УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ
DEVICE FOR VISUAL FIELD EXAMINATION

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, а именно к периметрам для субъективного обнаружения наличия тестового стимула на определенном фоне, и может быть использовано для ранней диагностики первичной глаукомы и других заболеваний, ограничивающих поле зрения глаза человека.
Известно устройство для исследования поля зрения (авторское свидетельство СССР №1680056, МПК5 А61В 3/024, 1991 г.), включающее полусферический экран с расположенными на его поверхности светодиодами, фиксационную оптическую метку, а также средства питания, управления и регистрации. Известное устройство снабжено фланцами для поворота полусферического экрана, что, в свою очередь, позволяет увеличить число тест-объектов, предъявляемых на единицу площади поля зрения и, соответственно, повысить точность исследования поля зрения пациента.
Известное устройство имеет следующие недостатки, сужающие его функциональные возможности. Во-первых, оно не позволяет исследовать крайние периферические границы поля зрения, что принципиально важно, например, для ранней диагностики глаукомы. Ограниченные диагностические возможности устройства для исследования поля зрения обусловлены в значительной степени неэффективным конструктивным выполнением полусферического экрана, геометрическая форма которого существенно отличается от геометрической формы сетчатки глаза, что не позволяет исследовать и получать ответ на раздражение светом самых крайних периферических по своему месторасположению светочувствительных элементов сетчатки глаза пациента. Во-вторых, устройство по авторскому свидетельству №1680056 характеризуется достаточно большими габаритами полусферического экрана со световыми тест-объектами, что существенно ограничивает область его эффективного использования. В частности, устройство не может быть использовано для проверки поля зрения у лежачих больных и в полевых условиях, а также для самоконтроля в домашних условиях для пациентов с глаукомой.
Известен способ ранней диагностики открытоугольной глаукомы (патент РФ №2220644, А61В 3/024), который реализуется с использованием стационарных проекционных периметров, в частности периметра отечественного производства ПРП-50. Совокупность довольно сложных манипуляций с головой пациента частично решает проблему увеличения исследуемого поля зрения пациента.
Основными недостатками реализации этого способа диагностики являются крупные габариты стационарных проекционных периметров и низкая точность позиционирования глаза пациента по отношению к координатам световых тест-объектов при повороте головы относительно периметра.
В качестве ближайшего аналога к заявляемому техническому решению по достигаемому техническому результату выбрано устройство для исследования поля зрения (патент RU №2285440, МПК8 А61В 3/024, 2006 г.), содержащее демонстрационный экран с перфорациями и световыми точечными тест-объектами в виде светодиодов для предъявления пациенту, причем экран выполнен в виде полой сферы и размещен с зазором в корпусе сферообразной формы с ручкой. Фиксационный световой тест-объект для фиксации взгляда пациента расположен на центральной оси экрана, смотровое окно для наблюдения световых точечных тест-объектов расположено напротив фиксационного светового тест-объекта, при этом диаметры корпуса, экрана и смотрового окна выбраны в соответствии с горизонтальным размером глазницы человека.
Недостатками устройства по патенту RU №2285440 являются недостаточные качество и достоверность информации, получаемой при исследовании поля зрения пациента, что, в конечном итоге, снижает качество ранней диагностики различных заболеваний глаза, включая раннюю глаукому. Это объясняется совокупностью следующих факторов:
- наличием только одного фиксационного светового тест-объекта, расположенного на центральной оси демонстрационного экрана, что не позволяет оптимизировать количество световых тест-объектов (стимулов) для обеспечения максимального размера обследуемого поля зрения, или, говоря иначе, увеличить количество потенциальных местоположений предъявляемого стимула с использованием наименьшего количества световых тест-объектов;
- отсутствием равномерного фона регулируемой яркости, на котором производится обнаружение пациентом стимулов, поскольку указанные стимулы располагаются в перфорациях демонстрационного экрана, непосредственно обращены к глазу пациента, в то время как в устройстве отсутствуют средства для подсветки демонстрационного экрана.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении качества и достоверности информации, получаемой при исследовании поля зрения пациента.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве по сравнению с прототипом увеличено количество потенциальных местоположений предъявляемого стимула (светового точечного тест-объекта) с использованием наименьшего числа световых излучателей и расширено обследуемое поле зрения пациента за счет введения, по крайней мере, одного дополнительного фиксационного светового тест-объекта, смещенного от центральной оси демонстрационного экрана, при этом световые точечные тест-объекты и фиксационные световые тест-объекты расположены за полупрозрачным демонстрационным экраном, снабженным средствами подсветки.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.
На фиг.1 приведена схема размещения устройства относительно лица пациента;
на фиг.2, 3 иллюстрируется выполнение демонстрационного экрана, перфорированного сектора сферы и расположение излучателей тест-объектов;
на фиг.4 показан вид А фиг.3;
на фиг.5 приведен вид Б фиг.4;
на фиг.6 иллюстрируется подсоединение оптоволоконных световодов к светоизлучающему экрану;
на фиг.7 приведен пример расположения на демонстрационном экране двух фиксационных световых тест-объектов;
на фиг.8 иллюстрируется организация подсветки демонстрационного экрана со стороны глаза пациента;
на фиг.9 показан вид В фиг.8;
на фиг.10 показано расположение светодиодов подсветки на печатной плате;
на фиг.11 иллюстрируется пример выполнения регулируемой насадки;
на фиг.12, 13 приведен вариант конструктивного выполнения устройства;
на фиг.14 показано выполнение устройства с дисплеем для индикации результатов обследования поля зрения, вид сбоку и вид спереди;
на фиг.15 показан разрез Г-Г фиг.14;
на фиг.16 показан пример расположения и количество (76) возможных мест предъявления стимула с одним (центральным) фиксационным объектом при 76 излучателях световых тест-объектов;
на фиг.17 показаны возможные местоположения стимулов и их количество (380) с использованием дополнительных (четырех) фиксационных объектов при 76 излучателях световых тест-объектов;
на фиг.18 показаны возможные местоположения стимулов и их количество (760) с использованием дополнительных (четырех) фиксационных объектов и с использованием поворота экрана на 22,5° при 76 излучателях световых тест-объектов.
Заявляемое устройство для исследования поля зрения содержит корпус 1, в полости которого установлен демонстрационный экран 2 для предъявления пациенту световых точечных тест-объектов. Экран 2 обращен к внутренней поверхности перфорированного сектора 3 сферы, осесимметричен с ним, повторяет его форму и плотно прилегает к нему. Корпусу 1 придана форма усеченного конуса с углом раствора, например, 104 град. Такая геометрия корпуса является более оптимальной по сравнению со сферой и с точки зрения строения лица и более технологична, а выбранный угол раствора конуса позволяет проводить обследование центрального (25 град.) и среднепериферийного (50 град.) полей зрения пациента без каких-либо дополнительных мер. Корпус 1 выполнен из материала, непрозрачного для внешнего излучения. Экран 2 выполнен из материала (например, полупрозрачной пластмассы), пропускающего, по крайней мере, частично, излучение, генерируемое световыми точечными тест-объектами. Толщина экрана 2 выбирается из условия обеспечения необходимой яркости и максимальной четкости границ (размеров) световых точечных тест-объектов. Экран 2 также может быть выполнен в виде слоя лакокрасочного (например, белой матовой краски) или полимерного материала, нанесенного путем напыления на внутреннюю поверхность перфорированного сектора сферы 3.
Световые точечные тест-объекты могут представлять собой светодиоды 4, размещенные в перфорациях сектора 3. Перфорации в секторе 3 и, соответственно, точечные тест-объекты расположены по восьми полумеридианам с шагом 45 град. Минимальное количество тест-объектов на полумеридианах соответствует общепринятому расположению: через 10°, начиная с 10° на каждом четном и начиная с 5° - на каждом нечетном. В этом варианте светодиоды 4 размещаются на гибкой печатной плате 5, закрепленной на перфорированном секторе 3, или крепятся непосредственно в перфорационных отверстиях и электрически соединяются с помощью проводов с платой управления 6. Световые точечные тест-объекты также могут представлять собой выходные апертуры оптоволоконных световодов 7, зафиксированные в перфорациях сектора 3, при этом входные апертуры световодов 7 оптически связаны со светодиодами 8, а выходные апертуры световодов 7 упираются в демонстрационный экран 2, проецируя на него предъявляемые стимулы. В этом варианте светодиоды 8 располагаются на печатной плате управления 9, которая, в свою очередь, установлена на плите 10, механически связанной с перфорированным сектором 3. Излучение, генерируемое светодиодами 8, распространяется по световодам 7 за счет эффекта полного внутреннего отражения от стенок световодов. Такое решение имеет свои преимущества, поскольку существенно облегчает замену источников излучения (в данном случае светодиодов) и позволяет, в частности, оперативно изменять цвета точечных тест-объектов.
Световые точечные тест-объекты также могут представлять собой выходные апертуры оптоволоконных световодов 7, оптически связанных со светоизлучающим экраном 11, представляющим собой, например, дисплей компьютера.
Светодиоды, являющиеся источниками излучения для предъявляемых стимулов, связаны с блоком 12 питания, управления и регистрации. Блок 12 выполнен с возможностью индивидуального регулирования яркости каждого светодиода (и, соответственно, каждого стимула), что позволяет устранить разброс параметров источников излучения. Угловые размеры стимулов выбираются согласно ИСО 12866 равными 0,43 град.
Количество фиксационных световых тест-объектов в заявляемом устройстве больше, чем в прототипе, по крайней мере, на один тест-объект, причем один фиксационный световой тест-объект расположен на центральной оси симметрии устройства (оси симметрии экрана 2 и сектора 3), а другой, дополнительный тест-объект смещен относительно центральной оси симметрии устройства на заданный угол (например, на угол, лежащий в интервале 1-50 град.). Фиксационные световые тест-объекты могут быть выполнены в виде нескольких (не менее двух) независимых светодиодов 13 и 14, установленных в перфорированном секторе 3 и связанных с блоком 12, или выбираются из числа световых точечных тест-объектов для предъявления пациенту. Такая возможность реализуется благодаря тому факту, что яркость каждого светодиода может регулироваться индивидуально.
Точки фиксации (фиксационные световые тест-объекты) являются постоянно светящимися или мигающими. Использование нескольких точек фиксации позволяет существенно увеличить количество местоположений предъявления стимула и осуществить обследование периферийного поля зрения пациента без необходимости механических манипуляций с заявляемым устройством или перемещения головы пациента. Это осуществляется за счет поворота глазного яблока при фиксации взгляда на отличном от центрального фиксационном объекте при неподвижных голове и устройстве; при этом имеющиеся местоположения стимула ориентированы на новые точки роговицы, смещенные к периферии. Оптимизировав расположение и количество световых тест-объектов и точек фиксации, можно при использовании минимального числа излучателей более плотно покрыть возможными местоположениями наиболее критичные (наиболее важные) с точки зрения диагностики области исследуемого поля. Например, центральное поле и периферийные (назальные и височные) зоны.
В корпусе 1 ближе к глазу пациента напротив демонстрационного экрана 2 располагается устройство его подсветки. Назначение этого устройства - обеспечить освещение внутренней поверхности экрана 2, исключив при этом вероятность попадания излучения в глаз пациента. Устройство подсветки может быть реализовано в виде светодиодов 15, равномерно установленных на печатной плате 16, которой придана форма кольца. Печатная плата 16 со светодиодами 15 выполнена с возможностью установки ее во время проведения исследования ниже переднего полюса глазного яблока пациента и снабжена буртиком 17 для защиты глаз от излучения светодиодов или представляет собой кольцо большего диаметра с возможностью установки выше переднего полюса глазного яблока, обеспечивая достаточно широкий угол обзора.
В качестве источников излучения в устройстве подсветки могут использоваться светодиоды, генерирующие излучение в различных областях спектра (светодиоды разного цвета) и создающие при поочередном или совместном включении необходимый для исследования поля зрения цвет фона демонстрационного экрана.
В качестве световых точечных тест-объектов для предъявления пациенту и средств подсветки демонстрационного экрана могут использоваться источники света с одинаковым спектром излучения.
Фиксационные световые тест-объекты могут быть выполнены в виде точечных источников света, отличающихся по цвету от цвета световых точечных тест-объектов и цвета средств подсветки демонстрационного экрана.
В корпусе 1 выполнено смотровое окно 18 для наблюдения пациентом световых точечных тест-объектов, в котором располагается регулируемая насадка 19, выполненная с возможностью регулирования расстояния от верхнего полюса глазного яблока до экрана 2. Насадка может представлять собой, например, полую трубу, перемещающуюся по резьбе, выполненной в корпусе 1, или набор полых труб различной длины, устанавливаемых в смотровом окне 18 корпуса 1 по плотной посадке. Насадка 19 как бы «перемещает» глаз пациента по отношению к экрану 2, и ее применение позволяет использовать заявляемое устройство пациентами с различной степенью посадки глаз (например, с глубоко посаженными или сильно выпученными глазами).
Корпус 1 снабжен ручкой 20 и дополнительной ручкой 21, оси которых расположены под углом, меньшим 180 градусов, например под углом (180 град. - 180/8) = 157,5 град. - при расположении точечных тест-объектов по восьми полумеридианам.
Корпус 1 может быть выполнен состоящим из двух частей 22 и 23, которые механически связаны, но относительно друг друга вращаются. В этом варианте демонстрационный экран 2 и перфорированный сектор 3 сферы с размещенными на нем световыми точечными тест-объектами для предъявления пациенту и фиксационными световыми тест-объектами установлены на одной части корпуса 23.
На задней части корпуса позади перфорированного сектора 3 размещен дисплей 24 (например, жидкокристаллический или светодиодный) для индикации результатов исследования поля зрения, механически связанный с корпусом 1. Дисплей 24 снабжен нанесенной на его экран координатной сеткой, например сеткой полярных координат. На экране дисплея 24 может размещаться полупрозрачный бланк 25 для копирования на него результатов исследования поля зрения. Для надежного размещения бланка 25 экран дисплея 24 снабжен буртиком 26.
При помощи кабеля 27 плата управления светодиодами, являющимися источниками излучения тест-объектов и излучения подсветки, подключаются к блоку питания, управления и регистрации 12, выполненному, например, в виде персонального компьютера. На кабеле 27 находится кнопка 28 «увидел». Положение кнопки выбирается таким, чтобы работать с кнопкой мог как пациент, так и врач. Это облегчает, в частности, обследование поля зрения пациентов с ограниченной моторикой рук.
Исследование поля зрения глаз пациента с помощью заявляемого устройства осуществляется следующим образом.
Устройство подключают к блоку 12 питания, управления и регистрации (например, компьютеру). Пациент при помощи ручки 20 устанавливает устройство посредством насадки 19 (высота которой отрегулирована под глубину посадки глаз пациента) плотно к исследуемому глазу. Второй глаз при этом закрывают. Пациент фиксирует взгляд на одной из точек фиксации (включенной), и ему поочередно предъявляют световые точечные тест-объекты (стимулы) в виде светящихся точек, расположенных на сферической поверхности демонстрационного экрана 2. Пациент (или врач по голосовой команде пациента) при помощи кнопки 28 регистрирует их восприятие, и по зафиксированным точкам определяют состояние зрительной системы пациента.
В процессе исследования поля зрения врач (или компьютер по заданной программе) поочередно включает другие точки фиксации и, при необходимости более детального обследования, поворачивает экран 2 со световыми тест-объектами вокруг его центральной оси, увеличивая тем самым количество местоположений стимула и расширяя обследуемое поле зрения. Поворот может осуществляться на один или несколько заданных углов путем вращения экрана со стимулами относительно неподвижного смотрового окна или на один заданный угол (например, на 22,5°) путем переворота всего устройства с использованием второй, дополнительной ручки 21. После предъявления всех стимулов полученная информация обрабатывается, производится анализ полученных результатов исследования и делается соответствующее диагностическое заключение о состоянии зрительной системы пациента.