Устройство для диагностики патологии зрительной системы у детей по критической частоте слияния мельканий

Изобретение относится к области медицины. Устройство содержит корпус, в котором размещено средство для генерации импульсов, выходы которого электрически связаны с двумя светостимуляторами, выполненными в виде светодиодов, закрепленных в фарах игрушечного автомобиля, причем одна фара светит постоянно, дисплей и блок питания, который электрически связан со средством для генерации импульсов. Средство для генерации импульсов содержит два генератора импульсов, которые выполнены в виде микроконтроллера, посредством которого осуществляется генерация импульсов в пределах от 15 до 60 Гц. Причем микроконтроллер имеет два выхода для подключения светостимуляторов, один выход для одной фары, второй выход для другой фары с регулируемой разницей генерацией импульсов между фарами от 2 до 6 Гц. Устройство также содержит кнопки управления частотой генерации импульсов, цветом световых импульсов, переключением фар и блоком питания. При этом дисплей выполнен с возможностью отражения показателей критической частоты слияния мельканий для левого и правого глаза. Применение данного устройства позволяет снизить время тестирования, снизить эффект адаптации и повысить точность исследования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к офтальмологии, а более точно к устройствам для диагностики патологии зрения детей методом исследования критической частоты слияния мельканий.

Изобретение может быть использовано для дифференциальной диагностики функционального состояния сетчатки и зрительного нерва у детей начиная с 4 летнего возраста.

Известно, что в детской офтальмологии очень часто ранняя диагностика патологии сетчатки и зрительного нерва вызывает затруднения в связи с микросимтомной картиной клинических признаков на глазном дне, что приводит к диагностическим ошибкам. В целях уточнения диагноза приходится проводить длительные психофизиологические и не всегда желательные «контактные» электрофизиологические исследования, которые нередко затруднительно провести детям особенно в возрасте 4-7 лет.

Зрительное восприятие - это сложный многоуровневый и многоканальный процесс, начинающийся с проекции изображения на сетчатке и заканчивающийся в высших отделах зрительной коры головного мозга.

Начало фотохимической реакции пигмента под влиянием поглощенного света запускает цепь быстрых биоэлектрических реакций во всем зрительном анализаторе. Нарушение в одном звене этой сложной цепи зрительной системы ведет к расстройствам зрения.

Светоощущение и цветоощущение является той основной, на которой строятся другие функции зрения. Для его осуществления важна не абсолютная чувствительность глаза к свету и к цвету, а чувствительность к их изменениям в пространстве и времени, так называемая контрастная чувствительность, выражающаяся психофизическими законами зрения.

Различают два вида контрастной чувствительности - пространственную и временную.

Временная контрастная чувствительность - это максимальная частота мелькания световых стимулов в единицу времени, при которой наступает феномен слияния отдельных зрительных ощущений. Этот феномен - критическая частота слияния мельканий (КЧСМ). У здоровых детей КЧСМ не зависит от остроты зрения, от рефракции и от величины зрачка и незначительно изменяется под действием побочных раздражителей: звуковых, обонятельных, вкусовых и тактильных.

Значительно изменяются показатели КЧСМ при целом ряде патологических процессов в органе зрения у детей, например при частичной атрофии зрительного нерва, врожденной колбочковой дисфункции, глаукоме, макулудистрофии и некоторых других заболеваний. Особое значение исследование КЧСМ имеет место у детей с Х - хромосомным ретиношизисом, где показатели отражают патогенез заболевания, начинающего с поражения третьего нейрона зрительного анализатора, при повреждениях в слое нервных волокон внутреннего слоя сетчатки и прогрессирование патологии в наружные ее слои.

В норме у здоровых детей КЧСМ в среднем составляет: 43,2±0,5 Гц на красный стимул; 43,6±0,7 Гц на зеленый стимул и 40,3±0,6 Гц на синий стимул (Е.В.Рогатина, К.В.Голубцов и др. Критическая частота слияния мельканий в дифференциальной диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва у детей. Актуальные вопросы офтальмологии, материалы Юбилейной Всероссийской конференции. Москва - 2000 г. Изд. МНИИ ГБ им. Гельмгольца. Часть 2, с.88-91).

При различных патологиях зрения, как, например, при частичной атрофии зрительного нерва (ЧАЗН) показатели КЧСМ снижаются и в среднем составляют 37±2 Гц, при патологии сетчатки, особенно в ее макулярной зоне, показатели могут снижаются до 26 Гц и менее. Снижение показателей КЧСМ при ЧАЗН зависит от степени поражения волокон зрительного нерва, что подтвердили электрофизиологические исследования. Исследования показали, что у детей в стадии активного воспалительного процесса значения КЧСМ могут снижаться до 14-18 Гц на красные и зеленые стимулы, а в период восстановления зрительных функции - КЧСМ повышается до 28-38 Гц, но все равно не достигают до нормальных значений.

На основании многолетних клинических исследований, проведенных у детей различного возраста методом тестирования критической частоты слияния мельканий на цветные стимулы, даны рекомендации по применению этого метода в детской офтальмологии (см., например, Е.В. Рогатина, А.А. Яковлев, А.В. Хватова, К.В. Голубцов и др. Критическая частота слияния мельканий на цветные стимулы в диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва у детей. Пособие для врачей. Изд. МНИИ ГБ им. Гельмгольца. Москва - 2001, с.18 и Т.С.Егорова, К.В.Голубцов. КЧСМ в определении зрительной работоспособности слабовидящих школьников. Информационные процессы, 2002, т.2, №1, с.106-110). Приведенные работы раскрывают особенности функциональных расстройств зрения у детей, в том числе плохо видящих школьников.

Исследования КЧСМ у детей можно проводить с 4 летнего возраста. Такие исследования являются наиболее информативны в детской офтальмопедиатрии, особенно на ранней стадии патологического процесса.

В настоящее время в офтальмопедиатрии отдается предпочтение частотно-временным методикам, т.е. в числе которых исследование критической частоты слияния мельканий (Е.Н.Иомдина, Т.С.Егорова и др. Связь состояния аккомодации с временной контрастной чувствительностью глаза. Биомеханика глаза. 2005. Сборник трудов конференции. Москва - 2005, с.48-51).

Приборы, используемые для этих исследований, компактны, просты в применении и адаптированы к обследованию зрения детей.

Процесс диагностики на разработанных приборах (см., например, свидетельство на полезную модель №6989, К.В.Голубцов, Г.В.Казарин, Е.В.Рогатина) заключался в следующем.

Сначала тестируется КЧСМ. Ребенку с расстояния 25-30 см предъявляют светящийся цветотест, установленный в фару игрушки-автомобиля с постоянно увеличивающейся частотой мельканий, которую испытатель плавно регулирует до исчезновения мельканий. Начинают исследование с красного цвета, затем предъявляют зеленый и последний - синий. В момент, когда ребенок перестает различать мелькания, он сразу должен подать сигнал исследователю, например сказать «Стоп!». Испытатель в этот момент останавливает регулировку частоты КЧСМ, и результат измерения высвечивается на цифровом индикаторе прибора. Результат первого этапа обозначают как (Р1).

Затем начинают тестирование с максимальной частотой мелькания, например с частотой 55 Гц, и постепенно ее снижают до восприятия ребенком мелькания, на которое он также дает сигнал «Стоп!». Это второй результат исследования (Р2).

Конечный результат исследования КЧСМ определяется путем вычисления среднеарифметического значения этих двух величин:

КЧСМ=(Р1+Р2)/2,

где Р1 - результат слияния мельканий,

Р2 - результат появления мельканий.

Показатель Р1 в норме всегда выше показателя Р2 в результате существующей зрительной инерции в виде последовательного образа.

Следует отметить, что в таких приборах одна фара игрушки-автомобиля горит постоянно, на которую ориентируется ребенок, а другая фара мелькает, при помощи которой осуществляется тестирование показателей КЧСМ.

Однако недостатком данной методики является то, что для уточнения точности показателей КЧСМ тестирование следует повторять два раза, в некоторых случаях три раза на каждый цвет, что приводит к значительному утомлению и снижению внимания ребенка, следовательно, снижает истинные показатели КЧСМ.

Известен способ диагностики степени утомления человека (см., например, патент SU №1445694, А61В 5/16), заключающийся в том, что перед глазами пациента размещают светозащитную очковую оправу со встроенными в переднею панель светодиодами, подключенными к средству для генерации импульсов и для формирования импульсов света различной длиной волны зеленого, красного и синего цветов, и осуществляют диагностику функционального состояния зрительной системы.

Световые импульсы предъявляют одновременно на оба глаза парацентрально и по разности критической частоты слияния мельканий определяют степень межполушарной функциональной асимметрии мозга, по которой судят о степени утомления обследуемого пациента. Указанный способ трудно использовать для диагностики патологии зрительной системы у ребенка, поскольку ребенок часто боится надеть на себя светозащитную оправу с встроенными светодиодами. Кроме того, ребенок не может дать точного ответа на вопросы врача во время исследования.

Известно устройство для диагностики патологии зрительной системы у детей по критической частоте слияния мельканий (см. патент RU №2196497 С2, А61В 3/00). Данное устройство содержит корпус, в котором содержится средство для генерации импульсов, выходы которого электрически связаны с двумя светостимуляторами, выполненными в виде светодиодов, закрепленных в фарах игрушечного автомобиля, и блок питания, который электрически связан со средством для генерации импульсов. Средство для генерации импульсов выполнено на основе микропроцессора, посредством которого осуществляется генерация импульсов регулируемой частоты в пределах от 1 до 60 Гц. Кроме того, устройство содержит цифровой индикатор для показаний частоты слияния мельканий. На панели устройства также размещены кнопки управления индикации и переключения цвета стимулов.

Недостатками данного устройства являются значительная стоимость устройства и длительность исследования, что приводит к утомлению ребенка и снижению точности показателей КЧСМ.

Известно устройство для регистрации критической частоты слияния мельканий у детей, взятое за протопит (см., например, свидетельство на полезную модель RU №11037, бюл. №9, 1999 г.). Данное устройство содержит генератор импульсов, связанный с формирователем частоты на основе однокристальной ЭВМ, и источники света (красный, зеленый и синий), которые установлены в фары корпуса игрушки-автомобиля, причем одна из фар светит постоянно, а другая мелькает.

Недостатками данного устройства являются длительность исследования и точность показателей КЧСМ.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания устройства для диагностики патологии зрительной системы у детей по критической частоте слияния мельканий, где в отличие от указанных выше разработок мигают обе фары игрушки-автомобиля. Мигание фар игрушки-автомобиля, т.е. мигание светостимуляторов, находящихся в фарах, осуществляется с определенной разницей мельканий между фарами, с определенной частотой. Разница мельканий между фарами регулируется и составляет частоту от 2 до 6 Гц.

Такой методический прием значительно снижает время тестирования, снижает эффект адаптации и повышает точность исследования.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для исследования критической частоты слияния мельканий у детей, содержащее корпус, в котором размещено средство для генерации импульсов, выходы которого электрически связаны с двумя светостимуляторами, выполненными в виде светодиодов, закрепленных в сварах игрушечного автомобиля, причем одна фара светит постоянно, дисплей и блок питания, который электрически связан со средством для генерации импульсов, включено средство для генерации импульсов, содержащее два генератора импульсов, которые выполнены в виде микроконтроллера, посредством которого осуществляется генерация импульсов в пределах от 15 до 60 Гц, причем микроконтроллер имеет два выхода для подключения светостимуляторов, один выход для одной фары, второй выход для другой фары с регулируемой разницей генерацией импульсов между фарами от 2 до 6 Гц, устройство также содержит кнопки управления частотой генерации импульсов, цветом световых импульсов, переключением фар и блоком питания, при этом дисплей выполнен с возможностью отражения показателей критической частоты слияния мельканий для левого и правого глаза.

Данное устройство содержит внутри корпуса источник питания - аккумуляторную батарею и индикатор его заряда и разряда.

Устройство в отличие от прототипа значительно снижает время исследования и повышает точность показателей КЧСМ. Методика исследования заключается в следующем. В начале тестирования, в соответствии с возрастом ребенка, его знакомят с прибором (игрушка-автомобиль) и методикой обследования. Потом проводят пробное обследование, когда КЧСМ определяют двумя глазами, причем частоту мельканий устанавливают таким образом, чтобы ребенок видел, как мелькает одна из фар. Ребенок должен определить, какая фара игрушки мелькает, а какая фара не мелькает.

Причем, одна из фар игрушки-автомобиля может мелькать красным цветом, другая фара может мелькать зеленым или синим цветом или обе фары мелькают одним цветом.

Потом устанавливается частота мельканий: одной фары игрушки-автомобиля, например, 40 Гц, а другой фары игрушки-автомобиля - 36 Гц, и предлагается ребенку ответить, какая из фар мелькает. Но уже монокулярно, сначала лучше видящим глазом. Если ребенок отвечает, что мелькают обе фары, то исследователь повышает частоту световых импульсов в фарах до тех пор, пока ребенок не зафиксирует, что мелькания одной из фар прекратились. Врач фиксирует результат и увеличивает мелькания другой фары до исчезновения мельканий. Полученные показатели частоты мельканий двух фар будут результатом исследования. После этого процедура исследования повторяется, но уже хуже видящим глазом. Тестирование ребенка с аметропией можно проводить в оптимальной очковой коррекции. Как показали эксперименты, такая методика дает более точные показатели КЧСМ и не приводит к утомлению зрения и процессу адаптации к мелькающим стимулам.

На чертеже представлена блок-схема устройства, где: 1 - левая фара с трехцветным светодиодом, 2 - правая фара с трехцветным светодиодом; 3 - микроконтроллер; 4 - дисплей, 5 - кнопка управления частоты мельканий левой фары; 6 - кнопка управления мельканий правой фары; 7 - кнопка управления цвета стимула левой фары; 8 - кнопка управления цвета стимулов правой фары; 9 - кнопка управления частоты мельканий двух фар вместе; 10 - корпус устройства, 11 - блок питания (сетевой адаптер).

1. Устройство для исследования критической частоты слияния мельканий у детей, содержащее корпус, в котором размещено средство для генерации импульсов, выходы которого электрически связаны с двумя светостимуляторами, выполненными в виде светодиодов, закрепленных в фарах игрушечного автомобиля, причем одна фара светит постоянно, дисплей и блок питания, который электрически связан со средством для генерации импульсов, отличающееся тем, что средство для генерации импульсов содержит два генератора импульсов, которые выполнены в виде микроконтроллера, посредством которого осуществляется генерация импульсов в пределах от 15 до 60 Гц, причем микроконтроллер имеет два выхода для подключения светостимуляторов, один выход для одной фары, второй выход для другой фары с регулируемой разницей генерации импульсов между фарами от 2 до 6 Гц, устройство также содержит кнопки управления частотой генерации импульсов, цветом световых импульсов, переключением фар и блоком питания, при этом дисплей выполнен с возможностью отражения показателей критической частоты слияния мельканий для левого и правого глаза.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник питания выполнен в виде аккумуляторной батареи, а внутри корпуса содержится индикатор заряда и разряда источника питания.