СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2011 года по МПК A61B3/06 

Изобретение относится к области медицины, к разделу офтальмологии. Оно может быть использовано для диагностики качества цветового зрения, для разработки новых критериев оценки зрительного утомления, для изучения особенностей восприятия цвета людьми разного возраста, пола и типа высшей нервной деятельности, а также лицами с наследственной или приобретенной цветоаномалией.

Существует целый ряд устройств и способов, предназначенных для исследования цветового зрения, большая часть из которых направлена на оценку качества цветовосприятия, к ним относятся, например, различные модификации теста Люшера, шкалы Шааффа, Штиллинга, Е.Б.Рабкина, Ишихара, Флетчера, Е.Н.Юстовой и К.А.Алексеевой, колориметрия, хромограф, тест J. Mollon, цветовая кампиметрия [1, 5] и другие.

Известно значительно меньше способов исследования цветового зрения и приборов для их осуществления, в которых в качестве диагностического критерия используются временной фактор, а именно оценивается время рецепции и(или) перцепции цветовых стимулов. Например, известны способы исследования временного разрешения цветового зрения с использованием адаптометра конструкции П.О.Макарова [3, 4], приборов по определению критической частоты слияния мельканий (КЧСМ), пространственной контрастной чувствительности (ПКЧ) и фликкер-фотометров [6]. Во всех перечисленных способах исследования цветового зрения длительность экспозиции цветового стимула составляет не менее 5 мс, при этом минимальная частота предъявления цветовых стимулов составляет не менее 10 Гц. Ни в одном из перечисленных способов не ставилась задача по дифференциальной диагностике качества цветовых ощущений в околопороговых условиях стимуляции, т.е. когда время предъявления цветовых стимулов длится микросекунды. В своих прежних исследованиях [2, 8] мы показали, что использование вспышек с длиной волны 568 и 625 нм и длительностью в 1 мкс приводит к формированию у 60% испытуемых адекватных ощущений цветовых пятен зеленого и у 100% испытуемых красного цвета соответственно. Таким образом, в настоящее время установлено, что для большинства испытуемых предъявление вспышки всего в 1 мкс является достаточным для возникновения цветоощущения, причем при использовании вспышек столь малых длительностей выявляются в высокой степени индивидуальные околопороговые эффекты восприятия. Это дает возможность использовать полученные результаты для исследования механизмов цветовосприятия, а также деятельности зрительной сенсорной системы в целом.

Целью предлагаемого изобретения является исследование характера зависимости времени кодирования опережающей вспышки (при тахистоскопическом предъявлении стимулов) от длительности предъявления оппонентных цветовых стимулов и шага вводимой межстимульной задержки.

За прототип изобретения выбран способ аддитивного смешения оппонентных красных и зеленых цветов, в котором световые лучи разной длины волны предъявлялись в течение 1 мс, а затем вводилась временная задержка между компонентами смеси с шагом нарастания в 1 мс до момента раздельного восприятия каждого цвета в отдельности и по конечной величине задержки определялось время, необходимое фоторецепторам сетчатки для кодирования первого цвета [7].

Однако в этом способе используется такая длительность цветовых вспышек (1 мс), при которой 100% испытуемых с нормальным цветовым зрением воспринимают вспышки с длинами волн 625 и 568 нм адекватно, т.е. как вспышки соответственно красного и зеленого цвета. Прототип не дает возможности проводить тестирование, начиная с ахроматических порогов исследуемых цветовых стимулов, а также не позволяет наблюдать, как изменяются оттенки аддитивного пятна по мере уменьшения длительности экспозиции составляющих его компонентов с 1 мс до микросекунд, а следовательно, предлагаемый метод является более тонким при изучении индивидуальных особенностей цветовосприятия аддитивной смеси и при диагностике различного рода ретинопатий.

Кроме этого, в прототипе используется очень небольшой шаг изменения межстимульной задержки (1 мс), что достаточно сильно удлиняет процедуру обследования, т.к. среднее время «расщепления» аддитивной смеси составляет 30-35 мс и, следовательно, испытуемому предъявляется до 30-35 стимулов. Как показали наши предварительные исследования, целесообразно увеличить шаг нарастания межстимульного интервала в несколько раз, что не скажется существенным образом на длительности критического времени межстимульной задержки, при которой формируется линия цветового контраста и аддитивная смесь распадается на цвета компонентов.

Таким образом, задачей предлагаемого изобретения являлось устранение указанных недостатков прототипа.

Поставленная задача решается тем, что в данном способе исследования цветового зрения, включающем источник света в виде двухцветного красно-зеленого светодиода, в соответствии с изобретением используются вспышки длительностью 2 мкс, между которыми с шагом 5 мс вводится нарастающая задержка сначала в красно-зеленой, а потом в зелено-красной последовательности, и по величинам этих задержек судят о времени кодирования опережающей вспышки.

В источниках научно-технической и патентной информации не выявлены сведения об исследовании цветового зрения человека описанным выше способом. На основании этого авторы считают, что предлагаемое техническое решение соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Исследование проводят с помощью тахиколориметра (прибор, использующийся для цветовой стимуляции), который включает в себя двухканальный генератор прямоугольных электрических импульсов и двухцветный красно-зеленый светодиод, помещенный в тубус. Длина волны зеленого излучения - 568±10 нм, красного - 625±10 нм. Прибор дает возможность варьировать длительность каждого стимула от 1 до 1000 мкс, а также вводить межстимульную задержку от 1 до 1000 мс. Также имеется резистор для поддержания постоянного уровня освещенности в помещении, светонепроницаемая ширма для глаз, штатив с тубусодержателем и подставкой для фиксирования головы.

Исследование проводится монокулярно, второй глаз закрывается светонепроницаемым экраном. Сначала экспериментатор предъявляет красную и зеленую вспышку длительностью в 2 мкс по отдельности, при этом регистрируя ответ испытуемого о качестве воспринимаемого цвета. Далее экспериментатор предъявляет красную и зеленую вспышки одновременно (Δt=0), фиксируя ощущаемый испытуемым оттенок аддитивной смеси. После этого величина Δt последовательно увеличивается с шагом 5 мс до появления у испытуемого сначала ощущения изменения оттенка единой смеси, а затем и «расщепления» аддитивного пятна на отдельные цветовые вспышки. В протокол заносили время «расщепления» красно-зеленой и зелено-красной смеси для правого и левого глаза.

Пример исследования цветового зрения человека

Всего обследовано 150 студентов 18-26-летнего возраста. Все испытуемые были нормальными трихроматами с остротой зрения не ниже 0.8-1.0. Около 5% испытуемых, страдающих небольшой близорукостью, на момент обследования были в контактных линзах. Исследование проводилось во время учебных занятий в первой половине дня.

Полученные данные свидетельствуют о том, что пороги расщепления при использовании более коротких стимулов достоверно больше, чем при использовании длительности в 1 мс. Например, при тестировании правого глаза и красно-зеленой последовательности величина Δt=50±20 мс, при зелено-красной последовательности Δt=85±30 мс. Таким образом, пороги расщепления аддитивной смеси, составленной из микросекундных вспышек, т.е. при околопороговой стимуляции, увеличились практически в два раза по сравнению с использованием миллисекундных вспышек, что является важным для диагностики целого ряда заболеваний зрительной системы и оценки эффективности терапевтического или хирургического лечения.

Источники информации

1. Измайлов Ч.А., Соколов Е.Н., Черноризов A.M. Психофизиология цветового зрения. М.: Изд-во МГУ, 1989.

2. Лекомцева А.А. Пространственно-временные аспекты расщепления красно-зеленого аддитивного пятна // Вестник РГМУ. - 2009. - №3 (61). - С.44.

3. Макаров П.О. Практикум по физиологии и биофизика органов чувств - анализаторов. Л.: Знание, 1973.

4. Макаров П.О. Методики нейродинамических исследований и практикум по физиологии анализаторов человека. Л.: Знание, 1961.

5. Физиология человека. В 4 т. Пер. с англ. / Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса. - М.: Мир, 1985. Т.2.

6. Шамшинова A.M., Волков В.В. Функциональные методы исследования в офтальмологии: - М.: Медицина, 1999.

7. Пат. РФ 2222250, (51) МПК⁷ А61В 3/06. Способ исследования цветового зрения человека / В.И.Щербаков, М.К.Паренко, Л.Б.Калашников, С.А.Полевая; заявлено 26.03.2002; опубл. 27.01.2004. Бюл. №3.

8. Щербаков В.И., Лекомцева А.А., Паренко М.К., Егорова Ю.В., Алымов В.А. Особенности восприятия аддитивной красно-зеленой смеси при введении нарастающей межкомпонентной задержки // Вестник Российского университета дружбы народов. Сер. Медицина. - 2008. - №6. - С.552-554.

Изобретение относится к области медицины, а еще точнее, к офтальмологии. Оно может быть использовано не только для оценки качества цветового зрения у больных и испытуемых, но и для исследования нейрофизиологических механизмов цветовых ощущений. В качестве источника света используется двухцветный красно-зеленый светодиод. Стимуляция осуществляется с помощью тахистоскопического устройства - колориметра, время экспозиции каждого цвета уменьшают до 2 мкс, затем вводят временную задержку между компонентами смеси, увеличивают ее с шагом в 5 мс до момента раздельного восприятия каждого цвета в отдельности и по конечной величине задержки определяют время, необходимое фоторецепторам сетчатки для кодирования первого цвета. Способ позволяет повысить точность исследования цветового зрения человека.

Способ исследования цветового зрения человека, включающий предъявление испытуемым аддитивной смеси, образованной из одновременных и последовательных пар вспышек красного и зеленого цвета, отличающийся тем, что используются вспышки длительностью 2 мкс, между которыми с шагом 5 мс вводится нарастающая задержка сначала в красно-зеленой, а потом в зелено-красной последовательности и по величинам этих задержек судят о времени кодирования опережающей вспышки.