Устройство для определения остроты зрения в зависимости от величины освещенности

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТРОТЫ ЗРЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ ОСВЕЩЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Федоров Юрий Германович Батян Галина Михайловна Мирошниченко Игорь Федорович Гюрджан Татьяна Айропетовна(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для определения остроты зрения в зависимости от величины освещенности наблюдаемого объекта и окружающего его фона, содержащее полусферу, внутренняя поверхность которой покрыта белой матовой краской и подсвечивается источником света, а в центре выполнено отверстие для наблюдения за оптотипами, диаметр которого обеспечивает засвет светом, отраженным от внутренней поверхности полусферы, только периферии и макулы сетчатки за наружной поверхностью полусферы на оси между глазом и наблюдаемыми оптотипами установлено полупрозрачное зеркало с дополнительным источником 12945 1 2010.02.28 света для засвета зеркала, обеспечивающего засвет фовеолы сетчатки отраженным от него световым потоком через отверстие в полусфере, при этом между полупрозрачным зеркалом и дополнительным источником света установлено матовое стекло схему изменения напряжения, синхронно управляющую освещенностью полусферы и полупрозрачного зеркала источник питания таблицу оптотипов, отличающееся тем, что в качестве источника света для подсвета полусферы устройство содержит светодиоды, расположенные по окружности полусферы и прикрытые от глаза пациента кольцевым защитным козырьком,предотвращающим прямое попадание света светодиодов в глаз пациента в качестве дополнительного источника света для засвета полупрозрачного зеркала устройство содержит светодиод, а для синхронного переключения напряжения питания всех светодиодов устройство снабжено системой беспроводного дистанционного управления, включающей пульт дистанционного управления и схему приема и преобразования команд в заданную величину напряжения питания светодиодов. Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для использования в офтальмологии. Известно, что острота зрения зависит от величины освещенности наблюдаемого объекта и фона, на котором он наблюдается. В связи с тем, что в реальных условиях многие работники ряда отраслей народного хозяйства, например водители транспорта,вынуждены работать в ситуации, когда освещенность фона может достигать значений,во много раз превышающих оптимальную освещенность в аппаратах, применяемых для оценки остроты зрения обследуемого в кабинете окулиста, то для оценки зрительной работоспособности пациента, а также для диагностики глазных заболеваний на ранней стадии возникает необходимость определения остроты зрения в условиях повышенной освещенности фона и опознаваемого объекта. Для решения этой задачи необходим прибор, позволяющий обеспечивать одновременный засвет всех разделов сетчатки глаза фовеолы, макулы и периферии, и оперативно решать поставленную задачу. В настоящее время разработан прибор 1, который позволяет засвечивать регулируемым световым потоком одновременно фовеолу и макулу, но периферия сетчатки при этом остается незасвеченной. В силу этого получить полное представление о характере воздействия повышенной освещенности на остроту зрения нельзя. Описан прибор, разработанный фирмой(США), который создает регулируемую повышенную освещенность только на периферии сетчатки, а на макулу и фовеолу воздействует постоянная оптимальная освещенность аппарата Ротта, который используется в этом случае. По этой причине полностью оценить влияние освещенности на остроту зрения с помощью этого прибора также нельзя 2. Наиболее близким аналогом заявляемого устройства является прибор, описанный в 3. В этом приборе имеется полусфера, внутренняя поверхность которой покрыта белой матовой краской и подсвечивается лампочкой накаливания, а в центре выполнено отверстие для наблюдения за оптотипами, диаметр которого обеспечивает засвет светом, отраженным от внутренней поверхности полусферы, только периферии и макулы сетчатки. За наружной поверхностью полусферы на оси между глазом и наблюдаемыми оптотипами установлено полупрозрачное зеркало с дополнительным источником света для засвета зеркала, обеспечивающего засвет фовеолы сетчатки отраженным от него световым потоком через отверстие в полусфере, при этом между полупрозрачным зеркалом и дополнительным источником света установлено матовое стекло для равномерной освещенности зеркала. Прибор имеет схему изменения напряжения, синхронно управляющую освещенностью полусферы и полупрозрачного зеркала, источник питания и таблицу оптотипов. В приборе успешно решена задача одновременного засвета всех разделов сетчатки, но его практическое использование вскрыло некоторые недостатки. Во-первых, применяемые 2 12945 1 2010.02.28 лампочки накаливания для засвета полусферы, например,2,70,80 при уменьшении яркости относительно номинала изменяют спектр светового потока, который смещается в область более длинноволнового участка и приобретает оранжевый цвет. Это не дает возможности оценить работу фоторецепторов сетчатки глаза, реагирующих на коротковолновую синюю часть спектра видимого света. Аналогичная картина наблюдается и у дополнительной лампочки подсвета полупрозрачного зеркала. Кроме того, единственная лампочка засвета полусферы не позволяет получить равномерную освещенность всей ее внутренней поверхности. Во-вторых, переключатель напряжения лампочки засвета расположен на самом устройстве, описанном в 3, поэтому переключение яркости лампочек при обследовании должен производить сам пациент, что очень неудобно окулисту, который вынужден каждый раз от аппарата Ротта подходить к пациенту, чтобы определить величину пороговой освещенности. Все это требует от пациента определенной сноровки, а от врача дополнительных затрат времени. Тем не менее, описанный в 3 аналог конструктивно наиболее близок к заявляемому устройству и поэтому может быть принят в качестве прототипа. Задача заявляемого изобретения - разработать устройство, обеспечивающее определение остроты зрения при различных значениях освещенности наблюдаемого объекта и фона, в котором при изменении яркости осветительных элементов сохраняется практически постоянным спектральный состав светового потока, а регулировка яркости осуществляется дистанционно врачом-окулистом. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для определения остроты зрения в зависимости от величины освещенности наблюдаемого объекта и окружающего его фона, содержащем полусферу, внутренняя поверхность которой покрыта белой матовой краской и подсвечивается источником света, а в центре выполнено отверстие для наблюдения за оптотипами, диаметр которого обеспечивает засвет светом, отраженным от внутренней поверхности полусферы, только периферии и макулы сетчатки за наружной поверхностью полусферы на оси между глазом и наблюдаемыми оптотипами установлено полупрозрачное зеркало с дополнительным источником света для засвета зеркала, обеспечивающего засвет фовеолы сетчатки отраженным от него световым потоком через отверстие в полусфере, при этом между полупрозрачным зеркалом и дополнительным источником света установлено матовое стекло схему изменения напряжения, синхронно управляющую освещенностью полусферы и полупрозрачного зеркала источник питания таблицу оптотипов, в качестве источника света для подсвета полусферы установлены светодиоды, расположенные по окружности полусферы и прикрытые от глаза пациента кольцевым защитным козырьком, предотвращающим прямое попадание света светодиодов в глаз пациента в качестве дополнительного источника света для засвета полупрозрачного зеркала устройство содержит светодиод, а для синхронного переключения напряжения питания всех светодиодов устройство снабжено системой беспроводного дистанционного управления, включающей пульт дистанционного управления и схему приема и преобразования команд в заданную величину напряжения питания светодиодов. Сущность заявляемого изобретения заключается в разработке устройства для определения остроты зрения в условиях повышенной освещенности путем засвета регулируемым световым потоком всех разделов сетчатки глаза фовеолы, макулы и периферии - с помощью отраженного от внутренней поверхности полусферы и полупрозрачного зеркала света, который излучается осветительными элементами, скрытыми от глаза пациента и обеспечивающими постоянство спектральной характеристики светового потока независимо от их яркости свечения, при этом регулировка величины яркости осветительных элементов осуществляется с помощью беспроводного дистанционного пульта управления. Для пояснения сущности заявляемого устройства в описании представлены фиг. 1-3. На фиг. 1 представлен общий вид вертикального сечения устройства, поясняющий расположение и взаимосвязь его функциональных элементов. 3 12945 1 2010.02.28 На фиг. 2 показано расположение осветительных элементов внутри полусферы, обеспечивающих ее равномерный засвет. На фиг. 3 изображена лицевая панель пульта дистанционного управления яркостью осветительных элементов. Определение порогового значения освещенности фона и тест-объекта, выше которого начинает падать острота зрения, осуществляется с помощью, например, таблицы Головина-Сивцева, помещенной в аппарат Ротта. Пациент при выключенной яркости устройства подносит его к одному глазу, как показано на фиг. 1, закрыв при этом второй глаз. Окулист определяет по наименьшим правильно опознанным буквам алфавита остроту зрения обследуемого глаза. Затем окулист с помощью пульта дистанционного управления последовательно увеличивает освещенность внутренней поверхности полусферы и полупрозрачного зеркала до момента, пока пациент не перестанет правильно идентифицировать демонстрируемые тест-объекты. Полученная в этот момент величина освещенности будет характеризовать ее пороговое значение, начиная с которого острота зрения данного глаза ухудшается. Заявляемое устройство (фиг. 1) состоит из полусферы 4, осветительных элементов 3 засвета полусферы, кольцевого защитного козырька 2, не допускающего прямого попадания в глаз 1 света от осветительных элементов 3, и источника питания 11 - трех аккумуляторов. В центре полусферы имеется отверстие 12, через которое пациент идентифицирует оптотипы на таблице Головина-Сивцева 8. Отверстие имеет диаметр 5 мм, что обеспечивает засвет полусферой периферии и макулы сетчатки. Полупрозрачное зеркало 9, через которое наблюдаются оптотипы на таблице Головина-Сивцева, осуществляет засвет фовеолы сетчатки с помощью осветительного элемента 5, свет от которого проходит через матовое стекло 6, обеспечивающее равномерный засвет всей поверхности полупрозрачного зеркала. Выключатель 7 предназначен для автономного выключения осветительного элемента 5 в случае необходимости. Переключение яркости осветительных элементов 3 и 5 производится синхронно с помощью дистанционного пульта управления 13. Схема приема и преобразования команд управления освещенностью полусферы и полупрозрачного зеркала 10 преобразует принятый сигнал с пульта дистанционного управления 13 в напряжение питания светодиодов заданной величины. Расположение осветительных элементов, обеспечивающих равномерный засвет внутренней поверхности полусферы, показано на фиг. 2. Лицевая панель пульта дистанционного управления яркостью осветительных элементов изображена на фиг. 3, на которой показаны цифровое табло 14, демонстрирующее величину освещенности полусферы в люксах, кнопка включения пульта дистанционного управления 15, кнопка ступенчатого увеличения освещенности 16 и кнопка ступенчатого уменьшения освещенности 17. Характеризуя технические возможности реализации заявляемого изобретения, отметим, что в качестве осветительных элементов могут использоваться светодиоды, например, типа 523-, спектральные характеристики которых при изменении яркости во всем регулируемом диапазоне практически не изменяются. Размещение 8 светодиодов по окружности полусферы обеспечивает ее равномерный засвет, а также требуемый диапазон освещенности полусферы 100-10000 люкс. Весь диапазон освещенности разбит на 10 дискретов, при этом шкала изменения освещенности должна быть логарифмической. Это позволит окулисту при диагностике проводить более тонкий анализ глазных заболеваний на ранней стадии. Система беспроводного дистанционного управления яркостью светодиодов, включающая элементы 10 и 13, строится по той же схеме, которая применена в современных телевизорах, где с помощью дистанционного пульта управления изменяется яркость изображения на экране телевизора. Здесь используются те же конструкторские решения и ряд типовых модулей и узлов. Порядок определения остроты зрения в зависимости от величины освещенности фона и объекта следующий. Закрыв один глаз, пациент подносит заявляемое устройство ко вто 4 12945 1 2010.02.28 рому глазу так, как это показано на фиг. 1. Освещенность в устройстве должна быть выключена. Через отверстие 12 пациент смотрит на таблицу Головина-Сивцева, и по наименьшим правильно опознанным буквам алфавита окулист определяет у пациента остроту зрения обследуемого глаза. Затем окулист начинает последовательно увеличивать освещенность с помощью пульта дистанционного управления и после каждого шага увеличения освещенности проверяет, изменилась ли острота зрения. После очередного увеличения освещенности, когда пациент перестал правильно опознавать оптотипы, обследование заканчивается, а предшествующая этому значению величина освещенности будет являться пороговым значением освещенности для данного глаза, выше которого острота зрения начинает ухудшаться. Сопоставляя полученное значение пороговой освещенности со среднестатистическим значением пороговой освещенности людей со здоровым органом зрения, окулист может делать выводы о наличии или отсутствии глазных заболеваний у обследуемого пациента. Таким образом, заявляемое устройство в сравнении с прототипом позволяет определять остроту зрения при различных значениях освещенности наблюдаемого объекта и фона, и при этом обеспечивается постоянный спектральный состав светового потока при изменении яркости светодиодов, а регулировка яркости осуществляется дистанционно врачом-окулистом. Источники информации 1. Патент РБ 5656, МПК 61 3/028, 2003. 2. Шамшинова А.Н., Волков В.В. Функциональные методы исследования в офтальмологии. - М. Медицина, 1999. - С. 58. 3. Патент РБ 10207, МПК 61 3/02, 2008. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5