АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ИРИДОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1996 года по МПК A61B3/00 

Предполагаемое изобретение относится к области медицины и может быть использовано при диагностике заболеваний по радужке пациента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является автоматизированный иридологический комплекс АИК-01, содержащий последовательно связанные оптическое устройство для ввода изображения в видеокамеру, телевизионную камеру, устройство регистрации цветных изображений, видеоконтрольное устройство, электронный блок сопряжения видеоконтрольного устройства с ЭВМ (персональным компьютером) персональный компьютер и печатающее устройство, а также цветной монитор, подключенный входом к выходу персонального компьютера [1] (копия прототипа с фото прилагается). Известный комплекс, как и любое устройство для исследования глаз, содержит осветитель (см. фото), выполненный с регулируемой яркостью свечения. Кроме того, телевизионная камера для ввода в нее изображения оснащена устройством для ввода изображения в виде панкратического объектива, позволяющего изменять масштаб наблюдаемого объекта и фокусироваться на нем. Телевизионная камера и панкратический объектив установлены на столике, перемещаемом вручную по трем координатам (см.фото).

Комплекс АИК-01 работает следующим образом. Освещается глаз пациента, на радужку глаза производится фокусировка панкратического объектива при выбранном требуемом масштабе изображения, полученном на экране видеоконтрольного устройства. Через электронный блок сопряжения изображение радужки вводится в память персонального компьютера, где оно обрабатывается по специальному пакету программ. Обработанное соответствующим образом изображение выводится на печатающее устройство и монитор для визуального наблюдения и контроля. Распечатка, производимая печатающим устройством, представляет собой итоговое диагностическое заключение, имеющее соответствующие врачебные рекомендации в соответствии с пакетом программ персонального компьютера.

Комплекс позволяет диагностировать заболевания практически любого органа пациента по цветному изображению его радужки.

При возможности постановки диагноза, простоте комплекса и его доступности, он имеет недостатки, перечисленные ниже.

Процесс получения изображения радужки занимает значительное время, поскольку не автоматизирован. Обработка полученного изображения осуществляется в аналоговой форме, что вносит искажения в конечный диагноз и усложняет обработку информации, поскольку обработка аналоговых сигналов в подавляющем большинстве случаев более сложна и менее точна, чем обработка цифровых сигналов. Кроме того, в известном комплексе не предусмотрено проведение лечения пациента (в простейших случаях) в реальном масштабе времени, т.е. непосредственно после получения заключительного диагноза и при использовании терапевтических средств, которые могут входить в известный комплекс.

Целью изобретения является повышение удобства и производительности комплекса, повышение точности постановки диагноза, обеспечение возможности проведения лечения непосредственно средствами комплекса сразу после получения итогового диагностического заключения.

Для достижения поставленной цели, в автоматизированное иридологическое устройство, содержащее электронно-вычислительную машину с общей шиной, соединенную выходными информационными шинами с входами соответственно печатающего блока и цветного монитора, оптический блок ввода изображения в телевизионную камеру, оптически связанный с телевизионной камерой подключен к входу видеоконтрольного блока, а также блок освещения с осветителем, выполненным с регулируемой яркостью свечения, причем оптический блок ввода изображения и телевизионная камера выполнены с возможностью фокусировки на радужке пациента и установлены относительно ее с возможностью реверсивного линейного перемещения по трем координатам, введены преобразователь видеосигналов, приводы быстрой и медленной автофокусировок и реверсивного линейного перемещения по трем координатам оптического блока ввода изображения и телевизионной камеры, а также блок управления в виде контроллера и блок сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной, контроллер выполнен с управляющими выходами включения-выключения телевизионной камеры, регулировки яркости свечения осветителя, медленной и быстрой автофокусировок, выходами управления линейными перемещениями по трем координатам, входом-выходом сопряжения, которым он связан с входом-выходом блока сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной, входы блока освещения, приводов автофокусировок, линейного перемещения по трем координатам и вход включения-выключения телевизионной камеры подключены к соответствующим выходам контроллера, при этом преобразователь видеосигналов выполнен в виде параллельно подсоединенных к общей шине электронно-вычислительной машины аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей, связанных между собой другими входами и подключенных выходами к входу видеоконтрольного блока, выход телевизионной камеры связан с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, а выход-вход блока сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной подключен к общей шине.

В устройство введены последовательно взаимосвязанные вторые контроллеры, блок сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной, лазер с управляемым блоком питания и блок сканирования лазера по двум координатам, механически связанный с лазером, который установлен с возможностью оптической связи с радужкой пациента, при этом контроллер выполнен с управляющими выходами сканирования лазера по двум координатам и выходами управления длительностью воздействия и интенсивностью лазерного излучения, входы управления длительностью и интенсивностью лазерного излучения управляемого блока питания лазера и блока управления сканирования лазера подключены к соответствующим выходам контроллера, а выход-вход второго блока сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной связан с общей шиной.

В устройство введен блок видеозаписи с третьим контроллером, подключенным к общей шине, а электрический информационный вход блока видеозаписи соединен с выходом видеосигнала телевизионной камеры.

Блок видеозаписи может быть выполнен в виде видеомагнитофона, или дискового устройства записи/воспроизведения видеоинформации.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена упрощенная схема устройства. Устройство содержит блок освещения 1 с осветителем, выполненным с регулируемой яркостью свечения, оптический блок 2 ввода изображения в телевизионную камеру 3, первый контроллер 4, три выхода которого подключены к входам приводов 5 реверсивного линейного перемещения оптического блока 2 и телевизионной камеры 3 по трем координатам вверх-вниз, влево-вправо относительно глаза 6 пациента и "на" и "от" пациента, другие три выхода контроллера 4 подключены соответственно к блокам быстрой и медленной автофокусировок на радужке глаза пациента и к входу включения-выключения телевизионной камеры 3, (блоки автофокусировок на рисунке не приведены, условно показано подсоединение контроллера к телевизионной камере для упрощения рисунка, указанные блоки могут быть выполнены по любой из широко используемых схем, например, по схеме, представленной в патенте США N 4264153, кл. А 61 В 3/14, 1981). Еще один выход контроллера 4 подключен к входу блока освещения 1 с осветителем, выполненным с регулируемой яркостью свечения, а выход-вход контроллера соединен с входом-выходом блока 7 сопряжения контроллера 4 с электронно-вычислительной машиной 8, имеющей общую шину 9. Контроллер 4 и блок согласования 7 могут быть выполнены по известным из металлообрабатывающей техники схемам, например, по схемам фирмы "Фанук", используемых в обрабатывающих центрах типа "Хитачи", "Декель", "Трауб" и др. в соответствии с чем их функциональные схемы не приводятся. В качестве электронно-вычислительной машины 8 может быть использован персональный компьютер совместимый с IВМ-АТ c соответствующим текстом программ. Информационные выходные шины электронно-вычислительной машины 8 подключены соответственно к входам печатающего блока 10 и цветного монитора 11. Выход видеосигнала телевизионной камеры 3 подсоединен к преобразователю видеосигналов 12, состоящему из аналого-цифрового преобразователя 13 и цифроаналогового преобразователя 14, выходы которых подключены к входу видеоконтрольного блока 15 (например, в виде цветного телевизионного монитора). Видеосигнал с выхода телевизионной камеры 3 может непосредственно записываться на информационный носитель блока видеозаписи 16, который выполняется в виде видеомагнитофона или дискового (оптического или магнитного) устройства записи/воспроизведения информации. Запись и воспроизведение на/с информационного носителя производится по сигналам третьего контроллера 17, связанного с общей шиной 9. Схема выполнения контролера 17 не приводится, поскольку она общеизвестна из техники записи/воспроизведения информации с использованием ленточных или дисковых носителей. Также устройство содержит лазер 18 (малой мощности, используемый в лазерной, в том числе глазной, терапии), оснащенный управляемым (по току, например) блоком питания 19, входы которого подсоединены к выходам второго контроллера 20. Указанные выходы контроллера подают на соответствующие входы блока питания 19 сигналы, управляющие длительностью и интенсивностью излучения лазера, а другие два выхода контроллера 20 подключены к входам блока 21 сканирования лазера 18 по двум координатам вверх-вниз и влево-вправо относительно радужки глаза пациента. Контроллер 20 через второй блок 22 сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной связан с общей шиной 9. Указанные контроллер и блок сопряжения могут быть выполнены по упрощенным схемам, аналогичным схемам контроллера 4 и блока 7 сопряжения.

Устройство работает следующим образом.

Глаз 6 пациента освещается излучением блока 1 освещения. По команде, входящей в программу электронно-вычислительной машины (ЭВМ) 8, и передаваемой через общую шину 9, блок сопряжения 7 и контроллер 4 на вход включения
выключения телевизионной камеры 3, последняя включается и также по команде осуществляется поиск радужки глаза пациента посредством перемещения телевизионной камеры 3 и связанного с ней оптического блока 2 ввода изображения в телевизионную камеру приводами 5 реверсивного линейного перемещения. После того, как изображение радужки выведено в центр экрана цветного монитора 11, приводы перемещения отключаются (обратная связь на ЭВМ) и по программе осуществляется выбор требуемого масштаба изображения радужки на экране монитора и фокусировка изображения. В случае большой расфокусировки по программе включается привод быстрой автофокусировки и осуществляется грубая наводка на фокус, а точная фокусировка осуществляется приводом медленной автофокусировки, которая прекращается при оптимальной фокусировке изображения радужки на экране цветного монитора 11. При избытке или недостатке освещенности глаза пациента, также по программе осуществляется регулировка яркости свечения осветителя блока освещения 1. При получении на экране цветного монитора 11 изображения радужки требуемого качества (пригодного для постановки диагноза), цепочки регулировки отключаются и производится анализ изображения, по итогам которого устанавливается диагноз.

Электрический аналоговый видеосигнал, снимаемый с выхода видеосигнала телевизионной камеры 3 подается на преобразователь видеосигналов 12. Аналоговый видеосигнал, несущий информацию о радужке пациента аналого-цифровым преобразователем 13 преобразователя видеосигналов 12 трансформируется в цифровую форму, более удобную для обработки и хранения в системах памяти ЭВМ. Следует отметить, что цифровой сигнал подвержен меньшим искажениям и ошибкам, чем аналоговый. Цифровой код видеосигнала записывается в память буферного запоминающего блока (на чертеже не показан), из которого информация может быть считана ПЭВМ и использованием специальных алгоритмов обработки. Для отображения полученной информации об изображении ириса пациента, хранящегося в виде цифрового кода в ПЭВМ, эта информация может передаваться из ПЭВМ в буферную память с последующим преобразованием в аналоговую форму ЦАП и отображением на ВКУ.

Анализ полученного цифрового массива, представляющего полную информацию о радужке пациента производится по диагностической программе ЭВМ 8. Данная программе содержит максимально возможное количество информационных признаков, позволяющих наиболее точно установить диагноз и дать исчерпывающие врачебные рекомендации. Итог анализов цифрового массива и врачебные рекомендации выводятся из ЭВМ на печатающий блок 10 (для хранения) 6 а также регистрируются на носитель информации блока видеозаписи 16. Блок 16 может представлять собой ленточный видеомагнитофон или дисковое магнитное или оптическое устройство записи/воспроизведения информации, работающее по команде ЭВМ 8 и связанное с общей шиной 9 через третий контроллер 17. По желанию потребителя на носителе информации может регистрироваться итоговая информация не только в цифровой, но и в аналоговой форме. При этом аналоговый сигнал с телевизионной камеры 3 поступает на запись в блок видеозаписи 16. После установления диагноза и получения врачебных рекомендаций этим же устройством возможно проведение терапевтического лазерного лечения пациента путем воздействия определенной дозы лазерного излучения на требуемые зоны радужки пациента.

Для данного лазерного лечения используется лазерная часть устройства, работающая по определенной программе, составленной в соответствии с программами анализа радужки. Например, по результатам анализа радужки установлено, что лазерное терапевтическое лечение (воздействие) должно быть произведено в верхний правый сектор радужки на каком-то расстоянии от ее края. Полученные врачебные рекомендации (согласно программе) определили интенсивность и время воздействия излучения лазера на требуемый участок (ориентировочное время воздействия 10-30 с, интенсивность воздействия до 0,5 мвт).

Лазерное терапевтическое лечение производят следующим образом.

По указанной выше определенной программе команды ЭВМ 8 по общей шине 9 передаются через блок сопряжения 22 на второй контроллер 20, с выхода которого сигналы управления поступают на приводы блока 21 сканирования лазера 18 по двум координатам. Поскольку требуемые координаты лазерного воздействия уже известны из предыдущего анализа радужки, ориентация лазера трудностей не представляет и осуществляется весьма быстро. В требуемой точке приводы блока сканирования отключаются и лазер 18 считается установленным в рабочее положение и для осуществления лазерного терапевтического лечения. По программе контроллер 20 подает на управляемый блок 19 питания лазера 18 сигналы, обеспечивающие генерацию лазерного излучения определенной длительности, например 10-30 сек. и интенсивности до 0,5 мвт. Если результаты анализа радужки и врачебные рекомендации определили, что лазерное воздействие должно быть произведено не в одной, а в нескольких точках (или зонах) радужки, то лазерное воздействие проводится последовательно в каждой точке при переходе от точки к точке по программе, управляющей и приводами блока сканирования 21. При лазерном воздействии на зону значительного размера, излучение лазер можно не прерывать и осуществлять сканирование излучения по требуемой зоне путем сканирования лазера 18.

Устройство позволяет оперативно и удобно, за счет автоматизации, проводить настроечные и регулировочные операции для получения качественного изображения радужки. Обеспечивает хранение обработанной информации в виде распечатки и в виде цифрового массива, защищенного от ошибок, а также обеспечивает терапевтическое лазерное лечение пациента в реальном масштабе времени (непосредственно после установления диагноза).

Данное устройство, которому присвоено название "Сигма-Ирис", намечено к выпуску в 1993-94 г.г.

Использование: медицина, диагностика и лечение заболеваний по информации радужки глаза. Сущность изобретения: устройство содержит 1 блок освещения 1; 1 оптический блок 2 ввода изображения в телевизионную камеру 3; 3 контроллера 4,17,20; 1 группа приводов 5, реверсивного линейного перемещения; 1 радужку глаза пациента 6; 2 блока сопряжения 7,22; 1 электронно-вычислительную машину 8; 1 общую шину 9; 1 печатающий блок 10; 1 цветной монитор 11; 1 преобразователь видеосигналов 12; 1 аналого-цифровой преобразователь 13; 1 цифроаналоговый преобразователь 14; 1 видеоконтрольный блок 15; 1 блок видеозаписи 16; 1 лазер 18; 1 управляемый блок 19 питания; 1 блок 21 сканирования лазера.

6 - 2 - 3 - 4 - 7 - 9 - 8; 6- 18 - 21 - 20 - 22 - 9; 3 - 12 - 13 - 14 - 15; 3 - 16 - 17; 4 - 1 - 6; 4 - 5 - 3; 20 - 19 - 18; 8 - 10; 8 - 11; 9 - 13; 9 - 14. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автоматизированное иридологическое устройство, содержащее электронно-вычислительную машину с общей шиной, соединенную выходными информационными шинами с входами соответственно печатающего блока и цветного монитора, оптический блок ввода изображения в телевизионную камеру, оптически связанный с телевизионной камерой, выход видеосигнала которой подключен к входу видеоконтрольного блока, а также блок освещения с осветителем, выполненным с регулируемой яркостью свечения, причем оптический блок ввода изображения и телевизионная камера выполнены с возможностью фокусировки на радужке пациента и установлены относительно нее с возможностью реверсивного линейного перемещения по трем координатам, отличающееся тем, что в него введены преобразователь видеосигналов, приводы быстрой и медленной автофокусировок и реверсивного линейного перемещения по трем координатам оптического блока ввода изображения и телевизионной камеры, а также блок управления в виде контроллера и блок сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной, контроллер выполнен с управляющими выходами включения-выключения телевизионной камеры, регулировки яркости свечения осветителя, медленной и быстрой автофокусировок, выходами управления линейными перемещениями по трем координатам, входом-выходом сопряжения, которым он связан с входом-выходом блока сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной, входы блока освещения, приводов автофокусировок, линейного перемещения по трем координатам и вход включения-выключения телевизионной камеры подключены к соответствующим выходам контроллера, при этом преобразователь видеосигналов выполнен в виде параллельно подключенных к общей шине электронно-вычислительной машины аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей, связанных между собой другими входами и подключенных выходами к входу видеоконтрольного блока, выход телевизионной камеры связан с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, а выход-вход блока сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной подключен к общей шине. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введены последовательно связанные вторые контроллеры и блок сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной, лазер с управляемым блоком питания и блок сканирования лазера по двум координатам, механически связанный с лазером, который установлен с возможностью оптической связи с радужкой пациента, при этом второй контроллер выполнен с управляющими выходами сканирования лазера по двум координатам и выходами управления длительностью воздействия и интенсивностью лазерного излучения, входы управления длительностью и интенсивностью лазерного излучения управляемого блока питания лазера и блока управления сканирования лазера подключены к соответствующим выходам контроллера, а выход-вход второго блока сопряжения контроллера с электронно-вычислительной машиной связан с общей шиной. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в него введен блок видеозаписи с третьим контроллером, подключенным к общей шине, а электрический информационный вход блока видеозаписи соединен с выходом видеосигнала телевизионной камеры. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок видеозаписи выполнен в виде видеомагнитофона или дискового блока записи-воспроизведения видеоинформации. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в преобразователе видеосигналов аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи связаны между собой через буферный запоминающий блок, соединенный с общей шиной.