Офтальмологічний рефрактометр

Реферат: Офтальмологічний рефрактометр містить поєднані поляризаційним світлоподільником освітлювальний канал з джерелом світла та оптичною системою для формування світлової мікроплями на сітківці ока і фотоприймальний канал з об'єктивом та оптичною системою, що утворює зображення освітленої ділянки сітківки на світлочутливій поверхні фотоприймача зображень. Додатково містить систему Бадаля та варіолінзу, розташовані між світлоподільником і оком пацієнта. Варіолінза розміщена у площині, оптично спряженій за допомогою системи Бадаля з площиною зіниці ока, а об'єктив розташовано між світлоподільником та фотоприймачем. UA 74751 U (12) UA 74751 U UA 74751 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медичної офтальмологічної техніки, зокрема до офтальмологічних рефрактометрів - приладів, призначених для вимірювання аметропії ока. Відомий коінцидентний рефрактометр Хартінгера [1], побудований на принципі Шейнера принципі поєднання зображень (коінциденції). Як тест-марки в даному рефрактометрі використовуються не світлові точки, а групи штрихів, нанесених на посріблену пластинку (міру). Для визначення рефракції спостерігач суміщає зображення тест-марки з сітківкою досліджуваного ока та проводить відлік. Відлікова підсистема містить діоптрійну шкалу, по якій визначається переміщення тест-марки. Дослідження пацієнтів за допомогою такого рефрактометра рекомендовано проводити при медикаментозно розширеній зіниці для виключення акомодації. Головними недоліками вказаного рефрактометра є потреба у безпосередній участі пацієнта у вимірювальному процесі, його низька точність і продуктивність. За час проведення вимірювань цим рефрактометром (від декількох хвилин до декількох годин) пацієнт втомлюється, мимовільно змінює просторове положення ока відносно приладу і акомодаційний стан ока, що суттєво погіршує точність вимірювань. Відомий рефрактометр, OPD-scan фірми Nidek, що працює на принципі скіаскопії [2], котрий використовувався в офтальмології для визначення рефракції ока та її відхилень від норми. Принцип дії такого рефрактометра полягає у спостереженні за переміщенням тіньової плями на зіниці ока пацієнта та фіксації її положень за допомогою декількох фотоприймачів, розташованих у вертикальних та горизонтальних площинах. Головними недоліками даного рефрактометра є технічна складність, порівняно низька точність і недостатня швидкодія. Відомий рефрактометр [3], який вибрано як найближчий аналог до корисної моделі, яка заявляється. Він містить освітлювальну та вимірювальну системи і дзеркало для поєднання оптичних осей цих систем. Освітлювальна система містить джерело випромінювання (лазер) та оптичну систему для формування світлової мікроплями від лазерного випромінювання на сітківці ока. Вимірювальна система містить об'єктив для формування зображення освітленої ділянки сітківки ока в променях, які виходять з ока, поворотного екрану, який виконує функції просторового фільтра та слайда для фіксованої акомодації ока, центрувальних світлодіодів і відеокамери для реєстрації зображення зіниці ока. Однак рефрактометр [3] має такі недоліки, як недостатня швидкодія вимірювань рефракції, що обумовлено необхідністю використання механізмів пересування щілинної мікродіафрагми, ускладнення системи приладу через потребу використання пристроїв прецизійного переміщення щілинної мікродіафрагми відносно візуальної осі ока, протиріччя між потребою зменшення діаметра отвору мікродіафрагми для зниження величини систематичної похибки вимірювання абераційної складової рефракції та потребою забезпечення достатньої освітленості на світлочутливій поверхні фотоприймача і величин фотоелектричних сигналів, що досягається збільшенням вказаного діаметра, відсутність засобу погашення відблисків від роговиці пацієнта, які створюють додаткову розсіяну пляму на фотоприймачі і цим вносять похибку у вимірювання, а інколи роблять його неможливим. Поставлена задача вирішується тим, що запропонований офтальмологічний рефрактометр для вимірювань аметропії та астигматизму ока через аналіз розподілу світла у зображенні світлової плями на сітківці ока, має поєднані поляризаційним світлоподільником освітлювальний канал з джерелом світла та оптичною системою для формування світлової мікроплями на сітківці ока і фотоприймальний канал з об'єктивом та оптичною системою, що утворює зображення освітленої ділянки сітківки на світлочутливій поверхні фотоприймача зображень, який відрізняється тим, що загальною ділянкою оптичної системи освітлювального та фотоприймального каналів є поляризаційний світлоподільник, система Бадаля та варіолінза, розташовані між світлоподільником і оком пацієнта, причому варіолінза розміщена у площині, оптично спряженій за допомогою системи Бадаля з площиною зіниці ока, а об'єктив розташовано між світлоподільником та фотоприймачем. Суть корисної моделі проілюстрована на фіг. 1, де зображено функціональну схему рефрактометра. Рефрактометр для вимірювань аметропії та астигматизму ока через аналіз розподілу світла у зображенні світлової плями на сітківці ока, функціональну схему якого представлено на фіг. 1, містить освітлювальну та вимірювальну системи і поляризаційний світлоподільник (3) для поєднання оптичних осей цих систем. Освітлювальна система містить джерело колімованого поляризаційного випромінювання (лазер, 4) та оптичну систему для формування світлової мікроплями від лазерного випромінювання на сітківці ока. Вимірювальна система містить об'єктив (2) для формування зображення освітленої ділянки сітківки ока в променях, які 1 UA 74751 U 5 10 15 20 25 30 35 40 виходять з ока, варіолінзу (5), яка за допомогою системи Бадаля (6,7) оптично спряжена з площиною зіниці ока (8) і виконує функцію компенсатора аметропії, центрувальні світлодіоди і відеокамеру (1) для реєстрації зображення зіниці ока. В рефрактометрі, що заявляється, вимірювання рефракції ока здійснюється не по ізодіоптрійних зонах на зіниці, а по геометричних параметрах фокусної області ока. Система Бадаля оптично спрягає площину зіниці ока з варіолінзою [4], яка виконує функцію компенсатора наявної в оці аметропії, і дозволяє без переміщень оптичних компонентів сканувати фокусну область оптичної системи ока, з метою виявлення астигматизму і вимірювань його параметрів. Якщо око еметропічне, то пучок променів, що відіб'ється від сітківки, утворює в площині фотоприймача пляму з найменшим діаметром. Це є ознакою наявності еметропії. При міопії або гіперметропії з ока виходять пучки променів, що збігаються або розсіюються, відповідно, і тому вони утворюють на світлочутливій поверхні фотоприймача пляму, більшу за розмірами у порівнянні з випадком еметропічного ока. Зміна величини фокусної відстані варіолінзи, дозволяє компенсувати аметропію ока і направляти в об'єктив фотоприймача паралельні пучки променів. При досягненні паралельності променів зображення світлової плями на фотоприймачі має найменший діаметр. Ця ознака використовується для визначення оптичної сили варіолінзи, яка компенсує аметропію. Тим самим визначається величина аметропії ока. На відміну від прототипу у пристрої, що заявляється, використовується світлоділильний поляризаційний куб, розміщений між об'єктивом фотоприймача і варіолінзою. За його допомогою в сторону ока направляється поляризоване світло від джерела (лазера), яке відсікається у зворотному напрямку після відбиття від рогівки ока і не надходить до фотоприймача. Цим досягається зменшення дії відблисків від рогівки ока пацієнта, які істотно заважають точним вимірюванням рефракції. Використання варіолінзи істотно зменшує масу приладу, виключає наявність механічних частин, зменшуючи при цьому інерційність приладу, що дозволяє суттєво зменшити час сеансу рефрактометрії ока. Відсутність рухомого екрану з мікродіафрагмою істотно збільшує світлосилу оптичного каналу, підвищуючи при цьому відношення сигнал/шум і точність вимірів. Використання поляризаційного світлоподільного елемента дозволяє суттєво зменшити негативний вплив відблисків від рогівки пацієнта на точність вимірювання рефракції. Джерела інформації: 1. Око людини та офтальмологічні прилади навч. посіб. В. М. Сокуренко, Г. С Тимчик, І. Г. Чиж. - К.: НТУУ "КГП", 2009.-264 с. 2. Krueger R. R., Applegate R. A., MacRae S. Wavefront customized visual corrections: the quest for super vision II. - Thofare. NJ: SLACK, 2004. - P. 402. 3. S. G. El Hage and Berni F. Contribution of the crystalline lens to the spherical aberration of the eye. J. Opt. Soc. Am. 63, pp. 205-211, 1973. 4. Чиж І. Г., Голембовський О. О. Варіоптичні лінзи на ефекті електрозмочування / І. Г. Чиж, О. О. Голембовський // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах.2012. -№1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Офтальмологічний рефрактометр, що містить поєднані поляризаційним світлоподільником освітлювальний канал з джерелом світла та оптичною системою для формування світлової мікроплями на сітківці ока і фотоприймальний канал з об'єктивом та оптичною системою, що утворює зображення освітленої ділянки сітківки на світлочутливій поверхні фотоприймача зображень, який відрізняється тим, що додатково містить систему Бадаля та варіолінзу, розташовані між світлоподільником і оком пацієнта, причому варіолінза розміщена у площині, оптично спряженій за допомогою системи Бадаля з площиною зіниці ока, а об'єктив розташовано між світлоподільником та фотоприймачем. 2 UA 74751 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3