Способ восстановления бинокулярного зрения

Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для восстановления бинокулярного зрения. В условиях механической гаплоптики пациенту предъявляют объекты для наблюдения. Объекты могут быть сходными или различными для каждого глаза в отдельности. Обладают свойством изменения яркости, попеременного или одновременного мигания, возможностью перемещения в пространстве. При этом осуществляется зрительная и слуховая изоляция пациента от всего его окружающего. Способ позволяет повысить зрительные функции макулярной области. 3 табл.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для развития и укрепления бинокулярного зрения.

За последние годы отмечается значительный прогресс использования компьютерных технологий в медицине.

Особенно привлекательными и перспективными направлениями данных разработок для медицинской практики является создание обучающих программ на основе виртуальной реальности.

Виртуальная реальность (от лат. Virtus - мнимый, воображаемый) созданная компьютерными средствами трехмерная модель реальности, которая создает эффект присутствия человека в ней, позволяет взаимодействовать с представленными в ней объектами, включая новые способы сотрудничества: изменение формы объекта, свободное перемещение между микро- и макроуровнями пространства, перемещение самого пространства.

Знакомясь с литературой, мы пытались найти сведения, касающиеся использования данной технологии (с учебной или лечебной целью) в офтальмологии. Однако таких данных в доступном информационном пространстве мы не обнаружили. В связи с этим, по нашему мнению, представляется весьма перспективным использовать эффект виртуальной реальности, создаваемый специальными шлемами для офтальмологической практики, а именно для лечения детей с косоглазием.

Способность бинокулярного видения окружающего пространства относится к высшим зрительным функциям. Окружающее нас пространство имеет три измерения, а изображение его на сетчатке глаза является плоским. Несмотря на это, глаза в норме точно решают задачу ориентации в пространстве.

Всегда, когда область сетчатки стимулируется изменением освещения глаза, стимул не только воспринимается, как имеющий некоторую яркость, цвет и некоторую форму, но также всегда локализуется в некотором направлении зрительного пространства - субъективном зрительном направлении. Центральная ямка сетчатки - область самой высокой остроты зрения. Зрительное направление центральной ямки называется основным субъективным зрительным направлением. Все остальные носят название вторичных субъективных зрительных направлений. Они относительны к основному субъективному зрительному направлению и, следовательно, меняются вместе с ним при изменении положения глаза.

Прямая, соединяющая центральную ямку с точкой фиксации, называется зрительной осью. Другие синонимы - линия взгляда, зрительная линия и линия взора. Если две зрительные оси пересекаются в точке фиксации, имеет место бинокулярная фиксация, если только одна основная линия направления проходит через точку фиксации, то фиксация монокулярная.

Бинокулярное зрение - это зрение с использованием информации, поступающей в мозг через два глаза, при этом обеспечивается одновременное направление зрительных осей на объект фиксации, слияние монокулярных изображений этого объекта в единый зрительный образ и его локализация в соответствующее место пространства. Бинокулярное зрение усиливает воспринимаемую яркость объекта и позволяет более точно оценивать третье пространственное измерение, т.е. объемность предметов, степень их абсолютной и относительной удаленности.

Способность глаз оценивать трехмерное пространство на основе двухмерных изображений на сетчатках называют глубинным или стереоскопическим зрением. Существуют признаки восприятия глубины, дающие представление об удаленности наблюдаемых предметов и без участия бинокулярного зрения. Это так называемые монокулярные признаки восприятия глубины (частичное закрытие далеких объектов близкими, линейная перспектива, распределение светотеней и др.). Основу глубинного бинокулярного зрения составляет стереопсис. Под стереопсисом надо понимать процесс объединения молекулярных образов в бинокулярный, который сопровождается специфическим (отличающимся от впечатления пространственности, основанного на монокулярных признаках восприятия глубины) переживанием глубины. Существуют пределы, в которых возможно глубинное зрение. Верхняя граница - это радиус стереоскопического зрения, равный минимальному расстоянию, с которого уже нельзя стереоскопически отличить глубину расположения объекта относительно другого объекта. Нижняя граница - это расстояние ясного видения, равное расстоянию от глаза до ближней видимой точки.

При бинокулярной фиксации монокулярные поля зрения накладываются друг на друга, образуя общее бинокулярное поле зрения. Объект, находящийся в любом его участке, одновременно раздражает сетчатки обоих глаз. Стимулом к бинокулярной фиксации объекта служит постоянная тенденция зрительной системы к преодолению диплопии (двоения монокулярных образов), т.е. к одиночному восприятию. Одиночное видение достигается с помощью механизма фузии - слияние в единый образ раздельно воспринимаемых правым и левым глазом изображений на сетчатках, происходящее в высших зрительных центрах мозга.

Одиночное восприятие наблюдаемого объекта возможно только при условии одновременного раздражения центральных ямок или корреспондирующих точек сетчаток.

Главной объективной предпосылкой формирования трехмерного пространственного восприятия является наличие расстояния между центрами зрачков, т.е. бинокулярного базиса. Правый и левый глаз одновременно рассматривают предмет с разных точек, вследствие чего изображение его на сетчатке правого и левого глаза различны.

На основе анализа двух таких изображений неодинакового характера в зрительных зонах коры головного мозга возникает трехмерное изображение наблюдаемой картины.

Так в рамках бинокулярной фиксации объединились воедино диспаратность, дающая стереоэффект, и фузия, устраняющая двоение.

При предъявлении каждому глазу двух подобных монокулярных изображений даже на диспаратных элементах сетчатки фузия может осуществляться и без движений глаз. Т.е. две подобные линии на диспаратных элементах сетчатки "притягиваются" друг к другу, сливаясь в единый образ. Такая фузия носит название сенсорной фузии. Однако если молекулярные образы, попадающие на корреспондирующие области сетчатки, не подобны, а отличаются друг от друга, фузия становится невозможной. В этом случае имеет место попеременное восприятие то левого, то правого монокулярного образа, называемое бинокулярным соревнованием (или соревнованием сетчаток). Бинокулярное соревнование может быть также результатом предъявления двум глазам подобных объектов различного цвета или неодинаковой яркости (цветовое соревнование). Во избежание путаницы один или другой монокулярный объект временно подавляются. Какой из двух объектов будет подавляться, зависит от того, какой глаз является доминирующим. Постоянное подавление сетчатки одного глаза с прекращением соревнования ведет к полному доминированию другого глаза. Это главное препятствие к бинокулярному зрению. Для восстановления бинокулярного зрения необходимо возвращение к соревнованию сетчаток.

Расстройства бинокулярного зрения в зависимости от их характера могут служить ранним сигналом нарушения деятельности как периферических отделов зрительного анализатора, так и центральной нервной системы.

В связи с этим исследования бинокулярного зрения представляет интерес как в офтальмологии, так и в неврологии, психиатрии, психоневрологии. Специфика исследования восстановления бинокулярного зрения и закрепления его путем тренировочных упражнений требует разнообразия условий исследования и тренировок, максимально приближенных к естественным, во избежании возникновения так называемого «приборного зрения». Этим объясняется наличие в медицинской практике различных приборов функционально одинакового назначения.

Методы, направленные на восстановление бинокулярного зрения, традиционно основывались на различных принципах разделения полей зрения обоих глаз: механическом (синоптофор и синотипные приборы-аналоги), цветовом (анаглифы, например четырехточечный тест), поляроидном, растровом и других.

Опыт показывает, что чем больше условия зрительного восприятия на завершающем этапе лечения косоглазия отличаются от естественных, тем меньше эффективность лечения и ниже процент восстановления бинокулярного зрения (Э.С.Аветисов, 1977, 1980).

Именно искусственные условия зрения в гаплоскопических приборах явились одним из оснований для развития диплоптики (Э.С.Аветисов, 1979, 1980). Система диплоптики предусматривает лечение в естественных и близких к ним условиях и включает в себя серию способов с различными принципами возбуждения диплопии и устранения феномена торможения.

В физиологии зрения также существует мнение, что зрительная информация передается фазово, не исключено, что и попеременно, то в правом, то в левом зрительных каналах (Корпман И.Л., 1966, Hamburger F.A., 1949, Verhoeff F.H., 1935). Частота этих импульсов такова, что переменность их передачи не ощущается человеком. Поэтому можно предположить, что фазово-временное предъявление тест-объектов является одним из физиологических способов бинокулярного предъявления зрительной информации.

Принцип фазового разделения был использован Aulhovn (1973) в фазово-разделяющем гаплоскопе, где смена фаз осуществляется вращающимися секторными обтураторами.

Прототипом изобретения является способ применения системы поляроидов, посредством которой осуществляется разделение полей зрения. Автор Вакурина А.Е. Способ и устройство для восстановления бинокулярного зрения (SU Авт. Свид. N 98411, кл. А 61 В 3/08, 1996 г.

Однако данное устройство не дает возможности наблюдать на экране объект одновременно обоими глазами, что не позволяет проводить диплоптическое лечение косоглазия.

Целью предлагаемого способа лечения является повышение зрительных функций макулярной области, что ведет к устранению амблиопии, препятствующей развитию бинокулярного зрения и восстановления самого бинокулярного зрения с помощью шлема виртуальной реальности.

Суть нашей работы заключается в следующем.

В стандартном шлеме виртуальной реальности имеются специальные экраны (визоры), на которые от видеоисточника проецируется изображение отдельно для правого и левого глаза.

Видеошлем использует два цветных дисплея на жидких кристаллах, каждый из которых создает контрастное изображение из 789×230 элементов. Оба глаза видят разные изображения стереоэффекта, оба глаза при этом совместно воспринимают глубину изображения. В результате получается поистине реалистичное стереоскопическое изображение.

В конструкцию видеошлема входят стереонаушники высокого качества. Система виртуальной ориентации реагирует на каждое движение головы пользователя. Контролер цифровой обработки сигнала обеспечивает точность ввода и обратную связь, помещая пользователя в виртуальный мир.

С помощью настройки добиваются объемного 3-мерного изображения, которое возможно только при условии бинокулярного зрения.

Запускаются игры в нашей специальной обработке, и ребенок (5-12 лет) в шлеме попадает в мир виртуальной реальности и наслаждается игрой.

Шлем по нашему мнению должен стимулировать рефлекс бификсации.

Лечебные упражнения для восстановления бинокулярных функций воспринимаются каждым глазом отдельно, при этом дабовлаются сине-красные фильтры-линзы на модифицированную нами оправу и фиксируются на оба дисплея шлема. При необходимости можем добавить в эти оправы сферические или астигматические линзы, корригирующие аметропию.

При этих упражнениях предусмотрены дополнительные возможности: попеременные или одновременные мигания, изменение яркости красного и синего цветов. Подбор и последовательную смену бинокулярных упражнений следует проводить в соответствии с функциональными возможностями пациента. При наличии функциональной скотомы или неустойчивого совмещения целесообразно назначать упражнения в режиме мигания (одновременного или попеременного), начиная с более крупных объектов, параметры мигания (цвет, частота) подбираются индивидуально (4-9 Гц в течение 1-2 минут, затем частоту уменьшать).

По мере устранения скотомы или ее отсутствия те же упражнения назначают для развития фузионных резервов. Вначале выбирают более крупные объекты, затем переходят к более мелким объектам.

Результаты выполнения упражнений сохраняются в компьютере. Они позволяют врачу судить о динамике лечения и периодически добавлять или изменять те или иные упражнения. При подборе конкретных упражнений рекомендуется учитывать возраст и уровень интеллектуального развития ребенка. На первых сеансах следует выбирать упражнения с простыми и крупными объектами, затем переходить к более сложным и мелким объектам.

До лечения, в ходе проведения сеансов и после лечения необходимо проводить контрольные исследования традиционными методами: измерение остроты зрения, угла косоглазия, оценку характера зрения на цветотесте и фузионную способность на синоптофоре.

Наш лечебный способ отличается от традиционных: он проводится в форме игры, с активным участием и большей заинтересованностью пациента, а также объективным контролем на любом этапе лечения. Он отличается от всех лечебных способов при данной патологии тем, что во время сеанса пациент изолирован от всего его окружающего (зрение и слух).

Упражнения проводятся ежедневно, 2 раза в день по 10-15 минут, на один курс лечения по 15 сеансов.

Предлагаемый способ апробирован при лечении 36 детей, страдающих нарушением бинокулярного зрения.

В первой группе (20 человек) проводили лечение косоглазия традиционными методами: (амблиотренер, хейроскоп, синоптофор и др.). В результате проведенного лечения у больных первой группы острота зрения 0,4 и выше отмечена у 3-х человек, восстановлено бинокулярное зрение у 3-х детей.

Во второй группе (16 человек) занятия проводили предлагаемым способом после безуспешного традиционного лечения нарушения бинокулярного зрения. После проведенного лечения бинокулярное зрение получено у 11 детей.

Пример. Больная Р., 5 лет 6 месяцев, поступила в специализированный детский сад по лечению косоглазия и амблиопии в октябре 2000 года с диагнозом: содружественное неаккомодационное сходящееся косоглазие, дисбинокулярная амблиопия высокой степени левого глаза, гиперметропия слабой степени правого глаза и средней степени левого глаза. Косоглазие выявлено в возрасте 1,5 лет.

При поступлении: острота зрения правого глаза = 0,6 не корригируется, левого глаза = 0,2 н/к, угол косоглазия по Гиршбергу = 15° имеется центральная зрительная фиксация на амблиопичном глазу. В результате плеоптического лечения, включавшего пенализацию для близи, локальные засветы центральной ямки сетчатки, занятия на корректоре-локализаторе, другие плеоптические упражнения, через 3 месяца острота зрения левого глаза достигла 0,3 с соответствующей коррекцией. В течение последующих 3 месяцев на фоне продолжавшегося лечения улучшений не отмечалось. В июне 2001 года начато лечение предлагаемым нами способом. После 15 проведенных сеансов (через 3 недели) острота зрения достигла 0,6, уменьшился угол косоглазия до 3° на синоптофоре, отмечено отсутствие угла косоглазия по Гиршбергу, а на четырехточечном цветотесте выявлено одновременное зрение.

Таким образом, предлагаемый способ способствует восстановлению бинокулярного зрения за более короткие сроки, в отличие от традиционных методов лечения, а также может быть использован как самостоятельный метод в случаях нарушения бинокулярного зрения.

Таблица №1 Характер зрения по цветотесту с 5 м (до и после лечения)
Вид лечения	Число больных	Характер зрения с 5 м (цветотест)
Одновременное зрение	Неустойчивое бинокулярное зрение	Бинокулярное зрение
Лечение традиционными методами (контрольная)	20	12	8	-
Лечение по предложенному методу	16	2	3	11

Таблица №2 Острота зрения после лечения (с 5 метров)
Вид лечения	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	Всего больных
Лечение традиционными методами (контрольная)	-	-	-	-	1	1	5	8	3	2	20
Лечение по предложенному методу	-	-	2	2	4	3	4	1	-	-	16

Таблица №3 Угол косоглазия (по Гиршбергу)
Вид лечения	0-3°	4-5°	6-10°	11-15°	16-25°	Всего больных
Лечение традиционными методами (контрольная)	-	2	4	13	1	20
Лечение по предложенному методу	7	5	2	2	-	16

Способ восстановления бинокулярного зрения, заключающийся в том, что в условиях механической гаплоптики пациенту предъявляют объекты для наблюдения, объекты могут быть сходными или различными для каждого глаза в отдельности и обладают свойством изменения яркости, попеременного или одновременного мигания, возможностью перемещения в пространстве, при этом осуществляется зрительная и слуховая изоляция пациента от всего его окружающего.