Устройство для диагностики цветоощущений

Устройство относится к медицинской технике, а именно к устройствам для проведения офтальмологических исследований и позволяет с большой точностью выявлять пациентов с расстройствами цветоощущения, за счет предварительного выявления частоты слияния мельканий КЧСМ, и, в зависимости от полученных показателей КЧСМ, устанавливать частоту генератора световых вспышек для каждого пациента индивидуально. Процедура исследования заключается в следующем: вначале у пациента определяется критическая частота слияния мельканий (КЧСМ) на красные и зеленые стимулы. Средние показатели КЧСМ фиксируются в памяти персонального компьютера, и на основе полученных данных автоматически выбирается частота стимуляции, для исследования цветового восприятия. Потом пациенту предлагается по соотношению яркости одного цвета к другому цвету, определить, когда он фиксирует отсутствие мельканий. Если пациенту требуется большая яркость красного света по отношению к зеленому, чтобы мелькания прекратились, его можно отнести к протонопам, Если пациенту требуется большая яркость зеленого света, по отношению к красному свету, пациента можно отнести к дейтеранопам. Степень нарушения цветового восприятия отражается в виде графика отношений яркостей красного и зеленого излучения на экране монитора. Устройство может использоваться при диспансеризации и на первичных отборочных комиссиях для оценки профессиональной пригодности: для работы на транспорте, в метро, на железнодорожном транспорте, в авиации и т.д. Виду того, что данное устройство не требует никаких дополнительных элементов, кроме двухцветного светодиода, смонтированного в раструбе, стоимость устройства значительно снижается относительно прототипа.

Предполагаемое изобретение на полезную модель, относится к области медицинской техники, а именно к офтальмологии, и предназначено для определения степени нарушения цветоощущения на основе показателей критической частоты слияния мельканий - КЧСМ.

Устройство предназначено для диагностики нормальной и аномальной трихромазии, дисфункции в двух формах (протонопии и дейтронопии) и для выявления монохроматизма, когда функционирует только один вид приемника и цветоразличение полностью отсутствует. С помощью устройства легко проводить исследования при диспансеризации на первичных отборочных комиссиях профессиональной пригодности: для работы на транспорте, в метро, на железнодорожном транспорте, в авиации и т.д. Устройство может быть использовано в глазных кабинетах и поликлиниках для ориентировочной оценки работы красных и зеленых рецепторов, для исследования зрительных расстройств. Устройство позволяет дифференцировать нормальных трихроматов от дихроматов и аномальных трихроматов.

Способность цветовосприятия обусловлена наличием в сетчатке глаза человека разных типов колбочек, содержащих различные светочувствительные пигменты и различающихся по спектральной чувствительности. В норме в сетчатке имеются три типа колбочек и палочки. Последние существенного влияния на цветное зрение не оказывают. Колбочки, соответственно их пигментам, называются коротковолновые (S), средневолновые (М) и длинноволновые (L).

Нарушение цветовосприятия, выражается в неспособности отличать друг от друга излучения, различимые человеком с нормальным цветовым зрением.

Врожденные нарушения цветовосприятия связаны с генетическим аппаратом и соответственным образом наследуются. На рецепторном уровне врожденные нарушения обусловлены полным отсутствием одного из трех типов колбочек сетчатки или отклонением их спектральной чувствительности от нормы. Соответственно, различают три формы дихромазии, т.е. наличия только двух вместо трех типов колбочек: (а) протанопия, когда отсутствуют длинноволновые колбочки (красные), (b) дейтеранопия, когда отсутствуют средневолновые колбочки (зеленые), (с) тританопия, когда отсутствуют коротковолновые колбочки (синие). Поскольку гены длинноволнового и средневолнового пигментов локализованы в половой хромосоме, первые две формы связаны с полом и встречаются примерно у 1% мужчин. Тританопия

с полом не связана и встречается крайне редко. Аналогично, отклонения кривых спектральной чувствительности одного из типов колбочек от нормы дают три формы аномальной трихромазии: протаномалию, дейтреаномалию и тританомалию.

Аномальные трихромазии встречаются чаще, чем дихромозия. Первые две формы аномалий также связаны с полом и в сумме встречаются у 6% мужчин.

Выявление врожденных нарушений цветового зрения проводят с помощью полихроматических таблиц или приборов для исследования цветового зрения аномалоскопов. Часто они не сопоставимы с приведенной выше классификацией врожденных аномалий. В частности, принятое разделение протаномалий и дейтераномалий на типы А, В и С определяется количеством читаемых псевдоизохроматических таблиц (например, из атласа Рабкина), что с трудом соотносится с приведенной выше классификацией.

Другой способ диагностики нарушений цветового зрения основан на измерениях фотопической кривой "видности". Ее измеряют либо трудоемким методом гетерохромных сравнений, когда испытуемому предлагают подравнять субъективно яркости двух соседних поверхностей, имеющих разный цветовой тон, или методом мелькающей фотометрии, когда два сравниваемых излучения подают на глаз пациентов попеременно с меньшей частотой излучения стимулов, чем КЧСМ. Критерием равенства их яркостей служит отсутствие мельканий.

Известно, что для того, чтобы уравнять субъективно по яркости зеленые и красные излучения, протанопам (люди с пониженным восприятием красного излучения) требуется большая интенсивность красного излучения, по сравнению с зеленым, а дейтеранопам (люди с пониженным восприятием зеленного излучения) требуется большая интенсивность зеленого излучения по сравнению с красным

В норме кривая "видности" определяется работой длинноволновых и средневолновых колбочек и имеет вид усредненной кривой спектральной чувствительности этих колбочек. Отклонение кривой "видности" от нормы может служить индикатором нарушений в свойствах длинноволновых и средневолновых колбочек.

Отсутствие длинноволновых колбочек (протанопия) сдвигает кривую в коротковолновую сторону, и она совпадает с кривой спектральной чувствительности средневолновых колбочек. Отсутствие средневолновых колбочек (дейтронапия) приводит к сдвигу кривой видности в длинноволновую часть спектра. Отклонение в спектральной чувствительности одного из типов колбочек (протонапия и или дейтераномалия) также приводит к сдвигам кривой видности, но в меньшей степени. Так как рассматриваемые кривые спектральной чувствительности довольно стандартны, в диагностических целях нет необходимости снимать всю кривую.

Величину сдвига можно оценить по соотношению чувствительности в длинноволновой и коротковолновой областях кривой.

В предлагаемом устройстве для определения равенства яркости излучений использована идея "мелькающего фотометра" - красное и зеленое излучение предъявляется на тестовом поле попеременно с частотой на несколько Гц ниже критической частоты слияния мельканий - КЧСМ. Мелькания становятся малозаметны при некотором промежуточном соотношении интенсивностей красного и зеленого излучении, что соответствует равенству субъективных яркостей этих излучений. То есть, при равнодолевом участии красного и зеленого излучения происходит слияние мельканий. Возникает, так называемся точка "молчания", в которой мелькания неразличимы. Смещение кривой "видности" вдоль спектральной оси относительно нормы указывает, к какому типу относится пациент. Для того чтобы уравнять субъективно по яркости излучения дейтеранопам требуется большая интенсивность зеленого излучения, а протанопам - красного излучения.

Известен портативный прибор для исследования с автономным источником питания, к которому подключен генератор импульсов, связанный с формирователем частоты; к выходу подсоединен управляемый источник света, размещенный на одном корпусе со световом табло и кнопкой регистрации (см. заявка ФРГ 3831947, кл. А61В 3/16, 1990 г.). Это устройство не обеспечивает точности результатов исследования из-за наличия отвлекающих факторов в поле зрения.

Известно устройство для диагностики расстройств цветоощущения, содержащее генератор, счетный триггер, усилитель регулируемого тока, двухцветный светодиод и регулятор яркости (см. авторское свидетельство СССР 1690665 кл А61В 3/06, 1991. Бюл. 42). Данное устройство работает на стандартной частоте 30 Гц, что

значительно ниже критической частоты слияния мельканий - КЧСМ. Известно, что КЧСМ у здоровых людей в среднем составляет от 45 до 55 Гц на зеленый свет и 42-47 Гц на красный свет, с возрастом эти показатели снижаются. В то же время известно, что эти показатели зависят от зрительного и общего утомления. Поэтому при стандартной частоте трудно определить степень цветовосприятия, так как у пациентов с высокой КЧСМ мелькания отмечаются по всей кривой "видности", а у людей с низкими показателями КЧСМ мелькания отсутствуют по всей шкале. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности исследования КЧСМ.

Известно устройство для диагностики расстройств цветоощущения (см. например: свидетельство на полезную модель 6684, кл. А61В 3/06, авторы: Голубцов К.В., Максимов В.В. и др.). Недостатком данного устройства является отсутствие возможности, автоматического выбора частоты стимуляции, а также сложность и значительная стоимость данного устройства и длительность исследования.

Наиболее близким прототипом, является устройство для снятия зрительного утомления оператора ЭВМ (см. «Устройство для снятия зрительного утомления оператора ЭВМ», свидетельство на полезную модель 11059, кл. А61F 9/ 06, авторы: Голубцов К.В., Айду Э.А. и др.). Устройство состоит из ЭВМ, светового табло в виде монитора, запоминающего устройства, генератора импульсов, формирователя импульсов, которые являются элементами звуковой платы подключаемой к материнской плате ЭВМ, выносного источника света в светозащитной маске соединенной кабелем и подключенной к выходу звуковой платы. Недостатками данного устройства является наличие дополнительной звуковой платы подключаемой к ЭВМ и отсутствие возможности исследовать нарушения цветоощущения.

Предлагаемое устройство содержит персональный компьютер (1), управляемый двухцветный источник света, смонтированный в раструбе (2), соединенный кабелем (3) и разъемами (4), предназначенный для подключения красного и зеленого цвета источников света к двум стереофоническим выходам собственно материнской платы компьютера (5), причем генератор импульсов (6) и формирователь частоты (7) являются элементами стереофонической звуковой платы персонального компьютера, для отображения результатов измерения критической частоты слияния мельканий - КЧСМ и диагностики цветоощущения служит монитор (8), управление частотой световых импульсов и управление яркостью зеленого и красного источников света

осуществляется клавиатурой (9) или мышкой (10). На фиг.1 представлена блок схема устройства.

Процедура исследования заключается в следующем: вначале у пациента определяется критическая частота слияния мельканий (КЧСМ) на красные и зеленые стимулы. Средние показатели КЧСМ фиксируются в памяти персонального компьютера, и на основе полученных данных автоматически выбирается частота стимуляции для исследовании цветового восприятия. Потом пациенту предлагается по соотношению яркости одного цвета к другому цвету, определить, когда он фиксирует отсутствие мельканий. Если пациенту требуется большая яркость красного света по отношению к зеленому, чтобы мелькания прекратились его можно отнести к протонопам,

Если пациенту требуется большая яркость зеленого света, по отношению к красному свету, пациента можно отнести к дейтеранопам

Степень нарушения цветового восприятия отражается в виде графика отношений яркостей красного и зеленого излучения на экране монитора.

1. Устройство для диагностики цветоощущения, содержащее компьютер, звуковую плату, подключаемую к материнской плате компьютера, генератор импульсов, формирователь частоты и регулятора яркости, которые являются элементами звуковой платы, выносной управляемый источник света в светозащитной маске, снабженный кабельным разъемом и подключаемый к выходу звуковой платы, световое табло в виде монитора, запоминающее устройство, являющееся элементом компьютера, кнопка регистрации в виде клавиатуры, отличающееся тем, что генератор импульсов, формирователь импульсов, регулятор яркости являются элементами материнской платы компьютера, а источники света в виде раструба подключаются непосредственно к стереофоническим выходам материнской платы и являются двухцветными, причем источник одного цвета подключается к одному выходу, а источник другого цвета ко второму стереовыходу, причем между источниками света и выходами включены регулируемые резисторы для ограничения тока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между источниками света и стереофоническими выходами подключены управляемые генераторы тока.