Устройство для регистрации глазных рефлексов

Полезная модель относится к физиологии и экспериментальной медицине. Предложено устройство для регистрации глазных рефлексов, содержащее тубус, оснащенный инфракрасными излучающими светодиодами и воспринимающим фотодиодом и электронную схему, особенность которого состоит в том, что оно снабжено светодиодами, излучающими в видимой части спектра, и штуцером воздуховода, при этом светодиоды установлены с возможностью осевого и вращательного перемещения на хомутике, закрепленном, в свою очередь, с возможностью осевого и вращательного движения на тубусе, воспринимающий фотодиод установлен в тубусе с возможностью осевого перемещения, а штуцер воздуховода размещен в стенке тубуса. Предложенное устройство обеспечивает оптимальное наведение и фокусировку лучей, за счет введения гибкой системы крепления излучающих светодиодов и воспринимающего фотодатчика на тубусе, и стабилизацию излучения, падающего на роговицу глаза, за счет введения в схему генератора стабильного тока питания излучающих светодиодов, что повышает точность проводимых измерений. Устройство обеспечивает проведение комплексных исследований, связанных с последовательной регистрацией у испытуемого в одном опыте зрачковых рефлексов и условнорефлекторных мигательных реакций на механические, световые или звуковые импульсные раздражители, а также обеспечивает регистрацию зрачковых рефлексов на изменения освещенности видимого спектра света, что существенно расширяет диапазон решаемых экспериментатором задач.

Полезная модель относится к физиологии и экспериментальной медицине.

Известны устройства для регистрации глазных рефлексов (зрачковых и мигательных реакций) с помощью лазерных сканирующих устройств (Borgdort, van Mill 1979), а также кино - и телерегистрирующей аппаратуры (Lowenstein 1956; Ishikawa, Naito, Inaba 1970). Недостатком этих устройств является сложность, громоздкость и высокая стоимость используемой для этой цели аппаратуры.

Известны также относительно несложные, компактные устройства, основанные на прямой регистрации глазных рефлексов с помощью высокочувствительных фотодатчиков, воспринимающих изменения инфракрасного (ИФК) излучения, отраженного от роговицы и радужной оболочки глаза (Wilder, Parley, Stair 1981; Cassady, Parley, Weinberger, Kitzes 1981 -прототип). Преимуществом этих устройств является их компактность и возможность самостоятельного изготовления, допускающего использование относительно недорогих электронных и оптических элементов.

Вместе с тем указанные устройства имеют следующие недостатки:

1. Устройства не обеспечивают оптимального наведения и фокусировку лучей света, необходимую для точной и устойчивой регистрации зрачковых реакций у испытуемых.

2. Указанные устройства не позволяют исследовать зрачковые рефлексы на изменения освещенности видимой части спектра света, что ограничивает диапазон физиологических воздействий, необходимых для комплексного исследования зрительного анализатора.

3. Устройства не позволяют проводить комплексные исследования, связанные с последовательной регистрацией у испытуемого в одном

опыте зрачковых рефлексов и условно-рефлекторных мигательных реакций при непосредственном воздействии на роговицу глаза.

4. Электронная схема устройства - прототипа не обеспечивает точность проводимых измерений, так как температурные колебания и нестабильность тока, питающего излучающие светодиоды, вносят существенные погрешности при регистрации тестируемых глазных реакций.

Цель предлагаемой полезной модели заключается в повышении точности регистрации глазных рефлексов и расширении класса решаемых устройством задач.

Сущность заявляемого устройства для регистрации глазных рефлексов, содержащего тубус, оснащенный инфракрасными излучающими светодиодами, воспринимающим фотодиодом, и электронную схему заключается в том, что оно снабжено светодиодами, излучающими в видимой части спектра, и штуцером воздуховода, при этом светодиоды установлены с возможностью осевого и вращательного перемещения на хомутике, закрепленном, в свою очередь, с возможностью осевого и вращательного движения на тубусе, воспринимающий фотодиод установлен в тубусе с возможностью осевого перемещения, а штуцер воздуховода размещен в стенке тубуса.

Сущность предложения состоит также в том, что электронная схема снабжена генератором стабильного тока излучающих светодиодов, включенного в цепь отрицательной обратной связи.

На Фиг.1 изображена конструкция тубуса с датчиками, где:

1-корпус.

2-фотодиод.

3-светодиоды.

4-хомутик.

5-отверстия для фиксации микрошарниров.

6-микрошарниры с отверстиями для крепления светодиодов.

7-поджимные винты.

8-шток для перемещения фотодиода.

9-штуцер с воздуховодом.

На Фиг.2 изображена блок-схема устройства, где:

2-фотодиод.

3-светодиод.

10-блок питания.

11-генератор стабильного тока.

12-1-й каскад усиления.

13-2-й каскад усиления.

14-осциллограф.

15-аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

16-компьютер.

На Фиг.3 приведена электронная схема устройства, используемая для решения задачи, где:

11-генератор стабильного тока.

На Фиг.4 показана конструкция тубуса с датчиками и электронная схема устройства - прототипа (Cassady, Parley e.a.1981), где

17-тубус.

18-излучающие инфракрасные светодиоды.

19-фотодиод.

На Фиг.5 показан вариант крепления тубуса с помощью легкого эластичного шлема.

На Фиг.1, 2 показана конструкция устройства, которое содержит тубус 1, выполненный из зачерненного оргстекла, датчик - фотодиод 2, размещенный в тубусе, и излучающие светодиоды 3 инфракрасного и видимого спектра света, которые размещены на хомутике 4, сидящем на корпусе тубуса. Хомутик снабжен посадочными отверстиями 5 для размещения микрошарниров 6, в которых закреплены светодиоды 3. Светодиоды закреплены на хомутике 4 с возможностью вращательного и осевого движения. Хомутик крепится на тубусе поджимными винтами 7 и выполнен с возможностью осевого и вращательного перемещения по корпусу тубуса. Угол наклона светодиодов 3 к продольной оси тубуса определяется величиной активной поверхности фотодатчика 2 и его расстоянием до глаза животного. При необходимости в полости тубуса перед фотодатчиком 2 может устанавливаться светофильтр, не пропускающий лучи видимой части спектра (например, фильтр ИКСЗ). При использовании фотодиодов с небольшой площадью светочувствительного слоя фотодатчик 2 крепится в центре несущей пластиковой шайбы, связанной со штоком 8, обеспечивающим осевое перемещения фотодатчика, а в полости тубуса устанавливается фокусирующая линза. В задней и боковой стенках тубуса выполнены сквозные отверстия для крепления штока 8 и штуцера 9 с воздуховодом. Обеспечение высокой стабильности излучения светодиодов достигается применением схемы генератора тока 11, стабилизированной включением излучающих диодов в цепь отрицательной обратной связи. Стабильность тракта усиления сигнала датчика обеспечивается тщательным подбором микросхемы операционного усилителя (по минимуму уровня шумов и дрейфа нуля). В опытном образце устройства был использован операционный усилитель МАА725 (ЧССР), ближайшим аналогом которого может служить микросхема К153УД5.

Устройство работает следующим образом (Фиг.1-3). Тубус с датчиками устанавливается перед глазом тестируемого испытуемого. Инфракрасное

излучение светодиодов 3 через роговичную поверхность глаза попадает на его радужную оболочку. При изменении диаметра зрачка часть отраженного светового потока улавливается светочувствительным датчиком - фотодиодом 2, преобразующим его в сигнал постоянного тока, который усиливается двумя операционными усилителями 12, 13 и поступает на входы регистрирующих приборов 14-16. Регистрация сигнала необходимой амплитуды достигается регулировкой усиления, а также изменением расстояния между глазом и воспринимающим датчиком с помощью штока 8, связанного с корпусом фотодиода (Фиг.1).

Устройство позволяет регистрировать изменения диаметра зрачка и мигательных реакций как в темноте, так и на свету при отсутствии резких изменений фоновой освещенности в ходе эксперимента. Временные характеристики регистрируемого зрачкового рефлекса позволяют вводить исследуемые аналоговые сигналы в ЭВМ, использовав тот или иной вид аналого-цифрового преобразования.

Устройство дает возможность в одном опыте осуществлять неинвазивную регистрацию взаимосвязи зрачковых рефлексов и мигательных реакций, вызываемых подачей струи воздуха на роговицу глаза, а также регистрировать мигательные стартл-реакции, возникающие при неожиданной подаче интенсивных акустических раздражителей. При регистрации зрачковых рефлексов и мигательных реакций у человека тубус крепится против глаза испытуемого с помощью легкого шлема, фиксированного на голове эластичными стяжками (Фиг.5).

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

1. Устройство обеспечивает оптимальное наведение и фокусировку световых и ИФК-лучей, необходимую для точной и устойчивой регистрации зрачковых и мигательных реакций. Указанное преимущество достигается за счет введения гибкой системы крепления излучающих светодиодов и воспринимающего фотодатчика на тубусе.

2. Устройство обеспечивает проведение комплексных исследований, связанных с последовательной регистрацией у испытуемого в одном опыте зрачковых рефлексов и условно-рефлекторных мигательных реакций. Указанное преимущество достигается за счет изменения конструкции тубуса, допускающей установку на тубус штуцера воздухопровода.

3. Устройство позволяет исследовать зрачковые рефлексы на изменения освещенности видимого спектра света, что расширяет диапазон решаемых экспериментатором задач. Указанное преимущество достигается за счет конструкции хомутика и установки микрошарниров для закрепления излучающих светодиодов видимой части спектра.

4. Устройство обеспечивают стабилизацию излучения, падающего на роговицу глаза, что повышает точность проводимых измерений. Указанное преимущество достигается за счет введения схемы генератора тока, стабилизированной включением излучающих светодиодов в цепь отрицательной обратной связи.

5. Электронные и оптические элементы, используемые в устройстве, недороги и доступны. Указанное преимущество достигается за счет разработки электронной схемы, адаптированной к применению фотодатчиков и электронных приборов, выпускаемых отечественной промышленностью.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Borgdorff P., van Mill C.F. A laser pupillometer. IEEE Trans. biomed Eng-, 1979, v.26, No 10, p.l561.

2. Cassady J.M." Parley G.R.,, Weinberger N.M., Kitzes L.M. Pupillary Activity Measured by Reflected Infra - Red Light. Physiology & Behavior, 1981, v.28, pp.851-854 (прототип устройства).

3. Ishikawa S.,Naito M., Inaba К. A new video pupilography. Ophtalmologia, 1970, v.l60, No3, p.248.

4. Lowenstein O. Pupillography: methods and diagnostic systems. Arch. Ophtalmol., 1956, v.55, No5, p.565.

5. Wilder M.B., Farley G.R., Starr A. Endogenous late positive component of the evoked potential in cats corresponding to P300 in humans. Science, 1981, v.211, Nol2, p.695.

1. Устройство для регистрации глазных рефлексов, содержащее тубус, оснащенный инфракрасными излучающими светодиодами и воспринимающим фотодиодом, и электронную схему, отличающееся тем, что оно снабжено светодиодами, излучающими в видимой части спектра, и штуцером воздуховода, при этом светодиоды установлены с возможностью осевого и вращательного перемещения на хомутике, закрепленном, в свою очередь, с возможностью осевого и вращательного движения на тубусе, воспринимающий фотодиод установлен в тубусе с возможностью осевого перемещения, а штуцер воздуховода размещен в стенке тубуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронная схема снабжена генератором стабильного тока излучающих светодиодов, включенного в цепь отрицательной обратной связи.