Система для проверки зрения Российский патент 2024 года по МПК A61B3/24 G16H50/20 G16H80/00 

Область техники

Изобретение относится к офтальмологическому оборудованию, в частности, к системам для проверки зрения и может быть использовано при производстве медицинского оборудования для проверки зрения.

Уровень техники

Из уровня техники известен ряд портативных офтальмологических приборов, позволяющих проводить проверку поля зрения пациента, в том числе, оснащенных средствами передачи данных на персональное устройство пользователя по беспроводной сети.

Так, из документа US 2022218193 А1 известно портативное устройство для проверки здоровья глаз, представляющее собой очки дополненной реальности, включающие в свою конструкцию ряд диагностических средств для исследования разных параметров глаз и характеристик зрения, в частности, средства диагностики поля зрения и видеокамеру, позволяющую наблюдать за движением зрачка пациента в ходе проведения процедуры диагностики. Очки снабжены средствами передачи данных по беспроводной сети, такой как WiFi или Bluetooth, на портативное устройство пользователя, такое как лэптоп или смартфон. Также предусмотрена возможность непосредственного подключения очков к портативному устройству с помощью кабеля. Очки позволяют проводить тесты, в том числе, с использованием точек или объектов, отображаемых на экране.

Из документа US 2022313076 А1 известно портативное устройство для проверки зрения, представляющее собой гарнитуру с двумя экранами, располагающимися напротив глаз пациента. В частном варианте выполнения, это могут быть очки дополненной реальности. Гарнитура снабжена пользовательским интерфейсом, средствами приема-передачи данных по беспроводной сети и кнопкой обратной связи, позволяющей пользователю подтвердить видимость демонстрируемых ему тестовых объектов. Пользовательский интерфейс может включать средства передачи звуковой информации и микрофон для ввода голосовых ответов. Информация, получаемая гарнитурой в ходе проверки зрения, передается на портативное устройство пользователя, такое как смартфон или персональный компьютер лечащего врача, и далее может сохраняться в памяти этого устройства или передаваться на сервер. Для идентификации пользователя может использоваться штрих-код или номер. Устройство позволяет проводить исследования поля зрения пациента и выявлять слепые зоны, а также тестировать остроту восприятия цвета за счет вывода на экран зеленых, красных и синих тест-объектов.

К недостаткам описанных технических решений можно отнести форму этих устройств. Экраны, располагаемые напротив глаз пациента выполнены плоскими, что не позволяет расположить на них объекты для тестирования периферических областей сетчатки глаза. Кроме того, расположение экранов в оправе очков, не позволяет выявить выпадение верхне-внутреннего квадранта («назальной ступеньки») из-за наличия естественных механических преград, обусловленных строением лица. Дополнительным недостатком выполнения прибора для проверки зрения в виде очков является то, что их размер не является универсальным - разным пользователям понадобятся очки разных размеров.

Из уровня техники также известно портативное устройство для исследования поля зрения, где ряды тест-объектов расположены на внутренней поверхности сферического экрана. Данное устройство описано в документе RU 2285440 С2. Сферический экран с рядами тест-объектов располагается на внутренней стороне сферического корпуса, снабженного смотровым отверстием и ручкой. Диаметры корпуса, демонстрационного экрана с рядами световых точек и смотрового окна составляют соответственно (2,25 - 2,4)L, (1,75 - 1,9)L и (0,85 - 1,1)L, где L - горизонтальный размер глазницы человека. Тест-объекты располагаются вдоль каждого меридиана с шагом в 10°, при этом на четных меридианах первый тест-объект имеет координату 10°, а на нечетных - 5°. На ручке прибора расположена кнопка подтверждения пациентом видимости демонстрируемых тестовых паттернов. В одном из вариантов выполнения в качестве тест-объектов используются белые светодиоды. В другом варианте выполнения - используются цветные (красные и зеленые). Сферическая форма демонстрационного экрана обеспечивает возможность исследования периферических областей сетчатки глаза, тем самым предоставляя полную информацию о поле зрения пациента и позволяя выявить ряд заболеваний, таких как глаукома, на ранних стадиях.

Однако данное устройство требует проводного подключения к источнику питания и довольно массивному блоку управления, что ограничивает возможности его применения. Кроме того, оно может быть использовано для проведения тестов только одного типа - либо для проверки поля зрения, либо для проверки остроты восприятия цвета по-отдельности. Одно устройство для проведения тестов обоих типов использовано быть не может.

Предложенная система для проверки зрения позволяет проводить широкий спектр тестов с помощью одного прибора. В частности, исследовать центральное и периферическое поле зрения в статическом и динамическом режимах, остроту восприятия цвета; проводить индивидуальные офтальмологические тесты и тесты для выявления неврологических заболеваний.

Система включает компактный беспроводной прибор, позволяющий проводить проверку одного глаза за процедуру. Благодаря округлой форме и небольшим размерам, прибор может быть свободно расположен напротив глаза пациента без каких-либо трудностей связанных с естественными анатомическими препятствиями, такими как нос и надбровные дуги. Смотровое окно прибора фиксирует веки пациента в одном положении, что исключает погрешности, вносимые морганием. Точность проверки дополнительно повышается за счет включения в конструкцию устройства видеокамеры, отслеживающей перемещения зрачка проверяемого глаза.

Система также включает многофункциональную док-станцию, оборудованную панелью управления с дисплеем и емкостным сканером отпечатка пальца. В первом варианте выполнения док-станция имеет малые размеры и является переносной, во втором варианте выполнения док-станция является стационарной. Прибор и док-станция снабжены модулями памяти и блоками приема-передачи данных по беспроводной сети. Данные тестирования могут хранится как на сервере, в памяти прибора и/или док-станции, так и на персональном компьютере пользователя или его лечащего врача. Док-станция также снабжена слотом для установки карты для записи данных с использованием шифрования, что необходимо при передаче конфиденциальной медицинской информации.

Модули памяти прибора и док-станции позволяют загружать и хранить индивидуальные программы проверки зрения, а также персональные данные пациента. Возможность передачи данных по беспроводной сети делает процесс проверки зрения более удобным, одновременно повышая безопасность использования прибора. Наличие док-станции, оборудованной панелью управления с дисплеем, обеспечивает простоту взаимодействия с офтальмологическим прибором и процесса передачи данных на персональный компьютер пользователя/ лечащего врача. А наличие средств идентификации по отпечатку пальца позволяют быстро и точно установить личность пользователя, не требуя использования каких-либо дополнительных элементов, содержащих, например, штрих-код.

Взаимодействие с устройством и док-станцией может осуществляться как с помощью специализированного приложения, установленного на портативное устройство или компьютер пользователя, так и с помощью чат-бота на базе приложений-мессенджеров, социальных сетей и рабочих платформ таких, как Telegram, WeChat, WhatsApp, Facebook, VKontakte, Skype и подобных.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание системы для проверки зрения, включающей компактный беспроводной прибор для проверки зрения, позволяющий проводить широкий спектр офтальмологических тестов, в частности, исследовать периферическое поле зрения и остроту цветового восприятия глаза пациента; док-станцию, оборудованную панелью управления с дисплеем и сенсором отпечатка пальца, позволяющую осуществлять проводную и беспроводную передачу данных, в том числе, с применением алгоритмов шифрования; и компьютерное устройство с возможностью установки программного обеспечения для взаимодействия с прибором и док-станцией и/или с возможностью установки, по меньшей мере, одного приложения-мессенджера, поддерживающего чат-бот для взаимодействия с прибором и док-станцией.

Техническим результатом заявленного изобретения является, разработка мобильной системы для проверки зрения с одновременным обеспечением повышения точности выявления скрытых патологий глаза и неврологических заболеваний, приводящих к деградации зрительного восприятия, в том числе, глаукомы и рассеянного склероза с учетом анатомических особенностей строения лица пациентов; а также повышение безопасности хранения и передачи данных.

Раскрытие изобретения

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что система для проверки зрения, включающая портативный прибор для обследования глаза, док-станцию и компьютер, где

прибор для обследования глаза характеризуется наличием сферического экрана в сфероподобном корпусе со смотровым окном,

ручки с кнопкой приема ответа пациента, блока питания,

модуля хранения, обработки и передачи информации, включающего, в том числе, средства приема-передачи данных по беспроводной сети и средства воспроизведения аудиосообщений;

проем смотрового окна выполнен с возможностью установки в нем фиксатора с корригирующей линзой и снабжен адаптивным контактным кольцом, выбираемым в зависимости от анатомической формы лица пациента;

док-станция выполнена с возможностью подключения к ней одного или более кабелей передачи данных и характеризуется наличием:

панели управления с дисплеем и сканером отпечатка пальца, гнезда для установки и зарядки прибора для исследования глаза, блока питания,

модуля хранения, обработки и передачи информации, включающего, в том числе, средства воспроизведения аудиосообщений и средства приема-передачи данных по беспроводной сети; и выполненного с возможностью установки дополнительного модуля памяти, поддерживающего функцию шифрования данных,

компьютер выполнен с возможностью обмена данными по беспроводной сети, а его характеристики позволяют установить и использовать специальное программное обеспечение и/или приложение, поддерживающий чат-бот, для взаимодействия с прибором для обследования глаза и док-станцией.

Вариативно, сферический экран выполнен с возможностью демонстрации точечных световых тест-объектов, оснащен подсветкой, отвечающей стандарту Гольдмана, и средствами регистрации перемещения зрачка; а ручка расположена в нижней части корпуса и выполнена с возможностью подключения к гнезду питания док-станции.

Вариативно, проем смотрового окна выполнен круглым, а диаметры сферической части корпуса прибора для проверки зрения, демонстрационного экрана и смотрового окна равны соответственно 2,25-2,4 L; 1,75-1,9 L и 0,85-1,1 L, где L - горизонтальный размер глазницы человека.

В свою очередь адаптивное контактное кольцо выполнено съемным.

Также адаптивное контактное кольцо выполнено из эластичного материала.

Вариативно, точечные световые тест-объекты размещены на всей площади поверхности экрана в определенном порядке.

Один тест-объект располагается напротив центра смотрового окна, а остальные тест-объекты с равным шагом распределены вдоль меридианов, отстоящих друг от друга на равное расстояние.

Вариативно, 144 световых тест-объекта расположены с шагом 10° вдоль 16 меридианов, разнесенных на 22,5°, где первый тест-объект нечетного меридиана имеет начальную угловую координату 5°, начальная угловая координата первого тест-объекта четного меридиана равна 10°, а начало координат совпадает с расположением центрального тест-объекта.

В качестве световых тест-объектов используются размещенные в отверстиях экрана светодиоды с возможностью изменения цвета свечения.

Вариативно, диоды поддерживают режимы работы, по меньшей мере, в белом, желтом, синем, красном и зеленом цветах.

Дополнительно содержит видеокамеру для фиксации перемещения зрачка пациента.

При этом кнопка приема ответа пациента оснащена средствами звукового оповещения.

Прибор для обследования глаза выполнен с возможностью подключения кабеля передачи данных.

Вариативно, прибор для обследования глаза выполнен с возможностью подключения кабеля зарядки аккумулятора.

Вариативно, док-станция выполнена переносной или стационарной.

В качестве модуля памяти для записи зашифрованных данных может быть использована любая карта типа Micro SD, включая Micro SD TransFlash, Micro SDHC или Micro SDXC.

В качестве сканера отпечатка пальца используют емкостной сканер

Док-станция выполнена с возможностью осуществления зарядки аккумулятора прибора, установленного в гнездо, как от собственного аккумулятора, так и от сети электропитания, к которой она подключена.

Вариативно, док-станция выполнена с возможностью подключения кабеля для зарядки аккумулятора.

В свою очередь компьютер представляет собой стационарный компьютер, лэптоп, планшет или смартфон.

Обмен данными между прибором для обследования глаза, док-станцией и компьютером осуществляется с использованием любого вид связи/соединения, такого как Wi-Fi, и/или Bluetooth, и/или мобильной сотовой связи GSM, 3G, 4G, 5G, LTE, и/или посредством каналов передачи данных со сверхнизким энергопотреблением, формирующих сложные беспроводные сети с ячеистой топологией, таких как ZigBee, и/или LoRa, и/или LoRaWAN, и/или LPWAN, и/или 6L0WPAN, и/или Z-wave.

Характеристики компьютера позволяют установить на него и использовать одно или более приложение-мессенджер, социальную сеть или рабочую платформу, поддерживающую чат-бот, в том числе, Telegram, WeChat, WhatsApp, Facebook, VKontakte, Skype.

Вариативно, адаптивное контактное кольцо может быть выполнено как в виде стандартного круга, овала, так и в виде асимметричного эллипса, многоугольника с закругленными углами, например, треугольника, в том числе треугольник Рело, квадрата, Пентагона, гексагона, гептагона, а также иметь форму сложной геометрической криволинейной фигуры повторяющей строение лица конкретного пациента, а размер контактного кольца выбирается в соответствие с возрастом пациента.

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что в способе проверки зрения с помощью заявленной системы пользователь проходит идентификацию путем сканирования отпечатка пальца на сканере док-станции или путем авторизации с помощью компьютера, выбирает и запускает требуемую программу тестирования из меню, отображаемого на дисплее панели управления док-станции или на экране компьютера, в соответствии с инструкциями, транслируемыми через динамик прибора для обследования глаза или док-станции, устанавливает прибор смотровым окном напротив исследуемого глаза, держа второй глаз закрытым, и выполняет команды, требуемые для проведения тестирования, по завершении тестирования компьютер проводит анализ полученных данных, о результатах которого уведомляет пользователя, выводя их на собственный экран или передавая голосовое сообщение с помощью динамика прибора или док-станции.

Данные тестирования отправляются на сервер.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведено схематическое изображение примера реализации заявленной системы для проверки зрения. В данном примере реализации система состоит из 1 - прибора для проверки зрения, 2 - док-станции, 3 - стационарного компьютера. На чертеже также использованы следующие обозначения:

4 - сферический корпус прибора для проверки зрения;

5 - ручка прибора;

6 - демонстрационный экран;

7 - линия, вдоль которой расположены световые тест-объекты;

8 - видеокамера;

9 - кнопка подтверждения видимости демонстрируемых тестовых паттернов;

10 - динамик прибора;

11 - разъем для подключения кабеля зарядки/ передачи данных;

12 - микрокомпьютер прибора;

13 - блок приема-передачи данных по беспроводной сети прибора;

14 - блок памяти прибора;

15 - аккумулятор прибора;

16 - разъем для установки прибора 1 на док-станцию 2;

17 - дисплей панели управления док-станции;

18 - сканер отпечатка пальца;

19 - динамик док-станции;

20 - микрокомпьютер док-станции;

21 - блок приема-передачи данных по беспроводной сети док-станции;

22 - блок памяти;

23 - аккумулятор док-станции;

24 - разъем для подключения кабеля передачи данных;

25 - слот для установки карты для записи зашифрованных данных;

26 - разъем подключения кабеля питания;

27 - кабель питания;

28 - кабель для передачи данных;

29 - монитор компьютера 3;

30 - системный блок компьютера 3;

31 - процессор;

32 - блок приема-передачи данных по беспроводной сети компьютера;

33 - блок памяти компьютера;

34 - кабель подключения системного блока 30 к монитору 29;

35 - адаптивное контактное кольцо;

36 - винты;

37 - крышка;

38 - текст-объекты;

39 - смотровое окно прибора.

Волнистыми линиями обозначены направления передачи данных по беспроводной сети. В данном примере изображен вариант обмена данными между элементами системы, где обмен данными между прибором и док-станцией, а также между прибором и компьютером осуществляется беспроводным образом, а док-станция подключена к компьютеру напрямую, при помощи кабеля.

Обмен данными между компьютером и док-станцией также может осуществляться беспроводным образом. В примере, представленном на фиг. 1, этот вариант обмена данными между компьютером и док-станцией не показан.

Следует отметить, что блоки 12-15 находятся внутри корпуса прибора, например, внутри его ручки, а на чертеже показаны вне его корпуса для наглядности.

Тонкими стрелками показаны направления передачи данных и сигналов. Так, микрокомпьютер 12 направляет на тест-объекты, расположенные вдоль меридианов 7, сигналы включения и выключения в соответствии с программой тестирования, направляет голосовые инструкции на динамик 10, принимает сигнал нажатия кнопки 9 и данные полученные видеокамерой 8. В предпочтительном варианте реализации прибора кнопка 9 снабжена средствами звукового оповещения о нажатии, однако на чертежах данные средства не отображены. На чертежах также не показаны средства реализации подсветки внутренней поверхности экрана 6.

Микрокомпьютер 12 также обрабатывает данные переданные с других устройств 2 и 3 системы по беспроводной сети с помощью блока 13 и также беспроводным образом может направлять данные на эти устройства. При необходимости микрокомпьютер 12 может записать или извлечь данные из блока памяти 14. Питание всех электронных компонент прибора для проверки зрения осуществляется от аккумулятора 15.

Аналогичным образом осуществляются взаимодействия между микрокомпьютером 20, блоком приема-передачи данных по беспроводной сети 21 и блоком памяти 22 док-станции 2. Помимо основного блока памяти 22 конструкция док-станции также допускает возможность установки дополнительной карты памяти для записи зашифрованных данных в разъем 25. Шифрование может осуществляться микрокомпьютером 20 с применением известных алгоритмов.

Док-станция 2 может работать в автономном режиме, без подключения к сети питания. В этом случае питание всех электронных компонентов док-станции 2 осуществляется от аккумулятора 23. От аккумулятора 23 также может осуществляться зарядка прибора 1 при установке последнего в гнездо 16. При подключении док-станции к сети зарядка прибора 1 осуществляется сквозным образом от сети питания. Зарядка прибора 1 также может подключаться к сети напрямую путем подключения кабеля к разъему 11.

Элементы 16 - 19 выполнены на поверхности корпуса док-станции 2, а элементы 20 - 23 внутри ее корпуса. На фиг. 1 элементы 16-23 показаны в одной плоскости для упрощения восприятия схемы.

Пунктирной стрелкой обозначено направление установки прибора 1.

Процессор 31 компьютера 3 также может записывать и извлекать из блока памяти 33 необходимые данные. Прием и передача данных между компьютером 3 и другими устройствами системы может осуществляться беспроводным образом с помощью блока 32. Док-станция 2 также может быть подключена к компьютеру 3 непосредственно с помощью кабеля 28, как это показано на фиг. 1.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения прибора для проверки зрения 1: а - вид справа, 6 - фронтальный вид. Здесь корпус и ручка прибора образованы двумя крышками 37, соединяемыми между собой с помощью винтов 36. На фиг. 2 также показано контактное кольцо 35.

На фиг. 3 приведен общий вид еще одного варианта выполнения прибора 1. В этом варианте корпус и ручка выполнены в виде единой монолитной детали.

На фиг. 4 показан корпус 4 прибора 1 в горизонтальном разрезе. Здесь дополнительно показано контактное кольцо 35, закрепленное на внешнем краю смотрового окна 39, и тест-объекты 38, расположенные вдоль меридианов 7 на поверхности демонстрационного экрана 6.

Кольцо 35 имеет анатомическую форму: его толщина уменьшается к носу и увеличивается к виску, что обеспечивает плотное прилегание к лицу пациента.

Представленные примеры выполнения прибора 1 и системы, показанные на чертежах, приведены для пояснения сущности изобретения и не ограничивают другие возможные варианты выполнения системы и прибора 1. Так, в частности, вместо стационарного компьютера 3 в систему может быть включен смартфон или планшет, а тест-объекты могут располагаться на поверхности демонстрационного экрана 6 вдоль других направляющих, контактное кольцо 35 смотрового окна 39 и корпус 4 прибора 1 могут иметь иную форму для повышения эргономичности использования. Например, контактное кольцо 35 смотрового окна 39 может иметь форму асимметричного эллипса (яйцевидной формы), многоугольника с закругленными углами (треугольник, в том числе треугольник Рело, квадрат, Пентагон, гексагон, гептагон). Форма контактного кольца 35 может быть выбрана в зависимости от наличия и/или отсутствия эпикантуса, а также от формы строения носа и скул. Этим повышается снижение воздействия на проведение процедуры тестирования зрения, поскольку увидеть световой объект из-за механической преграды в виде носа, эпикантуса, надбровья и скуловой кости не представляется возможным.

В представленных на чертежах вариантах реализации заявленной системы модули хранения, обработки и передачи информации прибора и док-станции включают микрокомпьютер, блок памяти и блок приема-передачи данных по беспроводной сети. Однако данные примеры не ограничивают другие варианты выполнения этих модулей.

Осуществление изобретения

На данный момент из уровня техники известны различные офтальмологические приборы, позволяющие осуществлять несколько типов тестирования, в том числе, с применением световых тестовых паттернов. Многие известные устройства имеют довольно большие габариты и являются стационарными. Устройства такого типа устанавливаются, как правило, в медицинских учреждениях и являются недоступными для рядового пользователя.

Предложенная система для проверки зрения имеет малые габаритные размеры, проста в обращении и может быть использована, как медицинскими работниками, так и пользователями, не имеющими специального образования, что позволяет применять ее за пределами медицинских учреждений - в полевых условиях, на дому, в медицинских кабинетах на предприятиях, в передвижных медицинских комплексах и лабораториях.

Малые размеры и легкость входящего в систему диагностического прибора позволяют использовать его для проверки зрения у лежачих больных, а возможность передачи данных проверки по беспроводной сети позволяет осуществлять обследование дистанционно.

Кроме этого учитываются анатомические особенности исследуемых пациентов, форма их глаз, носа, высота скул, наличие эпикантуса. Указанное влияет на форму контактного кольца, которое может быть выполнено съемным, иметь разные формы (асимметричного эллипса, многоугольника с закругленными углами) и устанавливаться на смотровое окно и/или корпус прибора.

Система имеет широкий спектр эффективного применения и может быть использована для диагностики патологий зрительного анализатора и ряда неврологических заболеваний, приводящих к изменению ширины поля зрения и остроты восприятия цвета, таких как, рассеянный склероз. Входящий в систему компактный диагностический прибор позволяет проводить проверки методами статической, кинетической и сине-желтой периметрии, как в соответствии со стандартными программами, так и по программам, составленным индивидуально для конкретного пациента.

Заявленная система для проверки зрения включает портативный прибор для проверки зрения, док-станцию и компьютер, характеристики которого позволяют установить на него программное обеспечение для взаимодействия с прибором и док-станцией. В некоторых вариантах выполнения система также может включать сервер для хранения данных тестирования.

Портативный прибор для проверки зрения представляет собой полый корпус сфероподобной формы, на внутренней поверхности которого смонтирован сферический демонстрационный экран с противобликовым покрытием. Наблюдение тестовых паттернов, демонстрируемых на экране, осуществляется через выполненное в корпусе смотровое окно, снабженное адаптивным контактным кольцом анатомической формы. Проем смотрового окна выполнен с возможностью установки фиксатора с корригирующей очковой линзой, что позволяет использовать прибор в случаях резко сниженной остроты зрения. Корпус прибора закреплен на вытянутой ручке, снабженной кнопкой подтверждения видимости демонстрируемых тестовых паттернов.

Для формирования тестовых паттернов используются точечные световые тест-объекты, расположенные упорядоченно и равномерно по всей поверхности экрана. Такие тест-объекты, в частности, могут быть реализованы путем размещения в отверстиях на поверхности экрана светодиодов, поддерживающих несколько цветовых режимов работы.

В предпочтительном варианте выполнения один тест-объект является центральным и располагается напротив смотрового окна, а остальные световые тест-объекты с равным шагом распределены вдоль меридианов, отстоящих друг от друга на равное расстояние. При этом равномерность распределения тест-объектов по поверхности экрана достигается за счет смещения точек расположения тест-объектов четных меридианов относительно точек расположения тест-объектов нечетных меридианов.

В частности, 144 световых тест-объекта могут быть расположены с шагом 10° вдоль 16 меридианов, разнесенных на 22,5°, где первый тест-объект нечетного меридиана имеет начальную угловую координату 5°, а начальная угловая координата первого тест-объекта четного меридиана равна 10°. Здесь начало координат совпадает с расположением центрального тест-объекта.

На внутренней поверхности экрана также выполнена подсветка, отвечающая требованиям стандарта Гольдмана, что обеспечивает высокую точность определения границ поля зрения.

Диаметры корпуса, экрана и смотрового окна равны соответственно 2,25-2,4 L; 1,75-1,9 L и 0,85-1,1 L, где L -горизонтальный размер глазницы человека. Часть корпуса со стороны смотрового выполнена сферической, что исключает ограничивающее действие со стороны выступающих частей лица, таких как нос и надбровные дуги.

При развитии оптической нейропатии разного генеза наиболее рано начинают сужаться внутренние границы полей зрения. В частности, при глаукоме это фиксируется как появление «носовой (назальной) ступеньки», то есть выпадение верхне-внутреннего квадранта поля зрения. Диагностика этих изменений с применением известных методов запаздывает, поскольку увидеть световой объект из-за механической преграды в виде носа, надбровья и скуловой кости невозможно.

Заявленная система для проверки зрения позволяет проводить исследования периферических областей сетчатки и диагностировать ряд серьезных заболеваний, таких как глаукома, на ранних стадиях.

Сферическая форма демонстрационного экрана и большое число тест-объектов, расположенных, в том числе, на его периферии обеспечивают возможность получения отклика на раздражение светом от самых крайних, периферических по своему месторасположению, светочувствительных элементов сетчатки глаза, что позволяет расширить границы исследуемого поля зрения до 90° в каждом из четырех квадрантов поля зрения.

Анатомическая форма контактного кольца смотрового окна обеспечивает плотное прилегание устройства к лицу пациента и позволяет зафиксировать веки на время проведения тестирования, что исключает ошибки, обусловленные морганием. Для достижения лучшего эффекта прилегания контактное кольцо выполняют из эластичных материалов, форма которых адаптируется под форму лица пациента. Для того, чтобы была возможность эффективного использования прибора, контактное кольцо выполнено съемным и его форма выполнена с учетом формы и размера глаза, наличия/отсутствия эпикантуса, высоты скул и носа. В частности, форма контактного кольца может быть выполнена в виде асимметричного эллипса (яйцевидной формы), многоугольника с закругленными углами (треугольник, в том числе треугольник Рело, квадрат, Пентагон, гексагон, гептагон), а также другой сложной геометрической криволинейной формы повторяющей строение лица пациента, которая может быть специально выполнена под заказ конкретного пациента, с учетом особенностей строения его лица.

Также размер контактного кольца может варьироваться, с учетом размеров лица пациентов, например, детей и подростков (от 0 до 36 месяцев, от 36 месяцев до 7 лет, от 7 лет до 14 лет и от 14 лет до 18 лет).

Точность диагностики также повышается за счет включения в конструкцию прибора видеокамеры, фиксирующей перемещение зрачка пациента в ходе проведения проверки зрения.

Для управления работой прибора и обмена данными с другими компонентами системы, внутри его корпуса также располагаются, по меньшей мере, микрокомпьютер, блок памяти, аккумулятор и блок приема-передачи данных по беспроводной сети. Кнопка подтверждения пациентом видимости демонстрируемых тестовых паттернов, расположенная на поверхности ручки, оснащена средствами подачи звукового сигнала, подтверждающего факт нажатия.

Ручка прибора выполнена с возможностью установки в предназначенный для этого разъем на док-станции. Прибор может быть дополнительно оборудован динамиком, позволяющим передавать пациенту голосовые инструкции во время проведения процедуры проверки.

Отсутствие необходимости подключения прибора к сети питания делает его более мобильным и безопасным.

Зарядка аккумулятора прибора может осуществляться при установке прибора на док-станцию или путем подключения его к источнику питания или стандартной электросети. В первом случае зарядка может осуществляться как от аккумулятора док-станции, так и сквозным образом от сети электропитания, к которой она подключена. Во втором случае прибор подключается к источнику питания с помощью кабеля, такого как, USB-C.

Док-станция представляет собой корпус, на поверхности которого помимо разъема для установки прибора выполнена панель управления с дисплеем и сканером отпечатка пальца. В предпочтительном варианте осуществления используется емкостной сканер отпечатка пальца. Внутри корпуса док-станции также расположены микрокомпьютер, блок памяти, аккумулятор и блок приема-передачи данных по беспроводной сети.

Док-станция выполнена с возможностью подключения к сети электропитания, а также снабжена одним или более разъемом для подключения кабелей передачи данных.

Док-станция допускает возможность установки дополнительной карты памяти для записи зашифрованных данных. Это может быть карта памяти типа Micro SD T-Flash или любая другая карта, подходящая для этой цели.

Док-станция также оборудована динамиком, позволяющим, например, воспроизводить голосовые инструкции по проведению тестирования или озвучивать информацию, отображаемую на дисплее панели управления, что упрощает процесс взаимодействия с док-станцией пользователям, имеющим проблемы со зрением.

В систему также входит компьютер. Это может быть стационарный персональный компьютер пользователя или его лечащего врача, ноутбук, смартфон, планшет, а также любое другое компьютерное устройство, на котором может быть установлено и использовано специальное программное обеспечение для взаимодействия с прибором и док-станцией.

Обмен данными между компьютером, прибором и док-станцией может осуществляться по беспроводной сети или путем прямого подключения с помощью кабеля.

Взаимодействие пользователя с прибором и док-станцией может осуществляться не только посредством специального программного обеспечения, но и с помощью чат-бота. В этом случае характеристики компьютера пользователя должны обеспечивать возможность установки поддерживающего чат-бот мессенджера, социальной сети или рабочей платформы, такой как Telegram, WeChat, WhatsApp, Facebook, VKontakte, Skype и подобные.

Проверка зрения с помощью заявленной системы осуществляется следующим образом.

Перед началом проверки зрения пациент проходит процедуру идентификации.

Идентификация может осуществляться путем сканирования отпечатка пальца с помощью сканера на панели управления док-станции или путем авторизации через компьютер системы, например, путем указания логина и пароля. Идентификация необходима для записи данных тестирования в личную электронную карту пациента.

Далее, используя программу для ПК, мобильное приложение или меню на панели управления док-станции, выбирают программу тестирования, которая проводным или беспроводным способом передается на прибор для проверки зрения.

Пациент, удерживая прибор за ручку, прикладывает его к лицу, таким образом, чтобы смотровое окно находилось напротив исследуемого глаза. Второй глаз на время проведения процедуры держат закрытым. Глаз может быть закрыт легкой повязкой, рукой или специальной заслонкой.

Далее в начале любого теста пациенту демонстрируют центральный тест-объект, расположенный напротив смотрового окна. После фиксации взгляда на центральном тест-объекте, демонстрируются тестовые паттерны, образуемые световыми объектами на поверхности экрана. Тип паттернов, последовательность, длительность их демонстрации и уровень яркости предъявляемых тест-объектов определяются выбранной программной тестирования. Пациент подтверждает видимость демонстрируемых раздражителей нажатием кнопки подтверждения видимости, расположенной на ручке прибора. Перемещение зрачка пациента регистрируется видео-камерой, установленной внутри корпуса прибора.

Данные, полученные с помощью видео-камеры, а также сигналы подтверждения видимости, формируемые при нажатии пациентом кнопки, с помощью блока-приема передачи данных по беспроводной сети направляются на компьютер медицинского работника, проводящего тестирование, и отображаются на экране. В том случае, если пациент проводит тестирование самостоятельно, данные направляются на его устройство (компьютер, смартфон и подобное). На экран также выводятся результаты анализа данных, полученных в ходе тестирования, по которым может быть поставлен диагноз и назначено лечение.

Вся информация о типах и результатах тестов записывается в электронную медицинскую карту пациента и в дальнейшем может хранится в базе данных медицинского учреждения, где наблюдается данный пациент. В случае домашнего использования устройства для самостоятельного наблюдения за ходом течения заболевания информация о тестировании также может хранится в модуле памяти прибора и/или док-станции, на компьютерном устройстве пользователя или на сервере. В этом случае данные тестирования также могут направляться по беспроводной сети на компьютер лечащего врача, который в случае необходимости может дать новые рекомендации по лечению или скорректировать первоначальные.

Возможность дистанционного наблюдения за состоянием пациента позволяет исключить необходимость частых очных консультаций.

Взаимодействие с прибором и док-станцией также может осуществляться с помощью чат-бота. Чат-бот может быть использован как медицинскими работниками, так и пациентом. Чат-бот может давать инструкции по обращению с прибором, запускать проведение тестирования, сообщать результаты диагностики, напоминать о необходимости проведения следующей проверки и выполнять другие схожие операции, упрощающие процесс взаимодействия пользователя с прибором и док-станцией.

Все передаваемые данные тестирования могут быть зашифрованы с применением известных алгоритмов шифрования. Зашифрованные данные записываются на дополнительную карту памяти, устанавливаемую в соответствующий слот док-станции.

В качестве беспроводной сети для обмена данными между прибором, док-станцией и компьютером может использоваться любой вид связи/соединения, такой как Wi-Fi, и/или Bluetooth, и/или мобильной сотовой связи GSM, 3G, 4G, 5G, LTE, и/или посредством каналов передачи данных со сверхнизким энергопотреблением, формирующих сложные беспроводные сети с ячеистой топологией, таких как ZigBee, и/или LoRa, и/или LoRaWAN, и/или LPWAN, и/или 6LoWPAN, и/или Z-wave.

Как следует из описания возможных выполнений заявленного изобретения, предложенная система для проверки зрения обеспечивает достижение заявленного технического результата, заключающегося в разработка мобильной системы для проверки зрения с одновременным обеспечением повышения точности выявления скрытых патологий глаза и неврологических заболеваний, приводящих к деградации зрительного восприятия, в том числе, глаукомы и рассеянного склероза с учетом анатомических особенностей строения лица пациентов; а также повышение безопасности хранения и передачи данных.

Повышение точности выявления скрытых патологий глаза достигается за счет конструкции прибора для обследования глаза. Выполнение корпуса и демонстрационного экрана прибора сферическими, равномерное размещение большого числа тест-объектов на всей поверхности экрана, а также использование подсветки, отвечающей стандартам периметрии, и применение видеокамеры для отслеживания перемещений зрачка в ходе исследования -обеспечивают возможность получения полной и точной информации о поле зрения обследуемого глаза пациента. В том числе, информации о периферических областях сетчатки, которая часто позволяет диагностировать заболевания на ранних стадиях развития.

Также использование контактного кольца смотрового окна анатомической формы обеспечивает плотное прилегание устройства к лицу пациента и позволяет зафиксировать веки на время проведения тестирования, что исключает ошибки, обусловленные морганием. При этом для эффективного использования прибора и повышения точности проводимых исследований, контактное кольцо выполнено съемным и его форма выполнена с учетом формы и размера глаза, наличия/отсутствия эпикантуса, высоты скул и носа. Также размер контактного кольца может варьироваться, с учетом размеров лица пациентов, например, детей и подростков (от 0 до 36 месяцев, от 36 месяцев до 7 лет, от 7 лет до 14 лет и от 14 лет до 18 лет).

Малые размеры прибора и док-станции позволяют использовать систему в полевых условиях, тем самым обеспечивая возможность проведения высокоточной диагностики за пределами медицинских учреждений.

Безопасность передачи данных обеспечивается применением алгоритмов шифрования и возможностью записи зашифрованных данных на дополнительную карту памяти, устанавливаемую в соответствующий слот док-станции. Дополнительным фактор, обеспечивающий безопасность работы с медицинскими данными, является возможность идентификации по отпечатку пальца. Таким образом, вся информация о тестированиях когда-либо, пройденных данных пациентом, оказывается доступна только медицинским работникам и самому пациенту, что обеспечивает высокую степень конфиденциальности данных.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленных изобретательских задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Изобретение относится к офтальмологии. Система для проверки зрения включает портативный прибор для проверки зрения, док-станцию и компьютер. Прибор для проверки зрения представляет собой сферический демонстрационный экран, выполненный внутри снабженного смотровым окном сферического корпуса, закрепленного на ручке, на поверхности которой выполнена кнопка подтверждения видимости тестовых паттернов, демонстрируемых на экране. Док-станция имеет разъем для установки прибора для проверки зрения и дополнительно оборудована динамиком, панелью управления с дисплеем и сканером отпечатка пальца, а также разъемами для подключения к сети электропитания, компьютеру и слотом для установки карты, позволяющей осуществлять запись зашифрованных данных. Характеристики компьютера позволяют установить на него и использовать специальное программное обеспечение и/или мессенджер, поддерживающий чат-бот, для взаимодействия с прибором для проверки зрения и док-станцией. Все элементы системы оборудованы модулями приема-передачи данных по беспроводной сети для обмена данными между собой. Техническим результатом является разработка мобильной системы для проверки зрения с одновременным обеспечением повышения точности выявления скрытых патологий глаза и неврологических заболеваний, приводящих к деградации зрительного восприятия, в том числе глаукомы и рассеянного склероза, с учетом анатомических особенностей строения лица пациентов; а также повышение безопасности хранения и передачи данных. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система для проверки зрения, включающая портативный прибор для обследования глаза, док-станцию и компьютер, где

прибор для обследования глаза характеризуется наличием

сферического экрана в сфероподобном корпусе со смотровым окном,

ручки с кнопкой приема ответа пациента, блока питания,

модуля хранения, обработки и передачи информации, включающего, в том числе, средства приема-передачи данных по беспроводной сети и средства воспроизведения аудиосообщений;

проем смотрового окна выполнен с возможностью установки в нем фиксатора с корригирующей линзой и снабжен адаптивным контактным кольцом, выбираемым в зависимости от анатомической формы лица пациента;

док-станция выполнена с возможностью подключения к ней одного или более кабелей передачи данных и характеризуется наличием

панели управления с дисплеем и сканером отпечатка пальца,

гнезда для установки и зарядки прибора для исследования глаза,

блока питания,

модуля хранения, обработки и передачи информации, включающего, в том числе, средства воспроизведения аудиосообщений и средства приема-передачи данных по беспроводной сети; и выполненного с возможностью установки дополнительного модуля памяти, поддерживающего функцию шифрования данных;

компьютер выполнен с возможностью обмена данными по беспроводной сети, а его характеристики позволяют установить и использовать программное обеспечение и/или приложение, поддерживающий чат-бот, для взаимодействия с прибором для обследования глаза и док-станцией.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сферический экран выполнен с возможностью демонстрации точечных световых тест-объектов, оснащен подсветкой, отвечающей стандарту Гольдмана, и средствами регистрации перемещения зрачка; а ручка расположена в нижней части корпуса и выполнена с возможностью подключения к гнезду питания док-станции.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что проем смотрового окна выполнен круглым, а диаметры сферической части корпуса прибора для проверки зрения, демонстрационного экрана и смотрового окна равны соответственно 2,25-2,4 L; 1,75-1,9 L и 0,85-1,1 L, где L - горизонтальный размер глазницы человека.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что адаптивное контактное кольцо выполнено съемным.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что адаптивное контактное кольцо выполнено из эластичного материала.

6. Система по п. 2, отличающаяся тем, что точечные световые тест-объекты размещены на всей площади поверхности экрана в определенном порядке.

7. Система по п. 2, отличающаяся тем, что один тест-объект располагается напротив центра смотрового окна, а остальные тест-объекты с равным шагом распределены вдоль меридианов, отстоящих друг от друга на равное расстояние.

8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что 144 световых тест-объекта расположены с шагом 10° вдоль 16 меридианов, разнесенных на 22,5°, где первый тест-объект нечетного меридиана имеет начальную угловую координату 5°, начальная угловая координата первого тест-объекта четного меридиана равна 10°, а начало координат совпадает с расположением центрального тест-объекта.

9. Система по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве световых тест-объектов используются размещенные в отверстиях экрана светодиоды с возможностью изменения цвета свечения.

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что светодиоды поддерживают режимы работы, по меньшей мере, в белом, желтом, синем, красном и зеленом цветах.

11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит видеокамеру для фиксации перемещения зрачка пациента.

12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что кнопка приема ответа пациента оснащена средствами звукового оповещения.

13. Система по п. 1, отличающаяся тем, что прибор для обследования глаза выполнен с возможностью подключения кабеля передачи данных.

14. Система по п. 1, отличающаяся тем, что прибор для обследования глаза выполнен с возможностью подключения кабеля зарядки аккумулятора.

15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что док-станция выполнена переносной или стационарной.

16. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве модуля памяти для записи зашифрованных данных может быть использована любая карта типа Micro SD, включая Micro SD TransFlash, Micro SDHC или Micro SDXC.

17. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве сканера отпечатка пальца используют емкостный сканер.

18. Система по п. 1, отличающаяся тем, что док-станция выполнена с возможностью осуществления зарядки аккумулятора прибора, установленного в гнездо, как от собственного аккумулятора, так и от сети электропитания, к которой она подключена.

19. Система по п. 1, отличающаяся тем, что док-станция выполнена с возможностью подключения кабеля для зарядки аккумулятора.

20. Система по п. 1, отличающаяся тем, компьютер представляет собой стационарный компьютер, лэптоп, планшет или смартфон.

21. Система по п. 1, отличающаяся тем, что обмен данными между прибором для обследования глаза, док-станцией и компьютером осуществляется с использованием любого вида связи/соединения, такого как Wi-Fi, и/или Bluetooth, и/или мобильной сотовой связи GSM, 3G, 4G, 5G, LTE, и/или посредством каналов передачи данных со сверхнизким энергопотреблением, формирующих сложные беспроводные сети с ячеистой топологией, таких как ZigBee, и/или LoRa, и/или LoRaWAN, и/или LPWAN, и/или 6L0WPAN, и/или Z-wave.

22. Система по п. 1, отличающаяся тем, что характеристики компьютера позволяют установить на него и использовать одно или более приложение-мессенджер, социальную сеть или рабочую платформу, поддерживающую чат-бот, в том числе Telegram, WeChat, WhatsApp, Facebook, VKontakte, Skype.

23. Система по п. 1, отличающаяся тем, что адаптивное контактное кольцо может быть выполнено как в виде круга, овала, так и в виде асимметричного эллипса, многоугольника с закругленными углами, например треугольника, в том числе треугольника Рело, квадрата, пентагона, гексагона, гептагона, а также иметь форму геометрической криволинейной фигуры, повторяющей строение лица конкретного пациента, а размер контактного кольца выбирается в соответствии с возрастом пациента.

24. Способ проверки зрения с помощью системы по любому из пп. 1-23, заключающийся в том, что пользователь проходит идентификацию путем сканирования отпечатка пальца на сканере док-станции или путем авторизации с помощью компьютера, выбирает и запускает требуемую программу тестирования из меню, отображаемого на дисплее панели управления док-станции или на экране компьютера, в соответствии с инструкциями, транслируемыми через динамик прибора для обследования глаза или док-станции, устанавливает прибор смотровым окном напротив исследуемого глаза, держа второй глаз закрытым, и выполняет команды, требуемые для проведения тестирования, по завершении тестирования компьютер проводит анализ полученных данных, о результатах которого уведомляет пользователя, выводя их на собственный экран или передавая голосовое сообщение с помощью динамика прибора или док-станции.

25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что данные тестирования отправляются на сервер.