Спосіб діагностики стану зорової системи

Спосіб діагностики стану зорової системи, що включає пред'явлення ахроматичних і хроматичних різних за розміром та контрастом зорових стимулів на опонентному фоні та визначення локалізації патологічного процесу за зниженням порогового контрасту відносно норми для кожної просторової частоти, який відрізняється тим, що як зорові стимули використовують просторові гексагональні патерни, а також додатково здійснюють стимуляцію рецептивних тіл у реверсному та імпульсному режимах. Винахід належить до медицини, зокрема до офтальмології, та може бути використаний для діагностики захворювань всіх відділів зорової системи - від оптичних середовищ ока до зорової кори. Широковідомим є спосіб діагностики стану зорової системи шляхом візометрії, що включає пред'явлення пацієнту на заданий час у випадковому порядку тест-об'єктів різного кутового розміру і розпізнавальної здатності, але однакової яскравості і контрастності, та врахування реакції пацієнта [див. а. с. СРСР № 1463290 з класів A61F 9/00, А61В 3/00, опубліковане 07.03.1989 року у Бюл. №9]. Основним недоліком відомого способу є низька якість діагностування захворювань зорової системи, яка зумовлена неможливістю визначення просторової контрастної чутливості (ПКЧ), оскільки всі тест-об'єкти мають максимально можливу кон трастність (є чорними на білому фоні). Відомо, що зниження просторової контрастної чутливості у багатьох випадках може бути першим доклінічним проявом більшості захворювань зорової системи, що попереджує виникненню патологічних змін зниженню гостроти зору, змінам в полях зору тощо. Вимірювання ПКЧ допомагає визначити локалізацію і глибину патологічного процесу, а також прогнозувати перебіг хвороби і контролювати стан зорової системи в процесі лікування. Частково даний недолік усунений у відомому способі дослідження стану зорової системи шляхом візоконтрастометрії, що полягає у пред'явленні пацієнту на заданій відстані зорових стимулів у вигляді контурних тест-об'єктів різних розмірів, розташованих на загальному сірому фоні, та реєстрації їх параметрів при розпізнаванні пацієнтом, при цьому спектр зображення кожного тестоб'єкта містить просторові частоти, які перевищу UA (11) 94684 (13) (21) a201010302 (22) 25.08.2010 (24) 25.05.2011 (46) 25.05.2011, Бюл.№ 10, 2011 р. (72) ПАНТЕЛЄЄВ ГРИГОРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ПАНТЕЛЄЄВ ПАВЛО ГРИГОРОВИЧ, ПАНТЕЛЄЄВА ВІКТОРІЯ ГРИГОРІВНА (73) ПАНТЕЛЄЄВ ГРИГОРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ (56) SU 1168240, 23.07.1981 Мультифокальная паттерн-ЭРГ при глаукоме/The multifocal pattern-ERG in glaucoma Siefelmeyer S., Neubauer A., Berninger T., Arden G.B., Rudolph G. Vision Research.- 2004.- Vol. 44. - P.103-112. Знайдено в інтернеті 23.02.2011. http://www.eyenews.ru/pages.php? id=1403&glaukoma Егоров Е.А., Ставицкая Т.В., Налобнова Ю.В. Электрофизиологические и психофизические методы исследования/ Русский медицинский журнал от 3 июля 2003 г., том 4, №2. http://www.rmj.ru/numbers_334.htm RU 2366389, 10.09.2009 RU 2357652, 7652, 10.06.2009 C2 2 (19) 1 3 ють нижню граничну частоту, значення якої зменшується залежно від розміру тест-об'єкта від 60 цикл/градус до 0 [див. а. с. СРСР № 1542545 з класу А61В 3/00, опубліковане 15.02.1990 року у Бюл. № 6]. Основним недоліком вищевказаного способу є опосередкований характер визначення просторової контрастної чутливості, зумовлений специфікою вибраної просторової конфігурації зорових стимулів - контурних тест-об'єктів переважно у вигляді ортотипів Снеллена. Незважаючи на наявність просторових частот у спектрі зображень тестоб'єктів, така їх конфігурація не дозволяє отримати достовірні дані щодо просторової контрастної чутливості, а може бути ефективною тільки при визначенні гостроти зору. Крім того, суттєвим недоліком відомого способу також є виконання тестоб'єктів для його здійснення у формі набору друкованих таблиць. У цьому випадку нерівномірність освітлення та природне забруднення таблиць у процесі експлуатації знижує загальну контрастність перевірочних знаків, порушує розташування просторових частот їх зображень, а отже негативно впливає на точність вимірювань та інтерпретації отриманих результатів. Переважна більшість вказаних недоліків усунена у відомому способі діагностики стану зорової системи, що полягає у пред'явленні ахроматичних і хроматичних стимулів на опонентному фоні та визначенні максимального значення часу сенсомоторної реакції в момент урівнювання за яскравістю стимулу і фону у кожній точці поля зору [див. пат. Російської Федерації № 2077254 з класу А61В 3/06, опублікований 20.04.1997 року; а також статтю: Арефьева Ю. А., Еричев В. П., Шамшинова А. М., Лелекова А. А. Функциональная топография on,- off-каналов колбочковой системы сетчатки в диагностике начальной глаукомы // Вестн. офтальмологии. -1997. - №2. - С. 28-30]. Даний спосіб дозволяє дати функціональну характеристику світлових (on) і темнових (off) каналів колбочкової системи сітківки в нормі й при різній патології та реалізується за допомогою комп'ютерного діагностичного комплексу "Оффон" (автори Шамшинова А. М., Петров А. С, виробник МБН, Москва). Основним недоліком відомого способу діагностики стану зорової системи є недостатня точність і складність інтерпретації результатів дослідження, які зумовлені тим, що просторова конфігурація запропонованих зорових стимулів не відповідає фізіологічній структурі зорового аналізатора. Даний недолік пояснюється наступним чином. Згідно з даним способом ахроматичні і хроматичні стимули мають вигляд лінійно-стовпчикових структур (гістограм) з розміром стовпчиків 2 і 3 мм залежно від ексцентриситету (для центральної зони 2-5° стимул 2 мм, у периферії 3 мм) та представляють2 ся на сірому фоні (8 кандел/м ) у будь-якій необхідній для дослідження точці поля зору (у межах 40°), при цьому яскравість стимулів східчасто зростає від більш темних, ніж фон, до більш світлих, із кроком 0,5 кандел/м . Однак відомо, що рецептивні поля зорового аналізатора подібні до системи локальних фільтрів різних просторових частот і 94684 4 орієнтації, тому більш ефективними тестовими стимулами для їхнього збудження, порівняно із стовпчиковими структурами, є різноконтрастні чорно-білі або хроматичні синусоїдальні грати (патерни). Найбільш близьким за своєю сутністю та ефектом, що досягається, і який приймається за найближчий аналог, є спосіб діагностики стану зорової системи, що включає пред'явлення ахроматичних і хроматичних різноконтрастних зорових стимулів на опонентному фоні та визначення локалізації патологічного процесу за зниженням порогового контрасту відносно норми для кожної просторової частоти, причому зорові стимули мають вигляд просторових синусоїдальних грат [див. а. с. СРСР № 1168240 з класу A61F 9/00, опубліковане 23.07.1985 року у Бюл. № 27]. Даний спосіб реалізований як у вигляді набору друкованих тестових об'єктів [Волков В. В., Шелепин Ю. Е., Колесникова Л. Н., Макулов В. Б., Паук В. Н., Павлов Н. Н., Мало Н. М. Пособие по визоконтрастометрии. // Методические рекомендации и атлас. М., ЦВМУ МО СССР. - 1988], так і у формі сучасних комп'ютерних програмних продуктів, наприклад "Зебра" і "Зебра 3" [автори Шамшинова А. М. та ін., виробник ООО "Астроінформ СПЕ", Москва], що дозволяють виводити на монітор IBM-сумісного комп'ютера ахроматичні або хроматичні синусоїдальні грати (патерни) різної просторової частоти і контрасту з подальшою побудовою кривої ПКЧ для кожного випадку. Основним недоліком відомого способу діагностики є те, що використання синусоїдальних патернів не враховує даних про нейрофізіологічну та анатомо-функціональну структуру зорового аналізатора, а отже не може бути ефективним інструментом діагностики різноманітних патологічних станів. Відомо, що у структурі сітківки присутні гексагональні форми. Зокрема, результати анатомофізіологічних досліджень доводять, що в центральній частині сітківки фоторецептори (колбочки) мозаїчно впорядковані у вигляді компактних шестигранних структур - рецептивних кіл відповідно, і зображення, яке формує мозок, має гексагональну структуру. Це дає змогу стверджувати, що використання гексагональної форми зорових стимулів здатне підвищити результативність та інформативність діагностики зорової системи, оскільки око чіткіше реагує на зміну контрастності та розмірів шестигранних патернів, що йому пред'являються. Наступним недоліком відомого способу діагностики є постійна стимуляція однотипних рецептивних кіл (ON або OFF). Це значно знижує точність вимірювання порогу просторової контрастної чутливості, що ускладнює діагностування цілого ряду захворювань у зв'язку з зоровою втомою. Ще одним суттєвим недоліком відомого способу діагностики є її обмежена функціональність, що проявляється у наступному. Даний спосіб не передбачає перспективи здійснення корекції зору по отриманих частотах ПКЧ, що є не раціональним. В основу винаходу поставлена задача підвищення точності й розширення функціональності способу діагностики стану зорової системи за рахунок забезпечення стимуляції рецепторів зорово 5 го аналізатора з урахуванням особливостей його нейрофізіологічної та анатомо-функціональної структури шляхом зміни просторової структури зорових стимулів і режимів стимуляції. Поставлена задача вирішується тим, що у способі діагностики стану зорової системи, що включає пред'явлення ахроматичних і хроматичних різноконтрастних зорових стимулів на опонентному фоні та визначення локалізації патологічного процесу за зниженням порогового контрасту відносно норми для кожної просторової частоти, згідно з пропозицією, зорові стимули мають вигляд просторових гексагональних патернів, і додатково відбувається стимуляція у реверсному та імпульсному режимах. Завдяки наявності запропонованих гексагональних патернів, що відповідають фізіологічній структурі рецептивних кіл, суттєво підвищується якість реакції зорового аналізатора на найменшу зміну контрастності, що дозволяє у кожному конкретному випадку більш точно визначити порогову частоту ПКЧ і на основі цього провести достовірну діагностику можливих захворювань зорової системи. Наявність реверсного (зворотного) режиму стимуляції дозволяє значно розширити функціональність запропонованого способу діагностики, оскільки у випадку пред'явлення реверсного патерна активізуються різні типи рецептивних кіл (ON або OFF) і, як наслідок, ділянки мозку, котрі відповідають за сприйняття об'єму (світла частина патернів підсвідомо сприймається, як більш близька). Наявність імпульсного режиму стимулювання виконує лікувально-тренувальну функцію. При досягненні порогових частот у пацієнтів виникають дискомфортні відчуття, після чого діагностичний режим (прямий або реверсний) припиняється. Лікувальний режим імпульсного стимулювання на надпорогових частотах повільно змінюється на субпорогові (по розміру та контрастності) що забезпечує поліпшення зору (око зобов'язане навчитися бачити запропоновану йому сітку). Ефективність роботи вказаного режиму досягається у комплексі з додатковими засобами стимуляції, наприклад, магніто-, фосфен- та лазеростимуляція. Таким чином, уся сукупність суттєвих ознак запропонованого рішення стосовно способу діагностики стану зорової системи забезпечує досягнення технічного результату. Подальша суть запропонованого винаходу пояснюється разом з ілюстративним матеріалом, на якому зображені: фіг. 1 - гексагональний патерн для прямого вимірювання; фіг. 2 - гексагональний патерн для зворотного (реверсного) вимірювання. Запропонований спосіб здійснюють наступним чином. Спочатку реалізується діагностична складова даного способу. Для цього з екрана монітора пацієнту почергово у прямому і реверсному режимі пред'являються ахроматичні і хроматичні гексагональні патерни різної орієнтації, просторової частоти і контрасту. Вимірювання проводиться шляхом опитування пацієнта. Результати дослідження 94684 6 у вигляді кривих порогової ЧПК виводяться на екран і принтер, після чого інтерпретуються. Лікувально-тренувальна складова запропонованого способу полягає у пред'явленні пацієнту вищезгадуваних ахроматичних і хроматичних гексагональних патернів у режимі імпульсної стимуляції на надпорогових частотах, які змінюються на субпорогові. При цьому можливим є використання додаткових засобів стимуляції, наприклад, різних типів окулярів. Клінічний приклад. Хворий К., 24 роки, скарги на туман перед правим оком. Офтальмос-татус - у межах вікової норми. Гострота зору обох очей 1,0. Дефектів у полі зору не виявлено. Кольорова чутливість не порушена. Візоконтрастометрія: зниження показників ПКЧ на всьому діапазоні. Через 5 днів з'явилося некореговане зниження гостроти зору до 0,1 н.к. та центральна скотома, а потім набряк та гіперемія головки зорового нерва. Діагноз: правосторонній оптиконевріт, sclerosis dissemenata. Першим знаком поліпшення при проведенні відповідної терапії було підвищення показників ПКЧ, незважаючи на стабільну офтальмоскопічну картину та низькі зорові функції, які прийшли до норми пізніше. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Спосіб діагностики стану зорової системи втілений у комп'ютерній діагностичнотренувальній програмі "SOTA-Admin" та не містить у своєму складі жодних технологічних процесів і обладнання, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема у галузі комп'ютерної діагностики офтальмологічних захворювань, а отже є промислово придатним. При цьому запропоноване рішення має технічні та інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах інформації не виявлено подібних реверсних гексагональних способів діагностики стану зорової системи з указаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, а тому запропоноване технічне рішення вважається новим. Крім того, дане технічне рішення не є очевидним для фахівців у даній галузі, тобто явно не випливає з рівня техніки, а отже може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованого способу діагностики стану зорової системи полягає у наявності гексагональних патернів і додаткової стимуляції у реверсному та імпульсному режимах. Вказані відмінності дозволяють максимально ефективно використовувати даний спосіб для діагностики широкого кола патологій всіх відділів зорової системи, а також для наступної корекції стану зорової системи шляхом тренування, використовуючи високоточні персональні результати діагностики. Жоден із відомих способів діагностики стану зорової системи не може одночасно мати всі перераховані властивості, оскільки взагалі не передбачає наявності зорових стимулів гексагональної форми, реверсного режиму вимірювання, а також можливості здійснювати лікувальне тренування за допомогою імпульсного стимулювання на субпорогових частотах. 7 94684 До основних технічних переваг запропонованого способу діагностики стану зорової системи, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - підвищення ефективності й достовірності діагностики різноманітних патологічних станів органів зору за рахунок використання як зорових стимулів гексагональних патернів, які відповідають фізіологічній структурі зорових рецепторних кіл; - підвищення точності вимірювання порогу просторової контрастної чутливості за рахунок реверсивного режиму вимірювання, що додатково активує функціонально протилежні рецепторні кола; - розширення функціональності способу діагностики за рахунок наявності додаткового режиму імпульсної стимуляції; - забезпечення можливості здійснювати поліпшення зору по отриманих субпорогових частотах ПКЧ з цієї ж причини; - забезпечення можливості використовувати спосіб для луківально-тренувальних цілей у комплексі з іншими засобами корекції зору. Після опису запропонованого способу діагностики стану зорової системи фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти орієнтації гексагональних патер Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 8 нів на екрані, їх розмірів, зміна часу вимірювання, характеру імпульсної стимуляції тощо можуть змінюватися залежно від конкретних умов діагностики, особливостей програмного забезпечення та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань, і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що діагностика стану зорової системи забезпечується завдяки дворежимній (прямій і зворотній) стимуляції шляхом пред'явлення гексагональних патернів, а лікувальне тренування здійснюється у режимі імпульсної стимуляції на основі отриманих в результаті проведеної діагностики частотних параметрів, завдяки чому і досягається технічний результат. Зміна окремих елементів запропонованих удосконалень на інші, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новим технічним рішенням в даній області знань, оскільки інші подібні конструкції вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від інженерів-конструкторів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601