СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗРИТЕЛЬНОГО УТОМЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к технике измерения психофизиологических характеристик и касается способа определения степени зрительного утомления.

Известен способ определения степени зрительного утомления, предусматривающий подачу в поле зрения испытуемого потока мелькающего света с плавно изменяемой частотой (см., например, Деревянко В.А. и др. ((Интегральная оценка работоспособности при умственном и физическом труде, М., 1976, с. 76).

Этот способ имеет недостатки: низкую точность, большой разброс данных и большое количество измерений для оценки степени зрительного утомления. Кроме того, использование этого способа связано с затруднениями при сравнении данных, полученных различными исследователями и для различных испытуемых. Перечисленные недостатки связаны в значительной степени с тем, что в процессе испытаний не предусмотрено ограничений в световых потоках, полях зрения испытуемых, а также ввиду небольших величии сдвига абсолютных значений критической частоты слияния мельканий в зависимости от степени утомления. Вместе с тем известно (см., например, А.В. Луизов "Глаз и свет", Л.: Энергоатомиздат, 1983, с. 89-90), что критическая частота слияния мельканий зависит от многих факторов, в частности от частоты мельканий, яркости светового потока, углового размера поля зрения, глубины модуляции яркости при мельканиях (амплитуды модуляций) и др. Кроме того, световая чувствительность сетчатки глаза в зависимости от удаленности от центра глаза существенно различна (см. , там же, с. 37-53), а eе рабочая зона, как правило, ограничена, особенно у испытуемых, характер профессиональной деятельности которых связан с операторским трудом, например, у операторов военно-технических комплексов, авиаторов и др.

Известен способ определения степени зрительного утомления, предусматривающий подачу в поле зрения испытуемого потока мелькающего света изменяемой частоты и одновременно подают поток ровного света, сравнивают его с потоком мелькающего света и определяют момент, когда световые потоки будут казаться испытуемому одинаково светящимися. Этот способ позволяет произвести измерения более точно, поскольку предоставляет возможность ориентироваться на эталонный (ровный) поток света. Однако помещение в поле зрения испытуемого одновременно двух источников с разными характеристиками, непрерывное их сравнение и слежение за ними - рассеивают внимание испытуемого и не дают в полной мере обеспечить и точность, и достоверность оценки. Кроме того, яркость второго источника (с ровным потоком света) суммируется с яркостью первого и вызывает дополнительную погрешность (см. там же, с. 85-87, 117-121).

Известен также принятый в настоящей заявке за прототип способ определения степени зрительного утомления, путем подачи в поле зрения испытуемого потока мелькающего света и измерения критической частоты слияния мельканий, воспринимаемой одним глазом (см. , например, авторское свидетельство СССР 673266, кл. А 61 В 5/16, 1977). По этому способу дополнительно измеряют критическую частоту слияния мельканий, воспринимаемую другим глазом, и по разности получаемых величин определяют степень утомления. Этот способ, в отличие от предыдущих, предусматривает определение усталости не только зрительного аппарата, но и всего человека. Это оправдано, поскольку в формировании зрительных образов участвует не только глаз непосредственно, но и мозг (см. , например, А В. Луизов "Глаз и свет". Л.: Энергоатомиздат, 1983, с. 52-53), а ограничение поля зрения одним глазом испытуемого увеличивает в общей оценке вес именно рабочей зоны сетчатки, что приближает оценку утомления к реальной. Однако этого приближения недостаточно, поскольку поле зрения одного глаза достаточно велико, например в горизонтальной плоскости оно составляет около 150^o (см., там же, с. 53-55), и рабочая зона поля зрения, как правило, значительно меньше. Особенно это относится к тем профессиональным работникам, деятельность которых связана с оптическими приборами, и прежде всего с монокулярными приборами (микроскопами, телескопами, различного рода визирами, прицельными устройствами и др.). В этих случаях основную рабочую нагрузку воспринимает на себя центральная часть сетчатки, угловой размер которой составляет единицы градусов. Учитывая угловые размеры подавляющего большинства типовых объектов, находящихся в пространстве предметов, с которыми контактирует зрительный аппарат глаза через оптический прибор, а также вероятности их отклонения от зрительной оси, можно определить угловой размер наиболее нагруженной части сетчатки глаза, который не превышает 3^o. Поэтому применение в этих случаях способа по а.с. 673266 дает завышенный результат из-за участия в испытании как "уставших", так и "неуставших" частей сетчатки глаза.

Целью изобретения является повышение точности определения степени зрительного утомления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения степени зрительного утомления, предусматривающем подачу в поле зрения испытуемого потока мелькающего света и измерения критической частоты слияния мельканий, воспринимаемой одним глазом, поток мелькающего света подают с угловым отклонением, не превышающим 0,05 радиана относительно зрительной оси глаза, поле зрения глаза экранируют от других световых потоков, а степень зрительного утомления определяют в соответствии с выражением

где Δ - степень зрительного утомления;
ν_кр.1 - значение критической частоты слияния мельканий, полученное для глаза в его исходном (отдохнувшем) состоянии;
ν_кр.2 - значение критической частоты слияния мельканий, полученное для глаза при его зрительном утомлении.

Применение предлагаемого способа определения степени зрительного утомления позволяет повысить точность и достоверность определяемых характеристик. Подача потока раздражающего мелькающего света под углом к зрительной оси, не превышающим 0,05 рад, приводит к его воздействию на самую нагруженную часть сетчатки глаза, на ее центральную часть. То есть, на ту часть сетчатки, которая в наибольшей степени устает в повседневной деятельности и которая определяет результат этой деятельности. Опрос большой группы специалистов (более 30 человек) показал, что в вечернее время (после рабочего дня) эффективность их зрительного аппарата (центральной его части) существенно уменьшается, а мелькающий поток света легче воспринимается боковым зрением, чем центральным. Поэтому участие бокового зрения в процессе определения зрительной усталости "размывает" результат, делает его менее достоверным. А исключение бокового зрения из процесса определения зрительной усталости повышает достоверность результата. Повышению достоверности результатов способствует и экранирование поля зрения глаза от других световых потоков, поскольку, с одной стороны, экранируется боковое зрение, а с другой - исключаются изменения и флуктуации характеристик потока мелькающего света (см. , например, Луизов А.В. "Глаз и свет". Л.; Энергоатомиздат, 1983, с. 83-87, 117-124), обусловленных способностью зрения суммировать во времени воздействие входящих в глаз нескольких световых потоков и вместе с этим ограниченностью этой способности. Использование для определения степени зрительного утомления математического выражения на с. 4 позволяет устранить недостатки из-за небольших величин сдвига абсолютных значений критической частоты слияния мельканий в зависимости от степени утомления и перейти к более удобным единицам измерения (%), позволяющим к тому же проводить сравнительную оценку испытуемых между собой.

Для проведения исследования степени зрительного утомления в поле зрения глаза испытуемого, экранированное от других световых потоков использованием, например, монокулярного прибора с закрытым входным отверстием, подают поток мелькающего света с частотой, заведомо меньшей критической, и угловым отклонением от зрительной оси, не превышающим 0,05 рад. Затем плавно увеличивают частоту мельканий Испытуемый ведет непрерывное наблюдение за световым потоком и в момент, когда поток покажется ему светящимся ровным светом без мельканий, он дает сигнал на остановку изменения частоты мелькания. Эта критическая частота слияния мельканий (осредненная по нескольким испытаниям) используется для оценки степени зрительного утомления испытуемого путем ее сравнения с полученной ранее критической частотой слияния мельканий неуставшего (отдохнувшего) этого же глаза испытуемого и перевода результата сравнения в относительные единицы по математическому выражению на с. 4.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет более точно (более чем на 20%) и достоверно оценивать степень зрительного утомления испытуемых и прогнозировать изменение их производственных (профессиональных) показателей, особенно, если испытуемые выполняют операторские функции с использованием монокулярных оптических приборов. Кроме того, процедура исследования в этом способе обеспечивает более щадящий режим для зрительной системы Раннее и более точное прогнозирование утомления зрительного аппарата в конечном итоге позволяет своевременно предупреждать нежелательные действия испытуемых, их ошибки, вызванные зрительным утомлением, а также избегать травмирования зрительного аппарата, сохранять его характеристики и долголетие.

Изобретение относится к технике измерения психофизических характеристик и касается способа определения степени зрительного утомления, который предусматривает подачу в поле зрения испытуемого потока мелькающего света и измерение критической частоты слияния мельканий, воспринимаемой одним глазом. Предложенный способ отличается от известного тем, что поток мелькающего света подают с угловым отклонением, не превышающим 0,05 радиана относительно зрительной оси глаза. Поле зрения глаза экранируют от других световых потоков. Степень зрительного утомления определяют в соответствии с выражением

где Δ - степень зрительного утомления; υ_кр.1 - значение критической частоты слияния мельканий, полученное для глаза в его исходном (отдохнувшем) состоянии; υ_кр.2 - значение критической частоты слияния мельканий, полученное для глаза при его зрительном утомлении. Введенные отличия позволяют существенно повысить точность измерения более чем на 20%, обеспечить щадящий режим проведения испытаний, сохранить характеристики зрительного аппарата и его долголетие.

Способ определения степени зрительного утомления путем подачи в поле зрения испытуемого потока мелькающего света и измерения критической частоты слияния мельканий, воспринимаемой одним глазом, отличающийся тем, что поток мелькающего света подают с угловым отклонением, не превышающим 0,05 рад, относительно зрительной оси глаза, поле зрения глаза экранируют от других световых потоков, а степень зрительного утомления определяют в соответствии с выражением

где Δ - степень зрительного утомления;
ν_кр.1 - значение критической частоты слияния мельканий, полученное для глаза в его исходном (отдохнувшем) состоянии;
ν_кр.2 - значение критической частоты слияния мельканий, полученное для глаза при его зрительном утомлении.