ПОРТАТИВНЫЙ БЕЗЛИНЗОВЫЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ГЛАЗ Российский патент 2016 года по МПК A61F9/00 

Изобретение относится к безлинзовым устройствам плеоптического воздействия и может быть использовано для функционального лечения заболеваний офтальмологического профиля путем укрепления глазных мышц, например для лечения амблиопии глаз, коррекции зрительных функций, включая косоглазие у детей, восстановления остроты зрения, а также для профилактики и консервативного лечения других заболеваний преимущественно в домашних условиях.

Известно большое количество портативных тренажеров в виде ручной визуальной трубы, удобных для использования в домашних условиях, например, описанных в RU 12918, опубл. 18.12.1998 [1], RU 29658, опубл. 03.09.2001 [2], JP 2006296892, опубл. 11.02.2006[3], в том числе аппараты в виде калейдоскопа, описанные в CN 2084203, опубл. 09.04.1991 [4], CN 2190984, опубл.03. 08.1995[5], CN 201216679, опубл. 04.08.2009[6].

Все эти аппараты содержат оптические линзы, а линзы, как известно, вносят искажения в рассматриваемое изображение, в том числе за счет образования бликов, поэтому линзовые аппараты ухудшают процесс правильного восприятия изображения. Более того, если занятия на линзовых аппаратах проводятся пациентом в очках, то трудно подобрать тренажер с нужным расстоянием от очков до линзы прибора. В случае занятий на линзовых аппаратах пациентами без очков потребуется настройка оптики линзовых приборов под индивидуальные характеристики пациентов, а часто и для каждого глаза отдельно. Это существенно усложняет процесс лечения и требует больше времени как при стационарном, так и при домашнем использовании. Безлинзовые приборы, особенно в сочетании с индивидуальными очками пациентов, эффективнее и проще.

Аппараты, выполненные в виде калейдоскопа, в качестве изображения содержат мелкие объекты нечеткой формы, которые хаотично перемещаются. Это существенно затрудняет фокусировку внимания на изображении, что не способствует тренировке глазных мышц. Для того чтобы лечение было эффективным, важно, чтобы пациент не только видел изображение, но и пытался его осмыслить.

Поскольку заявляемый аппарат создан на основе широко применяемого принципа тренировки глазных мышц путем отслеживания изменения расстояния между изображением и глазом пациента, рассмотрим некоторые известные аппараты, основанные на этом принципе. Так, известен аппарат для тренировки аккомодации «Ручеек - ТАК - 6.1», который может применяться как клинически, так и в домашних условиях, в том числе детьми, начиная с 3-4-летнего возраста (Аккомодация. Руководство для врача под редакцией Л.А. Катаргиной, М.2012) [7]. Аппарат содержит набор (линейку) световых излучателей, экран для тренировки глазодвигательных функций, расположенный непосредственно за удаленным излучателем, в центре экрана расположена таблица для контроля остроты зрения, при этом аппарат содержит набор линз от -3,0 до 3,0 диоптрии, которые зафиксированы на индивидуальных кронштейнах.

Известный аппарат работает следующим образом. Световые излучатели устанавливают на различном удалении от глаз пациента и включают последовательно. Линзу располагают непосредственно перед глазом, формируя изображение, которое автоматически перемещается от минимально близкого положения до практической бесконечности и обратно. Поворот излучателей обеспечивает смену наблюдаемого объекта (буквы или фигуры) и его размера в соответствии с остротой зрения. При тренировке на темном поле экрана поочередно и в определенной последовательности включают точечные источники света. Отслеживая положение этих источников, глаз выполняет движения определенного характера: вправо-влево, вверх-вниз или по кругу. Цвет излучателей на линейке и экране может изменяться включением красной или зеленой подсветки. Перед началом и в конце тренировки аккомодации включают освещение таблицы, расположенной в центре экрана. Аппарат имеет цифровой блок управления, который реализует 6 основных программ тренировки и две вспомогательные программы. Программы тренировки различаются длительностью сеанса и алгоритмом тренировки.

Таким образом, тренировка глазных мышц, осуществляемая аппаратом «Ручеек - ТАК - 6.1», основана на известном принципе тренировки аккомодации, который заключается в чередовании расслабления и напряжения цилиарной мышцы глаза. Такое чередование осуществляют изменением расстояния между изображением и глазом пациента с более близкого на более удаленное расстояние и обратно, которое реализуют последовательным включением световых излучателей, находящихся на различном удалении от глаз пациента. Данный аппарат, как и подобные ему, относится к линзовым стационарным.

Для лечения на стационарных аппаратах необходимо зафиксировать голову пациента на определенном расстоянии, используя полочку для подбородка, что вызывает негативное отношение к лечению у детей, так как сидеть в определенной позе долгое время для них тяжело. Заниматься в любой удобной для пациента позе без фиксации головы позволяет портативный аппарат.

К портативным относится аппарат для тренировки аккомодации АКТ-3 (электронный ресурс http://www.8a.ru/kat/big/23745.ipg) [9]. Аппарат выполнен в виде трубы со сменными слайдами и ориентирован на домашнее использование. При работе пациент наблюдает через монокулярную оптическую систему светящийся тест-объект. За счет перемещения светящегося объекта изменяется удаленность наблюдаемого изображения относительно глаза пациента. Аппарат обеспечивает тренировку и контроль аккомодации, а также контроль остроты зрения и исследование аметропии для оценки диоптрийности очков, которые требуются для коррекции зрения. Однако данный аппарат также относится к линзовым.

Известно безлинзовое устройство для лечения амблиопии (SU 1660697, опубл. 07.07.91 г.) [10]. Устройство содержит корпус, внутри которого по оси расположен вращающийся от микродвигателя непрозрачный диск с частотно-пространственной решеткой, которая выполнена в виде сходящихся к центру и изменяющихся по ширине контрастных полос. Над вращающимся непрозрачным диском неподвижно установлена прозрачная пластина с аналогичной контрастной решеткой, ось симметрии которой смещена относительно оси вращающегося диска.

Пациента усаживают за стол, на котором установлено устройство, включают микродвигатель и приводят непрозрачный диск с частотно-пространственной решеткой в медленное вращение. Пациент наблюдает за центром вращающегося диска в течение 2-3 минут. Вначале пациент видит только широкие участки полос решетки, а по мере стимуляции и повышения зрения становятся видимыми участки полос все меньшей и меньшей толщины. Через 2-3 минуты поверх непрозрачного диска накладывают прозрачную пластину с аналогичной частотно-пространственной контрастной решеткой, ось симметрии которой смещают относительно оси вращающегося диска.

Этим наложением изменяют картину видимых решеток по частоте и контрасту, а также по направлению вращения, чем привлекают большее внимание пациента и обостряют интерес к лечению. Периодически смещают прозрачную пластину относительно центра вращения диска и тем самым получают различные комбинации совмещенного рисунка частотно-пространственных решеток. Наблюдение продолжают 2-3 минуты, после чего проверяют остроту зрения вдали и вблизи. Об эффективности работы аппарата судят по разнице в остроте зрения до и после сеанса. Ежедневно проводят 2-3 сеанса. Для закрепления эффекта через 3-4 недели проводят повторный курс лечения.

Таким образом, при использовании этого устройства тренировка глазных мышц осуществляется путем отслеживания глазом изменения картины видимых решеток по частоте и контрасту, а также направлению вращения частотно-пространственной контрастной решетки, выполненной в виде сходящихся к центру и изменяющихся по ширине контрастных полос. Изменение картины достигают тем, что на вращающийся непрозрачный диск с частотно-пространственной решеткой, накладывают прозрачную пластину с аналогичной частотно-пространственной контрастной решеткой. Поскольку при таком движении видимых решеток отсутствуют четкие границы, а расплывчатые изображения способствуют абстрактному восприятию картинки, глаз пациента не может сфокусироваться на изображении.

Устройство имеет еще один недостаток, который является особенно существенным при лечении детей. Картина видимых решеток по частоте и контрасту, а также направлению вращения частотно-пространственной контрастной решетки, выполненной в виде сходящихся к центру и изменяющихся по ширине контрастных полос, не вызовет у детей интереса, так как не относится к изображениям, которое можно было бы легко осмыслить и сфокусироваться на его границах. Возможность постоянного отвлечения и отсутствия интереса к изображению может привести к низкой эффективности лечения на данном тренажере, который к тому же тренажер не является портативным, для работы с ним пациента усаживают за стол, на котором установлено устройство.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является безлинзовый аппарат ПЛЕОПОР (Л.Л. Веревкин, Е.Я. Швец, Н.В. Свитанько, А.В. Юдачев «Плеоптическое устройство для восстановления зрения амблиопического глаза» [11]. Этот прибор запатентован (UA6122, публ. 15.04.2005) [12]. Аппарат состоит из непрозрачного диска с отверстиями, расположенными по спирали Архимеда, вращающегося с помощью электродвигателя. Перед непрозрачным диском установлен прозрачный экран, а за непрозрачным диском размещена сменная панель с оптотипами, расположенными в восьми секторах. Оптотипы содержат изображение букв, фигур, других смысловых изображений. Между непрозрачным диском и оптотипами находится источник света, освещающий оптотипы. Это может быть электрическая лампа или светодиоды. Ось симметрии прозрачного экрана смещена относительно оси вращающегося непрозрачного диска.

Во время вращения непрозрачного диска пациент последовательно видит фрагменты подсвеченного тест-объекта на панели с оптотипами и должен, подсознательно объединяя их, получить полное изображение подсвеченного оптотипа. Получение полного изображения оптотипа в результате подсознательного слияния его фрагментов в единое целое, для детей младшего возраста намного легче, чем удержание последовательного образа. При наблюдении оптотипа через подвижные отверстия непрозрачного диска, благодаря спиральному расположению отверстий, процесс предъявления оптотипа происходит по окружности и к центру. Использование отверстий, распложенных по спирали, дает более эффективную нагрузку на амблиотичный глаз.

Для развития статической остроты зрения ПЛЕОПОР дает возможность одновременного выполнения формирования эффекта последовательного образа, изменения времени предъявления пациенту разных тестовых объектов. Для развития форменного зрения прибор дает возможность распознавания глазом различных геометрических фигур. То, что панель с тест-объектами расположена на расстоянии от вращающегося диска, дает возможность тренировки глубинного зрения. За счет применения различных по цвету излучателей появляется возможность осуществлять терапию с разными цветами и яркостью предъявляемых оптотипов. Однако, поскольку в данном аппарате, панель с тест-объектами расположена на расстоянии от вращающегося диска, которое не меняется, то при работе с данным аппаратом, не меняется и расстояние от глаза пациента до изображения, поэтому тренировки глазных мышц путем отслеживания изменения расстояния между изображением и глазом пациента не происходит. Это снижает эффективность аппарата в отношении лечения косоглазия, кроме того, как показали исследования, дети большее внимание уделяют самому процессу вращения, замечая, что диск крутится, вместо лечения и фокусировки дети разглядывают его края и отвлекаются. Однако аппарат ПЛЕОПОР также не относится к портативным, при проведении тренировки пациента сажают перед аппаратом так, чтобы глаз пациента находился на расстоянии 33 см от сменного оптотипа, вставляемого за диском с отверстиями.

Предложен портативный безлинзовый тренажер для глаз, содержащий смонтированные с возможностью перемещения относительно друг друга, освещаемые непрозрачный и прозрачный диски с изображениями, тренажер содержит наружную трубу, в которой соосно расположены непрозрачный диск и внутренняя полая труба, один конец которой является окуляром, а на другом конце концентрично по отношению к непрозрачному диску расположен прозрачный диск, при этом внутренняя труба смонтирована с возможностью вращательно-возвратно-поступательного движения относительно наружной трубы.

Вращая внутреннюю полую трубу относительно наружной, пациент изменяет расстояние между изображениями на дисках, приближая или отдаляя изображение на прозрачном диске, который находится на конце внутренней трубы, относительно изображения на непрозрачном диске, который находится в наружной трубе. Расстояние от глаз пациента до изображения на прозрачном диске при этом изменяется. Желательно, чтобы изображения на дисках были такими, чтобы при сближении или отдалении друг от друга они составляли картину с общим смыслом. В этом случае пациент, особенно ребенок, способен заинтересоваться получением такой картины и удержать этот интерес в течение времени, необходимого для эффективного лечения.

Высокая эффективность тренажера обусловлена синергетическим эффектом, полученным от нового сочетания различных принципов тренировки глазных мышц. При его использовании чередование расслабления и напряжения цилиарной мышцы глаза путем изменения расстояния между изображением и глазом пациента с более близкого на более удаленное и обратно, сочетается с отслеживанием глазом изменения изображения на одном диске относительно изображения на другом. Это позволяет портативному устройству сохранить преимущества аппарата ПЛЕОПОР, такие как возможность развития статической остроты зрения, форменного зрения, тренировки глубинного зрения, но и повысить эффективность лечения косоглазия, притом, что заявленный тренажер способен заинтересовать ребенка в смысловых изображениях, удержать его интерес в течение времени, необходимого для эффективного лечения.

Изобретение иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1, 2, 3, 4 представлены фото заявленного тренажера при различном положении наружной и внутренней труб; на фиг.5 чертеж тренажера в разрезе. Тренажер содержит наружную трубу 1, в которой телескопически расположена внутренняя полая труба 2 с неоптическим окуляром 3, на конце трубы 2, противоположном окуляру 3, смонтирован прозрачный диск 4, который может быть выполнен из прозрачной бумаги. Диск 4 содержит изображение божьей коровки. Концентрично по отношению к диску 4 в трубе 1 смонтирован непрозрачный светопроницаемый диск 5, который может быть выполнен из картона. На диске 5 находится изображение цветка. Диски могут быть выполнены в виде дисплея. В трубе 1 размещен также источник света 6, освещающий изображения на дисках.

В качестве источника света можно использовать искусственный источник света, который может работать как в импульсном, так и в непрерывном режимах времени, или многоцветовой светодиод, предпочтительно красный, синий, зеленый. В качестве источника света может использоваться также табло, которое может быть выполнено в виде дисплея, предназначенного для визуального отображения цифровой, цифро-буквенной или графической информации электронным способом. Источник питания для источника света может быть автономным, стационарным, может содержать в себе ионистор или гибридные варианты. Устройство может иметь встроенный таймер и по завершении автоматически выключаться.

Тренажером, который назван «ЛЕЧИ-ИГРАЙ», рекомендовано пользоваться следующим образом. Сядьте с ребенком в удобное спокойное место напротив друг друга. Расскажите, что теперь будете искать кота глазами, объяснив, что без помощи ребенка его не найти. Попросите его повторять то, что делаете Вы. Начните стих нараспев медленно, в таком ритме, чтобы было удобно делать упражнение. В такт стихотворения показывайте ребенку упражнения, которые указаны в скобках. Например,

Ходит кот, кот-проглот, (начните вращать глазами по часовой стрелке) Где, где, где моя сметанка? (резко переводите глаза по горизонтали) А потом наоборот! (вращайте глазами против часовой стрелки) Съел всю нашу запеканку! (резко переводите глаза по вертикали) Где же он, не знаем сами, (сводить несколько раз глаза к переносице) Поморгаем мы глазами! (осуществлять частое моргание глазами)

Повторите упражнение 1-2 раза. Нажатием кнопки включите тренажер, выберите режим освещения, наиболее подходящий к окружающей обстановке. Попросите ребенка рассказать о том, например, сколько лапок у божьей коровки или точек на спине. Медленно перемещая прозрачный диск с изображением божьей коровки, отодвигая его от непрозрачного диска с цветком и поворачивая, расспросите, какого цвета цветок и т.д. Повторите занятие в течение 5 минут. После использования на 1 минуту включите режим мерцания, затем переключите в обычный режим тренировки. Предоставьте ребенку 5-10 минут для самостоятельной игры. После завершения уберите тренажер до следующего занятий. Это необходимо, чтобы сохранить интерес к тренировке. Занятия рекомендуется проводить ежедневно в течение 10-12 дней. Затем следует сделать перерыв и начать занятия в следующем месяце. Не рекомендуется снимать очки на занятиях. Если Ваш ребенок носит заклейку, не снимайте ее на занятиях.

Пациент 1: ребенок, 4 года. Диазноз: гиперметропия средней степени обоих глаз, косоглазие сходящиеся ОД, гиперметропический астигматизм, амблиопия. Vis OD=0.04 Vis OS=0.80. Ребенок лечился с помощью окклюзии и других плеоптических методов в течение 2-х лет курсами по 10 занятий с перерывами на 2-3 месяца. Эффективность лечения позволила достичь следующих результатов: Vis OD=0.1 Vis OS=0.80. Проверка рефракции проводилась, в том числе на фоне циклоплегии, при исследовании применились также профессиональные диагностические приборы.

После лечения с помощью тренажера «ЛЕЧИ-ИГРАЙ» в течение 6 месяцев курсами по 10 ежедневных занятий ежемесячно: Vis OD=0.35 Vis OS=0.90.

Еще через 6 месяцев занятий по вышеописаной методике: Vis OD=0.6 Vis OS=1.

Спустя еще 6 месяцев занятий: Vis OD=0.95 Vis OS=1.

Таким образом, эффективность применения тренажера «ЛЕЧИ-ИГРАЙ» зафиксирована после 6 месяцев занятий, (пятнадцатиминутная стимуляция с помощью предлагаемого прибора), при лечении в течение полутора лет практически полностью восстановилось зрение у пациента 1, (острота зрения на правый глаз повысилась с 4-8% до 95%, острота зрения на левый глаз с 80% до 100%). Полученный эффект сохранился. Косоглазие исправлено консервативным методом лечения с помощью тренажера «ЛЕЧИ-ИГРАЙ».

Пациент 2: ребенок, 6 лет. Диагноз: сходящееся содружественное косоглазие, амблиопия средней степени обоих глаз. Vis OD=0.6-0.7 Vis OS=0.4. До этого пациент проходил безуспешно лечение в кабинете охраны зрения при применении известных способов в течение 1 года, в том числе проводя курсы аппаратной терапии (лазерная стимуляция, видеокомпьютерный аутотренинг и др.). После применения тренажера «ЛЕЧИ-ИГРАЙ» по истечении 6 месяцев по вышеописанной методике: Vis OD=0.7 Vis OS=0.6. При продолжении лечения, спустя еще 6 месяцев: Vis OD=0.9 Vis OS=0.7. Пациент избавился от косоглазия правого глаза, существенно снизилось проявление косоглазия на левый глаз. При последующем лечении на протяжении еще 6 месяцев: косоглазие было исправлено, для закрепления полученного результата пациент продолжал лечение на протяжении еще 6 месяцев.

Лечение проходило в игровой форме и было положительно воспринято детьми, они охотно вовлекались в занятия, что способствовало повышению эффективности лечения. После регулярных занятий с тренажером максимальные результаты: острота зрения увеличилась с 8% до 95% для правого глаза и с 80% до 100% для левого глаза. Полученный эффект позволил преодолеть сходящееся косоглазие и подтвержден офтальмологами. Преимущество аппарата - игровая форма, мобильность, простота применения, лечение аппаратом наиболее эффективно для детей, может применяться и для взрослых пациентов.

Заявленная конструкция позволяет дополнить тренажер следующими возможностями. Тренажер может содержать разъем для подключения его к ПК или смартфону, блоку управления посредством кабеля, например USB, модуля wi-fi и другими способами передачи информации (включая Bluetooth, Infrared) для осуществления индивидуальных настроек и зарядки аккумуляторов. Может комплектоваться для ПК, смартфона, блока управления специальными программами планирования и отслеживания занятий. Тренажер может снабжаться информацией, включая данные, полученные с программного блока для обработки информации, поступающей с электродов, таких как, например, рекомендуемые параметры в зависимости от индивидуальных особенностей, возраста и цели применения тренажера. Тренажер может комплектоваться модулем передачи данных посредством Infrared Data Association - IrDA, а также модулем передачи данных на базе технологий Wi-Fi и модулем передачи данных с помощью радиосигнала, например Bluetooth. Изображение внутри трубы 1 может меняться. Управление по смене изображение в трубе 1 и трубе 2 может осуществляться дистанционно, через интернет, смартфон в котором установлено мобильное приложение или ПК с установленной программой.

Управляющий внешний блок может быть выполнен в виде отдельного прибора. Управляющий блок может управлять световым потоком, содержать блок электростимуляции и блок лазеростимуляции. На окуляре тренажера можно разместить электроды для воздействия на мышцы глаз электрического тока, температуры и ультразвука. Тренажер может быть снабжен программным блоком для обработки, поступающей от электродов, информации о функциональном состоянии глазных мышц и укомплектовано программой, которая позволяет контролировать процесс лечения, вести календарь фактических проведенных и планируемых занятий. Программа, поставляемая в комплекте с тренажером, может визуализировать полученную информацию с электродов в графическом виде. Программа, поставляемая в комплекте с тренажером, может анализировать данные (возраст, заболевание, функциональное состояние глазных мышц и другие данные), автоматически подбирать необходимый режим, далее позволяет установить персональные настройки непосредственно в устройство, которое будет в автоматическом режиме включать, выключать различные блоки и модули устройства, переключать режимы работы, тем самым полностью автоматизируя процесс лечения. Тренажер может включать модуль экспресс-диагностики зрения.

Тренажер может иметь динамик для информирования о завершении этапа, обучаемый звуковой анализатор речи, микрофон. Тренажер может автоматически переключать изображение, если тот, кто проходит лечение, правильно называет изображение, находящееся на табло, может управляться с помощью голосовых команд.

В зависимости от индивидуальных особенностей, возраста, причины применения тренажера с помощью специальных программ можно подбирать режим профилактики или лечения, с возможностью определения рекомендуемых видов плеоптического воздействия и устанавливать данные настройки в управляющий блок устройства. Электростимуляция и ультразвуковая терапия (воздействие ультразвуком на орган зрения в непрерывном или импульсном режиме), а также инфракрасная лазерная терапия (воздействие на глаз инфракрасным излучением с близкого расстояния) могут выступать в качестве составляющей комплекса лечения заявленным тренажером.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет создать портативный безлинзовый тренажер для глаз, способный заинтересовать ребенка в смысловых изображениях, удержать его интерес в течение времени, необходимого для эффективного лечения.

Изобретение относится к медицинской технике. Портативный безлинзовый тренажер для глаз содержит смонтированные с возможностью перемещения относительно друг друга, освещаемые непрозрачный и прозрачный диски с изображениями. Тренажер содержит наружную трубу, в которой соосно расположены непрозрачный диск и внутренняя полая труба, один конец которой является окуляром, а на другом конце концентрично по отношению к непрозрачному диску расположен прозрачный диск. При этом внутренняя труба смонтирована с возможностью вращательно-возвратно-поступательного движения относительно наружной трубы. Применение изобретения позволит повысить эффективность тренировок зрения. 5 ил.

Портативный безлинзовый тренажер для глаз, содержащий смонтированные с возможностью перемещения относительно друг друга, освещаемые непрозрачный и прозрачный диски с изображениями, отличающийся тем, что тренажер содержит наружную трубу, в которой соосно расположены непрозрачный диск и внутренняя полая труба, один конец которой является окуляром, а на другом конце концентрично по отношению к непрозрачному диску расположен прозрачный диск, при этом внутренняя труба смонтирована с возможностью вращательно-возвратно-поступательного движения относительно наружной трубы.