Устройство для определения аномалии рефракции глаза

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНОМАЛИИ РЕФРАКЦИИ ГЛАЗА(71) Заявитель Белорусский государственный университет(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для определения аномалии рефракции глаза, содержащее перископическую зеркальнолинзовую оптическую систему, блок фоторегистрации изображения светящегося точечного оптотипа, спроецированного на глазное дно пациента, узел переключения на фотопластинку или фотопленку указанного изображения, отличающееся тем, что содержит совмещенный с названными выше элементами источник когерентного излучения параллельного пучка красного цвета, состоящий из лазерного генератора, регулируемой диафрагмы и оптического узла, обеспечивающего формирование плоского фронта падающей на глаз световой волны, создающей эффект удаления светящейся точки. Фиг. 2 Изобретение Устройство для определения аномалии рефракции глаза относится к медицине. Определение аномалии рефракции объективными методами в настоящее время проводится, как правило,с помощью приборов, работающих на принципе штриховой рефрактометрии. Наибольшее распространение среди них получил авторефрактометр 1. Однако использование этих приборов требует от пациентов сохранения длительной непрерывности фиксации тест-объекта в процессе обследования, что часто сопряжено со значительными трудностями. Кроме того, за счет неточного снятия показаний прибора возникают операторские ошибки. В случае наличия у пациента неправильного астигматизма определять вид и характер рефрак 4409 1 ции по различным меридианам, например с помощью авторефрактометра, вообще невозможно, т.к. полученный результат является усредненным значением различных аномальных преломлений по соседним меридианам. Потенциально более точную характеристику аномалии рефракции при наличии неправильного астигматизма можно получить с помощью приборов, описанных в 2 и 3, в которых точечный источник света формирует узкий, игольчатый луч, последовательно сканирующий по различным меридианам в пределах плоскости зрачка. По характеру получаемого на глазном дне следа от этого луча можно судить об искажениях наблюдаемых объектов, обусловленных дефектами оптической системы глаза. Однако процедура обследования одного глаза с помощью названных приборов занимает довольно много времени, в течение которого далеко не каждый пациент в состоянии удерживать глазное яблоко в строго неподвижном положении. Непроизвольное движение глаза в процессе сканирования луча приведет к шибкам и искажениям реальных результатов. С целью устранения недостатков, характерных для описанных в 2 и 3 приборов, в 4 было предложено устройство, позволяющее мгновенно фиксировать рефракцию оптической системы глаза одновременно по всем меридианам. В этом устройстве формируется сплошной световой поток, передний фронт которого является практически плоским за счет удаления точечного источника света от глаза пациента на расстояние 5 м. Этот световой поток в момент достижения роговицы глаза можно рассматривать как систему параллельных элементарных лучей, одновременно воздействующих на глаз по всем меридианам. При нормальной рефракции глаза такой световой поток будет собираться в точку на глазном дне. Недостатком устройства, описанного в 4, является то, что световая энергия от точечного оптотипа, расположенного от пациента на расстоянии 5 м, достигнув глаз обследуемого, уменьшается на несколько порядков, вследствие чего окулисту сложно определять конфигурацию образовавшегося пятна на глазном дне из-за слабой его яркости. Аналогичные трудности возникают и при фотографировании этого пятна. Кроме того, размещение источника точечного оптотипа на расстоянии 5 метров от остальных элементов прибора требует для использования устройства больших площадей в офтальмологических кабинетах. Для устранения описанных выше недостатков, характерных как для аналогов 2, 3 предполагаемого изобретения, так и для его прототипа 4, в заявляемом устройстве ставится задача совместить источник светящегося точечного оптотипа со всеми остальными узлами прототипа. Это позволит сделать устройство для определения аномалии рефракции компактным, не требующим больших площадей для его размещения в офтальмологических кабинетах, и, кроме того, за счет близкого расположения источника светящегося точечного оптотипа к глазу пациента дает возможность окулисту отчетливо наблюдать и фотографировать образовавшееся пятно на глазном дне при небольшой яркости демонстрируемого оптотипа. Для решения этой задачи необходимо обеспечить имитацию удаления светящейся точки на расстояние не менее 5 метров. Имитация удаления светящейся точки на большое расстояние будет обеспечена в том случае, если фронт падающей на роговицу глаза световой волны будет плоским, т.е. световой поток будет представлять собою систему элементарных параллельных лучей. Проще всего такой пучок света можно сформировать с помощью когерентных колебаний, в качестве источника излучений которых может быть использован лазерный генератор. При этом, принимая во внимание то, что спектр красного цвета меньше всего поглощается структурами оптической системы глаза и лучше всего отражается его сетчаткой 5, лазерный генератор должен работать в красной части видимого спектра. Диаметр такого светового пучка должен быть не менее диаметра зрачка, т.е. с учетом случая принудительного расширения зрачка он должен составлять 6-8 мм. И последний вопрос, который следует пояснить, это почему необходимо добиться параллельности лучей светового потока, направляемого на глаз пациента В случае близорукости световые лучи, падающие на глаз пациента от светящейся точки, будут фокусироваться оптической системой глаза в точку между хрусталиком и сетчаткой (рис. 1 а), а на сетчатке будет образовываться светлое пятно, которое будет наблюдать пациент вместо демонстрируемой точки. При этом, чем дальше расположен от глаза светящийся точечный оптотип,тем дальше от сетчатки в соответствии с законами оптики будут собираться в точку световые лучи, а значит,тем больше будут размеры светлого пятна на сетчатке (рис. 1 б). Большие размеры этого пятна позволяют окулисту лучше рассмотреть его конфигурацию и точнее сделать выводы о возможностях коррекции зрения,а также не требуют применения в устройстве микроскопа с большим коэффициентом увеличения. Исследования показали 6, что в случае удаления светящейся точки от глаза на расстояние более 5 м достаточно использовать микроскоп с коэффициентом увеличения, равным 50. По названным причинам световой поток,падающий на роговицу глаза, должен представлять собой систему элементарных параллельных лучей(рис. 1 в), что соответствует удалению светящейся точки в бесконечность. Таким образом, для получения возможно больших размеров расфокусированного пятна на глазном дне пациента в случае близорукости необходимо сформировать пучок параллельных световых лучей в красной области видимой части спектра диаметром 6-8 мм. Такая задача проще всего может быть решена с помощью лазерного источника света. 4409 1 Учитывая изложенное, устройство для определения аномалии рефракции органа зрения объективным методом должно быть построено в соответствии с функциональной схемой, представленной на рис. 2. Для пояснения принципа работы заявляемого устройства в заявке на изобретение приведены два рисунка на рис. 1 показана качественная зависимость размеров изображения демонстрируемого светящегося точечного оптотипа на глазном дне пациента от расстояния этого оптотипа до глаза пациента на рис. 2 дано вертикальное сечение заявляемого устройства, представляющее его конструктивные элементы и раскрывающее сущность метода определения аномалии рефракции глаза. Рассмотрим конструктивные особенности и опишем принцип работы заявляемого устройства. На рис. 2 представлены лазерный генератор когерентных колебаний 1 регулируемая диафрагма 2 линзы оптического узла 3 и 4 полупрозрачное зеркало 5 поглотитель световых лучей 6 подвижное зеркало 7 блок фоторегистрации изображения светящегося точечного оптотипа 8 микроскоп 9 линзы микроскопа 10 и 11 узел переключения на фотопленку изображения точечного оптотипа 12 фотопленка 13. Элементы 5, 7, 10, 11 и окуляр блока фоторегистрации образуют перископическую зеркально-линзовую оптическую систему устройства, обеспечивая канализацию лазерного луча от генератора до глаза окулиста или блока фоторегистрации и увеличение его отражения от сетчатки глаза до требуемых размеров. Элементы 3 и 4 образуют оптический узел устройства, формирующий заданный диаметр сечения лазерного луча и корректирующий его параллельность. Сущность работы заявляемого устройства может быть описана с помощью рис. 2 следующим образом. Лазерный генератор когерентных колебаний 1 формирует узкий пучок света в красной части видимого спектра. На выходе лазерного генератора расположена диафрагма 2, позволяющая регулировать диаметр выходного луча. Линза 3 расширяет узкий луч до требуемого диаметра, а линза 4 восстанавливает его параллельность, сохраняя необходимый диаметр. Отразившись от полупрозрачного зеркала 5, луч направляется в зрачок пациента. С целью предотвращения мешающего действия светового потока, прошедшего сквозь полупрозрачное зеркало 5, на пути этого потока установлен поглотитель 6, не допускающий возврата падающей на него энергии к зеркалу 5. Подвижное зеркало 7 в исходном положении закрывает окуляр блока фоторегистрации изображения 8 и позволяет окулисту наблюдать изображение точечного оптотипа на глазном дне пациента, добиваясь его хорошей фокусировки и удобных для наблюдения размеров. Фокусировка изображения точечного оптотипа и его требуемая величина достигаются с помощью микроскопа 9, состоящего из линз 10 и 11. При фотографировании сфокусированного изображения зеркало 7 с помощью узла переключения 12 устанавливается под углом 45 к продольной оси микроскопа. В результате отраженное от глазного дна пациента изображение точечного оптотипа через окуляр блока фоторегистрации 8 направляется на фотопленку 13 и фиксируется на ней. Расстояние от объектива 10 до окуляров окулиста 11 и блока фоторегистрации должно быть одинаковым, чтобы сфокусированное изображение на фотопленке получилось четким. Таким образом, в отличие от прототипа, описанного в 4, в заявляемом устройстве осуществлена имитация удаления светящегося точечного оптотипа, благодаря чему удалось совместить источник излучения непосредственно с устройством, получив компактный прибор, не требующий больших помещений для его использования, а также обеспечить минимальные потери яркости изображения точечного оптотипа при проецировании его с глаза пациента на пленку фоторегистратора. Источники информации 1. Волков В. В. и др. Клиническая визо- и рефрактометрия. - Л. Мед., 1976. 2. Патент 3.466.122, США. Глазной рефрактометр. Н.Бен-Товим, 1969. 3. Патент 3.602.580, США. Метод и оптическая система для определения рефракции глаз. Марвин С. Самуэлз, 1971. 4. Козлов И. П. и др. Способ определения аномалии рефракции и устройство для его реализации // Официальный бюллетень Государственного патентного комитета РБ. - 1997. -1. - С. 12. 5. Волков В. В. и др. Эргономика зрительной деятельности человека. - Л. Машиностроение, 1989. 6. Исследование объективных методов определения аномалии рефракции по светящимся оптотипам и разработка анализатора рефракции Отчет о НИР (заключительный) БГУГР 1999413 / Руководители Ю.Г. Федоров, Л.А. Фролов. - Мн., 1998. - 47 с. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.