Устройство для определения остроты зрения

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТРОТЫ ЗРЕНИЯ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Федоров Юрий Германович Фролов Леонард Александрович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для определения остроты зрения, содержащее проектор знаков с набором оптотипов, выполненный с возможностью переключения оптотипов, и экран, отличающееся тем, что содержит систему внешней засветки экрана источниками белого света со схемой управления мощностью светового потока, причем источники белого света размещены по периметру экрана для равномерной освещенности его поверхности и снабжены защитными козырьками для предупреждения попадания прямого светового потока в глаза пациента, пульт дистанционного управления мощностью светового потока, выполненный с возможностью обеспечения изменения освещенности экрана в пределах 100-30000 лк, причем экран выполнен с размерами, обеспечивающими перекрытие площади сечения телесного угла по направлению взгляда пациента, превышающей по меньшей мере на порядок площадь сечения телесного угла, соответствующего макуле глаза пациента, при одинаковом удалении этих сечений от глаза. 5656 1 Изобретение Устройство для определения остроты зрения относится к медицине. При определении остроты зрения с помощью аппарата Рота 1 изменяются только геометрические размеры демонстрируемых оптотипов, а их контрастность и величина освещенности остаются постоянными. При определении остроты зрения методом визоконтрастометрии 2, 3 изменяются ширина полос решетки и контрастность этих полос, а величина их освещенности либо остается постоянной, либо изменяется в небольших пределах при демонстрации решетки на экране монитора. Однако в реальной действительности освещенность наблюдаемых человеком объектов и фона, на котором они наблюдаются, в условиях яркого солнечного света может достигать десятков тысяч люкс. В связи с этим возникает проблема изучения изменения остроты зрения в зависимости от освещенности наблюдаемых объектов, поскольку это может серьезно сказаться, например, на безаварийной работе всех видов транспорта особенно в тех случаях, когда водитель вынужден прибегать к коррекции зрения оптическими средствами. Применяемые в настоящее время в медицинской практике офтальмологические приборы не позволяют решать поставленную задачу. Например, в 4 предложено устройство,позволяющее определять остроту зрения в зависимости от яркости демонстрируемого оптотипа, но в нем, во-первых, при изменении яркости оптотипа остается постоянной освещенность фона, а во-вторых, сам оптотип освещается источником света не с фронта, а подсвечивается с тыльной стороны. Это позволяет определять зависимость остроты зрения от яркости оптотипа, а не от его освещенности внешним источником света, что не одно и то же. Заявляемое устройство, благодаря применению специального экрана, позволяет решать задачу определения остроты зрения в зависимости от освещенности наблюдаемого объекта и окружающего его фона. В качестве прототипа изобретения можно выбрать любой из применяемых в кабинетах окулистов проектор знаков, например наиболее совершенный, выпускаемый германской фирмой. Этот прибор содержит набор оптотипов, небольшой экран и пульт переключения оптотипов. Аналогами могут служить аппарат Рота и прибор, запатентованный в 4. Сущность изобретения заключается в следующем. Для того чтобы установить влияние освещенности наблюдаемых объектов и фона, на котором они наблюдаются, на остроту зрения, необходимо при обследовании пациента воздействовать светом, отраженным от экрана, не только на макулу глаза, определяющую центральное зрение, но и на окружающие участки сетчатки, определяющие боковое зрение. При этом для достоверного выявления зависимости остроты зрения от освещенности объекта необходимо, чтобы площадь сетчатки, соответствующей боковому зрению, на которую воздействует световой поток,отраженный от экрана, была бы не менее чем на порядок больше площади макулы глаза. Для более понятного объяснения сущности изобретения и раскрытия возможностей его реализации в описании изобретения приведены рисунки фиг. 1 поясняет соотношение площадей сечений телесных углов, соответствующих макуле глаза и части сетчатки, подвергшейся воздействию светового потока фиг. 2 представляет функциональную схему заявляемого устройства фиг. 3 показывает характер изменения остроты зрения пациентов в зависимости от величины освещенности тест-объектов. Если учесть, что макуле глаза соответствует обзор пространства в телесном угле примерно 6, то нетрудно подсчитать, каким должен быть телесный угол в пространстве, соответствующий площади сетчатки, превышающей площадь макулы, например, в 10 раз. Для этого обратимся к фиг. 1, где показаны продольное (фиг. 1, а) и поперечное (фиг. 1, б) сечения рассматриваемых телесных углов. Из этих рисунков можем записать 2 2210 ,(1)22 22 где 1 и 2 - площади сечения рассматриваемых телесных углов 1 и 2 - радиусы окружностей сечения телесных углов- расстояние от глаза до плоскости сечения телесных углови- половинные значения телесных углов. Тогда из (1) получим 103,1633,160,05240,1656 . Отсюда 920. Таким образом, искомый телесный угол округленно можно принять 220. Исходя из величины полученного телесного угла, можем определить размеры экрана заявляемого устройства по следующей формуле(2) 12,где 1 - радиус окружности сечения телесного угла, соответствующего обзору пространства в 20, или размер стороны квадратного экрана. Значение размеров сторон экрана в зависимости от удаления плоскости сечения телесных углов от глаза, рассчитанное по (2), приведены в таблице., мм 2000 3000 4000 5000 1, мм 705 1058 1410 1763 Руководствуясь соображениями возможно меньшей громоздкости, наибольшей конструктивной простоты, наименьшей стоимости и в то же время достаточного удобства использования заявляемого устройства, целесообразно выбрать расстояние от глаз пациента до экрана 3 м. Тогда размер сторон рабочей поверхности экрана составит 1058 мм или округленно примерно 1 м. Проектор знаков при этом должен также находиться на расстоянии 3 м от экрана. Таким образом, заявляемое устройство, функциональная схема которого представлена на фиг. 2, включает проектор знаков 1 с набором оптотипов, специальный экран, состоящий из непосредственно экрана 2 и системы внешней засветки экрана 3, схему управления световым потоком 4 и пульт дистанционного управления освещенностью экрана 5. В качестве проектора знаков может быть использован любой промышленный проектор с соответствующим набором оптотипов, геометрические размеры которых на экране изменяются пропорционально расстоянию проектора до экрана. В качестве специального экрана используется устройство, аналогом которого может служить аппарат Рота. Это устройство состоит из непосредственно экрана, представляющего собою чистую белую поверхность, по периметру которого размещаются любые источники белого света, способные обеспечить максимальную освещенность экрана по всей его поверхности до нескольких десятков тысяч люкс. С целью предупреждения прямого попадания светового потока источника на глаза пациента в системе установлены защитные козырьки 6. Управление мощностью светового потока осуществляется с пульта дистанционного управления 5, который обеспечивает изменение освещенности экрана в пределах 10030000 люкс. Определение с помощью заявляемого устройства зависимости остроты зрения от освещенности наблюдаемого объекта и фона проводится следующим образом. Пациент и проектор знаков располагаются на расстоянии 3 м от экрана. При этом глаза пациента должны находиться примерно на одном уровне с центром экрана. Окулист с помощью пульта управления устанавливает на экране освещенность 100 люкс и, проецируя на экран оптотипы, определяет остроту зрения пациента. 3 5656 1 Затем, выводя на экран оптотип, соответствующий остроте зрения пациента, увеличивает освещенность экрана и фиксирует ее пороговое значение, при котором пациент перестает опознавать данный оптотип. После этого окулист высвечивает на экране оптотип,соответствующий остроте зрения на 0,1 ниже, и опять определяет пороговое значение освещенности для нового оптотипа и т.д. По полученным результатам строятся графики в прямоугольной системе координат,где по оси абсцисс откладывается освещенность экрана, а по оси ординат - острота зрения. Примерный вид таких зависимостей показан на фиг. 3, где приведены кривые для пациентов с различной исходной остротой зрения 1,0 0,7 и 0,4. На оси абсцисс дана логарифмическая шкала освещенности. Несложная конструкция предлагаемого устройства и простая методика его применения позволяют использовать прибор в офтальмологических кабинетах различных медицинских учреждений. Источники информации 1. Ерошевский Т.И., Бочкарева А.А. Глазные болезни. - М. Медицина, 1983. 2. Патент США 4293200, МКИ А 61 В 3/02, 1981. 3. Патент США 4365873, МКИ А 61 В 3/02, 1982. 4. Патент РБ 1488, МКИ А 61 В 3/028, 1996. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4