способ офтальмологического исследования поля зрения

Формула изобретения

1. Способ офтальмологического исследования поля зрения путем фиксации взгляда пациента в точке фиксации, поочередного предъявления пациенту в различных точках поля зрения зрительного стимула с изменяющейся яркостью, восприятия пациентом зрительного стимула и определения яркостного порога восприятия пациентом зрительного стимула, отличающийся тем, что после каждого восприятия пациентом зрительного стимула, предъявленного в очередной точке зрения, выбирают точку фиксации взгляда пациента в точке предъявления воспринятого пациентом зрительного стимула и факт восприятия пациентом зрительного стимула определяют на основании регистрации его глазодвигательной реакции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предъявление зрительного стимула в очередной точке поля зрения начинают осуществлять после выбора точки фиксации взгляда пациента в точке предъявления воспринятого пациентом предыдущего зрительного стимула.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрацию глазодвигательной реакции пациента для определения факта восприятия им зрительного стимула осуществляют с использованием датчика поворота глаза.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время регистрации глазодвигательной реакции пациента при выборе очередной точки фиксации взгляда пациента определяют изменения координат точки фиксации взгляда пациента и сравнивают их с координатами очередной точки предъявления зрительного стимула относительно предыдущей точки предъявления зрительного стимула.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности к области офтальмологических исследований поля зрения, и преимущественно может быть использовано для определения границ поля зрения и выявления локализованных по полю зрения участков с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности органов зрения при диагностике патологии сетчатки, зрительного нерва и центральной нервной системы.

Известны способы периметрического и кампиметрического исследования поля зрения и реализующие их устройства по авторским свидетельствам СССР 810209, 1981; 982646, 1982; 1205890, 1986; 1297793, 1987; 1671261, 1991; 1782530, 1992; патенту СССР 1489572, 1989; заявке Российской Федерации 94008967, опубликованной 20.10.96, и заявке ФРГ 2428481, 1976, а также из медицинской литературы (Многотомное руководство по глазным болезням. Том 1, книга 2. - М.: Медгиз, 1962, с. 120-127, 133-135. Последовательные образы в норме и при заболеваниях зрительно-нервного пути. - Вестник офтальмологии, 1970, 4, с. 44-49; Урмахер Л. С., Айзенштат Л.И. Офтальмологические приборы. - М.: Медицина, 1988, с. 45). Указанные известные способы предусматривают в общей для них части фиксацию взгляда пациента на неизменно расположенной в центре поля зрения точке фиксации, предъявление пациенту одного или большего количества тест-объектов или световых стимулов, движущихся, чаще всего, вдоль меридиана поля зрения от его центра к периферии или в противоположном направлении, восприятие пациентом движущихся тест-объектов или световых стимулов, сообщение пациента о результатах восприятия им тест-объектов или световых стимулов в устной форме или с помощью сигнальной кнопки и получение информации о положении границ поля зрения, а также о положении и размерах участков поля зрения с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности на основании результатов регистрации положения движущихся тест-объектов или световых стимулов в моменты времени получения соответствующих сообщений пациента.

Недостатком данных известных способов исследования поля зрения является низкая точность определения положения границ поля зрения и положения и размеров участков поля зрения с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности, что вызвано запаздыванием моментов времени регистрации положения движущихся тест-объектов или световых стимулов по отношению к моментам времени пересечения ими границ поля зрения или его дефектных участков, которое обусловлено длительностью зрительно-моторной реакции пациента при выполнении им сообщения, как правило, нарастающей в процессе обследования из-за его утомления. При этом наиболее низкая точность результатов исследования обеспечивается при обследовании пациентов пожилого возраста, обладающих, как правило, замедленной зрительно-моторной реакцией, а также в случае выявления мелких изолированных дефектов поля зрения, в особенности, при их центральной и парацентральной локализации.

Кроме того, указанные известные способы позволяют определять пороговое значение яркостной контрастной чувствительности исследуемых участков поля зрения только в случае проведения многократных обследований пациента в полном объеме операций, предусмотренных известными способами, при различных значениях (не менее 6-8) яркости используемых движущихся световых стимулов. Это приводит, с одной стороны, к существенному увеличению времени выполнения обследования и, с другой стороны, как следствие, к большему утомлению пациента, что вызывает снижение точности получаемых результатов исследования.

Известны способы офтальмологического исследования поля зрения по авторским свидетельствам СССР 1217406, 1986; 1222269, 1986; 1553045, 1990; 1642996, 1991; 1711812, 1992; 1766361, 1992 и патентам Российской Федерации 2053702, 1996; 2127543, 1999, а также из литературы (Волков В.В., Сухинина Л. Б. , Устинова Е. И. Глаукома, переглаукома и офтальмогипертензия. - Л.: Медицина, 1985, с. 75-88). Данные известные способы предусматривают в общей для них части фиксацию взгляда пациента на неизменно расположенной в центре поля зрения точке фиксации, поочередное статическое предъявление пациенту в различных точках поля зрения световых стимулов с возрастающей или убывающей во времени яркостью, восприятие пациентом предъявленных световых стимулов, сообщение пациента о появлении или исчезновении воспринимаемого им светового стимула с помощью сигнальной кнопки и определение порогового значения яркостной контрастной чувствительности в каждой точке предъявления светового стимула на основании значения яркости светового стимула в момент времени получения соответствующего сообщения пациента.

Поскольку при использовании данных известных способов осуществляется статическое предъявление пациенту световых стимулов в различных точках поля зрения, конечное значение длительности его зрительно-моторной реакции не приводит к возникновению погрешности определения положения границ поля зрения и положения и размеров участков поля зрения с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности. Поэтому указанные способы обеспечивают более высокую точность определения указанных результатов исследования, которая ограничена, кроме погрешности фиксации взгляда пациента на точке фиксации, только дискретностью расположения в пределах поля зрения точек предъявления световых стимулов и их размерами.

Однако использование в данных известных способах определения порогового значения яркостной контрастной чувствительности участков поля зрения на основании значения яркости светового стимула с возрастающей или убывающей во времени яркостью в момент времени получения сообщения пациента вызывает погрешность, которая возникает из-за изменения яркости светового стимула за время, равное конечной длительности зрительно-моторной реакции пациента при осуществлении им сообщения с помощью сигнальной кнопки. Указанная погрешность принимает наиболее существенные значения в случае обследования пациентов пожилого возраста, обладающих, как правило, замедленной зрительно-моторной реакцией, а также при утомлении пациента.

Кроме того, необходимость постоянной фиксации взгляда пациента на одной и той же, неизменно расположенной точке фиксации способствует с течением времени утомлению пациента в процессе проведения обследования, что, как показывает практика, приводит к непроизвольному отклонению взгляда пациента от точки фиксации и поэтому вызывает увеличение погрешностей определения положения границ поля зрения и положения и размеров участков поля зрения с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности.

Наиболее близким по выполняемым действиям и достигаемому результату следует считать способ исследования поля зрения по авторскому свидетельству СССР 1528434, 1989, А 61 В 3/02, А 61 F 9/00. Способ-прототип предусматривает фиксацию взгляда пациента в точке фиксации, неизменно расположенной в центре на внутренней поверхности прикладываемого к исследуемому глазу экрана в виде полого шарового сегмента, поочередное предъявление пациенту на внутренней поверхности экрана в различных точках поля зрения зрительного стимула, в том числе, с изменяющейся яркостью, восприятие пациентом предъявленного зрительного стимула, сообщение пациента о появлении воспринимаемого им зрительного стимула с помощью сигнальной кнопки и определение порогового значения яркостной контрастной чувствительности в указанных точках поля зрения на основании значения яркости зрительного стимула в момент времени получения сообщения пациента.

Предусмотренное способом-прототипом, как и всеми другими известными способами исследования поля зрения, выполнение пациентом сообщения о появлении воспринимаемого им зрительного стимула, чаще всего, с использованием сигнальной кнопки вызывает запаздывание момента времени получения сообщения пациента по отношению к моменту времени восприятия им зрительного стимула, которое возникает из-за конечной длительности зрительно-моторной реакции, протекающей от сетчатки глаза через головной мозг к руке, управляющей сигнальной кнопкой за счет мышечной реакции. Большая длина зрительно-нервного пути и инерционность мышечной реакции рук пациента приводят к значительной величине длительности указанной зрительно-моторной реакции, в особенности, у пациентов пожилого возраста и лиц с патологией нервной и мышечной систем, а также опорно-двигательного аппарата. Запаздывание момента времени получения сообщения пациента вызывает погрешность определения порогового значения яркостной контрастной чувствительности участков поля зрения, которая возникает из-за изменения яркости зрительного стимула за время, равное длительности данной зрительно-моторной реакции пациента при осуществлении им сообщения с помощью сигнальной кнопки.

При этом, как и в случае реализации всех известных способов аналогичного назначения, постоянная фиксация взгляда пациента на одной и той же, неизменно расположенной точке фиксации приводит к утомлению пациента в процессе проведения обследования, что, как показывает практика, вызывает непроизвольное отклонение взгляда пациента от точки фиксации и поэтому приводит к увеличению погрешностей определения положения границ поля зрения и положения и размеров участков поля зрения с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности. Кроме того, это требует со стороны врача-исследователя периодического контроля за правильностью фиксации взгляда пациента и в случае ее нарушения прерывания обследования для восстановления правильной фиксации взгляда.

Недостатками способа исследования поля зрения, выбранного за прототип, являются недостаточно высокая точность определения порогового значения яркостной контрастной чувствительности и положения границ поля зрения и его участков с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности, а также сложность осуществления способа, связанная с необходимостью периодического контроля за правильностью фиксации взгляда пациента врачом-исследователем.

Целями предлагаемого изобретения являются повышение точности определения порогового значения яркостной контрастной чувствительности и положения границ поля зрения и его участков с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности, а также упрощение осуществления способа.

Поставленные цели достигаются, согласно изобретению, тем, что предлагаемый способ офтальмологического исследования поля зрения, включающий, в соответствии с прототипом, фиксацию взгляда пациента в точке фиксации, поочередное предъявление пациенту в различных точках поля зрения зрительного стимула с изменяющейся яркостью, восприятие пациентом зрительного стимула и определение яркостного порога восприятия пациентом зрительного стимула, отличается от прототипа тем, что после каждого восприятия пациентом зрительного стимула, предъявленного в очередной точке поля зрения, выбирают точку фиксации взгляда пациента в точке предъявления воспринятого пациентом зрительного стимула и факт восприятия пациентом зрительного стимула определяют на основании регистрации его глазодвигательной реакции. При этом предъявление зрительного стимула в очередной точке поля зрения начинают осуществлять после выбора точки фиксации взгляда пациента в точке предъявления воспринятого пациентом предыдущего зрительного стимула, а регистрацию глазодвигательной реакции пациента для определения факта восприятия им зрительного стимула осуществляют с использованием датчика поворота глаза, причем во время регистрации глазодвигательной реакции пациента при выборе очередной точки фиксации взгляда пациента определяют изменения координат точки фиксации взгляда пациента и сравнивают их с координатами очередной точки предъявления зрительного стимула относительно предыдущей точки предъявления зрительного стимула.

Выбор точки фиксации взгляда пациента в точке предъявления воспринятого пациентом зрительного стимула после каждого восприятия пациентом зрительного стимула, предъявленного в очередной точке поля зрения, определение факта восприятия пациентом зрительного стимула на основании регистрации его глазодвигательной реакции с использованием датчика поворота глаза посредством определения изменений координат точки фиксации взгляда пациента и сравнения их с координатами очередной точки предъявления зрительного стимула относительно предыдущей точки предъявления зрительного стимула, а также осуществление предъявления зрительного стимула в очередной точке поля зрения после выбора точки фиксации взгляда пациента в точке предъявления воспринятого пациентом предыдущего зрительного стимула обеспечивают повышение точности определения порогового значения яркостной контрастной чувствительности и положения границ поля зрения и его участков с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности, а также упрощение осуществления способа. Данное положение подтверждается следующими обстоятельствами.

Перенос пациентом, проинструктированным соответствующим образом перед обследованием, точки фиксации взгляда в точку очередного предъявления зрительного стимула, воспринятого пациентом последним, приводит к повороту его глаза в направлении вновь выбранной точки фиксации. Существенно меньшая длина нервного пути, значительная толщина глазного нерва, и, следовательно, его высокая пропускная способность, а также низкая инерционность глазной мышцы обеспечивают выполнение поворота глаза с достаточно высокой скоростью при малой длительности глазодвигательной реакции пациента. При этом определение факта восприятия пациентом зрительного стимула на основании регистрации его глазодвигательной реакции с использованием датчика поворота глаза происходит автоматически, не требует участия в этом процессе врача-исследователя и поэтому не приводит к запаздыванию момента времени регистрации факта восприятия пациентом предъявляемого зрительного стимула, связанному с субъективными данными врача-исследователя. Все отмеченное обеспечивает повышение точности определения порогового значения яркостной контрастной чувствительности на основании регистрации текущего значения изменяющейся яркости предъявленного зрительного стимула в момент времени регистрации глазодвигательной реакции пациента при его восприятии.

Определение изменений координат точки фиксации взгляда пациента и сравнение их с координатами очередной точки предъявления зрительного стимула относительно предыдущей точки предъявления зрительного стимула позволяет контролировать правильность глазодвигательной реакции пациента при изменении точки фиксации взгляда в соответствии с положением очередного предъявленного зрительного стимула, воспринятого пациентом. Данное обстоятельство совместно с предъявлением зрительного стимула в очередной точке поля зрения только после выбора точки фиксации взгляда пациента в точке предъявления воспринятого пациентом зрительного стимула обеспечивает правильную фиксацию взгляда пациента и повышение точности определения положения границ поля зрения и его участков с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности.

Кроме того, необходимость периодического изменения положения выбираемой точки фиксации взгляда после каждого очередного восприятия пациентом зрительного стимула приводит к вынужденному движению глаза пациента и, как следствие, его меньшему утомлению при фиксации взгляда в процессе обследования, что обеспечивает более высокую точность фиксации взгляда на очередной точке фиксации и, следовательно, повышение точности определения положения границ поля зрения и его участков с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности.

Поскольку при осуществлении предлагаемого способа не требуется фиксации взгляда пациента на одной неизменно расположенной точке фиксации, не возникает необходимости периодического контроля точности фиксации взгляда пациента врачом-исследователем, что упрощает способ и поэтому позволяет врачу-исследователю, не отвлекаясь на выполнение второстепенных операций, непосредственно в процессе обследования оценивать результаты исследований и производить их анализ. Более того, упрощение способа позволяет выполнять с его помощью исследование поля зрения пациента лицом, не имеющим квалификации врача-офтальмолога.

Отмеченное свидетельствует о достижении декларированных выше целей настоящего изобретения благодаря наличию у предлагаемого способа указанных отличительных признаков.

Сущность предлагаемого способа офтальмологического исследования поля зрения в случае использования предъявляемых зрительных стимулов с увеличивающейся во времени яркостью заключается в следующем:

- инструктируют пациента быть внимательным и каждый раз переводить и фиксировать взгляд на вновь появившемся в поле зрения зрительном стимуле;

- закрывают не исследуемый глаз пациента, например, повязкой или заслонкой;

- предъявляют пациенту в одной из точек поля зрения первый зрительный стимул;

- после восприятия пациентом первого предъявленного зрительного стимула в момент времени переноса пациентом взгляда и фиксации его в точке предъявления воспринятого зрительного стимула регистрируют глазодвигательную реакцию пациента с использованием датчика поворота глаза, определяя, тем самым, факт восприятия пациентом предъявленного зрительного стимула;

- предъявляют пациенту в одной из точек поля зрения или его исследуемого участка очередной (второй) зрительный стимул с увеличивающейся во времени яркостью;

- после восприятия пациентом очередного (второго) предъявленного зрительного стимула в момент времени переноса пациентом взгляда и фиксации его в точке предъявления воспринятого очередного (второго) зрительного стимула регистрируют глазодвигательную реакцию пациента с использованием датчика поворота глаза, определяя, тем самым, факт восприятия пациентом предъявленного очередного (второго) зрительного стимула, после чего заканчивают предъявление предыдущего (первого) зрительного стимула;

- в момент регистрации глазодвигательной реакции пациента определяют и регистрируют значение яркости воспринятого очередного (второго) зрительного стимула;

- на основании зарегистрированной датчиком поворота глаза глазодвигательной реакции пациента определяют изменения координат точки фиксации при переносе пациентом взгляда и фиксации его в точке предъявления воспринятого очередного (второго) зрительного стимула;

- сравнивают полученные изменения координат точки фиксации взгляда пациента на очередном (втором) зрительном стимуле с координатами точки предъявления очередного (второго) зрительного стимула относительно точки предъявления предыдущего (первого) зрительного стимула;

- регистрируют координаты точки предъявления очередного (второго) зрительного стимула относительно точки предъявления предыдущего (первого) зрительного стимула.

Далее периодически повторяют операции способа, начиная с пятого шага, при предъявлении очередного зрительного стимула, то есть третьего, четвертого, пятого и так далее, в пределах поля зрения или его исследуемого участка. При этом предъявление зрительных стимулов производят во всех необходимых для обследования точках поля зрения или его исследуемых участков, выбираемых с требуемой дискретностью. Результатами исследования для каждой исследованной точки поля зрения являются две координаты точки поля зрения относительно центра поля зрения (зарегистрированные координаты точки предъявления очередного зрительного стимула относительно точки предъявления предыдущего зрительного стимула) и пороговое значение яркостной контрастной чувствительности, соответствующее яркости воспринятого в этой точке зрительного стимула.

На чертеже показана структурная схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ офтальмологического исследования поля зрения, где 1 - исследуемый глаз пациента, 2 - глаз врача-исследователя, 3 - экран, показанный в разрезе, 4 - отверстие экрана 3, 5 - визирное стекло, 6 - спектроделительное стекло, 7 - генератор тактовых импульсов, 8 - делитель частоты, 9, 10 - соответственно первый и второй счетчики импульсов, 11, 12 - соответственно первый и второй цифроаналоговые преобразователи, 13, 14 - соответственно первый и второй регистры, 15, 16 - соответственно первый и второй дешифраторы, 17, 18 - соответственно первый и второй блоки токовых ключей, 19 - датчик поворота глаза, 20 - аналого-цифровой преобразователь, 21 - триггер, 22 - дизъюнктор и 23 - ЭВМ.

Экран 3 выполнен в виде полого шарового сегмента из непрозрачного материала и снабжен установленными на его внутренней поверхности светодиодами (на фиг. 1 не показаны), предназначенными для генерирования оптического излучения видимого диапазона длин волн и обеспечивающими формирование зрительных стимулов. Количество светодиодов и дискретность положения мест их установки на внутренней поверхности экрана 3 определяются необходимой при исследовании дискретностью расположения точек предъявления в поле зрения зрительных стимулов. В центре экрана 3 выполнено отверстие 4 экрана 3, закрытое прозрачным для оптического излучения визирным стеклом 5 с нанесенной на нем меткой, например, в виде перекрестия. Со стороны внешней поверхности экрана 3 напротив отверстия 4 экрана 3 установлено под углом, например, в 45^o к оси экрана 3, проходящей через центр отверстия 4 экрана 3 и центр исследуемого глаза 1 пациента, спектроделительное стекло 6, пропускающее видимое оптическое излучение и отражающее инфракрасное оптическое излучение. На спектроделительном стекле 6 также нанесена метка, например, в виде перекрестия, центр которого расположен на оси экрана 3, проходящей через центр отверстия 4 экрана 3 и центр исследуемого глаза 1 пациента. В более упрощенном варианте выполнения данного устройства вместо спектроделительного стекла 6 может использоваться полупрозрачное зеркало. Со стороны внутренней поверхности экрана 3 расположена не показанная на фигуре лобно-подбородная опора для пациента, установленная с возможностью перемещения по двум координатам в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, и последующей фиксации. Перемещение лобно-подбородной опоры обеспечивает первоначальную установку головы пациента в положение, при котором центр исследуемого глаза 1 пациента расположен на оси экрана 3, проходящей через центр отверстия 4 экрана 3. Подобная центровка осуществляется при наблюдении врачом-исследователем исследуемого глаза 1 пациента с использованием меток в виде перекрестий, которыми снабжены визирное стекло 5 и спектроделительное стекло 6. При первоначальной установке головы пациента в положение, при котором центр исследуемого глаза 1 пациента расположен на оси экрана 3, проходящей через центр отверстия 4 экрана 3, глаз 2 врача-исследователя должен быть расположен на указанной оси за спектроделительным стеклом 6 со стороны, противоположной экрану 3.

Датчик 19 поворота глаза выполнен оптико-электронным, обладает чувствительностью к оптическому излучению инфракрасного диапазона длин волн и установлен с расположением своей оптической оси в плоскости, перпендикулярной оси экрана 3, соединяющей исследуемый глаз 1 пациента, центр отверстия 4 экрана 3 и глаз 2 врача-исследователя, так, чтобы отраженное от исследуемого глаза 1 пациента инфракрасное оптическое излучение после прохождения через визирное стекло 5 и отражения от спектроделительного стекла 6 попадало в поле зрения датчика 19 поворота глаза. Датчик 19 поворота глаза снабжен не показанным на фигуре источником инфракрасного излучения, который выполнен на основе, например, светодиода, предназначенного для испускания инфракрасного оптического излучения, и установлен так, чтобы его оптическая ось была параллельна оптической оси датчика 19 поворота глаза. В качестве датчика 19 поворота глаза могут быть использованы известные в настоящее время из уровня техники устройства для измерения углов поворота глаза, например, по авторским свидетельствам СССР 1438691, 1988; 1507313, 1989 и 1581268, 1990.

В случае необходимости обеспечения более высокой угловой разрешающей способности при регистрации глазодвигательной реакции пациента в качестве датчика 19 поворота глаза может использоваться видеокамера, чувствительная к инфракрасному оптическому излучению. В последнем случае первоначальная центровка исследуемого глаза 1 пациента может выполняться не путем непосредственного наблюдения глазом 2 врача-исследователя через спектроделительное стекло 6 и отверстие 4 экрана 3, закрытое визирным стеклом 5, а на основании наблюдения изображения исследуемого глаза 1 пациента, формируемого видеокамерой, на экране дисплея ЭВМ 23. Поэтому при условии использования в качестве датчика 19 поворота глаза видеокамеры она устанавливается так, чтобы ее оптическая ось проходила через центр отверстия 4 экрана 3 и центр исследуемого глаза 1 пациента. В данном случае это позволяет не применять в устройстве спектроделительного стекла 6.

Датчик 19 поворота глаза через аналого-цифровой преобразователь 20 соединен с первым входом ЭВМ 23. Выход генератора 7 тактовых импульсов через делитель 8 частоты соединен с входами счетных импульсов первого и второго счетчиков 9 и 10 импульсов. Выход параллельного цифрового кода первого счетчика 9 импульсов соединен со входами первого цифроаналогового преобразователя 11 и первого регистра 13, а аналогичный выход второго счетчика 10 импульсов - со входами второго цифроаналогового преобразователя 12 и второго регистра 14. Выходы переполнения первого и второго счетчиков 9 и 10 импульсов соединены с входами дизъюнктора 22, выход которого подключен ко второму входу ЭВМ 23. Первый и второй выходы ЭВМ 23 соединены с входами соответственно первого и второго дешифраторов 15 и 16, каждый из которых имеет 2^N входов и N выходов, где N - число размещенных на экране 3 светодиодов. Каждый из N выходов первого и второго дешифраторов 15 и 16 подключен к одному из двух входов одного из N токовых ключей, входящих в состав каждого из блоков токовых ключей, соответственно первого и второго блоков 17 и 18 токовых ключей. Выход каждого из N токовых ключей первого и второго блоков 17 и 18 токовых ключей подключен к одному из N светодиодов, размещенных на экране 3, а вторые входы N токовых ключей первого и второго блоков 17 и 18 токовых ключей подключены к выходам соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей 11 и 12. Вход триггера 21, в качестве которого использован триггер со счетным входом, подключен к третьему выходу ЭВМ 23, прямой выход триггера 21 соединен со входом записи первого регистра 13 и входом начала счета второго счетчика 10 импульсов, а инверсный выход триггера 21 соединен со входом записи второго регистра 14 и входом начала счета первого счетчика 9 импульсов. Выходы первого и второго регистров 13 и 14 соединены соответственно с третьим и четвертым входами ЭВМ 23. Четвертый выход ЭВМ 23 подключен ко второму входу делителя 8 частоты. В качестве ЭВМ 23 может быть использован персональный компьютер, снабженный клавиатурой, дисплеем и принтером.

Устройство, реализующее предлагаемый способ офтальмологического исследования поля зрения, работает следующим образом.

Врач-исследователь инструктирует пациента быть внимательным и каждый раз переводить и фиксировать взгляд на вновь появившемся в поле зрения зрительном стимуле, усаживает пациента на стул лицом к внутренней поверхности экрана 3, устанавливает лицо пациента в лобно-подбородную опору и закрывает пациенту не исследуемый глаз повязкой или заслонкой, которой может быть снабжена лобно-подбородная опора. Затем, наблюдая глазом 2 через спектроделительное стекло 6, визирное стекло 5 и отверстие 4 экрана 3 в условиях подсветки видимым оптическим излучением внутренней полости экрана 3, врач-исследователь выполняет предварительную центровку исследуемого глаза 1 пациента относительно оси, проходящей через центр отверстия 4 экрана 3, обеспечивая совмещение центра зрачка исследуемого глаза 1 пациента и центров меток в виде перекрестий на спектроделительном стекле 6 и визирном стекле 5. Данная центровка осуществляется путем перемещения лобно-подбородной опоры по двум координатам в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, после чего выполняется фиксация положения лобно-подбородной опоры.

В случае использования в качестве датчика 19 поворота глаза видеокамеры, чувствительной к оптическому излучению инфракрасного диапазона спектра, при предварительной центровке исследуемого глаза 1 пациента включается источник инфракрасного излучения (на чертеже не показан), которым снабжен датчик 19 поворота глаза. Инфракрасное оптическое излучение от данного источника проходит через визирное стекло 5 и отверстие 4 экрана 3, отражается от исследуемого глаза 1 пациента, вновь проходит через отверстие 4 экрана 3 и визирное стекло 5 и регистрируется датчиком 19 поворота глаза. Выполняющая функцию датчика 19 поворота глаза видеокамера преобразует инфракрасное оптическое излучение в аналоговый электрический сигнал изображения исследуемого глаза 1 пациента, который после преобразования аналого-цифровым преобразователем 20 в цифровой сигнал изображения вводится в ЭВМ 23. ЭВМ 23 выполняет преобразование цифрового сигнала изображения исследуемого глаза 1 пациента, например, в цифровой сигнал изображения с тремя градациями яркости, соответствующими значениям потоков инфракрасного оптического излучения, отраженных единицей площади соответственно зрачка, радужной оболочки и склеры исследуемого глаза 1 пациента, и воспроизводит данное трехградационное изображение исследуемого глаза 1 пациента на экране своего дисплея врачу-исследователю. Это становится возможным, поскольку в наибольшей степени оптическое излучение отражается склерой, в несколько меньшей степени - радужной оболочкой и в наименьшей степени - зрачком исследуемого глаза 1 пациента. Наблюдая на экране дисплея ЭВМ 23 изображение исследуемого глаза 1 пациента и метки в виде перекрестия на визирном стекле 5, врач-исследователь добивается совмещения изображений центра перекрестия с центром зрачка исследуемого глаза 1 пациента путем перемещения по двум координатам лобно-подбородной опоры, после чего фиксирует ее положение.

Затем врач-исследователь вводит в ЭВМ 23 с клавиатуры такие необходимые параметры проведения обследования пациента, как, например, положение границ исследуемой области поля зрения, дискретность расположения в данной области точек предъявления зрительных стимулов и значение необходимой скорости нарастания яркости предъявляемого зрительного стимула. В соответствии с введенным значением необходимой скорости нарастания яркости предъявляемого зрительного стимула ЭВМ 23 формирует двоичный цифровой код и подает его на делитель 8 частоты, в соответствии со значением которого происходит коммутация внутренних связей делителя 8 частоты, обеспечивающая получение требуемого коэффициента деления частоты импульсов, соответствующего необходимой скорости нарастания яркости предъявляемого зрительного стимула. В соответствии с введенными параметрами положения границ исследуемой области поля зрения и дискретностью расположения в данной области точек предъявления зрительных стимулов ЭВМ 23 с использованием хранящейся в ее запоминающем устройстве программы определяет порядок предъявления зрительных стимулов в различных точках выбранной для исследования области поля зрения и соответствующую ему последовательность номеров светодиодов, установленных на экране 3 и обеспечивающих предъявление зрительных стимулов в указанном порядке.

Перед началом предъявления пациенту зрительных стимулов первый и второй счетчики 9 и 10 импульсов, первый и второй регистры 13 и 14 и триггер 21 обнуляются. Генератор 7 тактовых импульсов формирует тактовые импульсы и подает их на делитель 8 частоты, который пропускает тактовые импульсы в соответствии с установленным коэффициентом деления, обеспечивая получение заданного значения частоты тактовых импульсов, соответствующего необходимой скорости нарастания яркости предъявляемого зрительного стимула. Пропущенные делителем 8 частоты тактовые импульсы поступают на входы счетных импульсов первого и второго счетчиков 9 и 10 импульсов.

С прямого выхода триггера 21 на вход начала счета второго счетчика 10 импульсов поступает напряжение уровня логического нуля, и поэтому второй счетчик 10 импульсов не подсчитывает импульсы с делителя 8 частоты. Поскольку с инверсного выхода триггера 21 на вход начала счета первого счетчика 9 импульсов поступает напряжение уровня логической единицы, первый счетчик 9 импульсов подсчитывает тактовые импульсы, поступающие с выхода делителя 8 частоты. Нарастающий во времени в процессе подсчета тактовых импульсов двоичный цифровой код на выходе первого счетчика 9 импульсов преобразуется первым цифроаналоговым преобразователем 11 в соответствующую данному цифровому коду аналоговую величину напряжения, поступающего на вторые входы N токовых ключей первого блока 17 токовых ключей. Поэтому напряжение на выходе первого цифроаналогового преобразователя 11 ступенчато возрастает во времени, причем при большом количестве ступенек, определяемом разрядностью первого счетчика 9 импульсов, данное возрастание напряжения во времени происходит практически линейно.

Одновременно ЭВМ 23, например, по детерминированной программе на основании введенной в нее ранее врачом-исследователем информации о положении границ исследуемой области поля зрения выбирает двоичный цифровой код номера установленного на экране 3 светодиода, обеспечивающего формирование первого предъявляемого зрительного стимула. Данный параллельный цифровой код номера светодиода с первого выхода ЭВМ 23 поступает на вход первого дешифратора 15, которым дешифрируется, обеспечивая формирование напряжения уровня логической единицы на том выходе первого дешифратора 15, номер которого соответствует выбранному ЭВМ 23 двоичному цифровому коду номера светодиода. Это напряжение уровня логической единицы с указанного выхода первого дешифратора 15 откроет соответствующий токовый ключ первого блока 17 токовых ключей, через который напряжение с выхода первого цифроаналогового преобразователя 11, возрастающее во времени практически линейно, поступает на установленный на экране 3 светодиод, цифровой код номера которого поступил из ЭВМ 23 на первый дешифратор 15. В результате установленный на экране 3 указанный светодиод будет излучать видимое оптическое излучение, формируя предъявляемый зрительный стимул, причем его яркость будет возрастать во времени практически линейно.

В момент, когда пациент увидит предъявляемый первый зрительный стимул исследуемым глазом 1, он, действуя согласно инструкции врача-исследователя, переведет и зафиксирует взгляд на воспринятом первом зрительном стимуле.

Одновременно источник инфракрасного излучения датчика 19 поворота глаза формирует световой поток, который либо непосредственно через отверстие 4 экрана 3, закрытое визирным стеклом 5, либо после предварительного отражения от спектроделительного стекла 6 падает на исследуемый глаз 1 пациента. После отражения от исследуемого глаза 1 пациента световой поток инфракрасного оптического излучения тем же путем возвращается к датчику 19 поворота глаза, который преобразует его в аналоговый электрический сигнал.

В случае использования в качестве датчика 19 поворота глаза указанных выше известных из уровня техники устройств для измерения углов поворота глаза датчик 19 поворота глаза принимает отраженный от роговицы исследуемого глаза 1 пациента поток инфракрасного оптического излучения, формирует на чувствительной поверхности своего координатно-чувствительного приемника оптического излучения изображение роговичного блика (роговичный рефлекс), положение которого перемещается при поворотах исследуемого глаза 1 пациента вследствие эксцентричности роговицы относительно глазного яблока, и преобразует его в электрический сигнал. В этом случае аналого-цифровой преобразователь 20 преобразует аналоговые электрические сигналы с датчика 19 поворота глаза, пропорциональные углам поворота исследуемого глаза 1 пациента, в цифровые коды, которые вводятся в ЭВМ 23.

В случае использования в качестве датчика 19 поворота глаза видеокамеры, чувствительной к оптическому излучению инфракрасного диапазона спектра, как и при предварительной центровке исследуемого глаза 1 пациента, видеокамера преобразует инфракрасное оптическое излучение, отраженное исследуемым глазом 1 пациента, в аналоговый электрический сигнал изображения исследуемого глаза 1 пациента, который после преобразования аналого-цифровым преобразователем 20 в цифровой сигнал изображения вводится в ЭВМ 23. ЭВМ 23 выполняет преобразование цифрового сигнала изображения исследуемого глаза 1 пациента, например, в цифровой сигнал изображения с тремя градациями яркости и воспроизводит данное трехградационное изображение исследуемого глаза 1 пациента на экране своего дисплея врачу-исследователю. На основании обработки цифрового трехградационного сигнала изображения ЭВМ 23 определяет координаты центра зрачка исследуемого глаза 1 пациента, пропорциональные углам его поворота.

В обоих указанных случаях после того, как пациент воспримет предъявленный зрительный стимул, переведет и зафиксирует на нем взгляд, ЭВМ 23 определяет изменения x₁ и y₁ координат точки фиксации взгляда пациента при переводе им взгляда на данный первый зрительный стимул и сравнивает их соответственно с разностями координат (x₁ ⁰-х₀ ⁰) и (y₁ ⁰-y₀ ⁰), где x₁ ⁰, y₁ ⁰ - хранящиеся в памяти ЭВМ 23 координаты формирующего первый зрительный стимул светодиода на экране 3; х₀ ⁰, y₀ ⁰ - хранящиеся в памяти ЭВМ 23 координаты точки первоначальной фиксации взгляда пациента. В случае равенства указанных соответствующих величин при заданной точности сравнения сигналом с третьего выхода ЭВМ 23 устанавливается в единичное состояние триггер 21, по перепаду напряжения на прямом выходе которого от уровня логического нуля до уровня логической единицы в первый регистр 13 из первого счетчика 9 импульсов записывается параллельный цифровой код, соответствующий подсчитанному последним количеству импульсов и, следовательно, яркости первого зрительного стимула в момент его восприятия пациентом. Затем указанный параллельный цифровой код из первого регистра 13 вводится в ЭВМ 23 для регистрации и последующей оценки порогового значения яркостной контрастной чувствительности исследуемого глаза 1 пациента в точке поля зрения, соответствующей точке предъявления данного первого зрительного стимула. По сигналу уровня логического нуля с инверсного выхода триггера 21 прекращается подсчет импульсов первым счетчиком 9 импульсов, цифровой код на его выходе перестает возрастать и поэтому перестает возрастать напряжение на выходе первого цифроаналогового преобразователя 11, подаваемое через один из N токовых ключей первого блока 17 токовых ключей на установленный на экране 3 светодиод, воспроизводящий первый зрительный стимул. Поэтому яркость светодиода и, следовательно, предъявленного и воспринятого пациентом зрительного стимула перестает увеличиваться.

По поступающему с прямого выхода триггера 21 на вход начала счета второго счетчика 10 импульсов сигналу уровня логической единицы последний начинает подсчитывать тактовые импульсы с делителя 8 частоты. Нарастающий во времени в процессе подсчета тактовых импульсов двоичный цифровой код на выходе второго счетчика 10 импульсов преобразуется вторым цифроаналоговым преобразователем 12 в соответствующую данному цифровому коду аналоговую величину напряжения, поступающего на вторые входы N токовых ключей второго блока 18 токовых ключей. Поэтому напряжение на выходе второго цифроаналогового преобразователя 12 ступенчато возрастает во времени, причем при большой разрядности второго счетчика 10 импульсов, данное возрастание напряжения во времени происходит практически линейно.

Одновременно ЭВМ 23 выбирает двоичный цифровой код номера установленного на экране 3 светодиода, обеспечивающего формирование второго предъявляемого зрительного стимула. Данный параллельный цифровой код номера светодиода со второго выхода ЭВМ 23 поступает на вход второго дешифратора 16, которым дешифрируется, обеспечивая формирование напряжения уровня логической единицы на том выходе второго дешифратора 16, номер которого соответствует выбранному ЭВМ 23 двоичному цифровому коду номера светодиода. Это напряжение уровня логической единицы с указанного выхода второго дешифратора 16 откроет соответствующий токовый ключ второго блока 18 токовых ключей, через который напряжение с выхода второго цифроаналогового преобразователя 12, возрастающее во времени практически линейно, поступает на установленный на экране 3 светодиод, цифровой код номера которого поступил из ЭВМ 23 на второй дешифратор 16. В результате установленный на экране 3 указанный светодиод будет излучать видимое оптическое излучение, формируя предъявляемый второй зрительный стимул, причем его яркость будет возрастать во времени практически линейно.

Когда пациент увидит предъявляемый второй зрительный стимул исследуемым глазом 1, он, действуя согласно инструкции врача-исследователя, переведет и зафиксирует взгляд на воспринятом втором зрительном стимуле.

Далее подобно тому, как это было описано для этапа предъявления пациенту первого зрительного стимула, датчик 19 поворота глаза совместно с аналого-цифровым преобразователем 20 обеспечивают, в зависимости от используемой конструкции датчика 19 поворота глаза, ввод в ЭВМ 23 либо цифровых кодов углов поворота исследуемого глаза 1 пациента, либо цифрового сигнала его изображения.

После того, как пациент воспримет предъявленный второй зрительный стимул, переведет и зафиксирует на нем взгляд, ЭВМ 23 определяет изменения x₂ и y₂ и координат точки фиксации взгляда пациента при переводе им взгляда на данный второй зрительный стимул и сравнивает их соответственно с разностями координат (х₂ ⁰-x₁ ⁰) и (y₂ ⁰-y₁ ⁰), где x₁ ⁰, y₁ ⁰ - хранящиеся в памяти ЭВМ 23 координаты светодиода, формирующего первый зрительный стимул; х₂ ⁰, y₂ ⁰ - хранящиеся в памяти ЭВМ 23 координаты светодиода, формирующего второй зрительный стимул. В случае равенства указанных соответствующих величин при заданной точности сравнения сигналом с третьего выхода ЭВМ 23 устанавливается в нулевое состояние триггер 21, по перепаду напряжения на инверсном выходе которого от уровня логического нуля до уровня логической единицы во второй регистр 14 из второго счетчика 10 импульсов записывается параллельный цифровой код, соответствующий подсчитанному вторым счетчиком 10 импульсов количеству импульсов и, следовательно, яркости второго зрительного стимула в момент его восприятия пациентом. Затем указанный параллельный цифровой код из второго регистра 14 вводится в ЭВМ 23 для регистрации и последующей оценки порогового значения яркостной контрастной чувствительности исследуемого глаза 1 пациента в точке поля зрения, соответствующей точке предъявления данного второго зрительного стимула.

По сигналу уровня логического нуля с прямого выхода триггера 21 прекращается подсчет импульсов вторым счетчиком 10 импульсов, цифровой код на его выходе перестает возрастать и поэтому перестает возрастать напряжение на выходе второго цифроаналогового преобразователя 12, подаваемое через один из N токовых ключей второго блока 18 токовых ключей на установленный на экране 3 светодиод, воспроизводящий второй зрительный стимул. Поэтому яркость этого светодиода и. следовательно, предъявленного и воспринятого пациентом второго зрительного стимула перестает увеличиваться.

Теперь с инверсного выхода триггера 21 на вход начала счета первого счетчика 9 импульсов вновь поступает напряжение уровня логической единицы, и поэтому первый счетчик 9 импульсов обнуляется и затем начинает подсчитывать тактовые импульсы, поступающие с выхода делителя 8 частоты. Одновременно ЭВМ 23 выбирает двоичный цифровой код номера установленного на экране 3 светодиода, обеспечивающего формирование третьего предъявляемого зрительного стимула. Данный параллельный цифровой код номера светодиода со второго выхода ЭВМ 23 поступает на вход первого дешифратора 15, которым дешифрируется, обеспечивая формирование напряжения уровня логической единицы на том выходе первого дешифратора 15, номер которого соответствует выбранному ЭВМ 23 двоичному цифровому коду номера светодиода, формирующего третий зрительный стимул. Поскольку подаваемый на первый дешифратор 15 двоичный цифровой код номера светодиода изменился, предъявление пациенту первого зрительного стимула заканчивается. Далее устройство аналогичным образом обеспечивает предъявление пациенту третьего зрительного стимула и регистрацию его глазодвигательной реакции при восприятии третьего зрительного стимула. При этом работа устройства на этапе предъявления каждого очередного зрительного стимула с нечетным номером в порядке его предъявления аналогична работе устройства на этапе предъявления первого зрительного стимула, а работа устройства на этапе предъявления каждого очередного зрительного стимула с четным номером в порядке его предъявления аналогична работе устройства на этапе предъявления второго зрительного стимула.

Таким образом происходит предъявление зрительных стимулов в различных точках всего поля зрения или только его исследуемой области, регистрация глазодвигательной реакции пациента при восприятии им предъявленных зрительных стимулов и регистрация текущих значений яркости предъявленных зрительных стимулов в моменты восприятия их пациентом.

Если на этапе предъявления одного из зрительных стимулов, например, второго или последующих зрительных стимулов с четным порядковым номером их предъявления пороговое значение яркостной контрастной чувствительности исследуемого глаза 1 пациента в точке поля зрения, где предъявлен указанный зрительный стимул, окажется патологически высоким настолько, что пациент не сможет воспринять предъявляемый зрительный стимул, а поэтому перевести и зафиксировать на нем взгляд даже при максимально возможной его яркости, датчик 19 поворота глаза и ЭВМ 23 не зарегистрируют глазодвигательной реакции пациента. Поэтому на третьем выходе ЭВМ 23 сигнала, изменяющего состояние триггера 21, не возникнет, и второй счетчик 10 импульсов будет продолжать подсчитывать тактовые импульсы с делителя 8 частоты до своего заполнения, обеспечивая нарастание яркости предъявляемого зрительного стимула до максимально возможного значения. В момент, когда яркость предъявляемого зрительного стимула достигнет максимально возможного значения, импульс переполнения с выхода второго счетчика 10 импульсов через дизъюнктор 22 поступит на второй вход ЭВМ 23, которая зарегистрирует, что в данной точке поля зрения яркостная контрастная чувствительность исследуемого глаза 1 пациента ниже установленного допустимого значения. После этого ЭВМ 23 выбирает двоичный цифровой код номера установленного на экране 3 светодиода, обеспечивающего формирование следующего зрительного стимула, предъявляемого в другой точке поля зрения. Данный параллельный цифровой код номера светодиода со второго выхода ЭВМ 23 поступает на вход второго дешифратора 16, а обнулившийся при переполнении второй счетчик 10 импульсов вновь начнет подсчитывать тактовые импульсы с делителя 8 частоты, чем обеспечивается предъявление очередного зрительного стимула с возрастающей яркостью в другой очередной точке поля зрения исследуемого глаза 1 пациента.

Аналогичным образом, если при предъявлении первого или последующих зрительных стимулов с нечетным порядковым номером их предъявления пациент не воспримет предъявляемый зрительный стимул при достижении цифровым кодом в первом счетчике 9 импульсов и, следовательно, яркости предъявляемого зрительного стимула максимально возможных значений, импульс переполнения первого счетчика 9 импульсов через дизъюнктор 22 поступит на второй вход ЭВМ 23, которая зарегистрирует, что в данной точке поля зрения яркостная контрастная чувствительность исследуемого глаза 1 пациента находится ниже установленного допустимого значения. Далее ЭВМ 23 аналогичным образом выбирает двоичный цифровой код номера установленного на экране 3 светодиода и обеспечивает с помощью первого счетчика 9 импульсов, первого цифроаналогового преобразователя 11, первого дешифратора 15 и первого блока 17 токовых ключей формирование следующего зрительного стимула, предъявляемого в другой точке поля зрения.

В результате работы данного устройства при исследовании поля зрения в оперативное запоминающее устройство ЭВМ 23 для каждой точки поля зрения, в которой предъявлялся зрительный стимул, записываются две координаты данной точки поля зрения в системе координат, начало которой лежит в центре поля зрения, и пороговое значение яркостной контрастной чувствительности исследуемого глаза 1 пациента, вычисленное ЭВМ 23 на основании зарегистрированной яркости предъявленного зрительного стимула в момент восприятия его пациентом, либо регистрируется, что яркостная контрастная чувствительность исследуемого глаза 1 пациента находится ниже установленного допустимого значения. При использовании декартовой системы координат указанные координаты i-й точки поля зрения, в которой был предъявлен i-й зрительный стимул, вычисляются ЭВМ 23 согласно выражений x_i=x_i ⁰-x_i-1 ⁰, y_i=y_i ⁰-y_i-1 ⁰, где x_i ⁰, y_i ⁰ - хранящиеся в запоминающем устройстве ЭВМ 23 координаты светодиода на экране 3, формирующего очередной i-й предъявленный зрительный стимул; х_i-1 ⁰, y_i-1 ⁰ - хранящиеся в запоминающем устройстве ЭВМ 23 координаты светодиода на экране 3, сформировавшего предыдущий (i-1)-й зрительный стимул. В случае использования полярной системы координат указанные координаты i-й точки поля зрения, в которой был предъявлен i-й зрительный стимул, могут быть вычислены ЭВМ 23 согласно выражений r_i=((x_i ⁰-х_i-1 ⁰)²+(y_i ⁰-y_i-1 ⁰)²)^1/2, _i = arctg((y⁰_i-y⁰_i-1)/(x⁰_i-x⁰_i-1)).

Перечисленные результаты исследования отображаются для оперативного визуального анализа врачу-исследователю на экране дисплея ЭВМ 23 с использованием, например, градусной координатной сетки и различных цветов, соответствующих различным значениям пороговой яркостной контрастной чувствительности исследуемого глаза 1 пациента, а также распечатываются в карте офтальмологического обследования пациента с помощью принтера ЭВМ 23, где, кроме того, могут указываться координаты и абсолютные значения пороговой яркостной контрастной чувствительности исследованных точек поля зрения.

Изложенные материалы подтверждают возможность практического осуществления предлагаемого способа офтальмологического исследования поля зрения.

Таким образом, применение предлагаемого способа офтальмологического исследования поля зрения обеспечивает повышение точности определения порогового значения яркостной контрастной чувствительности и положения границ поля зрения и его участков с дисфункцией яркостной контрастной чувствительности, а также упрощает его осуществление.