的患者。