徐聰恩/寧波市計量測試研究院

0 引言

眼球內(nèi)部的壓力叫做眼內(nèi)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(nèi)的眼球內(nèi)容物對于眼球壁所產(chǎn)生的壓力。眼壓大小是眼科醫(yī)生判定眼睛健康的重要標(biāo)志，是用于診斷眼科疾病、觀察病情、估測預(yù)后、評價療效等的重要手段和指標(biāo)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(diào)整實施的《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計量器具明細(xì)目錄》中，眼壓計都屬于強(qiáng)制檢定的工作計量器具。到目前為止，已經(jīng)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(zhì)量的壓針對角膜的壓陷深度而間接測量眼壓，分度標(biāo)尺上的每一格相當(dāng)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(zhì)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(jī)電技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)眼壓的自動化測量。

壓陷式眼壓計從20世紀(jì)70年代開始起步，上海市計量測試技術(shù)研究院根據(jù)壓陷式眼壓計的工作原理和結(jié)構(gòu)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(zhì)量、位移和角度三個參數(shù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，通過機(jī)電結(jié)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(nèi)部眼壓p、作用力F和角膜被壓平面積A具有如下關(guān)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(jī)械傳動裝置等組成。中國計量科學(xué)研究院和上海市計量測試技術(shù)研究院根據(jù)接觸式壓平眼壓計工作原理和結(jié)構(gòu)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(xué)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(biāo)稱值進(jìn)行測量。壓平圓直徑的測量是通過光學(xué)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(diào)節(jié)測量頭雙棱鏡分割線與光學(xué)極限量規(guī)水平虛線重合來進(jìn)行測量。Goldmann當(dāng)初基于大量的人眼角膜的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(nèi)部的眼壓，而3.06 mm壓平直徑的選取，只是為方便設(shè)計Goldmann眼壓計，此時1 g的質(zhì)量力正好對應(yīng)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(jìn)行測量。如在直徑4 mm中心區(qū)域內(nèi)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(shù)研究院、中國計量科學(xué)研究院、上海市計量測試技術(shù)研究院、福建省計量科學(xué)研究院和杭州市質(zhì)量技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)系統(tǒng)組成，根據(jù)測量力-時關(guān)系、反射光及角膜曲率等參數(shù)研制的標(biāo)準(zhǔn)模擬人眼，來測量眼壓計的示值誤差及重復(fù)性。

4 三種眼壓計的比較

Schiotz眼壓計受人的心理因素、眼肌強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)鞏膜硬度進(jìn)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(zhǔn)確的測量結(jié)果使之在世界范圍廣泛應(yīng)用，并成為眼壓測量的金標(biāo)準(zhǔn)。但事實上還有很多因素可影響Goldmann眼壓計測量的準(zhǔn)確性，例如眼球相關(guān)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(shù)相關(guān)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(shù)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(jī)率，多次測量后眼壓值不降低，重復(fù)性好，適合大規(guī)模普查，特別適合于眼部術(shù)后早期創(chuàng)口未愈時的眼壓測量，目前已經(jīng)被大量應(yīng)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(shù)后的眼壓測量結(jié)果不準(zhǔn)確，特別是在高眼壓區(qū)可靠性較低。

5 結(jié)語

眼壓計在各大醫(yī)院已經(jīng)相當(dāng)普及，在未來也會向便攜性、非接觸性、高精度性方面不斷進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，各大醫(yī)院眼壓計無法溯源，準(zhǔn)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)。