система для восстановления зрительных функций

Формула изобретения

1. Система для восстановления зрительных функций, содержащая персональную ЭВМ с клавиатурой и монитором и управляемый светостимулятор, отличающаяся тем, что введены средство для диагностики степени нарушения зрительных функций, устройство сопряжения и устройство управления выбросом режима диагностики зрения и светостимуляции, причем входные шины устройства сопряжения подключены к порту персональной ЭВМ, а его выходные шины подключены к соответствующим шинам устройства управления выбором режима диагностики зрения и светостимуляции, к выходной шине которого подключены средство для диагностики степени нарушения зрительных функций и управляемый светостимулятор.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство управления выбором режима диагностики и светостимуляции содержит микропроцессор, цифровой делитель напряжения, управляемый генератор тока и N ключей, где N - целое число, причем входные выводы микропроцессора являются соответствующими входными шинами устройства управления выбором режима диагностики и светостимуляции, вывод порта А микропроцессора подключен к управляющему входу цифрового делителя напряжения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора тока, выход которого является общим выводом выходной шины устройства управления выбором режима диагностики зрения и светостимуляции, выводы портов В и С микропроцессора подключены к управляющим входам N ключей, выходы которых являются соответствующими управляющими выводами выходной шины устройства управления выбором режима диагностики зрения и светостимуляции.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство сопряжения содержит блок гальванической развязки по информации и блок гальванической развязки по питанию.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство для диагностики степени нарушения зрительных функций содержит красный, и/или зеленый, и/или синий источники света.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что управляемый светостимулятор содержит два блока светоцветостимуляции, каждый из которых содержит, по меньшей мере, один источник света.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что каждый блок светоцветостимуляции содержит красный, и/или зеленый, и/или синий источники света.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к устройствам для контроля и восстановления зрительных функций, и может быть использовано для определения степени утомления зрения пользователя персональной ЭВМ и снятия утомления при нарушении зрительных функций.

Изобретение может быть использовано для диагностики функционального состояния сетчатки и зрительного нерва и для лечения дистрофических заболеваний сетчатки, патологии зрительного нерва для восстановления зрения при близорукости, дальнозоркости, глаукомы, улучшения зрения при амблиопии и т.п.

Известно устройство для диагностики и восстановления зрительных функций, содержащее корпус, в котором размещены генератор импульсов, подключенный к двум светостимуляторам, закрепленным в светозащитном экране, и блок питания (см. патент РФ N 2071301 С1, кл. А 61 F 9/00, 10.01.97).

Указанное устройство содержит очки со светоизоляционными окулярами, каждый из которых имеет светорассеивающий отражатель, внутри которого закреплен источник светового излучения и установленный напротив него с возможностью замены светофильтр. Несмотря на наличие в устройстве регулятора частоты мигания светового излучения, регулятора яркости и коммутатора, обеспечивающего заданное световое воздействие на каждый глаз, в известном устройстве отсутствует автоматизация процесса диагностики и выработки режима светостимуляции.

Известно устройство для определения критической частоты слияния мельканий (КЧСМ), содержащее источник питания, генератор импульсов, формирователь частоты, управляемый источник света и кнопку регистрации (см. патент РФ N 2026008 С1, кл. А 61 В 5/16, 10.01.95).

Однако это известное устройство, несмотря на наличие схемы для учета времени реакции, имеет ограниченные функциональные возможности.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому устройству является система для восстановления зрительных функций, содержащая персональную ЭВМ с клавиатурой и монитором и управляемый светостимулятор (см. свидетельство на полезную модель N 11059 U1, кл. А 61 F 9/06, 26.02.99).

Недостатками этого известного устройства являются отсутствие автоматизации процесса диагностики и выработки режима светостимуляции, отсутствие возможности светостимуляции каждого глаза в отдельности по заданной программе, отсутствие возможности диагностики каждого глаза в отдельности с определением возможности диагноза заболевания и отсутствие возможности стабилизации яркости светоизлучения.

Кроме того, в известном устройстве из-за отсутствия развязки по питанию от персональной ЭВМ не обеспечена безопасность работы пользователя.

Техническим результатом является создание системы восстановления зрительных функций, имеющей расширенные функциональные возможности для автоматизации процесса диагностики и выработки режима светостимуляции, с возможностью диагностики и светостимуляции каждого глаза в отдельности по заданной программе, а также с возможностью стабилизации яркости светоизлучений.

Дополнительным техническим результатом является обеспечение оперативного слежения за степенью утомления зрения при работе на персональной ЭВМ и возможности оперативного снятия зрительного утомления.

Для этого в систему для восстановления зрительных функций, содержащую персональную ЭВМ с клавиатурой и монитором и управляемый светостимулятор, введены средство для диагностики степени нарушения зрительных функций, устройство зрения и светостимуляции, причем входные шипы устройства сопряжения подключены к порту персональной ЭВМ, а его выходные шины подключены к соответствующим шинам устройства управления выбором режима диагностики зрения и светостимуляции, к выходной шине которого подключены средство для диагностики степени нарушения зрительных функций и управляемый светостимулятор.

Кроме того, устройство управления выбором режима диагностики и светостимуляции содержит микропроцессор, цифровой делитель напряжения, управляемый генератор тока и N ключей, где N - целое число, причем входные выводы микропроцессора являются соответствующими входными шинами устройства управления выбором режима диагностики зрения и светостимуляции, вывод порта А микропроцессора подключен к управляющему входу цифрового делителя напряжения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора тока, выход которого является общим выводом выходной шины устройства управления выбором режима диагностики зрения и светостимуляции, выводы портов В и С микропроцессора подключены к управляющим входам N-ключей, выходы которых являются соответствующими управляющими выводами выходной шины устройства управления выбором режима диагностики и светостимуляции.

Предпочтительно, кроме того, что устройство сопряжения содержит блок гальванической развязки по информации и блок гальванической развязки по питанию.

Предпочтительным является также то, что средство для диагностики степени нарушения зрительных функций содержит красный, и/или зеленый, и/или синий источники света.

И, кроме того, целесообразно, что управляемый светостимулятор содержит два блока светоцветостимуляции, каждый из которых содержит, по меньшей мере, один источник света, а каждый блок светоцветостимуляции содержит красный, и/или зеленый, и/или синий источники света.

Сущность изобретения заключается в том, что введение в систему средства для диагностики степени нарушения зрительных функций, устройства сопряжения, устройства управления выбором режима зрения и светостимуляции и соответствующее их соединение позволили обеспечить оперативность и автоматизацию диагностики нарушения зрительных функций и адекватное восстановление зрения пациента, осуществлять снятие зрительного утомления на рабочем месте пользователя ЭВМ или проводить лечение дальнозоркости, близорукости, косоглазия, глаукомы и др. самим пациентом самостоятельно по заданной врачом программе.

Кроме того, введение автономного от светостимулятора средства для диагностики позволяет диагностировать каждый глаз в отдельности.

Введение устройства сопряжения обеспечивает необходимую развязку по питанию от персональной ЭВМ.

Предварительные испытания системы подтверждают возможность широкого промышленного ее использования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенной системы, на фиг. 2 - блок-схема устройства управления, на фиг.3 и на фиг.4 - алгоритмы диагностики степени утомления и снятия утомления.

Система содержит персональную ЭВМ 1, например, типа IBM PC, управляемый светостимулятор 2, устройство 3 сопряжения, устройство 4 управления выбором режима диагностики зрения и светостимуляции и средство 5 для диагностики степени нарушения зрительных функций.

Устройство 3 сопряжения содержит блок 6 гальванической развязки по информации и блок 7 гальванической развязки по питанию, причем блок 6 может быть выполнен в виде приемопередатчика интерфейса RS 232, а блок 7 - в виде преобразователя DC-DC.

Управляемый светостимулятор 2 может содержать два блока 8-1, 8-2 светоцветостимуляции, каждый из которых содержит, по меньшей мере, один источник света. Каждый из блоков 8-1, 8-2 может содержать красный, и/или зеленый, и/или синий источники света, в качестве которых могут быть использованы светодиоды типа, например, LF 59.

Конструкция светостимулятора 2 может быть различной, например в виде светозащитной маски или очковой оправы, как в прототипе.

Средство 5 для диагностики степени утомления глаз может содержать красный, и/или зеленый, и/или синий источники света и может быть выполнено в виде 2-4-кристалльного светодиода, установленного в корпусе.

Устройство 3 сопряжения содержит входные шины 9-1 и 9-2 питания и информационный вход-выход 10, которые подключены, например, к порту "СОМ" ПЭВМ. Кроме того, устройство 3 сопряжения связано выходными шинами 11-1, 11-2 питания и информационным выходом-входом 12 с устройством 4 управления, к управляющим и общему выводам выходной шины 13 которого подключены средство 5 для диагностики степени нарушения зрительных функций и управляемый светостимулятор 2.

Входные шины блока 7 являются входными шинами 9-1, 9-2 устройства 3 сопряжения, а выходные шины - выходными шинами 11-1, 11-2 питания.

Вход-выход и выход-вход блока 6 гальванической развязки по информации являются входом-выходом 10 и выходом-входом 12 устройства сопряжения.

Устройство 4 управления выбором режима диагностики и светостимуляции содержит микропроцессор 14, например, типа 187С51, цифровой делитель 15 напряжения, например, типа МАХ 548, управляемый генератор 16 тока и N ключей 17-1. . . 17-N, где N - целое число. Информационные выводы RxD - TxD микропроцессора 14 являются информационным входом- выходом 12 устройства управления, выводы порта А микропроцессора 14 подключены к управляющему входу цифрового делителя 15 напряжения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора 16 тока, выход которого является общим выводом 18 выходной шины 13 устройства 4 управления.

Выводы портов В и С микропроцессора 14 подключены к управляющим входам ключей 17-1. . .17-N, выходы которых являются соответствующими управляющими выводами 19-1...19-N выходной шины 13 устройства 4 управления.

Система работает следующим образом.

Имеются два этапа функционирования.

На первом этапе производится диагностика степени нарушения зрительных функций известным методом критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) для каждого глаза в отдельности.

На втором этапе на основе показателей КЧСМ производится светостимуляция для восстановления зрительных функций.

На первом этапе пользователь (или врач) с помощью монитора, клавиатуры и "мыши" персональной ЭВМ 1 загружает программы, функции которых заключаются в следующем (см. алгоритм на фиг. 3,4):

- организация диалогового взаимодействия между испытуемым (пользователем) и системой для восстановления зрительных функций;

- определение КЧСМ по каждому из трех основных цветов, при этом значение частоты задается с ПЭВМ 1 в диапазоне от 25 до 100 Гц с шагом в 0,5 Гц, а формирование длительности световых импульсов, яркости и цвета осуществляется устройством 4 управления.

Оператор (испытуемый) смотрит на источники света средства 5 для диагностики, которые мелькают с переменной частотой, причем увеличение или уменьшение частоты мельканий световых вспышек осуществляется при помощи клавиатуры или "мыши". Частотный диапазон, как правило, выбирается от 25 до 100 Гц. Определение частоты слияния мельканий проводят от меньшей к большей или, наоборот, от большей к меньшей, причем показания слияния мельканий отражаются на экране монитора в виде цифр, диаграмм графиков. Определения слияния мельканий проводятся для каждого глаза отдельно. Средние показатели слияния мельканий при неутомленном зрении составляют 41-45 Гц. Показатели порядка 38 и ниже указывают на утомление или патологию.

На основе показаний КЧСМ устанавливается режим светостимуляции самим пользователем или автоматически по программе, причем в зависимости от показания КЧСМ для правого и левого глаза, а также различной остроте зрения режим светостимуляции может быть монакулярный и бинакулярный с частотой на 5-10% ниже, чем показатели КЧСМ.

Степень достоверности замеров критической частоты слияния мельканий определяется программой, которая учитывает чувствительность зрительного анализатора и определяет время цветостимуляции для восстановления зрительных функций при их нарушении.

При проведении светостимуляции пользователь (пациент) надевает очковую оправу светостимулятора 2 и запускает программу светостимуляции с помощью клавиатуры или "мыши" ПЭВМ 1.

При этом через информационный вход-выход 10, блок 6 гальванической развязки по информации устройства 3 сопряжения, выход-вход 12 на информационные входы RxD микропроцессора 14 поступают информационные сигналы, определяющие режим светостимуляции, на выходе TxD появляется сигнал подтверждения получения команды, который передается обратно в ПЭВМ 1.

В соответствии с установленным режимом на выходе порта 1 появляются управляющие сигналы, поступающие на управляющий вход делителя 15 напряжения, на выходе которого появляется значение напряжения, соответствующее коду управляющих сигналов на выходе порта А.

В зависимости от напряжения, поступающего на вход генератора 16 тока, на его выходе формируется определенное значение тока, определяющее яркость свечения светодиодов.

Одновременно с этим на выходах портов В и С микропроцессора 14 возникают управляющие импульсы, поступающие на управляющие входы ключей 17-1...17-N, которые коммутируют ток генератора 16 тока через один или несколько выбранных светодиодов светостимулятора 2.

В программе светостимуляции предусмотрен режим выбора необходимого значения тока для стабилизации яркости светоизлучений светодиодов, при котором поддерживается определенное значение напряжения на управляющем входе генератора 16 тока.

Таким образом, данная система для восстановления зрительных функций человека позволяет использовать ее для оперативного контроля и снятия зрительного утомления на рабочем месте или проводить лечение различных патологий зрительной системы в домашних условиях.