三種眼壓計計量淺析

徐聰恩/寧波市計量測試研究院

0 引言

眼球內部的壓力叫做眼內壓（IOP），簡稱眼壓，眼壓是指包括房水、玻璃體、晶狀體和血液在內的眼球內容物對于眼球壁所產生的壓力。眼壓大小是眼科醫(yī)生判定眼睛健康的重要標志，是用于診斷眼科疾病、觀察病情、估測預后、評價療效等的重要手段和指標之一。

眼壓計是定量測量眼壓的專用儀器，在1987年發(fā)布和1999年調整實施的《中華人民共和國強制檢定的工作計量器具明細目錄》中，眼壓計都屬于強制檢定的工作計量器具。到目前為止，已經有數(shù)十種眼壓計相繼問世，在眾多的眼壓計中，大致可分為壓陷式眼壓計、接觸式壓平眼壓計和非接觸式眼壓計三類。

1 壓陷式眼壓計

壓陷式眼壓計[1-2]（impression tonometers，IT）是測量人體眼壓的一種專用儀器，Schiotz眼壓計（SIT）是壓陷式眼壓計的典型代表。其工作原理是根據(jù)一定質量的壓針對角膜的壓陷深度而間接測量眼壓，分度標尺上的每一格相當于1/20 mm的角膜壓陷深度，根據(jù)壓陷深度值及壓針和砝碼的質量，查眼壓換算表獲得眼壓值。智能型的壓陷式眼壓計通過光機電技術結合，實現(xiàn)眼壓的自動化測量。

壓陷式眼壓計從20世紀70年代開始起步，上海市計量測試技術研究院根據(jù)壓陷式眼壓計的工作原理和結構特點研制了壓陷式眼壓計檢定裝置，起草了JJG 574-2004《壓陷式眼壓計》檢定規(guī)程，該檢定裝置由三臺測量儀器（專用天平、專用測微計和傾斜儀組成），分別測量眼壓計的質量、位移和角度三個參數(shù)。隨著技術的不斷發(fā)展，通過機電結合的方式，在一臺檢定裝置上完成了壓陷式眼壓計的自動測量。

2 接觸式壓平眼壓計

接觸式壓平眼壓計[3-4]（applanation tonometers，AT）工作原理是基于Imbert-Fick原理，將眼球視為一個理想的表面干燥的彈性薄壁圓球，則內部眼壓p、作用力F和角膜被壓平面積A具有如下關系：

Goldmann眼壓計（GAT）是接觸式壓平眼壓計的典型代表，測量時通常與裂隙燈配合使用，用壓平眼壓計測量頭壓平一定面積的角膜，根據(jù)所需的作用力來測定眼壓。接觸式壓平眼壓計主要由測量頭、測量臂、作用力旋鈕以及連接測量臂和作用力旋鈕的機械傳動裝置等組成。中國計量科學研究院和上海市計量測試技術研究院根據(jù)接觸式壓平眼壓計工作原理和結構特點研制了接觸式壓平眼壓計檢定裝置，起草了JJG 1141-2017《接觸式壓平眼壓計》檢定規(guī)程。檢定裝置主要由作用力檢測裝置、光學極限量規(guī)和平晶組成。

通過作用力檢測裝置對接觸式壓平眼壓計的作用力分度或標稱值進行測量。壓平圓直徑的測量是通過光學極限量規(guī)緊貼在測量頭前表面并中心對齊，通過顯微成像系統(tǒng)測量，調節(jié)測量頭雙棱鏡分割線與光學極限量規(guī)水平虛線重合來進行測量。Goldmann當初基于大量的人眼角膜的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當角膜的前表面壓平直徑為3～3.5 mm時，角膜的彈性力與淚膜的表面張力幾乎相互抵消，接觸式壓平法所測得的眼壓最接近實際眼球內部的眼壓，而3.06 mm壓平直徑的選取，只是為方便設計Goldmann眼壓計，此時1 g的質量力正好對應于10 mmHg的眼壓值。用平晶工作面以微小角度逐漸與測量頭前表面相貼合，借助波長589 nm的低壓鈉燈和10倍放大鏡，讀取環(huán)形干涉帶數(shù)，對測量頭前表面平面度進行測量。如在直徑4 mm中心區(qū)域內環(huán)形干涉帶數(shù)不超過10，那么前表面平面度就小于規(guī)程規(guī)定的 3 μm。

此外，還有Perkins眼壓計、Draeger眼壓計、Maklakoff眼壓計和Mackay-Marg眼壓計等接觸式壓平眼壓計，工作原理和檢測方式大抵相同。

3 非接觸式眼壓計

非接觸式眼壓計[5-6]（non-contact tonometers，NCT）工作原理同樣是采用Imbert-fick原理，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 mm圓形平面，此時空氣脈沖的壓力等于眼壓，由此測得眼壓數(shù)值。非接觸式眼壓計主要包括噴氣系統(tǒng)、紅外對焦系統(tǒng)、壓平監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。中國測試技術研究院、中國計量科學研究院、上海市計量測試技術研究院、福建省計量科學研究院和杭州市質量技術監(jiān)督檢測院共同研制了非接觸式眼壓計檢定裝置，起草了JJG 1143-2017《非接觸式眼壓計》檢定規(guī)程。該檢定裝置主要由標準模擬人眼和支架組成。非接觸式眼壓計由氣流系統(tǒng)、壓平監(jiān)視系統(tǒng)和校準系統(tǒng)組成，根據(jù)測量力-時關系、反射光及角膜曲率等參數(shù)研制的標準模擬人眼，來測量眼壓計的示值誤差及重復性。

4 三種眼壓計的比較

Schiotz眼壓計受人的心理因素、眼肌強力收縮、鞏膜硬度、角膜曲率等因素影響，對眼球施加的重力明顯增加了房水外流，且需要標準鞏膜硬度進行換算而使眼壓值有誤差。但其價格低廉、攜帶方便，不受患者體位影響。

Goldmann壓平式眼壓計能消除鞏膜硬度對眼壓的影響，其準確的測量結果使之在世界范圍廣泛應用，并成為眼壓測量的金標準。但事實上還有很多因素可影響Goldmann眼壓計測量的準確性，例如眼球相關的誤差因素：如角膜前淚液膜、角膜散光、角膜曲率等；與測量技術相關的影響因素：如眼壓計與角膜的接觸、棱鏡與角膜的接觸時間等，同時該眼壓計對操作人員技術要求比較高，且只能坐姿測量。

非接觸式眼壓計操作簡單方便，測量迅速，無需消毒儀器和麻醉劑，減少了角膜損傷和感染的機率，多次測量后眼壓值不降低，重復性好，適合大規(guī)模普查，特別適合于眼部術后早期創(chuàng)口未愈時的眼壓測量，目前已經被大量應用于臨床研究及醫(yī)療。但其同樣有其局限性，因受到角膜厚度和屈光狀態(tài)影響，該眼壓計對高度散光、角膜渾濁、角膜移植術后的眼壓測量結果不準確，特別是在高眼壓區(qū)可靠性較低。

5 結語

眼壓計在各大醫(yī)院已經相當普及，在未來也會向便攜性、非接觸性、高精度性方面不斷進行創(chuàng)新發(fā)展。但涉及眼壓計溯源性的檢定規(guī)程近幾年才陸續(xù)發(fā)布，特別是相對較新且常用的接觸式壓平眼壓計和非接觸式眼壓計。各省市級計量院所還很少建立眼壓計社會公用計量標準，各大醫(yī)院眼壓計無法溯源，準確性無法得到保障。希望本文能拋磚引玉，給廣大計量同行提供些參考和啟發(fā)。