DE2846958C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Umwandler gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Ein solcher Umwandler ist aus der DE-B: Christof Rohrbach, "Handbuch für elektri­ sches Messen mechanischer Größen", VDI-Verlag Düsseldorf (1967), S. 169 bis 170, 189, bekannt.

Die Erfindung betrifft insbesondere einen Miniatur- Umwandler, welcher insbesondere für ophthalmische Messungen und insbesondere für Messungen des intra­ okularen Drucks in vivo verwendet wird. Dabei findet die Erfindung Anwendung für die genaue Diagnose und Behandlung von Glaukomen.

Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere für ophthalmische Anwendungen geeignet ist, ist die Erfin­ dung nicht auf diese Verwendungsart beschränkt. Bei­ spielsweise kann der Umwandler zur Feststellung der Acidität oder der Alkalinität einer Lösung verwendet werden, wenn der Umwandler in ein pH-quell­ bares Plastimaterial eingekapselt wird. Da der Umwandler klein genug ist, um wie eine Pille verschluckt zu werden, kann die Lösung eine Intestinal-Lösung sein. In gleicher Weise kann der Umwandler im Zusammenhang mit einem Bimetall- oder Biplastik­ streifen verwendet werden, um die Temperatur zu messen. Grund­ sätzlich reagiert der Umwandler direkt auf einen Druck oder eine Kraft.

Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen, den intra­ okularen Druck zu messen. Aus den US-Patentschriften 38 93 444 und 37 69 961 ergibt sich ein Telemetriesystem für die Messung biologischer Zustände innerhalb des Auges. Diese Systeme er­ fordern äußere elektrische Leitungen, die vom Auge ausgehen. Solch ein System beeinträchtigt erheblich die Beweglichkeit des Patienten und gibt Anlaß zu anderen Nachteilen. Die US-PS 40 89 329 offenbart einen Umwandler, welcher in oder auf dem Auge angebracht wird. Dieser Umwandler wird durch Drähte mit einem Sender verbunden, der sich jedoch in der Nähe des Auges auf dem Patienten direkt befindet. Daher werden der Sen­ der und der Umwandler am Patienten selbst angebracht, so daß die Beweglichkeit des Patienten nicht beeinträchtigt ist. Jedoch ist eine solche Anordnung kostspielig und kompliziert.

Weiterhin offenbart die US-PS 39 58 560 die Übertragung einer Infrarotstrahlung durch das Auge. Der Infrarotsender befindet sich an einer Seite des Auges und der Infrarotempfänger auf der anderen Seite des Auges. Außerdem sind eine Kraftquelle und ein Datensender am Auge angeordnet. Daher schafft diese Anordnung eine extrem komplizierte und teure Lösung für das Problem der Messung biologischer Zustände im Auge.

Aus R. C. A. Technical Note Nr. 602, vom Dezember 1964 ergeben sich drei verschiedene Formen eines Umwandlers, welcher auf dem oder in dem Auge angebracht werden kann. Die erste die­ ser Ausführungsformen umfaßt einen Resonanzkreis, welcher aus einer Einzelspule und einem Einzelkondensator und einem Magneten besteht, welcher relativ zu dem Resonanzkreis oder Schwingkreis bewegbar ist. Die zweite Ausführungsform um­ faßt einen Magneten und eine Einzelspule, welche beide einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt sind. Die dritte Ausführungs­ form umfaßt einen druckempfindlichen Transistor und einen komplizierten elektronischen Schaltkreis, um einen Betriebs­ kreis für den Transistor zu schaffen.

Die vorgenannten Umwandler haben den Nachteil einer mangeln­ den Beweglichkeit des Patienten, hoher Kosten und Kompli­ ziertheit des Umwandlers oder des Fehlens einer ausreichen­ den Resolution und/oder Genauigkeit.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Um­ wandler zu schaffen, der bei einer einfachen und preis­ werten Ausführung hohe Meßgenauigkeit bei ausreichender Beweglichkeit des Patienten gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Resonanz­ frequenz der beiden Spulen unter Verwendung eines elektro­ magnetischen oder anderen Feldes an einem entfernten Punkt gemessen werden kann, ohne daß äußere Leitungen oder Drähte notwendig wären, die vom Auge ausgehen. Daher ist der Pa­ tient keineswegs beeinträchtigt oder in seiner Beweglich­ keit eingeschränkt, wie dies bei den bekannten Systemen der Fall ist. Darüber hinaus resultiert die lineare Verhaltens­ weise zwischen der Umwandlerresonanzfrequenz und dem intra­ okularen Druck über physiologische Bereiche in einer er­ wünscht hohen Betriebswirksamkeit des Umwandlers. Weiterhin ist die Konstruktion des Umwandlers relativ unkompliziert, so daß der Umwandler mit geringen Kosten hergestellt werden kann.

Vorzugsweise umfaßt das vorgenannte feste Teil ein Gehäuse für den Umwandler. Zuzüglich berühren sich die beiden Spu­ len in der Ausgangs- oder Ruhestellung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert, die einen schematischen Quer­ schnitt durch eine elliptische Kontaktlinse zeigt, in die der Umwandler eingebaut ist.

Ein Gehäuse 1 des Umwandlers umfaßt eine topfförmige "Kon­ taktlinse", die aus herkömmlichen Materialien hergestellt ist, wie beispielsweise Hydrogel oder Polymethylmethacrylat. Das Gehäuse 1 ist durch eine gekrümmte Vorderabdeckung 2 abgedeckt, die die nach außen gerichtete Fläche des Um­ wandlers darstellt. Entsprechend gelangt die Vorderab­ deckung 2 in Berührung mit der Innenfläche des Augenliedes, während die im wesentlichen konkave Fläche des Gehäuses 1 auf die Oberfläche des Auges aufgebracht wird. Die Vorderabdeckung 2 besteht vorzugsweise aus Polymethylmethacrylat und ist auf das Ge­ häuse 1 mittels eines synthetischen Gummis aufgebracht bzw. verklebt.

Das Innere des Gehäuses 1 ist so ausgebildet, daß es eine ringförmige Ablage 3 vorsieht, die eine feste Abstützung für den Umwandler bildet. Eine innere Spule 4 ist auf die Ab­ lage 3 geklebt und windet sich in eine oder mehrere Schichten parallel zur Ablage 3 mit im wesentlichen konzentrischen Wick­ lungen um eine in der Ablage 3 befindliche Öffnung. Die äußere und oberste Wicklung der inneren Spule 4 setzt sich vorzugs­ weise so fort, daß sie die äußerste Wicklung der Einzel­ schicht oder der untersten Schicht einer äußeren Spule 5 bil­ det, die normalerweise auf der inneren Spule 4 ruht. Beide Spulen 4 und 5 sind im gleichen Sinn für eine Maximalkapazität gewickelt. Die Spulen 4 und 5 sind vorzugsweise in einer acryl­ saure Gebißgießmasse eingebettet.

Die äußere Spule 5 ist auf einen permeablen Kern 6 geklebt, welcher vorzugsweise aus in einem acrylsauren Leim oder in einen anderen Klebstoff eingebettetes, fein geschliffenes Ferritmaterial besteht. Der Kern 6 hat die Form eines Zylinders, welcher durch die beiden Spulen 4 und 6 ragt. Daher bildet der Kern 6 einen üblichen permeablen Kern für beide Spulen. Es können allerdings auch andere permeable Materialien, wie herkömmliche Ferrite, für den Kern 6 verwendet werden.

Die äußere Spule 5 und der Kern 6 sind so angeordnet, daß sie sich relativ zur inneren Spule 4 und zur Ablage 3 mittels einer Membran 7 aus synthetischem Gummi oder ähnlichem Ma­ terial bewegen. Diese Membran 7 bedeckt das nach innen gerich­ tete Ende des Kerns 6 und die nach innen gerichtete Fläche der Ablage 3. Weiterhin verläuft die Membran 7 teilweise in den Ringraum zwischen der inneren Spule 4 und dem Kern 6.

Wenn keine Kraft auf den Kern 6 oder die äußere Spule 5 auf­ gebracht wird, drückt die Membran 7 die äußere Spule 5 in die Ausgangs- oder Ruhestellung, in der sie die innere Spule 4 berührt. Wenn der Umwandler auf der Oberfläche des Auges aufgebracht ist, wird der Kern 6 über den Augapfel dem intra­ okularen Druck ausgesetzt und bewegt daher die äußere Spule 5 weg von der inneren Spule 4.

Die Trennung der Spulen 4 und 5 voneinander ändert die Eigen­ resonanzfrequenz der Spulen 4 und 5, so daß die Resonanzfre­ quenz der Spulen von dem intraokularen Druck abhängig ist. Über physiologische Bereiche ist dieses Verhältnis im wesent­ lichen linear. Die Messung der Resonanzfrequenz der Umwand­ lerspulen kann durch die verschiedensten Verfahren durchge­ führt werden, einschließlich der bekannten Verwendung eines Griddippers bzw. eines Resonanzmeßgerätes.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann die nach­ giebige Befestigung der Spule 5 und des Kerns 6 einen Körper 8 aus nachgiebigem Material, wie beispielsweise ein Silikon­ gummigel umfassen, welches sich zwischen der Vorderabdeckung 2 und der Spule 5 befindet, wie dies durch unterbrochene Linien in der Zeichnung dargestellt ist. Der Körper 8 berührt nicht die im wesentlichen zylindrischen Seiten der Spule 4 und berührt auch vorzugsweise (siehe Darstellung) nicht die im wesentlichen zylindrischen Seitenflächen der Spule 5. Der Körper 8 kann alleine anstatt der Membran 7 oder aber zusam­ men mit der Membran 7 verwendet werden, um eine Rückkehr der Spule 5 in die Ausgangs- oder Ruhestellung zu bewirken, wenn kein zusätzlicher Druck auf den Kern wirkt.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann die nachgiebige Anordnung der Spule 5 und des Kerns 6 mittels zwei Metall­ hebeln oder Blattfedern 10 und 11 erfolgen, die in der Zeich­ nung in gepunkteten Linien dargestellt sind. Diese Federn sind im Gehäuse 1 eingebettet und drücken auf die Spule 4 und den Kern 6.

Um eine absolute Druckmessung zu schaffen, kann die Vorder­ abdeckung 2 mit Perforierungen oder Entlüftungslöchern 9 versehen und/oder flexibel sein, um dadurch eine unverbote­ ne Bewegung der Spule 5 und des Kerns 6 zu erlauben. Diese Anordnung zum absoluten Messen eines Drucks kann für die Gummimembran 7, den nachgiebigen Materialkörper 8 oder für die Kombination dieser beiden nachgiebigen Befestigungsanord­ nungen verwendet werden.

Claims (10)

1. Umwandler, mit einer ersten Spule (5), einer zweiten Spule (4) und einem permeablen Kern (6), wobei die zweite Spule (4) an einem festen Teil (3) befestigt ist und der Kern (6) durch eine Befestigungseinrich­ tung (7; 8; 10, 11) relativ zum festen Teil (3) bewegbar abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule (5) mit dem Kern (6) verbunden ist und sich mit diesem an der nachgiebig ausgebildeten Befesti­ gungseinrichtung (7; 8; 10, 11) abstützt, welche die erste Spule (5) und den Kern (6) in eine Ausgangs- oder Ruhestellung relativ zum festen Teil (3) drückt, wenn keine Druckkraft auf die erste Spule (5) und/oder den Kern (6) wirkt.

2. Umwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das feste Teil eine ringförmige Ablage (3) bildet, welche zentral auf einer konkaven Fläche einer topfförmigen Kappe (1) angeordnet ist, die auf einem Augapfel anbringbar ist.

3. Umwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kern (6) in eine zentrale Öffnung der ringförmigen Ablage (3) ragt, daß der Kern (6) im Inneren der Ablage (3) angeordnet ist, und daß die erste Spule (5) koaxial mit dem Kern (6) angeordnet und mit dessen ande­ rem Ende verbunden ist.

4. Umwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Spule (4) koaxial zum Kern (6) zwischen der Ablage (3) und der ersten Spule (5) angeord­ net und an der Ablage (3) befestigt ist.

5. Umwandler nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die nachgiebige Befesti­ gungseinrichtung eine Membran (7) aus nachgiebigem Material ist, die an der Ablage (3) und an dem einen Ende des Kerns (6) befestigt ist, wobei die Membran in die zentrale Öff­ nung der Ablage (3) ragt.

6. Umwandler nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgie­ bige Befestigungseinrichtung einen Körper (8) aus nachgiebi­ gem Material umfaßt, welcher sich zwischen der ersten Spule (5) und dem anderen Ende des Kerns (6) im Inneren der Kappe (1) befindet.

7. Umwandler nach den Ansprüchen 5 und/oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die nachgiebige Befesti­ gungseinrichtung (7, 8) aus einem synthetischen Gummi oder einem Silikongummigel besteht.

8. Umwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Spule (4) in einer oder mehreren Schichten gewickelt ist, wo­ bei die Wicklungen in einer Schicht im wesentlichen kon­ zentrisch liegen.

9. Umwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen (4, 5) in Reihe geschaltet sind.

10. Umwandler nach Anspruch 5 oder einem der davon abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlüftungsloch (9) vorgesehen ist, welches in den Raum zwischen der Kappe (1) und der Ablage (3) ragt.