Пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора

.' Опис НІ ' ,, л У SMS 140 с М KB А61 В 3 / 00, А61 F 9 / 00 Пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора. Винахід належить до розряду медичних і може бути використаний в офтальмології, фізіології, фізіології праці, спортивній, авіаційній та космічній медицині для визначення часу впізнання, прийняття рішень і часу, необхідного для переходу апарату акомодації із стану спокою в стан максимального напруження та послаблення, функцій мозку, а також особливостей взаємодії окремих очей при бінокулярному сприйнятті зорової інформації. Відомий пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора / І Ах. № 957898 СРСР М Кл. З А61 F 9 / 00 Спосіб дослідження акомодації ока та пристрій для його здійснення 15.09.82. Бюл. № 34 / шляхом дослідження акомодації ока по вимірюванню положення найближчої та найдальшої точок ясного бачення. Недоліком відомого пристрою є те, що він має обмежену точність внаслідок того, що дозволяє тільки визначити положення найближчої та найдальшої точок ясного бачення ока при різних спектральних складових висвітлювання зорових об'єктів, які змінюються тільки при певних перевантаженнях апарата акомодації. В процесі діяльності, внаслідок різних динамічних навантажень на окремі складові єдиної функціональної системи зорового аналізатора, виникають погіршення в першу чергу в тих ланках, які мали найбільше навантаження. Таким чутливими ланками зорового аналізатора являються динамічні характеристики апарату акомодації, зокрема, час, необхідний для переходу апарату акомодації із стану спокою в стан максимального напруження та послаблення, час розпізнання зорових зображень, які відомий пристрій не дозволяє визначати. Крім того, цей пристрій не дозволяє визначити функціональний стан зорового аналізатора при бінокулярному режимі його функціонування, що істотно знижує точність визначення його функціонального стану. Відомий також пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора / 2, А.с № 957853 СРСР М.Кл.З А61 В 3 / 09 Пристрій для дослідження часу акомодації 15.09.82. Бюл. № 347 шляхом вимірювання часу акомодації при зору зблизька і віддалік. Недоліком відомого пристрою є те, що вимірювані ним значення часу акомодації при зору зблизька і віддалік, складаються не лише із сумарного значення часу акомодації і часу зорово-мовленої реакцій', а і часу прийняття рішень при розпізнанні тест - об'єкту, значення якого в цьому пристрої не бралося до уваги. Залежно від ступеня складності зорового завдання, час прийняття рішення змінюється в інтервалі від 70 мс до 120 мс / 3 /, що призводить до збільшення похибки у визначенні часу акомодаціїї. відповідно до закладеного в даному пристрої технічного рішення. Крім того, цей пристрій не дозволяє визначити функціональний стан зорового аналізатора при бінокулярному режимі його функціонування, що істотно знижує точність визначення його функціонального стану. Найбільш близьким за технічною сутністю до пристрою, що заявляється, є пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора/3, А.с. № ] 614794 СРСР МКІ 5 А61 В 3 / 09 Пристрій для визначення часу акомодаційного рефлексу ока 23.12.90. Бюл. № 47 / шляхом вимірювання часу акомодаційного рефлексу. Недоліком відомого пристрою є те, що він не дозволяє визначати функціональний стан найбільш чутливих до різних перевантажень ланок зорового аналізатора якими являються такі динамічні характеристики апарату акомодації, як час, необхідний для переходу апарату акомодації із стану спокою в стан максимального напруження та послаблення, та ступінь затруднень під час розпізнання зорових зображень, не дає можливість автоматично визначати точність розпізнання зорових об'єктів та моменти прийняття рішень піддослідним, що позбавляє стандартизації процедуру обстежень і обмежує точність одержання інформації. Крім того, цей пристрій не дозволяє визначити функціональний стан зорового аналізатора при бінокулярному режимі його функціонування, що істотно знижує точність визначення його функціонального стану. В основу пропонованого винаходу покладено завдання визначити функціональний стан зорового аналізатора шляхом обчислення відрізків часу, необхідних для розпізнання, переходу апарату акомодації із стану спокою в стан максимального напруження й послаблення, а також часу зорово - моторної реакції за бінокулярного режиму його функціонування з контролем водночас внеску кожного ока в бінокулярний зір. Сутність пристрою, який заявляється, полягає у тому, що для визначення функціонального стану зорового аналізатора його устатковано, послідовно з'єднаними блоками керування й таймера, вихід якого підключений до першого входу блока керування, а також блоком формування тестових сигналів, перший вхід котрого з'єднаний з другим виходом блоку керування, основою та підпіркою для фіксації голови пацієнта, крім того до нього додатково введено програмуючий генератор, блоки датчиків, формувачів імпульсів та цифровий дисплей, при цьому другий вхід блоку формування тестових сигналів підключено до виходу програмуючого генератора, з входом якого і входом цифрового дисплею з'єднані відповідно третій і четвертий виходи блоку керування, до другого входу якого підключено послідовно з'єднані блоки датчиків і формувачів імпульсів, підпірка для голови пацієнта додатково забезпечена двома оптичними голівками, з можливістю регулювання міжзіничної відстані та розділу полів зору для правого й лівого ока, а блок формування тестових сигналів додатково забезпечений керованими оклюдорами розміщеними вздовж зорових осей для правого і лівого ока відповідно. Новим у пристрої для визначення функціонального стану зорового аналізатора, що заявляється, є те, що до нього додатково уведено програмуючий генератор, блоки датчиків, формувачів імпульсів та цифровий дисплей, при цьому другий вхід блоку формування тестових сигналів підключено до виходу програмуючого генератора, з входом якого і входом цифрового дисплею з'єднані відповідно третій і четвертий виходи блоку керування, до другого входу якого підключено послідовно з'єднані блоки датчиків і формувачів імпульсів, підпірка для голови пацієнта додатково забезпечена двома оптичними голівками, з можливістю регулювання міжзіничної відстані та розділу полів зору для правого й лівого ока, а блок формування тестових сигналів додатково забезпечений керованими оклюдорами розміщеними вздовж зорових осей для правого і лівого ока відповідно. Додаткове уведення програмуючого генератора, блоків датчиків, формувачів імпульсів та цифрового дисплея, а також їх зв'язків між собою та іншими блоками пристрою, а також додаткове забезпечення підпірки для фіксації голови пацієнта двома оптичними голівками, з можливістю регулювання міжзіничної відстані та розділу полів зору для правого й лівого ока, додаткове забезпечення блоку формування тестових сигналів керованими оклюдорами, розташованими вздовж зорових осей для правого й лівого ока відповідно, дозволяє автоматично керувати пред'явленням тестових сигналів для правого і лівого ока, в належних точках вздовж їх зорових осей, з можливістю визначення їх особливостей функціонування, в тому числі часу, необхідного для їх переходу із стану спокою в стан максимального напруження й ослаблення, точності і моментів виконання відповідних дій, з врахуванням динаміки яких автоматично змінювати час експозиції та місця пред'явлення зорових тестови х сигналів, а також випадковість їх категоріальних характеристик та забезпечити можливість стандартизації процедури обстеження. На малюнку представлено блок - схему пристрою, який заявляється. Пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора містить: блок керування 1, що запезпечує автоматичне формування тестових зорових сигналів, визначення точності й швидкості відповідних дій дослідуваних, часу розпізнання й часу ясного бачення, вибір місця та випадковості категоріальних характеристик, сигналів, що пред'являються, накопления й видачу у цифровій формі інформації про окремі й середні значення часу розпізнання, зорово моторних реакцій, тривалості обстеження, гостроту зору та автоматичну зупинку пристрою по закінченні обстеження; таймер 2. що забезпечує вироблення сигналів про завершення програмно заданих відрізків часу; блок формування тестових сигналів 3, для забезпечення можливості автоматично змінювати місця й категоріальні характеристики, які одночасно й окремо пред'являються для правого й лівого ока тестуючих сигналів при бінокулярному режимі їх функціонування; підпірку для фіксації голови пацієнта 4, що забезпечує регулювання міжзіничної відстані й розділ полів зору для правого і лівого ока; програмуючий генератор 5, який забезпечує вироблення сигналів з необхідними частотними і амплітудними характеристиками, для автоматичного змінення місць та категоріальних характеристик зорових тестуючих сигналів; блок датчиків 6, для вироблення сигналів на момент здійснення відповідних дій досліджуваних; блок формування імпульсів 7, для вироблення стандартних імпульсів з початку доторкнення досліджуваних до будь - якого із датчиків блоку датчиків 5; цифровий дисплей 8, для видачі у цифровій формі інформації, накопиченій в блоці керування 1. Пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора, містить послідовно з'єднані блоків керування 1 і таймер 2 , вихід якого підключений до першого входу блоку керування 1. а також блок формування тестових сигналів 3, перший вхід котрого з'єднано з другим виходом блоку керування 1, підпірку для фіксації голови пацієнта 4, відрізняльною особливістю якого є те, що до нього додатково уведено програмуючий генератор 5, блоки датчиків 6, формувачів імпульсів 7 та цифровий дисплей 8, при цьому другий вхід блоку формування тестових сигналів 3 підключено до виходу програмуючого генератора 5, із входом якого та входом цифрового дисплею 8 з'єднані відповідно третій і четвертий виходи блоку керування 1, до другого входу якого підключено послідовно з'єднані блоки датчиків 6 та формувачів імпульсів 7, підпірка для голови пацієнта 4 додатково забезпечена двома оптичними голівками, з можливістю регулювання міжзІничної відстані та розділу полів зору для правого й лівого ока, а блок формування тестових сигналів 3 додатково забезпечений керованими оклюдорами, розміщеними вздовж зорових осей для правого і лівого ока відповідно. Реалізують пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора таким чином: блок керування 1 може бути виконаний аналогічно до відомих, наприклад, на основі мікропроцесорів типу К 1816 BE 51 / 4 / ; таймер 2 може бути виготовлений аналогічно до відомих, наприклад, з використанням програмованого таймера-лічильника KP 580 BI 53 / 5 /. Блок формування тестуючих сигналів 3 може бути також виконаний аналогічно до відомих, наприклад, з використанням рідиннокристалічних матриць, виконаних у вигляді двох прозорих стекол, між якими знаходиться неметалевий рідинний кристал / 6 /, а також керованих джерел світла з оптоволоконними світловодами, які також можуть бути виготовлені на основі відомих оптичних пристроїв / 7 /. В якості підпірки для фіксації голови пацієнта 4 може бути використаний, наприклад, синоптофор / 8 /. Програмуючий генератор 5, може бути виготовлений аналогічно відомих, наприклад, на основі аналого-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів, наприклад, із застосуванням мікросхем АЦП К572 ПВ1 або К572ПВ2 / 9 / чи інших, на підставі відомих технічних рішень / 10 /. Блок датчиків 6, може бути також виконаний аналогічно до відомих, наприклад, у вигляді спеціальної ручки, установленої вертикально в початковому положенні, здатної переміщуватись в 4 взаємно перпендикулярних напрямках ( за числом напрямків розривів пред'являємих кілець Ландольта ), у разі нахилу якої спрацьовує один із чотирьох мікроперемикачів, в якості яких можуть бути викоритсані, наприклад, мікроперемикачі типу МП - 7 / 1 1 / . Блок формувачів імпульсів 7, може бути виготовлений аналогічно відомих, наприклад, на основ і логічних мікросхем тип у К555 ЛАЗ /12 /. Цифровий дисплей 8, також може бути вироблений аналогічно до відомих, наприклад, на основі цифрових напівпровідникових індикаторів типу АЛС 324 / 6 /. Працює пристрій, що заявляється, таким чином. Фіксують голову досліджуваного на динамічній підпірці 4, на якій закріплено дві оптичні головки. Розміщують головки на міжзіничній відстані для цього досліджуваного. За допомогою блоку керування 1 задають початковий режим роботи пристрою і натискують кнопку "Пуск". При цьому сигнал з першого виходу блоку керування 1 надходить на вхід таймера 2 на відрахунок вимірювального інтервалу часу. Водночас з другого виходу блоку керування 1 надходить сигнал на перший вхід блоку формування тестових сигналів 3, що дозволяє пред'явлення першого тестового сигналу на відстані 5 м для обох очей одночасно, а також на вхід програмуючого генератора 5, для пред'явлення першого тестового сигналу. При цьому розмір тестового сигналу ( кільця Ландольта ) задається спочатку таким, щоб досліджуваний наладнався на процедуру обстеження і цю відстань. Тому перший тестовий сигнал подається для гострої и зору 1,0, а час експозиції першого сигналу устанавлюється таким, що дорівнює часу зорово - моторної реакції. Як тільки досліджуваний впливає на будь - який із датчиків, блоку датчиків 6, через блок формувачів імпульсів 7, відповідний сигнал надходить на другий вхід блоку керування 1. При цьому, в блоку керування 1 фіксується час зорово - моторної реакції і точність впізнання. Якщо досліджуваний відповідає неправильно, пред'являється новий тестовий сигнал для гостроти зору 0,9. У разі помилкової відповіді, пред'являють тестовий сигнал для гстроти зору 0.8. Тестові сигнали подають таким чином до максимальної гостроти зору у даного обстежуваного. Після визначення гостроти зору пред'являють тестовий сигнал такого типорозміру, розміри якого вибираються, виходячи із знайденого значення гостроти зору при одночасному сприйманні двома очами одного й того ж тестового сигналу. Потім на відстані 5 м пред'являють тест - об'єкт ( кільце Ландольта, розміри якого відповідають максимальній гостроті зору для цієї відстані). Опісля розміщують на одній зоровій вісі центри тест - об'єктів, що пред'являються на екранах для найближчої точки ясного бачення і в точках, що відповідають стану спокою, відповідно для правого і лівого ока. Кожному оку за сигналами, що подаються з програмуючого генератора 5, через керовані оклюдори блоку формування тестових сигналів 3, пред'являють окремо, один і той же тес г - об'єкт ( кільце Ландольта, з розривом одного і того ж боку ). При Цьому за нормального функціонування бінокулярного зору досліджуваний повинен бачиїи один тест - об'єкт при однаковій іостроті зору кожного ока, якщо це не так, то орінтуючись на одержання бачення одного тесту, підбирають розміри тестових сигналів, виявляючи таким чином особливості бінокулярного зору цього досліджуваного. Потім визначається тривалість часу, необхідного для розпізнання об'єкту. Для цього на одній і тій же відстані у найближчій точці ясного бачення пред'являються тест - об'єкти, час експозиції яких дозується за допомогою таймера 2. Автоматично, за управляючими сигналами з блоку керування 1, в таймері 2 змінюється час експозиції тестових сигналів до одержання правильної відповіді ( в який бік повернений розріз кільця Ландольта ). Дослідження повторюється декілька разів для визначення середньої величини часу розпізнання тест - об'єкту для найближчої точки ясного бачення. При цьому в блоці керування 1 фіксується фіксується також середнє значення часу зорово - моторної реакції. Мінімальний час експозиції, за який було одержано правильну відповідь, блок керування 1 приймає за час, необхідний для розпізнання тест - об'єкту, оскільки очі були постійно акомодовані на одну і ту ж відстань для найближчої точки ясного бачення. Після цього в точці спокою пред'являється новий тест - об'єкт для наладнання апарату акомодації на цю відстань. По закінченню заданого для наладнання часу, за сигналом з таймера 2, блок керування 1 через програмуючий генератор 5 прибирає тест - об'єкт в точці спокою, одночасно ж пред'являються нові тест - об'єкти у найближчій точці ясного бачення на дозований мінімальний відрізок часу ( час експозиції вибирають, виходячи із знайденого мінімального, достатнього для безпомилкового розпізнання відрізка часу, плюс прогнозоване мінімальне значення рефлексу акомодації). Оргнтуючись по відповіді досліджуваного, а також часу зорово - моторної реакції, блок керування 1 програмним чином змінює час експозиції до одержання мінімального значення часу експозиції, при якому досліджуваний безпомилково впізнає тест - об'єкт. При цьому за мінімальний, необхідний для правильного впізнання відрізок часу ( час ясного бачення ), приймається значення, знайдене із співпадання двох умов: безпомилковості впізнання та збільшення часу зорово - моторної реакції не більше як на 40% ( в порівнянні з раніше одержаним середнім значенням зорово - моторної реакції). Після чого дослідження повторюється декілька разів для визначення середньої величини часу ясного бачення. Аналогічним чином визначають час акомодаційного рефлексу для подальшої точки ясного бачення. Лише в цьому випадку попередньо визначають час впізнання для даної відстані. Таким чином, пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора, що заявляється дозволяє оцінювати функціональний стан не тільки зорового аналізатора в цілому при бінокулярному режимі його функціонування, а також і стан окремих його ланок. Закладене в його основу технічне рішення дає можливість визначати не тільки такі динамічні характеристики апарату акомодації, як час, необхідний для переходу апарату акомодації із стану спокою в стан максимального напруження та послаблення, час розпізнання зорових зображень, ступінь затруднень при прийнятті рішень, що дозволяє підвищити точність визначення функціонального стану зорового аналізатора, а також, програмним шляхом, вирішувати інші дослідницькі задачі. Джерела інформації, використані при підготовці описання. 1. А.с. № 957898 СРСР М Кл. З А61 F 9 / 00 Спосіб дослідження акомодації ока та пристрій для його здійснення / Е.С. Аветисов, С.Л. Шаповалов. Л.І. Айзенштат та С.Т. Алієва//Відкриття. Винаходи. 15.09.82. Бюл. № 34. Заявлено 21.08.80. № 2999482 / 28 13. 2. А.с. № 957853 СРСР М.Кл.З А61 В 3 / 09 Пристрій для дослідження часу акомодації/ Л.Л. Богомолов // Відкриття. Винаходи. 15.09.82. Бюл. № 34. Заявлено 22.05.80. № 2929215/28- 13. 3. А.с. № 1614794 СРСР МЮ 5 А61 В 3 / 09 Пристрій для визначення часу акомодаційного рефлексу ока / О.Б. Онопко, І.М. Сергієнко та 1.1. Боброва // Відкриття. Винаходи. 23.12.90. Бюл. № 47. Заявлено 01.02.88. № 4370764 /3 0 - 1 4 . 4. Сташин В.В., Урусов А.В.. Мологонцева О.Ф. Проектування цифрових пристроїв на однокристальних мікроконтролерах. М.: Енергоатоміздат, 1990, 224 с 5. Мікропроцесори та мікроЕВМ у системах автоматичного керування: Довідник. / С.Т. Хвощ, Н.Н. Варлинський, Є.А. Попов. Під загальною редакцією С.Т. Хвоща. Л.: Машинобуд. Лєнінгр. Від., 1987 . 640 с 6. Напівпровідникові оптоелектронні прилади: Довідник. / В.І. Іванов, А.І. Аксенов, A.M. Юшин. М.: Енергоатоміздат. 1988. 448 с 7. Парвулюсов Ю.Б. Проектування оптично-електронних приладів : Навч.посібник для студентів втузів / Ю.Б. Парвулюсов, В.П. Солдатов, Ю.Г. Якушенков, Під заг. Ред. Ю.Г. Якушенкова. М.: Машинобудування. 1990. 432 с 8. Урмахер Л.С., Айзенштат Л.І. Офтальмологічні прилади: Підручник. М.: Медицина. 1988.288 с. 9. Фсдорков Б.Г., Телець В.А., Дегтяренко В.П. МІкроелектронні цифро - аналогові и аналого - цифрові перетворювачі. М.: Радіо та зв'язок. 1984. 120 с. 10. Єфімов I.E., Козир І.Я., Горбунов ЮЛ. Мікроелектроніка: Проектування, види мікросхем, функціональна мікроелектроніка: Навч.посібн. для приладобуд.спец. вузів. М.:Вищашк. 1987.416 с. 11. Терещук P.M., Терещук К.М., Седов С.А. та інші. Малогабаритна радіоапаратура. Довідник радіолюбителя. К.: Наукова думка. 1976. 557 с 12. Гутніков B.C. Інтегральна електроніка в вимірювальних приладах. JL: Енергія. Лен.від. 1980.248 с. 12 Пристрій для визначення функціонального стану зорового аналізатора \ 1 1 2 3 4 1 2 2 2 3 5 8 ъ W 4 6 ь 7 .І • Малюнок Козаков В.М. Онопко О.Б. Прокопець В.І. 15