【摘 要】
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青光眼作为世界上第二大不可逆性致盲疾病,主要是由病理性眼压（Intraocular Pressure,IOP）升高导致的。研究表明,人体眼压一天24小时都在波动,青光眼患者眼压波动范围更大,并且和外界环境均有关。临床上已经有多款眼压计可供使用,但大多数都需要经验丰富的医务人员操作,无法实现居家自行测量。因此本文希望在现有眼压计的基础上,设计一款可供青光眼患者居家自行测量眼压的便携式眼压计。目前临床
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青光眼作为世界上第二大不可逆性致盲疾病,主要是由病理性眼压（Intraocular Pressure,IOP）升高导致的。研究表明,人体眼压一天24小时都在波动,青光眼患者眼压波动范围更大,并且和外界环境均有关。临床上已经有多款眼压计可供使用,但大多数都需要经验丰富的医务人员操作,无法实现居家自行测量。因此本文希望在现有眼压计的基础上,设计一款可供青光眼患者居家自行测量眼压的便携式眼压计。目前临床上将基于压平法的Goldmann压平眼压计（Goldmann Applanation Tonometry,GAT）作为“金标准”,其通过测量单个角膜压平状态时的受力和压平面积来获取眼压值。本文在此基础上提出了一种基于新型压平法的台式眼压计样机,该眼压计由两部分组成:电容式压力传感器（Capacitive Force Sensor,CFS）和步进位移控制器,施加在角膜压平区域的力和下压距离分别由传感器的电容输出和步进位移控制器的移动距离得到。该台式眼压计样机在离体猪眼上验证了其可行性。为了进一步实现便携式眼压测量的目的,本文设计了一款便携式位移控制器替代了上述步进位移控制器,与传感器结合开发了一款便携式眼压计样机,该便携式眼压计样机同时在离体猪眼、加眼睑的离体猪眼和活体人眼上验证了可行性。不同于传统压平法的是,本文眼压计（1）可实现眼睑接触式眼压测量;（2）可获取多个角膜压平状态下的参数,如下压位移、传感器输出电容等;（3）结合眼睑参数建立多个角膜压平态下的多参数的非线性关系模型,获得高精度和分辨率的眼压值。此外,本文还构建了一种基于有限元法（Finite Element Method,FEM）的数值模型来分析眼压计的性能。本文提出的便携式眼压计样机在离体猪眼上实现了高精度测量（测量误差在+0.11～+0.31 mmHg范围内）、较小的眼间差异（不同猪眼之间的差异小于3.3%）和出色的分辨率（小于1 mmHg）。同时,便携式眼压计在附有三种不同眼睑厚度的猪眼上实现了高精度眼压测量（测量误差在-0.96～+0.83 mmHg范围内）。此外,本文利用便携式眼压计样机测量了 12位志愿者的眼压数据,并结合非线性拟合算法,测量眼压的相对误差保持在15%以内。
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