Бинокулярный оптометрический комплекс для лечения амблиопии Российский патент 2023 года по МПК A61F9/00 A61B3/32 A61B3/09 A61B3/08 A61B5/24 A61B5/291 

Настоящее изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для повышения и восстановления остроты зрения при различных формах амблиопии.

В коррекции зрения нуждается значительная доля населения любой страны — примерно треть. Это обусловлено патологией органов зрения в детском и пожилом возрасте, большими зрительными нагрузками в среднем возрасте, нарушением рефракции глаза в пожилом и старческом возрасте.

Сейчас часто практикуется консервативное лечение зрения у детей с помощью различных аппаратов. В этом возрасте легче устранить офтальмологические проблемы и избежать низкой остроты зрения в старшем возрасте. В терапии офтальмологических патологий у несовершеннолетних пациентов применяются разные программы и устройства.

Известен целый ряд устройств для лечения функциональных зрительных расстройств, в том числе и амблиопии.

Например, известно устройство для лечения функциональных зрительных расстройств (RU 2310426, кл. A61F 9/00, 2007 г.) включающее протяженный корпус с отверстием на переднем торце и зачерненной внутренней поверхностью, ряд последовательно установленных друг за другом вдоль и перпендикулярно продольной оси корпуса на определенном расстоянии подложек с размещенными на каждой из них зачерненным экраном с прорезью и источником монохроматического света, обращенных к торцевому отверстию, источник монохроматического света, распределитель импульсов и импульсный блок питания.

Известно также устройство для лечения амблиопии (RU 2687814, кл. A61F 9/00, 2019 г), содержащее бинокулярную оправу, на которой для каждого глаза смонтированы элементы электромагнитного воздействия, выполненные в виде ИК-диодов и магнитных элементов, расположенных на линии, форма которой соответствует орбитальной части круговой мышцы глаза, лазеры и блок формирования стимулирующих сигналов, выходы которого подключены к элементам электромагнитного воздействия. Бинокулярная оправа состоит из корпуса с заушными дужками, лицевой маски, прилегающей к лицу с обеспечением защиты от внешней засветки, механизма регулировки межцентрового расстояния, связанного с лазерами, с обеспечением их положения по центру зрачков, и светозащитной накладки, расположенной с внешней стороны корпуса бинокулярной оправы, а также пульт управления, подключенный к блоку формирования стимулирующих сигналов. При этом блок формирования стимулирующих сигналов и механизм регулировки межцентрового расстояния закреплены на корпусе и расположены в полости светозащитной накладки.

Недостатком известных устройства является невозможность осуществления контроля за положением глаз пациента медицинским персоналом во время проведения процедуры лечения из-за того, что у конструкции прибора закрыта периферическая часть, что снижает эффективность лечения амблиопии.

Проблемой, на которую направлено изобретение, является разработка бинокулярного оптометрического комплекса для возможности лечения амблиопии пациентам разной возрастной категории, в том числе детям.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности лечения амблиопии любой степени сложности у пациентов разного возраста за более короткий срок.

Поставленная проблема и заявленный технический результат достигаются за счет того, что бинокулярный оптометрический комплекс для лечения амблиопии, согласно изобретению содержит основание, на котором смонтирована рама аккомодометра, с одной стороны горизонтальной осью соединенная с основанием с возможностью углового перемещения относительно противоположного конца рамы. Аккомодометр включает плоский экран округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном, установленный с возможностью регулируемого перемещения с помощью привода, связанного с блоком управления, по направляющим к бинокулярной насадке с поворотно установленными корригирующими линзами для каждого глаза, снабженной видеоконтрольными устройствами для вывода сигнала от каждого глаза на монитор, узлом подсветки, оптическими элементами, включающими окуляр и светоделительную призму для направления оптического сигнала от глаз исследуемого. Аккомодометр связан с энцефалографом, соединенным с электродами шлема, подключенными к пациенту и с компьютером, включающим программное обеспечение Еye - tracker для управления взглядом, управляющие выходы которого подключены к приводу плоского экрана округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном, для управления его движением и к видеоконтрольному устройству бинокулярной насадки.

Узел подсветки бинокулярной насадки снабжен ИК - светодиодами. Видеоконтрольные устройства снабжены инфракрасными камерами.

Привод перемещения плоского экрана округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном, выполнен в виде шагового двигателя.

Управляющие выходы компьютера, включающего программное обеспечение Еye - tracker для управления взглядом, подключены к устройству звукового оповещения пациента.

Бинокулярный оптометрический комплекс содержит пульт управления для регулируемого перемещением паттерна со скоростями в диапазоне (1...100) мм/с, а также для контроля его текущего положения.

Возможность углового перемещения одного конца рамы аккомодометра относительно противоположного конца рамы обеспечивает разное по высоте положение бинокулярной насадки для корректировки положения глаз пациента относительно оптических элементов, что важно для точного расположения зрительной оси напротив необходимого оптического элемента.

Выполнение экрана плоской округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном позволяет исключить контроль угловых зон экрана. Такая форма экрана нивелирует побочные посторонние зрительные стимулы, осуществляет получение "чистого" ответа клеток зрительной коры исключительно на предъявляемый стимул, что повышает эффективность лечебного процесса, за счет одинакового расположения любой точки экрана по отношению к зрительной системе.

Регулируемое перемещение плоского экрана с демонстрируемым на нем паттерном к бинокулярной насадке, необходимо для определения ближайшей и дальней точки ясного видения, и дальнейшего проведения лечебных процедур исходя из полученных значений.

Связь аккомодометра с компьютером и с энцефалографом осуществляется за счет программного обеспечения Еye-tracker для управления движением экрана к видеоконтрольному устройству бинокулярной насадки. Программа Еye-tracker отслеживает положение глаза и позволяет контролировать правильность выполнения пациентом лечебных процедур, для повышения эффективности проведения лечебного процесса.

Программа Eye-tracker предназначена для отслеживания направления взгляда человека. В основу ее функционирования положен метод отслеживания контраста между зрачком и радужной оболочкой, который возникает при инфракрасной подсветке глаз.

Наличие звукового сигнала необходимо для оповещения пациента о необходимости смотреть в определенную точку при смещении взора. Это позволяет вернуть взгляд пациента на паттерн, для продолжения лечебного процесса.

Указанные признаки изобретения обеспечивают синхронность между связями, проводящую зрительно вызванные потенциалы и передающую информацию на устройство, которое регулирует размер паттернов на экране для демонстрации идентичных парных элементов тест-объектов, обеспечивая обратную биологическую связь между регистрируемым зрительно вызванным потенциалом и размером тест-объекта, который видит пациент, а программное обеспечение Еye-tracker позволяет отслеживать, контролировать и направлять положение глаза пациента во время лечебных процедур для получения высокого клинического результата.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 – общий вид бинокулярного оптометрического комплекса для лечения амблиопии; на фиг. 2 –функциональная схема работы комплекса.

На чертежах позициями обозначено:

1 – основание аккомодометра,

2 - рама аккомодометра,

3 - плоский экран округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном;

4 – привод, выполнен в виде шагового двигателя,

5 - бинокулярная насадка (включающая: видеоконтрольное устройство, узел подсветки, оптические элементы, окуляр, светоделительную призму и поворотно установленные корригирующие линзы для каждого глаза)

6 - монитор,

7 - энцефалограф,

8 – шлем

9 – электроды шлема

10 - пациент

11 - компьютер с программным обеспечением Еye-tracker.

12 – пульт дистанционного управления,

13 – лицевой установ,

14 - ручка механического подъемника рамы 2 аккомодометра, вокруг горизонтальной оси,

15 – блок управления,

16 – ручка вращения для подъема/опускания рамы лицевого установа 13 и подбородника;

17 – направляющие

18 – видео контрольное устройство для правого глаза

19 - видео контрольное устройство для левого глаза

Для проведения лечения на пациента 10 надевают шлем 8 с электродами 9, которые подключают к энцефалографу 7. Энцефалограф 7 подключают к компьютеру 11 с установленным программным обеспечением Еye-tracker. На неподвижном основании 1 закреплена рама 2 аккомодометра, имеющая возможность поворачиваться относительно горизонтальной оси на небольшие углы. Лицевой установ 13 закреплен на корпусе прибора. С помощью вращения ручек 14 и 16 поднимается вверх или опускают вниз лицевой установ 13 и подбородник для фиксации положение головы и для корректировки положения глаз пациента 10 относительно оптических элементов, а также рама 2 аккомодометра, Пульт управления 12 подключают по сигнальному входу блока управления 15 для регулируемого перемещения плоского экрана 3 округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном со скоростями в диапазоне (1...100) мм/с, а также, для осуществления контроля его текущего положения. Блок управления 15 подключают к монитору 6, который соответствует стандарту VGA, и к компьютеру 11 для возможности трансляции паттерна плоского экрана 3 на монитор 6. Данное соединение обеспечивает ввод-вывод всех необходимых сигналов от программного управления перемещением плоского экрана 3 с поттерном, а также контроль за его положением. Энцефалограф 7 подключают к компьютеру 11 с программным обеспечением Еye-tracker. Подключают видеоконтрольное устройство 18 и 19 бинокулярной насадки 5 для получения видеосигнала T/V стандарта на инфракрасную камеру (для правого и для левого глаза). Видеосигнал представляет собой изображение глаз пациента 10. В видеоконтрольном устройстве 18 и 19 для каждого глаза используют светодиоды (на фиг. не показано), которые освещают глаз инфракрасным излучением, создавая блики на сетчатке и зрачке. Видеокамера делает снимки, полученного видеоизображения, а программа Еye-tracker вычисляет значения различных параметров взаимного расположения бликов, анализирует их и определяет направление взгляда человека.

Бинокулярная насадка 5, окулярами, узлом подсветки с источником света в виде ИК светодиодов и видеоконтрольным устройством 18 и 19 осуществляет наблюдение за глазами пациента 10, а также перемещающийся по направляющим от или к бинокулярной насадке 5 жидкокристаллический плоский экран 3 округлой формы с паттерном.

Для обоих режимов (для правого и левого глаза) перемещение плоского экрана 3 необходим контроль его положения вдоль оптической оси бинокулярного оптометрического комплекса.

Оптическая схема бинокулярной насадки 5 включает каналы регистрации, в состав которых входят: основной канал наблюдения и канал регистрации движение глаз. Основной канал наблюдения включает тест - объекты паттерна, на котором высвечиваются парные идентичные элементы тест-изображения. В каждый канал регистрации движения глаза входит (по ходу света) окуляр, светоделительная призма, объектив и приемник изображения с ПЗС-матрицей типа V/C SK-1003 B/W LG 1/3''. В канале регистрации движение глаз изображение глаза передастся на приемник (на фиг. не показано) с увеличением V=-0,64. В канале регистрации движения глаз аберрации осевого пучка составляет около 0,05 мм, по полю - порядка 0,1-0,15 мм, что также достаточно для решения задачи указанного канала.

Качество изображений в основном канале высокое: при D'_o=0 диоптрий (Sl=-297,2 мм) аберрации для осевого пучка - менее одной минуты, по полю - порядка трех минут: при D'o=+5 диоптрий (Si=-892 мм) и при D'₀=-7 диоптрий (Sl - 153,8 мм) аберрации осевых пучков ±0,05 диоптрий.

Конструкционная особенность устройства заключается в том, что оно является источником стимулов для генерации зрительных вызванных потенциалов (ЗВП), проведения ЗВП и создания условий для реализации принципа обратной функциональной связи между компьютером 11 и движением плоского экрана 3 с паттерном. Точка исчезновения паттернов регистрируется при удалении глаз в процессе удаления паттерна. Точка регистрации потенциалов отодвигается при каждом приближении вперёд. Результативность эффективного лечения будет достигаться за счет возможности максимального отдаления вперед точки дальнейшего ясного зрения и инициирования зрительного восприятия паттерна с угловыми величинами, соответствующими остроте зрения со стороны зрительной коры за счет активации рефлекторных зон.

Комплекс реализует следующие возможности:

- максимальная диагностируемая острота зрения V-0,8;

- изменяемое межзрачковое расстояние h=45-75 мм;

- перемещение плоского экрана с демонстрируемым на нем паттерном соответствует сходимости за окуляром прибора;

Do = от +5 до -7 диоптрий;

- проведение лечения пациентов с амблиопией при остроте зрения от 0,05 до 0,8;

- отслеживание положения глаза, анализ окружности лимба и внутренней поверхности зрачка, с контролем ровного положения глазного яблока;

- анализ проводимого лечения посредством регистрации зрительно вызванных потенциалов;

- передача информации о результатах зрительно вызванных потенциалов на блок управления, для регулирования движением плоского экрана 3 с демонстрируемым на нем паттерном.

За счет возможности реализации принципа обратной связи между движениями оптико-механической части (монитора) и качеством зрительного восприятия (характеристиками ЗВП) в условиях полного отсутствия побочных возмущающих частот или стимулов, с помощью заявленного бинокулярного оптометрического комплекса эффективно осуществляется эффективное лечение амблиопии.

Настоящее изобретение промышленно применимо, реализовано и показывает высокие результаты при лечении амблиопии у пациентов с 3 лет.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии. Бинокулярный оптометрический комплекс для лечения амблиопии характеризуется тем, что он содержит основание, на котором смонтирована рама аккомодометра, с одной стороны горизонтальной осью соединенная с основанием с возможностью углового перемещения относительно противоположного конца рамы. Аккомодометр включает паттерн в виде плоского экрана округлой формы, установленный с возможностью регулируемого перемещения с помощью привода, связанного с блоком управления, по направляющим к бинокулярной насадке, снабженной видеоконтрольным устройством для вывода сигнала от каждого глаза на монитор, узлом подсветки, оптическими элементами, включающими окуляр и светоделительную призму для направления оптического сигнала от глаза исследуемого и поворотно установленные корригирующие линзы для каждого глаза. Аккомодометр связан с энцефалографом, соединенным с электродами шлема, подключенными к пациенту, и с компьютером, включающим программное обеспечение Eye-tracker для управления взглядом, управляющие выходы которого подключены к приводу паттерна для управления его движением, к устройству звукового оповещения пациента и видеоконтрольному устройству и бинокулярной насадке. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности лечения амблиопии любой степени сложности у пациентов разного возраста за более короткий срок. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Бинокулярный оптометрический комплекс для лечения амблиопии, характеризующийся тем, что он содержит основание, на котором смонтирована рама аккомодометра, с одной стороны горизонтальной осью соединенная с основанием с возможностью углового перемещения относительно противоположного конца рамы, при этом аккомодометр включает плоский экран округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном, установленный с возможностью регулируемого перемещения с помощью привода, связанного с блоком управления, по направляющим к бинокулярной насадке с поворотно установленными корригирующими линзами для каждого глаза, снабженной видеоконтрольными устройствами для вывода сигнала от каждого глаза на монитор, узлом подсветки, оптическими элементами, включающими окуляр и светоделительную призму для направления оптического сигнала от глаз исследуемого, кроме того, аккомодометр связан с энцефалографом, соединенным с электродами шлема, подключенными к пациенту, и с компьютером, включающим программное обеспечение Еye-tracker для управления взглядом, управляющие выходы которого подключены к приводу плоского экрана округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном для управления его движением и к видеоконтрольному устройству бинокулярной насадки.

2. Бинокулярный оптометрический комплекс по п. 1, отличающийся тем, что узел подсветки бинокулярной насадки снабжен ИК-светодиодами.

3. Бинокулярный оптометрический комплекс по п. 1, отличающийся тем, что видеоконтрольные устройства снабжены инфракрасными камерами.

4. Бинокулярный оптометрический комплекс по п. 1, отличающийся тем, что привод перемещения плоского экрана округлой формы с демонстрируемым на нем паттерном выполнен в виде шагового двигателя.

5. Бинокулярный оптометрический комплекс по п. 1, отличающийся тем, что управляющие выходы компьютера, включающего программное обеспечение Eye-tracker для управления взглядом, подключены к устройству звукового оповещения пациента.

6. Бинокулярный оптометрический комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он содержит пульт управления.