Способ контроля качества цветового зрения

 

Способ контроля качества цветового зрения относится к медицине, точнее, к офтальмологии и предназначен для точного контроля качества цветового зрения у операторов, использующих в своей профессиональной деятельности анализ цвета различных объектов, а также для изучения деградации цветового зрения в процессе профессиональной работы и/или жизнедеятельности. Технический результат: изобретение направлено на повышение точности и достоверности контроля качества цветового зрения, обеспечение возможности выявления малых отклонений цветового зрения от нормы. Сущность изобретения заключается в том, что в способе контроля качества цветового зрения, включающем формирование и предъявление испытуемому эталонного и тестового цветовых стимулов сложного спектрального состава и субъективное уравнивание испытуемым их цветности путем подбора тестового стимула, в качестве эталонного цветового стимула испытуемому последовательно предъявляют совокупность цветовых стимулов, спектральный состав которых выбирают из условия соответствия их одной заранее заданной зависимости, испытуемый производит уравнивание каждого цветового стимула, после каждого уравнивания фиксируют спектральный состав тестового стимула, по совокупности результатов уравнивания вычисляют функции сложения человеческого глаза, по которым судят о качестве цветового зрения. 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к медицине, точнее, к офтальмологии и предназначено для точного контроля качества цветового зрения у операторов, использующих в своей профессиональной деятельности анализ цвета различных объектов, а также для изучения деградации цветового зрения в процессе профессиональной работы и/или жизнедеятельности.

Известным способом для подобного рода исследований является способ, основанный на использовании испытательных таблиц. Таблицы, составленные Рабкиным, получили название "Полихроматические таблицы для исследования цветоощущения". В этих таблицах среди пятен одного цвета имеются пятна другого цвета, составляющие для нормально видящего какую-нибудь цифру, букву или фигуру. Цветослепые цвет этих пятен от цвета пятен, служащих фоном, отличить не могут, следовательно, заметить и цифры, буквы и фигуры. По ответам испытуемых можно судить о нормальности их цветоощущения.

Недостатком данного способа является невозможность количественной оценки аномальности цветового зрения, что не позволяет оценить изменения цветового зрения испытуемого в процессе его профессиональной деятельности или при диагностике различных заболеваний.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ исследования нормальности цветового зрения, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют два цветовых стимула сложного спектрального состава. Эталонный стимул формируют при помощи определенным образом подобранного светофильтра, а тестовый - путем смешивания в различной пропорции двух излучений, спектры которых сформируются при помощи двух определенным образом подобранных светофильтров. Испытуемый, регулируя количественное отношение спектров для тестового стимула, достигается субъективного уравнивания цветности тестового стимула с цветностью эталонного стимула [1, с. 298].

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет достичь высокой точности и достоверности контроля качества цветового зрения. В указанном способе светофильтры подбирают таким образом, чтобы цветность эталонного стимула в графике цветности МКО, 1931, лежала на отрезке, отображающем все возможные цветности тестового стимула. Однако такое расположение стимулов применимо, в основном, только для случая с нормальным цветовым зрением. При наличии каких-либо отклонений в цветовом зрении график цветности изменяется и, следовательно, изменяются координаты цветности эталонного стимула и месторасположение отрезка возможных цветностей тестового стимула, поэтому точка цветности эталонного стимула уже может и не лежать на отрезке возможных цветностей тестового стимула. В такой ситуации испытуемый уже не может достигнуть положения полного метаморфного равенства (субъективное равенство цветности двух наблюдаемых излучений при различных их спектрах).

Как следствие, увеличивается ошибка измерения, причем невозможно выявить критерий учета ошибки измерения без знания конкретных данных по аномальности цветовосприятия испытуемого. Для определения такого критерия необходимо измерять анормальность цветовосприятия пациента с более высокой точностью, чем позволяет указанный способ. Еще одним недостатком указанного способа является невозможность определения достаточно малых отклонений от нормы в цветовосприятии. А также данные нужны, например, для профессионального отбора и тестирования операторов, занимающихся визуальными наблюдениями (космонавты, операторы АС и др.) Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля качества цветового зрения, обеспечение возможности выявления малых отклонений цветового зрения от нормы.

Цель достигнута тем, что в способе контроля качества цветового зрения, включающем формирование и предъявление испытуемому эталонного и тестового цветовых стимулов сложного спектрального состава и субъективное уравнивание испытуемым их цветности путем подбора тестового стимула, в качестве эталонного цветового стимула испытуемому последовательно предъявляют совокупность цветовых стимулов, спектральный состав которых выбирают из условия соответствия их одной заранее заданной зависимости, испытуемый производит уравнивание каждого цветового стимула, после каждого уравнивания фиксируют спектральный состав тестового стимула, по совокупности результатов уравнивания вычисляют функции сложения человеческого глаза, по которым судят о качестве цветового зрения.

На фиг.1 дана оптическая схема аномалоскопа, где 1 - источник света; 2 - поворотные зеркала; 3 - цветосинтезирующие призмы; 4 - светофильтр; 5 - регулируемая диафрагма; 6 - совмещающая призма.

На фиг. 2 - оптическая схема цветосинтезирующей призмы, где 1 - первый линейный поляризатор; 2 - линейная фазовая пластинка; 3 - циркулярная фазовая пластинка; 4 - второй линейный поляризатор.

На фиг.3 - график цветности X, Y, МК031 с областями цветового охвата каналов аномалоскопа, где 1 - область охвата канала 1; 2 - область охвата канала 2.

На фиг. 4 - спектры стимулов для первого уравнивания в первом и втором канале, где 1 - спектр стимула в первом канале; 2 - спектр стимула во втором канале.

На фиг. 5 приведены функции сложения испытуемого No.6, где 1 - функции сложения стандартного наблюдателя; 2 - рассчитанные функции сложения; 3 - разностная функция с нормировочным коэффициентом.

На фиг.6 - функции сложения испытуемого No. 2, где 1 - функции сложения стандартного наблюдателя; 2 - рассчитанные функции сложения; 3 - разностная функция с нормировочным коэффициентом.

Способ контроля качества цветового зрения согласно изобретению заключается в следующем. При помощи оптической системы формируют два цветовых стимула - эталонный и тестовый. Спектральный состав цветовых стимулов сложный, т. е. в общем случае присутствует одновременно излучение при различных длинах волн, видимых человеческих глазом. Спектр эталонного цветового стимула задается в соответствии с программой обследования, а спектр тестового цветового стимула регулируется испытуемым при помощи доступных ему органов управления. Испытуемому предъявляют серию эталонных цветовых стимулов, спектральные составы которых выбирают из условия соответствия их одной заранее заданной зависимости. Другими словами, спектральный состав всех эталонных цветовых стимулов описывается одной функцией, зависящей от контролируемого параметра. Испытуемый путем регулирования спектрального состава тестового стимула добивается субъективного равенства цветности эталонного и тестового цветовых стимулов (для функций сложения глаза данного наблюдателя спектры стимулов будут метамерными). После каждого уравнивания фиксируют спектральный состав тестового стимула. На основании информации о всех уравниваниях записывают уравнение Фредгольма, где в ядро входит зависимость, описывающая совокупность эталонных цветовых стимулов, а в качестве неизвестной функции фигурирует отклонение функций сложения человеческого глаза от нормы. Полученное уравнение решается традиционными методами. Результатом решения уравнения Фредгольма являются функции сложения глаза испытуемого. По виду функций сложения глаза испытуемого (например, по величине их отклонения от нормы) делают заключение о качестве цветового зрения испытуемого.

Благодаря тому, что в способе контроля качества цветового зрения в качестве эталонного цветового стимула испытуемому последовательно предъявляют совокупность цветовых стимулов, спектральный состав которых выбирают из условия соответствия их одной заранее заданной зависимости, испытуемый производит уравнивание каждого цветового стимула, после каждого уравнивания фиксируют спектральный состав тестового стимула, появляется возможность записать уравнение Фредгольма. Пользуясь хорошо разработанными методами решения уравнения Фредгольма, вычисляются функции сложения человеческого глаза. Благодаря тому, что по совокупности результатов уравнивания вычисляют функции сложения человеческого глаза, по которым судят о качестве цветового зрения, удается выявить очень небольшие отклонения параметров цветового зрения от нормы, что в свою очередь приводит к повышению точности и достоверности контроля качества цветового зрения и появлению возможности выявления малых отклонений цветового зрения от нормы.

Пример 1. Для реализации способа был создан экспериментальный макет аномалоскопа, оптическая схема которого показана на фиг.1. Управление аномалоскопом осуществлялось автоматически при помощи компьютера. Аномалоскоп представляет собой два оптических канала, в первом канале формируется эталонный цветовой стимул, а во втором - тестовый. Оба оптических канала содержат цветосинтезирующие призмы (3). Первый канал дополнительно содержит светофильтр СС-2 толщиной 1,5 мм (4), а второй канал регулируемую диафрагму (5). Цветосинтезирующая призма содержит (фиг.2) линейный поляризатор 1, линейную фазовую пластинку 2, циркулярную фазовую пластинку 3 и линейный поляризатор 4. Спектр пропускания цветосинтезирующей призмы определяет спектральный состав соответствующего цветового стимула и имеет сложный состав. Он однозначно определяется азимутами G1 и G2 осей пропускания поляризаторов при фиксированном азимуте оси наибольшей скорости фазовой пластинки (в данном случае равен нулю). Соответствие спектрального состава цветового стимула и величины азимутов G1 и G2 определяется зависимостью, реализованный в виде компьютерной программы. На фиг. 3 приведен график цветности X, Y МК031 с областями цветового охвата канала 1 аномалоскопа (1) и канала 2 (2). Области цветового охвата каналов частично перекрываются, эта часть графика цветности и является рабочей областью аномалоскопа. Испытуемому No.6 в качестве эталонного цветового стимула была последовательно предъявлена совокупность из 12 стимулов. Спектральные составы предъявляемых стимулов выбирались их условия соответствия их одной заранее заданной зависимости, т.к. они определялись наборами азимутов G1 и G2 цветосинтезирующей призмы в канале 1. Испытуемый производит субъективное уравнивание каждого предъявляемого стимула путем регулирования азимутов G1, G2 и размера диафрагмы в канале 2 (см. таблицу). После каждого уравнивания результата фиксировались путем запоминания в памяти компьютера спектров тестового цветового стимула, которые вычислялись на основе информации о G1 и G2 и размере диафрагмы в канале 2. На фиг.4 приведены примеры спектров стимулов в канале 1 и канале 2 для первого уравнивания. Видно, что спектры существенно разливаются, однако для испытуемого эти оба стимула выглядели одноцветными (для функций сложения глаза данного наблюдателя являются метамерными). По совокупности полученных результатов уравнивания вычислялись функции сложения человеческого глаза испытуемого No.6. Для этого было записано уравнение Фредгольма, которое затем решалось на ЭВМ путем построения разностной схемы, исходя из вариационной формулировки задачи. На фиг.5 приведены результаты расчета. 1 - функции сложения стандартного наблюдателя; 2 - рассчитанные функции сложения; 3 - разностная функция с нормировочным коэффициентом. Видно, что рассчитанные функции сложения незначительно отличаются от стандартных (отличие в пределах точности способа), отсюда был сделан вывод о том, что качество цветового зрения испытуемого No. 6 нормальное.

Пример 2. Испытуемый No. 2 был протестирован аналогично примеру 1. На фиг. 6 приведены результаты расчета для испытуемого No.2. Видно, что функции сложения глаза испытуемого No.2 существенно отличаются от функций сложения стандартного наблюдателя. О величине отклонения функций сложения от нормы можно так же судить по величине нормировочного множителя. В то же время испытуемый No. 2 тестировался при помощи таблиц Рабкина и на аномалоскопе, реализующем способ прототипа. Аномалий цветового зрения у него при этом не было обнаружено.

Формула изобретения

Способ контроля качества цветового зрения, включающий формирование и предъявление испытуемому эталонного и тестового цветовых стимулов сложного спектрального состава и субъективное уравнивание испытуемым их цветности путем подбора тестового цветового стимула, отличающийся тем, что в качестве эталонного цветового стимула испытуемому последовательно предъявляют совокупность цветовых стимулов, спектральные составы которых выбирают из условия соответствия их одной заранее заданной зависимости, испытуемый производит уравнивание каждого цветового стимула, после каждого уравнивания фиксируют спектральный состав тестового цветового стимула, затем по совокупности результатов уравнивания вычисляют функции сложения человеческого глаза, по которым судят о качестве цветового зрения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2