三种眼压计计量浅析

徐聪恩/宁波市计量测试研究院

0 引言

眼球内部的压力叫做眼内压（IOP），简称眼压，眼压是指包括房水、玻璃体、晶状体和血液在内的眼球内容物对于眼球壁所产生的压力。眼压大小是眼科医生判定眼睛健康的重要标志，是用于诊断眼科疾病、观察病情、估测预后、评价疗效等的重要手段和指标之一。

眼压计是定量测量眼压的专用仪器，在1987年发布和1999年调整实施的《中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录》中，眼压计都属于强制检定的工作计量器具。到目前为止，已经有数十种眼压计相继问世，在众多的眼压计中，大致可分为压陷式眼压计、接触式压平眼压计和非接触式眼压计三类。

1 压陷式眼压计

压陷式眼压计[1-2]（impression tonometers，IT）是测量人体眼压的一种专用仪器，Schiotz眼压计（SIT）是压陷式眼压计的典型代表。其工作原理是根据一定质量的压针对角膜的压陷深度而间接测量眼压，分度标尺上的每一格相当于1/20 mm的角膜压陷深度，根据压陷深度值及压针和砝码的质量，查眼压换算表获得眼压值。智能型的压陷式眼压计通过光机电技术结合，实现眼压的自动化测量。

压陷式眼压计从20世纪70年代开始起步，上海市计量测试技术研究院根据压陷式眼压计的工作原理和结构特点研制了压陷式眼压计检定装置，起草了JJG 574-2004《压陷式眼压计》检定规程，该检定装置由三台测量仪器（专用天平、专用测微计和倾斜仪组成），分别测量眼压计的质量、位移和角度三个参数。随着技术的不断发展，通过机电结合的方式，在一台检定装置上完成了压陷式眼压计的自动测量。

2 接触式压平眼压计

接触式压平眼压计[3-4]（applanation tonometers，AT）工作原理是基于Imbert-Fick原理，将眼球视为一个理想的表面干燥的弹性薄壁圆球，则内部眼压p、作用力F和角膜被压平面积A具有如下关系：

Goldmann眼压计（GAT）是接触式压平眼压计的典型代表，测量时通常与裂隙灯配合使用，用压平眼压计测量头压平一定面积的角膜，根据所需的作用力来测定眼压。接触式压平眼压计主要由测量头、测量臂、作用力旋钮以及连接测量臂和作用力旋钮的机械传动装置等组成。中国计量科学研究院和上海市计量测试技术研究院根据接触式压平眼压计工作原理和结构特点研制了接触式压平眼压计检定装置，起草了JJG 1141-2017《接触式压平眼压计》检定规程。检定装置主要由作用力检测装置、光学极限量规和平晶组成。

通过作用力检测装置对接触式压平眼压计的作用力分度或标称值进行测量。压平圆直径的测量是通过光学极限量规紧贴在测量头前表面并中心对齐，通过显微成像系统测量，调节测量头双棱镜分割线与光学极限量规水平虚线重合来进行测量。Goldmann当初基于大量的人眼角膜的实验数据，发现当角膜的前表面压平直径为3～3.5 mm时，角膜的弹性力与泪膜的表面张力几乎相互抵消，接触式压平法所测得的眼压最接近实际眼球内部的眼压，而3.06 mm压平直径的选取，只是为方便设计Goldmann眼压计，此时1 g的质量力正好对应于10 mmHg的眼压值。用平晶工作面以微小角度逐渐与测量头前表面相贴合，借助波长589 nm的低压钠灯和10倍放大镜，读取环形干涉带数，对测量头前表面平面度进行测量。如在直径4 mm中心区域内环形干涉带数不超过10，那么前表面平面度就小于规程规定的 3 μm。

此外，还有Perkins眼压计、Draeger眼压计、Maklakoff眼压计和Mackay-Marg眼压计等接触式压平眼压计，工作原理和检测方式大抵相同。

3 非接触式眼压计

非接触式眼压计[5-6]（non-contact tonometers，NCT）工作原理同样是采用Imbert-fick原理，利用具有可控空气脉冲挤压眼角膜中心位置，使角膜变形，形成直径约3.6 mm圆形平面，此时空气脉冲的压力等于眼压，由此测得眼压数值。非接触式眼压计主要包括喷气系统、红外对焦系统、压平监测系统、数据处理系统等。中国测试技术研究院、中国计量科学研究院、上海市计量测试技术研究院、福建省计量科学研究院和杭州市质量技术监督检测院共同研制了非接触式眼压计检定装置，起草了JJG 1143-2017《非接触式眼压计》检定规程。该检定装置主要由标准模拟人眼和支架组成。非接触式眼压计由气流系统、压平监视系统和校准系统组成，根据测量力-时关系、反射光及角膜曲率等参数研制的标准模拟人眼，来测量眼压计的示值误差及重复性。

4 三种眼压计的比较

Schiotz眼压计受人的心理因素、眼肌强力收缩、巩膜硬度、角膜曲率等因素影响，对眼球施加的重力明显增加了房水外流，且需要标准巩膜硬度进行换算而使眼压值有误差。但其价格低廉、携带方便，不受患者体位影响。

Goldmann压平式眼压计能消除巩膜硬度对眼压的影响，其准确的测量结果使之在世界范围广泛应用，并成为眼压测量的金标准。但事实上还有很多因素可影响Goldmann眼压计测量的准确性，例如眼球相关的误差因素：如角膜前泪液膜、角膜散光、角膜曲率等；与测量技术相关的影响因素：如眼压计与角膜的接触、棱镜与角膜的接触时间等，同时该眼压计对操作人员技术要求比较高，且只能坐姿测量。

非接触式眼压计操作简单方便，测量迅速，无需消毒仪器和麻醉剂，减少了角膜损伤和感染的机率，多次测量后眼压值不降低，重复性好，适合大规模普查，特别适合于眼部术后早期创口未愈时的眼压测量，目前已经被大量应用于临床研究及医疗。但其同样有其局限性，因受到角膜厚度和屈光状态影响，该眼压计对高度散光、角膜浑浊、角膜移植术后的眼压测量结果不准确，特别是在高眼压区可靠性较低。

5 结语

眼压计在各大医院已经相当普及，在未来也会向便携性、非接触性、高精度性方面不断进行创新发展。但涉及眼压计溯源性的检定规程近几年才陆续发布，特别是相对较新且常用的接触式压平眼压计和非接触式眼压计。各省市级计量院所还很少建立眼压计社会公用计量标准，各大医院眼压计无法溯源，准确性无法得到保障。希望本文能抛砖引玉，给广大计量同行提供些参考和启发。