Устройство для исследования поля зрения пациента

Устройство для исследования поля зрения пациента относится к области медицины - офтальмологии и физиологии зрения, повышает точность и качество определения дефектов поля зрения глаз и содержит компьютер 1, на мониторе 2 которого изображена тестовая картина 3 в виде стимулирующей системы паттернов 4 с ячейками 4x4, расположенными по концентричным окружностям вокруг центральной точки 5 фиксации взора пациента и изменяющиеся в размерах от центра к периферии, а также наголовник 7 с расположенными на нем элдектродами 8, электрически соединенные с регистратолром 9 и с возможностью его размещения на голове пациента. Точка фиксации взора 5 дополнена близлежащим к ней треугольником 6, вершина которого направлена к паттернам 4, с индивидуальной фиксацией его положения в 2-х противоположных направлениях, и окрашенного зеленым цветом. Регистрирующие электроды 12 на наголовнике 7 установлены на теменно-затылочной части головы пациента, а заземляющий электрод 13 - на его лбу. В устройство введен регистрирующий компьютер 10, на экране монитора которого изображены результаты исследования в виде картин или графиков 14 по секторам в пределах поля зрения с осуществлением системы трекинга глаз. Время стимуляции для пациента выбрано в пределах 20-30 секунд с перерывом от 5-8 секунд.

Устройство для исследования поля зрения пациента относится к области медицинского приборостроения и может быть использовано в офтальмологической, неврологической и нейрохирургической практике с использованием энцефалографического оборудования.

Исследование поля зрения с целью диагностики, оценки динамики и эффективности лечения заболевания является одним из важнейших методов исследования зрительных функций в офтальмологической, неврологической и нейрохирургической практике. Существующие методы исследования поля зрения в основном субъективны, т.е. основаны на ответах испытуемого. Эти исследования снижают качество информации, в определенных случаях вообще исключается возможность проведение исследований у детей, с пациентами, страдающими аггравацией, в военной призывной практике нередко бывают случаи симуляции и диссимуляции. Для объективной оценки поля зрения используют различные методы исследования - от самых простых до высокоточных, реализуемых с помощью современных технических средств, например, исследование поля зрения путем измерения углового расстояния, периметрия по реакции остановки альфа-ритма, пупилломоторная периметрия, позитронно-эмиссионная томография, функциональная магнитно-резонансная томография, зрительные вызванные потенциалы (ЗВП), в том числе стандартные ЗВП на вспышку и паттерн ЗВП, векторный или топографический анализ ЗВП. Однако, в настоящее время ни один из этих методов не применяется повседневно для объективного исследования поля зрения. Это связано с тем, что полученные данные часто имеют большие индивидуальные различия, не обладают высокой точностью измерений, сопряжены с трудностями обработки результатов и необходимостью наличия сложного и дорогостоящего оборудования.

В настоящее время статическая автоматическая периметрия в офтальмологической практике давно является «золотым стандартом» и используется для выявления и мониторинга заболеваний, сопровождающихся изменениями в поле зрения, см, например, в учебнике авторов Л.С.Урмахер, Л.И.Айзенштат «Офтальмологические приборы», М. изд-во «Медицина», М., 1988 г., с.56 указан прибор - периметрон фирмы «Когерент» США, являющийся прибором для измерения поля зрения, содержащим систему с компьютером, правильное положение головы пациента устанавливается при фиксации взгляда на красную точку. Для фиксации этого положения система снабжена телескопом. Микрокомпьютер, управляющий процедурой обследования, приводит в действие с помощью кнопки. Пациент реагирует на световой стимул нажатием кнопки. На цифровом дисплее представляются размеры, интенсивности и скорости стимула. В конце обследования прибор автоматически вычерчивает диаграмму поля зрения многоцветными кривыми, которые меняются автоматически. Микроэвм контролирует яркость, положение, скорость и время предъявления стимула, а также накапливает и регистрирует данные исследования. Точность измерений с микро-ЭВМ составляет ±5° как для центрального поля, так и для периферии. При измерении поля с угловым размером 30° диаграмма автоматически увеличивается. Программы прибора составлены по наиболее эффективным методам периметрии, осуществляемой вручную. В приборе имеется комплект программ статической периметрии для получения профилей дефектов поля зрения. Технические характеристики прибора: поверхность проекции - 30 см; яркость 10кд/м² ; площадь тест-объектов, мм² - 1/16, ¹/ ₄, 1; 16, 64; яркость контролируется 80 ступенями; цвет тест-объектов - белый, красный, зеленый голубой.

Недостатками такой конструкции периметра являются: определить изменения в поле зрения с помощью такой конструкции периметра с использование метода статической периметрии возможно лишь в случае когда, по крайней мере, 25-35% ганглиозных клеток сетчатки потеряны, т.к. при исследовании участвует пациент, нажимая на кнопку при появлении того или иного стимула, что приводит к субъективизму, т.к. исследования зависят от внимания пациента, что приводит к снижению точности получаемых результатов, точность измерений ±5° очень грубая и недостаточная, кроме того у пациентов наблюдается повышенная утомляемость в связи с большими затратами времени при работе с монитором компьютера, т.к. пациент должен непрерывно смотреть на центральную точку, зафиксировав взор, что также приводит к снижению точности результатов исследования. Кроме того невозможно измерить поле зрения у таких пациентов, как дети, и у больных с патологией диссимуляции или аггравацией, а также у симулянтов.

Наиболее близким техническим решением конструкции устройства для исследования поля зрения пациента можно считать конструкцию прибора, работающего по оригинальной методике, указанной в решении по п. США 6477407 от 05.11.2002 г. А61В 5/04, «Электрофизиологическое измерение поля зрения», содержащую компьютер, на экране монитора которого осуществлена возможность изображения тестовой картины в виде системы паттернов с ячейками 4×4, расположенными по концентричным окружностям вокруг центральной точки фиксации взора пациента и изменяющиеся в размерах от центра к периферии, а также наголовник в виде планки в виде креста с расположенными на нем электродами, электрически соединенными с регистратором, с возможностью размещения наголовника на голове пациента. Работа с таким устройством заключается в следующем. Пациент смотрит в центр тестовой картины в виде стимулов паттернов, результаты показаний мультифокальных зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) зафиксированы в регистраторе посредством электродов, закрепленных на затылочном бугре головы пациента. Мультифокальные стимулы шкалированы в соответствии с кортикальным фактором. Ответы объединены от каналов, чтобы обеспечить представление поля зрения до 25° с эксцентриситетом. При наличии дефектов поля зрения ЗВП отличаются от нормального поля зрения, что дает факт подозрения о наличии у пациента глаукомы.

Недостатками конструкции устройства являются: конструкция для определения дефектов поля зрения неэффективная, т.к на мониторе компьютера в тестовой картине стимулов паттернов отсутствует элемент фиксации взора, что для получения точных результатов существенно, пониженная точность определения дефектов поля зрения у пациента, т.к. все полученные данные записаны в регистраторе - в энцефалографе, отсутствует контроль за положением глаз, т.е отсутствует современное устройство контроля в подобных устройствах системы трекинга глаз, с таким устройством невозможно работать со специфическим контингентом пациентов: детьми и больными диссимуляцией, аггравацией, симуляцией.

Техническим результатам предлагаемого решения является: повышение точности и объективности получаемых результатов, уменьшение процента случайных результатов, снижение времени сеанса стимуляции, сочетая с периодом отдыха, осуществлении возможности получения результатов от мультифокальных зрительных вызванных потенциалов у детей и у неадекватных больных.

Этот результат достигается тем. что в устройстве для исследовании поля зрения пациента, содержащем компьютер с возможностью изображения на экране его монитора тестовой картины в виде стимулирующей системы паттернов с ячейками 4×4, расположенными по концентричным окружностям вокруг центральной точки фиксации взора пациента и изменяющиеся в размерах от центра к периферии, а также наголовника с расположенными на нем электродами, электрически соединенными с регистратором, с возможностью размещения наголовника на голове пациента, в тестовой стимулирующей картине монитора компьютера точка фиксации взора пациента дополнена близко расположенной к ней фигурой, выполненной в виде треугольника, обращенной вершиной к паттернам с индивидуальной фиксацией его положения в двух противоположных направлениях, обеспечивая постоянство фиксации взора пациента, регистрирующие электроды на наголовнике установлены с возможностью размещения их на теменно-затылочной части головы пациента, а заземляющий электрод - на его лбу, при этом в устройство введен дополнительный компьютер, регистрирующий изображения результатов исследования в виде графиков или картин по секторам в пределах заданного угла поля зрения с осуществлением контрольной системы трекинга глаз, причем треугольник фиксации взора выполнен зеленым цветом, в работе электродной системы использована полоса пропускания 1-200 Гц с частотой дискретизации - 1000 Гц, и время стимуляции для пациента выбрано в пределах 20-30 секунд с перерывом 5-8 секунд.

Сущность предложенного решения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого решением технического результата.

Существенными признаком полезной модели, совпадающим с признаками прототипа, является: А - наличие компьютера с осуществлением возможности изображения на экране его монитора тестовой картины в виде стимулирующей системы паттернов с ячейками 4×4, расположенными по концентричным окружностям вокруг центральной точки фиксации взора пациента и изменяющихся в размерах от центра к периферии; Б - наличие наголовника с расположенными на нем электродами, электрически соединенными с регистратором, с возможностью размещения наголовника на голове пациента..

Существенными отличительными признаками решения являются: В - в тестовой стимулирующей картине монитора компьютера точка фиксации взора пациента дополнена близко расположенной к ней фигурой, выполненной в виде треугольника, обращенной вершиной к паттернам; с индивидуальной фиксацией его положения в двух противоположных направлениях, обеспечивая постоянство фиксации взора пациента; Г - регистрирующие электроды на наголовнике установлены с возможностью размещения их на теменно-затылочной части головы пациента, а заземляющий электрод - на его лбу; Д - в устройство введен дополнительный компьютер, регистрирующий изображения результатов исследования в виде графиков или картин по секторам в пределах заданного угла поля зрения с осуществлением контрольной системы трекинга глаз;

Частные отличительные признаки: Е - треугольник фиксации взора выполнен зеленым цветом; Ж - в работе электродной системы использована полоса пропускания 1-200 Гц с частотой дискретизации - 1000 Гц; И - время стимуляции для пациента выбрано в пределах 20-30 секунд с перерывом 5-8 секунд.

Устройство для исследования поля зрения пациента содержит компьютер 1 фиг.1, на экране 2 его монитора при работе осуществлена возможность изображения тестовой картины 3 фиг.2 в виде стимулирующей системы шахматных паттернов 4 с ячейкам 4×4, расположенными по концентричным окружностям вокруг центральной точки 5 фиксации взора пациента и изменяющиеся в размерах от центра к периферии. К центральной точке фиксации взора 5 пациента добавлена близко (1-2 мм) расположенная к ней фигура, выполненная в виде треугольника 6, обращенного вершиной к паттернам 4, а основанием к точке 5. В комплект устройства введен наголовник 7 фиг.1, изготовленного в виде шапки-шлема, облегающей всю голову испытуемого пациента, и с расположенными на нем электродами 8, электрически соединенными с регистратором 9, выполненным в виде второго компьютера 10 и энцефалографа 11. Несколько электродов размещены на теменно-затылочной части пациента 12 выше затылочного бугра, а один - 13 на его лбу, являющийся заземляющимся. Треугольник 6 фиксатора взора пациента может стихийно занимать положение либо справа от центральной точки либо слева. Эти положения треугольника фиксируются пациентом нажатием левой или правой кнопок на «мышке», электрически соединенной с энцефалографом 11, и зафиксированы в регистрирующем компьютере 10. В последнем на его мониторе регистрировались результаты исследований поля зрений правого и левого глаза пациента в виде картин или графиков 14.

В работе предложенного устройства использован метод измерения мультифокальных зрительных вызванных потенциалов. Это исследование поля зрения глаз проводят в затемненном помещении с расстояния 30 см, используя мониторы компьютеров фирмы «Sony» с диагональю 17 дюймов. Эти стимулирующий и регистрирующие компьютеры синхронизированы через стандартный СОМ-порт. В качестве энцефалографа взят стандартный цифровой энцефалограф, созданный на базе сигма-дельта технологии. Регистрирующие электроды располагали на затылочной и теменной области головы в соответствии с международной системой 10-20. Регистрацию проводят биполярно. Используют следующие пары отведений: OZ-Pz, Oz-Р3, Oz-P4, Pz-Р3, Pz-Р4, Р3-Р4/ Заземляющий электрод располагали на лбу пациента. Полоса пропускания составляла 1-200 Гц, частота дискретизации - 1000 Гц. В качестве стимула использована система из шахматных паттернов 4×4 ячейки, расположенных по концентричным окружностям вокруг точки фиксации, размер ячеек изменялся от центра к периферии пропорционально кортикальному фактору магнификации. В результате область исследуемого поля зрения составляла 60 градусов и разбивалась на 60 секторов. Стимуляцию осуществляют посредством реверсирования (обращения контраста) шахматных паттернов, причем для каждого из секторов используют свою последовательность реверсий. Для обеспечения фиксации взора испытуемого в центре тестовой картины рядом с центральной точкой помещают треугольник зеленого цвета, который стихийно ориентируют вправо или влево от центральной точки с его вершиной направленной к паттернам. Его положение пациент фиксирует нажатием правой или левой кнопкой «мышки». Результаты фиксируют и подсчитывают процент неправильных нажатий, который не должен превышать 10% от всех ответов. Частота стимуляции составляет 75 Гц. Время работы одного сеанса испытуемого пациента осуществляют в течение 20-30 секунд с перерывом 5-8 секунд. Для формирования последовательности стимулов и обработки записанной электроэнцефалограммы используют метод m-последовательностей. В работе по исследованию поля зрения используют проверку стабильности фиксации взора пациента (испытуемого) с помощью системы трекинга (технология отслеживания глаз) глаз, содержащей ИК-излучатель 15 и регистратор 16. Исследование поля зрения с помощью мультифокальных зрительных вызванных потенциалов было проведено в Военно-медицинской академии на 50 офтальмологических здоровых испытуемых (100 глаз) в возрасте от 17 до 62 лет. Рефракция в большинстве случаев была эмметропической или слабой гиперметропической (до 1,0 дптр). Также было обследовано 20 пациентов (40 глаз) в возрасте от 27 до 64 лет с заболеваниями, проводящими к изменениям в полях зрения. В результате обработки текущей энцефалограммы для каждого из шестидесяти секторов предложенное устройство позволяет вычислить мультифокальные зрительные вызванные потенциалы, характеризующие реакцию на стимуляцию в каждом секторе в отдельности без влияния реакций на стимуляцию в остальных секторах. За одну запись получали 60 ответов. У здоровых испытуемых доминировали ответы от центральных областей сетчатки, к периферии сетчатки амплитуда ответов снижалась, что соответствовало кортикальному фактору магнификации. Ответы, полученные у здоровых испытуемых от правого и левого глаз подобны, а при патологических изменениях в поле зрения ответы отличаются.

Использование решения полезной модели «Устройство для исследования поля зрения пациента» по сравнению с прототипом позволяет повысить точность получаемых результатов исследований, уменьшить время стимуляции в сочетании со временем отдыха испытуемого и уменьшить количество случайных результатов. Повышена стабилизация постоянства направления взора пациента, т.к. испытуемый участвует в игре с треугольником, фиксируя его положение двумя кнопками нажатия, который смещается то вправо, то влево, при этом давая возможность ему отдохнуть. Фигура в виде зеленого цветного треугольника приятней и легче для восприятия, чем цифра или раздвоенная центральная точка. Осуществлен контроль за положением глаза пациента системой трекинга независимо от испытуемого, что зафиксировано в регистрирующем втором дополнительном компьютере. В предложенном решении устройства использовано стандартное оборудование: энцефалограф, компьютеры, усилитель биопотенциалов мозга, стандартный шлем (шапка) с электродами, т.е. использовано экономически молозатратное комплексное оборудование. При исследовании поля зрения пациента использована оригинальная компьютерная программа обработки на основе среды Microsoft Visual C⁺⁺Bilder под платформу Win 32 и расчета мультифокальных зрительных воспроизводимых потенциалов. Предложенное устройство позволяет исследовать поле зрения пациента независимо от работы последнего (благодаря контрольной системы - трекинг), что позволяет использовать и предложенное оборудование и методику работы на нем, исследуя детей, а также неадекватных пациентов, предотвращая симуляцию, диссимуляцию и аггравацию. Исследование поля зрения на оригинальном комплексном устройстве было осуществлено на кафедре офтальмологии ВМА г.СПб.

1. Устройство для исследования поля зрения пациента, содержащее компьютер с возможностью изображения на экране его монитора тестовой картины в виде стимулирующей системы паттернов с ячейками 4×4, расположенными по концентричным окружностям вокруг центральной точки фиксации взора пациента и изменяющимися в размерах от центра к периферии, а также наголовник с расположенными на нем электродами, электрически соединенными с регистратором, с возможностью размещения наголовника на голове пациента, отличающееся тем, что в тестовой стимулирующей картине монитора компьютера точка фиксации взора пациента дополнена близко расположенной к ней фигурой, выполненной в виде треугольника, обращенной вершиной к паттернам, с индивидуальной фиксацией его положения в двух противоположных направлениях, обеспечивая постоянство фиксации взора пациента, регистрирующие электроды на наголовнике установлены с возможностью размещения их на теменно-затылочной части головы пациента, а заземляющий электрод - на его лбу, при этом в устройство введен дополнительный компьютер, регистрирующий изображения результатов исследования в виде графиков или картин по секторам в пределах заданного угла поля зрения с осуществлением контрольной системы трекинга глаз.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что треугольник фиксации взора выполнен зеленым цветом.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в работе электродной системы использована полоса пропускания 1-200 Гц с частотой дискретизации - 1000 Гц.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что время стимуляции для пациента выбрано в пределах 20-30 с с перерывом от 5-8 с.