способ определения времени обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий

Формула изобретения

Способ определения времени обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют световые мелькания с заданной в видимом диапазоне частот начальной частотой, после чего предъявляют поочередно с заданным в диапазоне 0,5-1,5 с постоянным временем предъявления световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой и уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой, причем на первом этапе измерений предъявляют поочередно световые мелькания с непрерывно увеличивающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,5 Гц/с инкрементной частотой и непрерывно уменьшающейся во время предъявления с той же скоростью декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно различие между предъявляемыми частотами и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому поочередно предъявляют световые мелькания с зафиксированными инкрементной и декрементной частотами до начала второго этапа измерений; на втором этапе измерений испытуемому поочередно предъявляют световые мелькания с непрерывно уменьшающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,25 Гц/с инкрементной частотой и непрерывно увеличивающейся с той же скоростью декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно, что предъявляемые мелькания не различаются, и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому поочередно предъявляют последние зафиксированные инкрементную и декрементную частоты до начала третьего этапа; на третьем этапе испытуемому предъявляют серии поочередных световых мельканий с дискретно увеличивающейся в начале каждой серии с заданным постоянным шагом 0,1 Гц инкрементной частотой и дискретно уменьшающейся в начале каждой серии с тем же шагом декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит порог различения мельканий с инкрементной и декрементной частотами и не зафиксирует последние предъявленные частоты; разрешающую способность зрения определяют как разность между инкрементной и декрементной частотами, зафиксированными на третьем этапе, отличающийся тем, что значение разрешающей способности зрения отмечают точкой на плоскости в координатах «значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий - номер измерения», описанную процедуру неоднократно повторяют, строят график зависимости значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий F как функции F=f(N_i), где N_i - номер i-го измерения, i=1, 2, , k, k - число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен, время обучения определяют по числу измерений, выполненных во время переходного процесса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для определения времени обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий.

Условием точности оценки разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий является получение ее значений с малой вариабельностью. Однако в результате адаптации испытуемого к экспериментальным условиям, наличием «этапа врабатывания» [1] и влияния «закона научения», согласно которому процесс формирования навыка развивается по экспоненте [2], присутствует переходный процесс.

По окончании переходного процесса наступает квазистационарный режим, в котором наблюдается вариабельность значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий, объясняемая стохастичностью центральной нервной системы, как сложного биологического объекта. Длительность переходного процесса определяется временем обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий. По мнению Н.М.Пейсахова и соавторов стабилизация значений происходит после двух-трех измерений [3].

Однако переходный процесс сугубо индивидуален, поэтому необходимое число измерений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий до стабилизации ее значений для разных испытуемых различно, что подтверждено экспериментально.

Известен способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий путем предъявления испытуемому световых мельканий с непрерывно изменяемой частотой, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют световые мелькания с заданной начальной частотой, равной, например, 15 Гц, затем частоту световых мельканий непрерывно со скоростью порядка 0,5 Гц/с изменяют, увеличивая или уменьшая ее, пока испытуемый не определит субъективное изменение частоты световых мельканий и не зафиксирует в этот момент их конечную частоту, за значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий принимают абсолютную разность между конечной и начальной частотами [4].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий путем предъявления испытуемому световых мельканий с заданной в видимом диапазоне частот начальной частотой, отличающийся тем, что после предъявления световых мельканий с начальной частотой испытуемому предъявляют поочередно с заданным в диапазоне 0,5-1,5 с постоянным временем предъявления световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой и уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой, причем на первом этапе измерений предъявляют поочередно световые мелькания с непрерывно увеличивающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,5 Гц/с инкрементной частотой и непрерывно уменьшающейся во время предъявления с той же скоростью декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно различие между предъявляемыми частотами и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому поочередно предъявляют световые мелькания с зафиксированными инкрементной и декрементной частотами до начала второго этапа измерений; на втором этапе измерений испытуемому поочередно предъявляют световые мелькания с непрерывно уменьшающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,25 Гц/с инкрементной частотой и непрерывно увеличивающейся с той же скоростью декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно, что предъявляемые мелькания не различаются, и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому поочередно предъявляют последние зафиксированные инкрементную и декрементную частоты до начала третьего этапа; на третьем этапе испытуемому предъявляют серии поочередных световых мельканий с дискретно увеличивающейся в начале каждой серии с заданным постоянным шагом 0,1 Гц инкрементной частотой и дискретно уменьшающейся в начале каждой серии с тем же шагом декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит порог различения мельканий с инкрементной и декрементной частотами и не зафиксирует последние предъявленные частоты; разрешающую способность зрения определяют как разность между инкрементной и декрементной частотами, зафиксированными на третьем этапе [5].

Недостатком способов является то, что они не учитывают индивидуальный характер стабилизации измеряемых значений, что не позволяет определить время обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий.

Технический результат предлагаемого способа заключается в определении времени обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют световые мелькания с заданной в видимом диапазоне частот начальной частотой, после чего предъявляют поочередно с заданным в диапазоне 0,5-1,5 с постоянным временем предъявления световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой и уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой, причем на первом этапе измерений предъявляют поочередно световые мелькания с непрерывно увеличивающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,5 Гц/с инкрементной частотой и непрерывно уменьшающейся во время предъявления с той же скоростью декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно различие между предъявляемыми частотами и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому поочередно предъявляют световые мелькания с зафиксированными инкрементной и декрементной частотами до начала второго этапа измерений; на втором этапе измерений испытуемому поочередно предъявляют световые мелькания с непрерывно уменьшающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,25 Гц/с инкрементной частотой и непрерывно увеличивающейся с той же скоростью декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно, что предъявляемые мелькания не различаются, и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому поочередно предъявляют последние зафиксированные инкрементную и декрементную частоты до начала третьего этапа; на третьем этапе испытуемому предъявляют серии поочередных световых мельканий с дискретно увеличивающейся в начале каждой серии с заданным постоянным шагом 0,1 Гц инкрементной частотой и дискретно уменьшающейся в начале каждой серии с тем же шагом декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит порог различения мельканий с инкрементной и декрементной частотами и не зафиксирует последние предъявленные частоты; разрешающую способность зрения определяют как разность между инкрементной и декрементной частотами, зафиксированными на третьем этапе, причем новым является то, что значение разрешающей способности зрения отмечают точкой на плоскости в координатах «значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий - номер измерения», описанную процедуру неоднократно повторяют, строят график зависимости значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий F как функции F=f(N_i), где N_i - номер i-го измерения, i=1, 2, , k, k - число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен, время обучения определяют по числу измерений, выполненных во время переходного процесса.

Время переходного процесса определяется временем, после которого имеет место неравенство [6]:

| F_i- F₀| /2,

где F_i - значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий в i-м измерении, i=1, 2, , k, k - число измерений; F₀ - среднее значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий в квазистационарном режиме; =( F_max- F_min) - вариационный размах значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий в квазистационарном режиме; F_max - максимальное значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий в квазистационарном режиме; F_min - минимальное значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий в квазистационарном режиме.

На фиг.1 представлена временная диаграмма изменения частот световых мельканий, предъявляемых испытуемому в процессе измерения.

На фиг.2-3 представлены графики значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий, полученных в процессе ее измерения для двух испытуемых.

Предлагаемый способ определения времени обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют световые мелькания с заданной в видимом диапазоне частот начальной частотой F_H, равной, например, 10 Гц (фиг.1, интервал времени 0-T₁), после чего предъявляют поочередно с заданным в диапазоне 0,5-1,5 с постоянным временем предъявления световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой F_И и уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой F_Д (фиг.1, интервал времени Т₁-Т₇).

На первом этапе измерений после предъявления световых мельканий с заданной начальной частотой F_Н испытуемому предъявляют поочередно световые мелькания с непрерывно увеличивающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,5 Гц/с инкрементной частотой F_И и непрерывно уменьшающейся во время предъявления с той же постоянной скоростью 0,5 Гц/с декрементной частотой F_Д до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно различие между предъявляемыми поочередно инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами (фиг.1, интервал времени T₁-T₂) и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную F_И1 и декрементную F_Д1 частоты (фиг.1, момент времени Т₂), после чего испытуемому предъявляют поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_И1 и декрементной F_Д1 частотами до начала второго этапа измерений (фиг.1, интервал времени Т ₂-Т₃).

На втором этапе измерений испытуемому предъявляют поочередно световые мелькания с непрерывно уменьшающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,25 Гц/с инкрементной F_И частотой и непрерывно увеличивающейся во время предъявления с той же постоянной скоростью 0,25 Гц/с декрементной F_Д частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно, что предъявляемые поочередно световые мелькания с инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами не различаются (фиг.1, интервал времени Т₃ -Т₄) и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную F_И2 и декрементную F_Д2 частоты (фиг.1, момент времени Т₄), после чего испытуемому предъявляют поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_И2 и декрементной F_Д2 частотами до начала третьего этапа измерений (фиг.1, интервал времени Т₄ -Т₅).

На третьем этапе измерений испытуемому предъявляют серии поочередных световых мельканий с дискретно увеличивающейся в начале каждой серии с заданным постоянным шагом 0,1 Гц инкрементной F_И частотой и дискретно уменьшающейся в начале каждой серии с тем же постоянным шагом 0,1 Гц декрементной F_Д частотой до тех пор, пока испытуемый не определит порог различения предъявляемых поочередно световых мельканий с инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами (фиг.1, интервал времени Т₅-Т₆) и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную F_И3 и декрементную F_Д3 частоты (фиг.1, момент времени Т₆), после чего испытуемому предъявляют поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_И3 и декрементной F_Д3 частотами (фиг.1, интервал времени Т₆ -Т₇).

Разрешающую способность зрения по частоте световых мельканий F определяют как разность между инкрементной F_И3 и декрементной F_Д3 частотами, зафиксированными на третьем этапе измерений, по формуле

F=F_И3- F_Д3.

Полученное значение разрешающей способности зрения отмечают точкой на плоскости в координатах «значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий - номер измерения». Описанную процедуру неоднократно повторяют, строят график зависимости значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий F как функции F=f(N_i), где N_i - номер i-го измерения, i=1, 2, , k, k - число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен. Время обучения определяют по числу измерений, выполненных во время переходного процесса.

Заявляемый способ позволяет учесть индивидуальный характер стабилизации измеряемых значений, что позволяет определить время обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий.

Таким образом, заявляемый способ определения времени обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1

Испытуемому Ж., 20 лет, с помощью персонального компьютера предъявили через порт LPT на индикатор пульта испытуемого световые мелькания с заданной начальной частотой F_Н , равной 10 Гц (фиг.1, интервал времени 0-T₁), затем поочередно с заданным в диапазоне 0,5-1,5 с постоянным временем предъявления световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой F_И и уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой F_Д (фиг.1, интервал времени Т₁-Т₇).

В процессе измерений через порт LPT на персональный компьютер с пульта испытуемого подавались сигналы с кнопок «Увеличение разности частот непрерывное», «Уменьшение разности частот непрерывное», «Увеличение разности частот дискретное» и «Измерение».

При поступлении сигнала с кнопки «Увеличение разности частот непрерывное» компьютер предъявлял поочередно световые мелькания с инкрементной F _И и декрементной F_Д частотами, причем непрерывно увеличивал во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,5 Гц/с инкрементную F_И частоту и непрерывно уменьшал во время предъявления с той же постоянной скоростью 0,5 Гц/с декрементную F_Д частоту световых мельканий. При снятии сигнала с кнопки компьютер фиксировал последние предъявленные инкрементную F_И и декрементную F_Д частоты и предъявлял испытуемому поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами до поступления сигнала с кнопки «Уменьшение разности частот непрерывное».

При поступлении сигнала с кнопки «Уменьшение разности частот непрерывное» компьютер предъявлял поочередно световые мелькания с инкрементной F _И и декрементной F_Д частотами, причем непрерывно уменьшал во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,25 Гц/с инкрементную F_И частоту и непрерывно увеличивал во время предъявления с той же постоянной скоростью 0,25 Гц/с декрементную F_Д частоту световых мельканий. При снятии сигнала с кнопки компьютер фиксировал последние предъявленные инкрементную F_И и декрементную F_Д частоты и предъявлял испытуемому поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами до поступления сигнала с кнопки «Увеличение разности частот дискретное».

При каждом поступлении сигнала с кнопки «Увеличение разности частот дискретное» компьютер предъявлял серию поочередных световых мельканий с инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами, причем дискретно увеличивал в начале каждой серии с заданным постоянным шагом 0,1 Гц инкрементную F_И частоту и дискретно уменьшал в начале каждой серии с тем же постоянным шагом 0,1 Гц декрементную F_Д частоту световых мельканий.

При поступлении сигнала с кнопки «Измерение» компьютер фиксировал последние предъявленные инкрементную F_И и декрементную F_Д частоты, вычислял значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий F, равное разности между ними, записывал его в архив, строил график зависимости значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий F как функции F=f(N_i), где N_i - номер i-го измерения, i=1, 2, , k, k - число измерений, после чего предъявлял испытуемому световые мелькания с начальной F_H частотой, равной 10 Гц.

На первом этапе измерений компьютер предъявил испытуемому световые мелькания с заданной начальной F_Н частотой, равной 10 Гц (фиг.1, интервал времени 0-T₁ ). В момент времени T₁ испытуемый замкнул кнопку «Увеличение разности частот непрерывное» и удерживал ее в замкнутом состоянии до тех пор, пока не определил субъективно различие между предъявляемыми поочередно световыми мельканиями с инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами, после чего отжал кнопку (фиг.1, момент времени Т₂, инкрементная частота F_И1, декрементная частота F_Д1). При этом компьютер зафиксировал последние предъявленные инкрементную F_И1 и декрементную F_Д1 частоты и предъявил испытуемому поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_И1 и декрементной F_Д1 частотами до начала второго этапа измерений (фиг.1, интервал времени Т ₂-Т₃).

На втором этапе измерений в момент времени Т₃ испытуемый замкнул кнопку «Уменьшение разности частот непрерывное» и удерживал ее в замкнутом состоянии до тех пор, пока не определил субъективно, что предъявляемые поочередно световые мельканиями с инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами не различаются (фиг.1, интервал времени Т₃-Т₄), после чего отжал кнопку (фиг.1, момент времени Т₄, инкрементная частота F_И2, декрементная частота F_Д2). При этом компьютер зафиксировал последние предъявленные инкрементную F _И2 и декрементную F_Д2 частоты и предъявил испытуемому поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_И2 и декрементной F_Д2 частотами до начала третьего этапа измерений (фиг.1, интервал времени Т₄ -Т₅).

На третьем этапе измерений испытуемый замыкал кнопку «Увеличение разности частот дискретное» необходимое число раз (фиг.1, интервал времени Т₅-Т ₆), пока не определил субъективно, что предъявляемые поочередно световые мельканиями с инкрементной F_И и декрементной F_Д частотами различаются (фиг.1, момент времени Т ₆, инкрементная частота F_И3, декрементная частота F_Д3). При этом компьютер зафиксировал последние предъявленные инкрементную F_И3 и декрементную F_Д3 частоты и предъявил испытуемому поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_И3 и декрементной F_Д3 частотами до поступления сигнала с кнопки «Измерение» (фиг.1, интервал времени Т₆-Т₇). Испытуемый замкнул кнопку «Измерение» (фиг.1, момент времени Т₇ ). При этом компьютер вычислил значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий F как разность между инкрементной F_И3 и декрементной F_Д3 частотами, занес его в архив, вывел на экран монитора полученное значение F в виде точки на плоскости в координатах «значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий - номер измерения» и выдал на индикатор пульта испытуемого световые мелькания с начальной F_Н частотой, равной 10 Гц.

Испытуемый повторил описанную процедуру до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен. В результате измерений получены следующие значения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий, Гц: 1,8; 1,6; 1,2; 1,1; 1,2; 1,0; 1,1, которые представлены в виде графика на фиг.2. По графику определили номер измерения 3, соответствующий окончанию переходного процесса. Время обучения определили по числу измерений, равному 3, выполненных во время переходного процесса.

Пример 2

Испытуемый К., 19 лет, аналогично испытуемому Ж., выполнил серию измерений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий, в результате получены следующие ее значения, Гц: 1,8; 1,5; 1,4; 1,2; 0,8; 0,6; 0,8; 0,8; 0,7, которые представлены в виде графика на фиг.3. По графику определили номер измерения 5, соответствующий окончанию переходного процесса. Время обучения определили по числу измерений, равному 5, выполненных во время переходного процесса.

Предлагаемый способ определения времени обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий апробирован на группе из 10 испытуемых. Время обучения по группе составило от 2 до 8 измерений.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить время обучения оценке разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий по числу измерений, выполненных во время переходного процесса.

Источники информации

1. Приборы и комплексы для психофизиологических исследований. Исследования, разработка, применение. / Под ред. В.А.Викторова, Е.В.Матвеева. - М.: ЗАО "ВНИИМП-ВИТА", 2002. - 228 с.

2. Ткачук В.Г., Петрович Б. Вариативность физиологических показателей в механизме адаптации биосистем. // VII Междунар. науч. конгресс «Современный олимпийский спорт и спорт для всех»: Матер. конф. - Т.2. - М.: СпортАкадемПресс, 2003. - С.182-183.

3. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека. / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов. / Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

4. Патент 2195153 РФ, МПК A61B 3/00, 5/16. Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий. / Роженцов В.В., Лежнина Т.А. (РФ). - Опубл. 27.12.2002, бюл. № 36.

5. Патент 2209029 РФ, МПК A61B 5/00. Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий. / Роженцов В.В., Лежнина Т.А. (РФ). - Опубл. 27.07.2003, бюл. № 21.

6. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. - М.: Машиностроение, 1985. - 535 с.