УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ЗРЕНИЯ
VISION TRAINING DEVICE

Изобретение относится к области офтальмологии, а именно к устройствам для тренировки и коррекции зрения людей с развивающейся близорукостью и пресбиопией.
Известен способ беспроводного управления такими устройствами для диагностики зрения, как, например, автоматический рефрактометр и фороптер, с помощью портативного компьютера, на который передаются данные диагностики и данные о состоянии органов зрения. [US 9241621B2, дата приоритета 23.01.2014, дата публикации 26.01.2016, МПК А61В 3/00, А61В 3/02, А61В 3/028].
Известно устройство для тренировки и коррекции зрения, имеющее два окуляра для глаз и диафрагму, отличающееся тем, что содержит корпус с двумя световыми каналами, изолированными друг от друга, и экран с двумя симметричными одинаковыми изображениями, при этом диафрагма выполнена с двумя одинаковыми отверстиями, причем центры окуляра, отверстия в диафрагме и условный центр изображения на экране расположены на каждой из двух перекрещивающихся осевых линий, на которых выполнены две фиксированные оптические оси устройства, совпадающие с оптическими осями глаз [RU 2370246, дата приоритета 24.12.2007, дата публикации 20.09.2009, МПК A61F 9/00].
Недостатками известных устройств является отсутствие функции диагностики состояния зрительного аппарата, что не позволяет отслеживать состояние органов зрения в процессе тренировки и корректировать программу тренировки в режиме реального времени. При этом осуществляется ручная настройка оптической силы используемых для тренировки линз, что не обеспечивает необходимую плавность изменения оптической силы в процессе тренировки, напряжение и расслабление органов зрения происходит резко, что способствует перенапряжению. Также недостатком является маленький диапазон изменения расстояния до тестового изображения, который ограничивается размерами корпуса устройства, за счет чего не позволяет добиться достаточной амплитуды напряжения органов зрения при фокусировке на изображении вблизи и при его отдалении.
В качестве прототипа выбрано устройство для тренировки зрения, которое содержит электронно-вычислительную машину, корпус с окулярами, устройство для диагностики состояния органов зрения пациента, систему линз с возможностью изменения оптической силы, которая представлена двумя жидкими линзами, и размещенное в корпусе тестовое изображение [US 8668334, дата приоритета 27.02.2006, дата публикации 11.03.2014, МПК А61В 3/10].
Недостатками прототипа является низкое качество передачи изображения жидких линз вследствие того, что высока вероятность их потемнения с течением времени и проявления остаточной деформации, а следовательно, изменения параметров и невозможности тонкой настройки, что может привести к снижению эффективности тренировки органов зрения и потребовать частой замены жидких линз.
Техническая задача заключается в повышении эксплуатационных характеристик устройства для тренировки зрения.
Техническим результатом является обеспечение возможности осуществления автоматической тренировки и диагностики состояния органов зрения с сохранением высокой точности на протяжении более длительного промежутка времени.
Сущность заявляемого устройства заключается в следующем.
Устройство для тренировки зрения содержит электронно-вычислительную машину, корпус с окулярами, устройство для диагностики состояния органов зрения пациента, систему линз с возможностью изменения оптической силы и размещенное в корпусе тестовое изображение. В отличие от прототипа система линз с возможностью изменения оптической силы представляет собой два ряда расположенных друг за другом линз, снабженных шаговыми двигателями, управляемыми электронно-вычислительной машиной.
Два ряда расположенных друг за другом линз, снабженных шаговыми двигателями, обеспечивают возможность изменения оптической силы линз путем движения линз друг относительно друга с помощью шаговых двигателей. Шаговые двигатели в свою очередь подключены к электронно-вычислительной машине, которая передает команды для изменения расстояния между линзами в зависимости от состояния органов зрения пациента и целей тренировки. Каждый ряд линз включает не менее двух линз, как минимум одна из которых снабжена шаговым двигателем. Шаг изменения оптической силы диоптрий может составлять до 0,01 дтпр и регулируется путем изменения количества линз и шаговых двигателей в каждом ряду.
Тестовое изображение представляет собой символ, на котором пациент концентрирует взгляд во время тренировки. Изображение может быть представлено на дисплее или на любом другом цифровом или бумажном носителе, обеспечивающем воспроизведение изображения. Устройство может быть дополнительно снабжено вторым тестовым изображением, что позволит применять устройство для пациентов с разными показателями состояния органов зрения на каждом глазу и постепенно сравнять показатели. Изображение выполнено неподвижным, при этом символ визуально для пациента находится на расстоянии от 2 м в соответствии с общеизвестными принципами визометрии. Визуальное отдаление изображения может обеспечиваться путем уменьшения тестового изображения или за счет использования 2 выпуклых линз для окуляров и двояковогнутых в системе линз, при этом диаметр линз для окуляров меньше диаметра линз в системе линз, изображение визуально перевернуто для пациента, переворот в обратную сторону осуществляют путем физического переворота изображения или с помощью системы плексиглазовых призм.
Устройство для диагностики может представлять собой инфракрасный излучатель или лазер, осуществляющий излучение инфракрасного изображения в виде вертикальных и горизонтальных линий на сетчатку глаза, две разделительные призмы и фотоприемник, осуществляющий считывание искаженного органами зрения изображения для передачи его электронно-вычислительной машине с целью определения характера и степени заболевания. При этом устройство подключено к электронно-вычислительной машине, а результат диагностики получают путем анализа изображения электронно-вычислительной машиной. Инфракрасный излучатель может быть расположен между окулярами и системой линз или между системой линз и тестовым изображением, при этом призма расположена между окулярами и системой линз. Если инфракрасный излучатель или лазер располагаются между системой линз и тестовым изображением, производят его дополнительную калибровку в соответствии со степенью искажения излучаемого и считываемого изображения линзами.
Электронно-вычислительная машина подключена к системе шаговых двигателей и устройству для диагностики, дополнительно включает в себя устройство для ввода и вывода данных и предназначена для управления процессом тренировки с учетом введенных вручную данных пользователя, времени тренировки и цели, а также полученных данных диагностики. Устройство для ввода и вывода данных может быть выполнено в виде дисплея с клавиатурой или сенсорного экрана и предназначено для вывода информации о результатах диагностики, состоянии органов зрения во время тренировки, результатах текущей тренировки данного пациента, истории изменений показателей и тренировок, данных о прогнозе результатов тренировочного процесса, а также для ввода таких параметров, как время и цель тренировки, выбора программы тренировок. Внутренняя память электронно-вычислительной машины содержит в себе программы тренировок, при этом для каждого конкретного случая по результатам диагностики обеспечивается возможность ручной корректировки времени тренировок, их частоты и количества, времени напряжения и расслабления органов зрения в процессе тренировки.
Окуляры могут быть выполнены из полимерного материала, например из резины или любого другого материала, обеспечивающего плотное прилегание окуляра к окологлазному пространству и исключение попадания света из внешней среды.
Дополнительно устройство может быть снабжено упором для лба пациента, расположенным над окулярами, и сигнальной лампочкой, расположенной в области видения бокового зрения пациента, что позволяет пациенту с помощью бокового зрения определять фазу тренировочного процесса и отслеживать начало новой фазы.
Заявляемое изобретение характеризуется следующими отличительными признаками:
- система линз с возможностью изменения оптической силы представляет собой два ряда расположенных друг за другом линз, снабженных шаговыми двигателями, что позволяет исключить недостатки жидких линз, проявляющиеся в искажении характеристик с течением времени;
- шаговыми двигателями управляет электронно-вычислительная машина, что обеспечивает возможность точной настройки оптической силы при корректировке тренировочной программы.
Вышеописанные существенные признаки обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в обеспечении возможности осуществления автоматической тренировки и диагностики состояния органов зрения с сохранением высокой точности на протяжении более длительного промежутка времени.
Таким образом, заявляемое устройство для тренировки зрения обладает новыми, ранее не известными из доступных источников информации свойствами, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что позволяет судить о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Заявляемое устройство поясняется следующим чертежом.
Фиг. 1 - схематичное изображение устройства в изометрии.
Устройство для тренировки зрения содержит корпус 1, подставку для головы пациента 2, упор для лба пациента (не показано), два окуляра 3, два ряда линз 4, снабженных шаговыми двигателями 5, два тестовых изображения с подсветкой 6, модуль управления, содержащий электронно-вычислительную машину 7 с устройством для ввода и отображения данных 8, и устройство для диагностики, содержащее два инфракрасных излучателя (не показано), две разделительные призмы 9 и фотоприемник (не показано). Окуляры 3 снабжены выпуклыми линзами с диаметром 12 мм, а ряды линз 4 состоят из двояковогнутых линз с диаметром 35 мм. Корпус 1 устройства снабжен сигнальной лампочкой 10, расположенной в области видения бокового зрения пациента.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Пациент размещает подбородок на специальной подставке 2, упираясь лбом в упор для лба (не показано) так, чтобы окуляры 3 плотно прилегали к окологлазному пространству. Устройство для диагностики путем излучения инфракрасного изображения черезразделительные призмы 9 на сетчатку глаз пациента и считывания отраженного изображения фотоприемником (не показано) передает информацию на электронно-вычислительную машину 7, которая определяет степень и характер заболевания пациента и выводит информацию на устройство для ввода и вывода 8, после чего медицинский специалист выбирает программу тренировки зрения и корректирует ее в зависимости от результатов диагностики, а также задает цель тренировки. Электронно-вычислительная машина 7 подстраивает оптическую силу каждого ряда линз 4 с помощью шаговых двигателей 5 таким образом, чтобы пациент четко видел тестовые изображения 6. При этом шаг перемещения линз составляет от 0,028 до 10 мм. После чего сигнальная лампочка 10 оповещает пациента о начале процесса тренировки, электронно-вычислительная машина 7 изменяет оптическую силу каждого ряда линз 4 с помощью шаговых двигателей 5 таким образом, чтобы четкость изображения снизилась, при этом пациенту необходимо удерживать изначальную четкость тестовых изображений 6 путем напряжения мышц органов зрения. Устройство для диагностики отслеживает изменения в состоянии органов зрения и передает данные электронно-вычислительной машине 7 для подстройки тренировочной программы под конкретного пациента с учетом его физиологии и состояния органов зрения. Через некоторое время напряжения мышц органов зрения электронно-вычислительная машина 7 изменяет оптическую силу каждого ряда линз 4 с помощью шаговых двигателей 5 таким образом, чтобы пациент снова четко видел тестовые изображения 6, что сопровождается расслаблением мышц органов зрения пациента. В зависимости от выбранной программы тренировки производят несколько вышеописанных циклов с короткими интервалами между ними, после чего делается отдых с большим интервалом времени для полного расслабления органов зрения и повторяется необходимое количество циклов, определенное возможностями пациента. В конце тренировки устройство для ввода и вывода данных 8 выводит на экран результаты тренировки, а также прогноз дальнейшего прогресса, который определяет количество необходимых тренировок и их частоту для достижения желаемого результата.