Тонометр по своей конструкции должен быть очень прост, чтобы им можно было легко и быстро, почти моментально, производить измерения на таком деликатном и чувствительном органе, каким является глаз.
Талантливому русскому ученому Алексею Николаевичу Маклакову принадлежит изобретение аппланационного тонометра. Прибор, названный им «снарядом», впервые описан в журнале «Медицинское обозрение» в декабре 1884 г., а затем – во французском офтальмологическом журнале. Однако не все современники по достоинству оценили тонометр Маклакова, завязалась научная дискуссия. Изобретатель глубоко переживал непризнание прибора, он писал: «… восемь лет равнодушия, восемь лет враждебного отношения к снаряду и необыкновенно трогательной привязанности к пальпации, несостоятельность которой даже смешно доказывать. Больше, чем когда-нибудь я уверен, что тонометр найдет себе применение… А все-таки жаль восьми лет, потерянных из-за непонятного упорства со стороны лиц, от которых можно было ожидать чего-нибудь и большего…». Профессор А. Н. Маклаков умер в 1895 г., не дождавшись широкого применения предложенного им прибора.
В 1888 г. немецкий физиолог профессор Адольф Фик (1829-1901) изобрел свой офтальмотонометр, построенный на том же принципе сплющивания стенки глаза, но действующий исключительно на склеру. Это – пружинный тонометр, в котором медная пластинка диамером 6,8 мм прижимается с силой, действующей перпендикулярно к ее плоскости, к склере глаза до полного соприкосновения с последней. В это время под пластинкой на пространстве, равном площади последней, происходит сплющивание сферической поверхности глаза до горизонтальной плоскости, причем наступает равновесие между двумя силами, силою внутриглазного давления и силою, давящей на пластинку снаружи, действующими на одну и ту же площадь (пластинку) в противоположных направлениях; зная, следовательно, одну из этих сил, например, силу наружного давления на глаз, определяют и другую силу – величину внутриглазного давления, т. к. обе эти силы равны. На лицевой стороне рамки тонометра, соответственно свободному концу пружинной пластинки, укреплена шкала с делениями от 0 до 40; каждое деление – 1 г силы упругости (сопротивления) стальной пластинки, что приравнивается давлению ртутного столба в 2 мм высотою. Следовательно, умножая на два показания тонометра, легко получить выражение внутриглазного давления в миллиметрах ртути . Верность принципа аппланационной тонометрии была доказана математически. Французский ученый А. Имберт, занимавшийся изучением эластичности каучука, исследуя тонометры Маклакова, а затем Фика, привел математические расчеты, согласно которым следует отказаться от тонометров, производящих вдавление и употреблять только те, которые дают сплющивание. Сын А. Фика, Р. А. Фик, проверяя тонометр отца, подтвердил его теоретические выводы путем результатов геометрических построений - при данном диаметре аппланации тонометрическое ВГД равно удвоенной силе весовой нагрузки. Таким образом, оба автора двумя различными математическими способами пришли к одному и тому же выводу. Преимущества тонометра Фика: больной мог находиться в сидячем положении, легкость исследования, так сказать, «на ходу», что важно в условиях амбулаторного наблюдения. Но тонометр имел ряд недостатков: круглая пластинка инструмента должна плотно прилегать всей своей поверхностью к глазу, не вдавливаясь в него. На практике определить нужный момент достаточно сложно – края пластинки или вдавливаются или неплотно прилегают. Один край пластинки может вдавливаться больше другого, это обстоятельство несколько искривляет пружинку, и деления уже не имеют прежнего значения. Широкого практического применения этот тонометр не получил из-за его малой точности. Профессор С. С. Головин, исследуя тонометр Фика, считал, что этот инструмент дает ошибки, доходящие иногда до 37,5 %.
Тонометр Фика-Лившица 7 Способы определения ВГД стали темой диссертации С. К. Ляховича, представленной к защите в 1893 г. в Военно-медицинской академии. Сравнивая оба тонометра (Маклакова и Фика), автор отдавал предпочтение тонометру, предложенному А. Н. Маклаковым. Он выявил при измерении тонометром Маклакова колебания нормального ВГД в пределах от 21 до 31 mm Hg, среднее ВГД – 26 mm Hg; при измерении тонометром Фика – от 22 до 50 mm Hg, среднее давление – 34 mm Hg. Подчеркивая трудность выяснения абсолютного тонометрического давления, Ляхович писал: «Имея дело с таким органом, как глаз, который, в сущности, по своей форме и строению не подходит ни под одно из известных геометрических тел, в котором отношения очень сложны и запутаны, мы вряд ли можем требовать от тонометра вообще очень большой точности – тем более абсолютной. Нам даже кажется, что абсолютно точного тонометра, в сущности, и быть не может, ввиду хотя бы индивидуальных разниц в глазах различных субъектов; поэтому очевидно, в офтальмотонометрии вообще может быть речь только об относительной – большей или меньшей точности того или другого метода. Другой отечественный исследователь (Хвалынский В. А., 1897) также выявил ряд существенных недостатков у тонометра Фика: при измерении высоких давлений приходилось давить на глаз с силой, что неприятно для больного; требовалось хорошее боковое освещение. Однако автор считал, что тонометр Фика более удобен, чем инструмент Маклакова, при измерении внутриглазного давления в случае гипотонии (4-16 mm Hg) [7]. На одном из заседаний Общества глазных врачей в Москве в 1904 г. С. Я. Лившиц, в то время студент математического факультета Московского университета, продемонстрировал новый офтальмотонометр, представляющий видоизмененный тонометр Фика. Им предложено производить аппланацию не склеры, а роговицы и осуществлять это с помощью прозрачной призмы полного внутреннего преломления, основание которой равно 6,8 мм. При аппланации роговицы призмой на ее основании контрастно вырисовывается аппланационный кружок. Данный прибор принято называть тонометром Фика-Лившица. К его недостаткам относится то обстоятельство, что момент соприкосновения вписываемого кружка со стороной квадрата не всегда легко точно уловить. До революции тонометр Фика-Лившица изготавливался известной оптической фирмой Швабе и стоил 15 рублей (по ценам 1904 г.). Несмотря на то, что тонометр Фика-Лившица не получил клинического применения, за ним осталось историческое значение. Впервые предложенное С. Я. Лившицем контрастирование зоны аппланации с помощью оптической призмы полного преломления было в последующем использовано в целой группе тонометров и индикаторов ВГД, прежде всего, на его основе построен реактотонометр А. И. Дашевского (1939). Благодаря предложению Лившица на стыке двух основных групп тонометров возникла новая группа, отличительной особенностью которой является прозрачность тела, непосредственно производящего уплотнение роговицы. Модификации этого тонометра расширили возможности и перспективы аппланационного метода тонометрии глаза.