Способ регистрации зрачковых реакций и устройство для его осуществления - RU2123797C1

Описание

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к офтальмологии, психофизиологии, и может быть использовано при исследованиях и регистрации зрачковых реакций.

Известны способы регистрации зрачковых реакций и устройства для их осуществления, например, кинематографический, заключающийся в последовательной съемке зрачка в динамике и фотосканирующий, заключающийся в сканировании зрачка и фиксации его диаметров на пленке (Шахнович А.Р., Шахнович В.Р. Пупиллография. - М.: Медицина, 1964. - 252 с., (с.30, 38)).

Недостатки этих способов и устройств состоят в том, что они требуют для своей реализации значительной освещенности глаз обследуемого для надежной регистрации изображения зрачка на пленке, что неизбежно приводит к сужению зрачков. Кроме того, обработка пленки требует больших затрат времени, что не позволяет использовать эти способы при массовых обследованиях.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности является способ регистрации зрачковых реакций и устройство для его осуществления, заключающиеся в освещении глаз обследуемого инфракрасным излучением с помощью осветителя, регистрации отраженного светового потока через одноименный блок, подачи стимула и записи пупиллограммы с последующей ее обработкой (Вельховер Е. С. , Ананин В.Ф. Введение в иридологию. Пупиллодиагностика. - М.: Изд-во УДН, 1991. -212 с., (с. 167)).

Недостатками известного способа и устройства являются невысокая точность измерений, не превышающая 0,1 - 0,2 мм, связанная с применением механического сканирования изображения зрачка, использованием аналогового фотоприемника, наличием погрешности измерения из-за непроизвольных движений глаз и головы обследуемого при регистрации пупиллограмм, недостаточная информативность параметров зрачковой реакции, обусловленная сопоставлением их с групповыми (популяционными) нормативами для здорового человека, довольно продолжительное время обследования (5 мин), обусловленное тем, что сравнение текущих параметров зрачковой реакции у конкретного пациента с предыдущими данными с получением соответствующих выводов производится человеком, а также отсутствием общего источника питания и возможности генерировать различные стимулы для вызывания зрачкового рефлекса у обследуемого.

Технический результат изобретения выражается в повышении точности измерений, информативности диагностических признаков и уменьшении времени обследования.

Поставленный результат достигается тем, что согласно способу регистрации зрачковых реакций, заключающемуся в освещении глаз обследуемого ИК-излучением, регистрации отраженного светового потока, подачи стимула и записи пупиллограммы с последующей ее обработкой, отличающемуся тем, что отраженный световой поток регистрируют с помощью ИК-чувствительной телевизионной камеры, перед началом работы проводят калибровку измерительного тракта пупиллометра в абсолютных единицах по калибратору, производят наводку телевизионной камеры на резкое изображение зрачка, визуально контролируя его на экране видеоконтрольного устройства, выбирают конкретный вид стимула, подают стимул в виде световой вспышки, импульсного звукового сигнала, либо электрического разряда на кожу, измерение размеров зрачка в абсолютных единицах производят в цифровой форме в каждом кадре телевизионного изображения, при этом регистрируют для каждого обследуемого начальную совокупность пупиллограмм, по которой формируют его индивидуальные нормативы пупиллометрии с учетом типа использованного стимула, вносят их в банк данных персонального компьютера, а параметры зрачковой реакции при последующих регистрациях пупиллограмм автоматически сравнивают с индивидуальными нормативами пупиллометрии с выдачей сообщения "норма" или "отклонение от нормы", и согласно устройству регистрации зрачковых реакций, содержащему фиксатор головы обследуемого, инфракрасный осветитель, блок регистрации отраженного светового потока, источник стимулов, включающий блок генерации световой вспышки, персональный компьютер, отличающемуся тем, что в него введены видеоконтрольное устройство и калибратор, содержащий блок имитации размеров зрачка в абсолютных единицах, управляемый с помощью персонального компьютера, в источник стимулов введены блок генерации звукового стимула и блок генерации электрического разряда, при этом блок регистрации отраженного светового потока выполнен в виде ИК-чувствительной телевизионной камеры, связанной с персональным компьютером и видеоконтрольным устройством через введенный блок, запоминающий и обрабатывающий каждый кадр телевизионного изображения в цифровой форме.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа.

Устройство включает фиксатор головы обследуемого 1, инфракрасный осветитель 2 для подсветки глаз обследуемого, блок регистрации отраженного светового потока 3, выполненный в виде ИК-чувствительной телевизионной камеры, связанной с компьютером 4 и видеоконтрольным устройством 5 через преобразователь сигналов 6. который выполнен в виде так называемого фреймграббера (Англо-русский толковый словарь: Мультимедиа-системы. Телекоммуникационные компьютерные сети. Безопасность компьютерных систем и сетей/. А.А. Мясев, Е. С. Алексеев, В.Н. Веселов и др. - М.: Радио и связи, 1995. - 192 с. Першиков В. И. , Савинков В.М. Толковый словарь по информатике.- 2-е изд., доп.- М.: Финансы и статистика, 1995. - 544 с.), т.е. блока, запоминающего и обрабатывающий каждый кадр телевизионного изображения в цифровой форме (по пикселам). В состав устройства входят также калибратор 7, содержащий блоки имитации размеров зрачка в абсолютных единицах, и источник стимулов 8, который состоит из многофункционального блока генерации световой вспышки 9, блока генерации звукового стимула 10 и блока генерации электрического разряда 11. Режимы работы калибратора 7 и источника стимулов 8 задаются оператором с помощью компьютера 4.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве предусмотрено три режима работы "Первичное обследование", "Повторное обследование" и "Калибровка". В режиме "Первичное обследование" перед проведением измерений в базе данных компьютера 4 регистрируют идентификационный код обследуемого, под которым в дальнейшем будет храниться информация о его зрачковых реакциях. Далее испытуемому предлагается зафиксировать голову в фиксаторе 1 так, чтобы его глаза были равномерно освещены ИК-осветителем 2 и попали в поле зрения телекамеры 3. Затем производят наводку телевизионной камеры на резкое изображение зрачка, визуально контролируя процесс на экране видеоконтрольного устройства 5. После этого с помощью компьютера 4 выбирают конкретный вид стимула, вырабатываемый источником стимулов 8 и запускают устройство в режим измерения, который протекает автоматически. В ходе измерений стартовый сигнал с компьютера запускает источник стимулов 8, вырабатывающий стимул для обследуемого. Процесс изменения диаметра зрачка у обследуемого регистрируется в отраженном от его глаз свете с помощью ИК-чувствительной телевизионной камеры 3, сигнал с которой подается на преобразователь сигналов 6 (фреймграббер). Последний запоминает и обрабатывает каждый кадр телевизионного изображения в цифровой форме (по пикселам) и, совместно с компьютером 4, производит измерение размеров зрачка в абсолютных единицах также в каждом кадре. Полученные в течение 3 секунд результаты измерения зрачковой реакции испытуемого (пупиллограмма) заносятся в базу данных под его идентификационным колом. Затем повторяют процедуру измерения и регистрации пупиллограммы не менее 5 раз для формирования статистически значимой начальной совокупности пупиллограмм. Далее с помощью компьютера путем статистической обработки полученных пупиллограмм формируют индивидуальные нормативы пупиллометрии обследуемого с учетом типа использованного стимула и вносят их в базу данных. Этим заканчивается режим работы "Первичное обследование". В режиме "Повторное обследование" процедура регистрации пупиллограммы у обследуемого полностью совпадает с таковой в режиме "Первичное измерение", однако пупиллограмма измеряет один раз, после чего параметры зрачковой реакции обследуемого автоматически сравнивают ( с помощью компьютера) с его же индивидуальными нормативами пупиллометрии с выдачей сообщения "норма" или "отклонение от нормы". Режим работы "Калибровка" используется для тестирования измерительного тракта устройства. В этом режиме калибратор 7, имитирующий зрачок и управляемый с помощью компьютера, устанавливают перед телекамерой и производят регистрацию пупиллограмм аналогично режиму "Повторное обследование". При совпадении результатов измерений с тестовыми данными устройство является исправным.

Пример:
Информативность параметров пупиллометрии при сопоставлении их с групповыми нормативами и индивидуальными нормативами оценивалась в ходе следующего исследования.

Группе практически здоровых лиц численностью 29 человек (12 женщин и 17 мужчин в возрасте от 25 до 50 лет) была дана алкогольная нагрузка из расчета 0.5 г/кг веса. Предварительно для каждого обследуемого были определены индивидуальные нормативы по результатам регистрации 10 пупиллограмм.

Через 30 минут после приема алкоголя у обследуемых регистрировались пупиллограммы и производилась с помощью компьютера классификации их состояний на две группы: "норма" и "отклонение от нормы".

При сопоставлении текущих показателей пупиллометрии с групповыми нормативами к группе "отклонение от нормы" были отнесены 21 человек из 29, что составило 72,4%. Ошибка классификации в этом случае была равна 27.6%. При сопоставлении текущих показателей пупиллометрии с индивидуальными нормативами к группе "отклонение от нормы" были отнесены 27 человек из 29, что составило 93.1%. Ошибка классификации в этом случае была равна 6.9%, что в 4 раза меньше, чем в предыдущем случае.

Таким образом, по интегральному критерию (точности классификации функционального состояния обследуемого) показано, что при сопоставлении текущих параметров пупиллометрии с индивидуальными нормативами их информативность выше, чем при сравнении таковых с групповыми нормативами.

Предложенный способ позволяет проводить измерения с высокой точностью благодаря замене механического сканирования электронным при телевизионном методе регистрации изображения, а также замене аналогового фотоприемника цифровой обработкой изображения в кадре по пикселам (при современной технологии размеры пиксела в матрице, применяемой в телекамерах, составляют единицы микрон), отсутствию погрешностей из-за непроизвольных движений глаз и головы обследуемого, так как при измерении диаметра зрачка в каждом кадре с помощью блока, запоминающего и обрабатывающего каждый кадр телевизионного изображения в цифровой форме, произвольное перемещение изображения зрачка внутри кадра не влияет на процесс и точность измерения.

Предложенный способ обеспечивает более высокую информативность параметров зрачковой реакции, поскольку производится сопоставление их текущих значений для конкретного обследуемого не с групповыми (популяционными) нормативами, а с индивидуальными нормативами данного обследуемого, а также уменьшение времени обследования (оно не превышает 3 минут) вследствие того, что сравнение текущих параметров зрачковой реакции у конкретного пациента с предыдущими данными с получением соответствующих выводов производится автоматически компьютером.

Достоверность реализации полученного результата подтверждена изготовлением и испытанием опытного образца.

Предлагаемое изобретение найдет применение в офтальмологии и психофизиологии при исследовании и регистрации зрачковых реакций, например, для ранней диагностики поражений центральной нервной системы.

Реферат

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к офтальмологии, психофизиологии и может быть использовано при исследованиях и регистрации зрачковых реакций. В способе регистрации зрачковых реакций, включающем освещение зрачка обследуемого ИК-излучением, регистрацию отраженного светового потока, подачу стимула и запись пупиллограммы с последующей ее обработкой, отраженный световой поток регистрируют с помощью ИК-чувствительной телевизионной камеры. Производят наводку телевизионной камеры на резкое изображение зрачка, визуально контролируя его на экране видеоконтрольного устройства. Подают стимул в виде световой вспышки, импульсного звукового сигнала либо электрического разряда на кожу. Измерение размеров зрачка в абсолютных единицах производят в цифровой форме в каждом кадре телевизионного изображения, при этом регистрируют для каждого обследуемого начальную совокупность пупиллограмм, по которой формируют его индивидуальные нормативы пупиллометрии с учетом типа использованного стимула, вносят их в банк данных компьютера. Параметры зрачковой реакции при последующих регистрациях пупиллограмм автоматически сравнивают с индивидуальными нормативами пупиллометрии с выдачей сообщения "норма" или "отклонение от нормы". Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений, повышение информативности диагностических признаков, уменьшение времени обследования. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Формула