способ определения динамической остроты зрения и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ определения динамической остроты зрения с помощью перемещающихся относительно испытуемого оптотипов, отличающийся тем, что относительно испытуемого перемещают таблицу оптотипов, расположенную на внешней поверхности цилиндра, причем каждая линия таблицы оптотипов представляет собой набор черно-белых полос квадратной формы, между испытуемым и цилиндром с таблицей оптотипов располагают маску с горизонтальной щелью, определяют статическую остроту зрения испытуемого, последовательно перемещая щель маски по линиям оптотипов, определяя линию оптотипов с минимальными размерами, различаемыми испытуемым, начинают вращать цилиндр с таблицей оптотипов, постепенно увеличивают скорость вращения цилиндра до момента, когда оптотипы выбранной линии станут для испытуемого неподвижными, регистрируют соответствующую этому моменту угловую скорость вращения, рассчитывают время перемещения оптотипа выбранной линии на следующую позицию, соответствующее времени перемещения на величину, равную двойной стороне оптотипа-квадрата, по формуле где t - искомое время - значение динамической остроты зрения, - сторона квадрата-оптотипа, r - радиус цилиндра, - текущая скорость вращения цилиндра.

2. Устройство для определения динамической остроты зрения, содержащее оптотипы, отличающееся тем, что таблица оптотипов расположена на внешней поверхности цилиндра, причем каждая линия таблицы оптотипов представляет собой набор черно-белых полос квадратной формы, цилиндр соединен с основанием посредством вертикальной оси, соединенной также с датчиком угловой скорости, в устройство введена маска с горизонтальной щелью, которая может перемещаться по вертикали, маска с горизонтальной щелью расположена перед цилиндром и жестко закреплена на основании, два элемента передачи вращения, кинематически связанные между собой, один из которых расположен на вертикальной оси, а другой - на выходном валу электродвигателя, вход которого соединен с выходом пульта управления.

3. Устройство для определения остроты зрения по п.2, отличающееся тем, что маска представляет собой непрозрачную пластину, закрепленную на двух роликах для перемещения щели маски по вертикали.

4. Устройство для определения остроты зрения по п.2, отличающееся тем, что элементы передачи вращения выполнены в виде зубчатых колес.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для исследования остроты зрения в динамике. Оно может быть использовано при диагностике глазных заболеваний, а также при профессиональном отборе людей, деятельность которых связана с восприятием движущихся объектов, при проведении профессионального отбора для операторской деятельности, авиации, спорта и других профессий.

Известно устройство для контроля остроты зрения (патент РФ № 2164074, 10.09.2000, МПК А61В 3/02), а также устройство для определения остроты зрения (патент РФ № 2269921, 27.10.2005, МПК А61В 3/032). К недостаткам этих устройств относится статичность оптотипов, которая делает устройства непригодными для оценки динамической остроты зрения.

Известны способ и устройство определения динамической остроты зрения методом компьютерного тестирования [Кубарко А.И., Лукашевич И.В. Анализ механизмов динамической остроты зрения // Минск; БГМУ, Медицинский журнал. - 2007. - № 1 (19)], выбранные авторами за прототип. Способ состоит в том, что испытуемым, находящимся в полностью затемненном помещении, после десятиминутной адаптации их зрения к темноте предлагалось распознавать направление дефекта кольца Ландольта во время его перемещения по темному экрану монитора, минимальное время распознавания являлось показателем динамической остроты зрения. К недостаткам этого метода можно отнести отсутствие непрерывности изображения - известно, что экран обладает определенной частотой обновления изображения (60-100 Гц), которая не позволяет испытуемому наблюдать движение непрерывно - наблюдать движение так, как он наблюдает его в жизни. Указанный недостаток приводит к снижению точности измерений.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании способа определения динамической остроты зрения и устройства для его осуществления, позволяющих повысить точность измерения динамической остроты зрения за счет использования непрерывно движущихся оптотипов.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей для способа, достигается тем, что в способе определения динамической остроты зрения с помощью перемещающихся относительно испытуемого оптотипов относительно испытуемого перемещают таблицу оптотипов, расположенную на внешней поверхности цилиндра с таблицей оптотипов, причем каждая линия таблицы оптотипов представляет собой набор черно-белых полос квадратной формы, между испытуемым и цилиндром с таблицей оптотипов располагают маску с горизонтальной щелью, определяют статическую остроту зрения испытуемого, последовательно перемещая щель маски по линиям оптотипов, определяя линию оптотипов с минимальными размерами, различаемыми испытуемым, начинают вращать цилиндр с таблицей оптотипов, постепенно увеличивают скорость вращения цилиндра до момента, когда оптотипы выбранной линии станут для испытуемого неподвижными, регистрируют соответствующую этому моменту угловую скорость вращения, рассчитывают время перемещения оптотипа выбранной линии на следующую позицию, соответствующее времени перемещения на величину, равную двойной стороне оптотипа-квадрата, по формуле ; где t - искомое время - значение динамической остроты зрения, а - сторона квадрата-оптотипа, r - радиус цилиндра, - текущая скорость вращения цилиндра.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей для устройства, достигается тем, что в устройстве для определения динамической остроты зрения таблица оптотипов расположена на внешней поверхности цилиндра, причем каждая линия таблицы оптотипов представляет собой набор черно-белых полос квадратной формы, цилиндр соединен с основанием посредством вертикальной оси, соединенной также с датчиком угловой скорости, в устройство введена маска с горизонтальной щелью, которая может перемещаться по вертикали, маска с горизонтальной щелью расположена перед цилиндром и жестко закреплена на основании, два элемента передачи вращения, кинематически связанные между собой, один из которых расположен на вертикальной оси, а другой - на выходном валу электродвигателя, вход которого соединен с выходом пульта управления. Кроме того, маска представляет собой непрозрачную пластину, закрепленную на двух роликах для перемещения щели маски по вертикали. Кроме того, элементы передачи вращения выполнены в виде зубчатых колес.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа определения динамической остроты зрения, а на фиг.2 - таблица оптотипов, каждая линия которой представляет собой набор черно-белых полос квадратной формы со стороной квадрата а. Предлагаемое устройство (фиг.1) для определения динамической остроты зрения содержит горизонтальное основание 1. Цилиндр 2 с таблицей оптотипов на внешней поверхности и элемент передачи вращения 4 жестко закреплены на вертикальной оси 5 и соединены таким образом с основанием 1. Кроме того, датчик угловой скорости 3 соединен с вертикальной осью 5. Также на основании 1 расположен электродвигатель 6 с закрепленным на валу элементом передачи вращения 7 и соединенный с пультом управления 8. Кроме того, устройство включает в себя маску 9, представляющую собой непрозрачную гибкую пластину шириной не менее диаметра цилиндра 2, закрепленную на двух роликах и содержащую горизонтальную щель, которая может перемещаться по вертикали за счет наматывания материала пластины на ролики. Маска 9 с щелью расположена перед цилиндром 2 на некотором расстоянии и жестко закреплена на основании 1.

Таблица оптотипов (фиг.2) состоит из десяти параллелельных линий оптотипов, соответствующих значениям статической остроты зрения 0.1, 0.2, 0.3, 1.0. Каждая линия таблицы оптотипов представляет собой набор черно-белых полос квадратной формы со стороной квадрата а. Величина a подбирается аналогично толщинам колец Ландольта, используемых в таблицах для определения статической остроты зрения, с погрешностью 5% [Воронцов Е.А., Черноусов А.С. Классификация методов и средств определения остроты зрения // СПб. СПбГУИТМО, Научно-технический вестник № 28. Стр. 75-82. - 2006]. Иными словами, самые мелкие оптотипы в таблице, которые соответствуют статической остроте зрения 1.0 (10-я линия), видны испытуемым под углом 1', а самые крупные - под углом 10'.

Устройство работает следующим образом. При обычном дневном освещении (естественном или искусственном) испытуемого располагают на некотором расстоянии перед цилиндром 2 с таблицей оптотипов на внешней поверхности таким образом, чтобы маска 9 находилась между испытуемым и цилиндром 2, закрывая все линии таблицы оптотипов, кроме одной. Определяют статическую остроту зрения испытуемого, последовательно перемещая щель маски по линиям оптотипов, определяя линию оптотипов с минимальными размерами, различаемыми испытуемым. Затем начинают вращать цилиндр 2 с таблицей оптотипов электродвигателем 6 через элементы для передачи вращения 4 и 7. С помощью пульта управления 8 постепенно увеличивают скорость вращения цилиндра 2 до момента, когда оптотипы выбранной линии станут для испытуемого неподвижными. Далее датчиком угловой скорости 3 регистрируют соответствующую этому моменту угловую скорость вращения цилиндра 2 с таблицей оптотипов и рассчитывают время перемещения оптотипа выбранной линии на следующую позицию за минимальное время восприятия испытуемым. Для таблицы оптотипов (фиг.2), каждая линия которой представляет собой набор черно-белых полос квадратной формы со стороной квадрата a, перемещение оптотипа выбранной линии на следующую позицию соответствует перемещению на величину, равную двойной стороне квадрата. Результатом определения динамической остроты зрения является время, которое определяют по формуле ; где t - искомое время - значение динамической остроты зрения, a - сторона квадрата-оптотипа, r - радиус цилиндра, - текущая скорость вращения цилиндра. Известно, что средняя величина динамической остроты зрения у здорового человека составляет 90 мс [Кубарко А.И., Лукашевич И.В. Анализ механизмов динамической остроты зрения // Минск: БГМУ, Медицинский журнал. - 2007. - № 1 (19)]. Существенные отклонения полученного значения от 90 мс характеризуют динамическую остроту зрения испытуемого как лучшую (чем меньше значение t, тем лучше динамическая острота зрения), так и худшую (чем больше значение t, тем хуже динамическая острота зрения) по сравнению со средним значением.

В качестве примера конкретной реализации использовался полый цилиндр 2 высотой и диаметром 300 мм, маска 9 с горизонтальной щелью шириной 20 мм располагалась перед цилиндром 2 на расстоянии 30 мм.

Электродвигатель 6 подбирался таким образом, чтобы вместе с двумя элементами передачи вращения 4 и 7 обеспечивать вращение цилиндра со скоростями от 0 до максимальной скорости вращения цилиндра с возможностью изменения скорости вращения на величину шага, например, 0.5 град./с. Максимальная скорость вращения цилиндра 2 определяется следующим образом. Поскольку известно, что угловая скорость следящих движений человека не превышает 80 град./сек [Шмидт Р. Физиология человека / Р.Шмидт, Г.Тевс. - М.: Мир, 1996. - 323 с., стр.237], максимальная скорость вращения цилиндра должна быть не менее оборотов в минуту, где - угловая скорость вращения цилиндра, ₀= 100 град./сек - максимальная угловая скорость следящих движений зрительной системы человека, - арктангенс отношения радиуса цилиндра к расстоянию от цилиндра 2 с таблицей оптотипов до глаза испытуемого. Для выбранных диаметра цилиндра 2 и расстояния между цилиндром 2 и испытуемым максимальная скорость составляет:

Датчик угловой скорости выполняется в виде тахогенератора. Пульт управления выполняется в виде персонального компьютера.

В соответствии с вышеизложенными требованиями к оптотипам таблицы для выбранных размеров и при расстоянии 1 м между цилиндром 2 и испытуемым, величина стороны оптотипа-квадрата и расстояние между оптотипами для какой-либо линии будет принимать значение а=0.3n мм, где n - номер линии при счете снизу вверх (для самой нижней линии - 0.3 мм, а для самой верхней - 3 мм).

Пусть линия с минимальными по размерам оптотипами, различаемыми испытуемым, будет девятой сверху (что соответствует статической остроте зрения 0.9), по ней будет определяться значение динамической остроты испытуемого. Допустим, после начала вращения цилиндра 2 оптотипы выбранной (девятой сверху) линии станут для испытуемого неподвижными при скорости вращения цилиндра, равной 6 град./с, тогда искомое время t определяется по формуле ; при размере оптотипа-квадрата а=0,6 мм, радиусе цилиндра и угловой скорости время следовательно, испытуемый обладает динамической остротой зрения 76 мс.

На основании вышеизложенного заявляемая совокупность позволяет создать способ определения динамической остроты зрения и устройство для его осуществления, позволяющие повысить точность измерения динамической остроты зрения за счет обеспечения непрерывности изображения.