Введение к работе
Актуальность проблемы.
Появление многочисленных новых зрительно-напряженных профессий, а так же широкое применение электронных дисплеев и увеличение интенсивности операторской деятельности приводят к значительному увеличению нагрузок на зрительный анализатор и как следствие этого - к росту числа различных нарушений работы органа зрения. В этой связи большое значение приобретает разработка методов и средств для оценки состояния зрения.
В настоящее время серьезной проблемой является решение задач методического, и инструментального обеспечения массовых обследований зрения у населения с целью ранней диагностики нарушений зрения, таких как глаукома, миопия, амблиопия. профессионального отбора и профориентации по зрению, отслеживания состояния зрения людей для ряда профессий, носящих зрительно-напряженный характер с целью предотвращения возникновения патологических процессов и т.д.
Для решения перечисленных задач активно применяются электронные офтальмологические приборы, в основе которых используются цифровой синтез зрительных стимулов и их воспроизведение на экране электронных дисплеев - цветных электронно-лучевых трубок, жидкокристаллических индикаторов, светоизлучающих полупроводниковых панелей, плазменных индикаторов. Эксплуатация подобных приборов требует разработки новых инструментальных методик исследования, метрологического, информационного и программного обеспечения, ко^-торые использовали бы функциональные возможности и преимущества электронных средств наиболее эффективным способом. В связи с этим большое значение приобретают вопросы оптимизации структуры оф-тальмодиагностических приборов, их адаптации к решению конкретных диагностических задач, разработка новых инструментальных методик исследования.
Клиническое применение метода' цветовой визоконтрастометрии показало, что контрастные характеристики зрения обладают комплексностью оценки функций зрения, высокой диагностической информативностью. Поэтому частотно-контрастные характеристики зрения могут быть использованы в числе основных параметров при проведе-
нии профотбора и профориентации по зрению.
Существующие инструментальные методы и средства визоконтрас-тометрических исследований не в полной мере отвечают ' современным требованиям по выявлению слабых (малых) отклонений частотно-контрастной чувствительности зрения от индивидуальной нормы обследуе- мого. Они не позволяют использовать контрастные характеристики зрительной системы в целях ранней диагностики заболеваний органа зрения.
Цель работы - разработка инструментального метода и средств для выявления слабых изменений частотно-контрастной чувствительности зрения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Исследование и классификация факторов, влияющих на изменчивость индивидуальной нормы частотно-контрастной чувствительности ' зрения.
-
Разработка математической модели изменения частотно-контрастной чувствительности зрения для последующего оценивания ее значений.
-
Разработка методики ранней диагностики зрения, позволяющей выявить слабые отклонения, характеристик зрения от , индивидуальной нормы. ,
-
Разработка метрологических требований к инструментальным средствам для оценки'слабых изменений состояния зрения.
-
Разработка аппаратно-программного комплекса для исследования частотно-контрастной чувствительности зрения и проведение экспериментальных исследований.
Методы исследования. Теоретические и прикладные разделы диссертации выполнены на основе теории синтеза биотехнических систем, теории информации, теории вероятности и математической статистики, математического моделирования, теории измерений и метрологии, машинной графики.
Экспериментальные исследования разработанного автоматизированного комплекса проводились на базе государственного электротехнического университета.
Новые научные результаты:
-
Предложена модель поведения частотно-контрастной чувствительности зрения, позволяющая проводить оценивание ее значений в произвольный момент времени:
-
Разработана методика ранней диагностики нарушений зрения по частотно-контрастной чувствительности, заключающаяся в периодической оценке данной характеристики зрительной системы и сравнении ее значений с прогнозируемыми;
-
Сформулированы метрологические требования к аппаратно-программному комплексу для выявления слабых изменений контрастной чувствительности;
-
Получены аналитические зависимости для оценки погрешностей воспроизведения тестовых изображений обусловленных, разбросом характеристик канала преобразования электронно-лучевой трубки.
Практическую- ценность работы представляют:
-
Алгоритмы и программные средства для оценки частотно-контрастной характеристики зрительной системы;
-
Аппаратно-программный комплекс для исследования частотно-контрастной чувствительности зрения;
-
Результаты экспериментальных исследований изменчивости индивидуальной нормы, частотно-контрастной чувствительности зрения.
Основные научные положения, выносимые на защиту: - изменчивость частотно-контрастной чувствительности зрения человека обусловлена целым рядом субъективных и объективных факторов и может быть описана в виде гармонического процесса со случайно распределенными амплитудой и фазой;
. - для ранней диагностики состояния зрения может быть использована методика визоконтрастометрических исследований, проводимых в два этапа. На первом этапе предварительных исследований, определяются характерные для данного индивидуума параметры колебательного процесса, описывающего поведение частотно-контрастной чувствительности зрения; на втором - производится непосредственная оценка функционального состояния зрительной системы путем сравнения оцениваемых контрастных характеристик зрения с предска1
зываемыми по результатам предварительных исследований;
- для обеспечения требуемой точности формирования цветных эталонных стимулов необходимо ограничить разброс, характеристик каналов электро-оптического преобразования ЭЛТ на уровне не более 7%. нелинейность преобразования сигнал-свет и пространственную неравномерность фотометрических параметров воздействия на уровне не более 10%.
Практическая реализация результатов.
Полученные в диссертационной работе научные и практические результаты были использованы в учебном процессе,и при выполнении трех научно-исследовательских работ: БЭС-12 "Разработка автоматизированного кампиметра". БЭС-28 "Компьютерная технология офталь-мопсихологического контроля детей дошкольного возраста", БЭС-34 "Автоматизированный комплекс для оценки зрительной способности человека-оператора".
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях "Диагностика, информатика, метрология, экология и безопасность" (Санкт-Петербург. 1994 - 1997 г.), Международной конференции "Медико-техническое обеспечение в больницах России" (Санкт-Петербург, . 1994 г.). Международном семинаре "Инновации в здравоохранении" (Санкт-Петербург, 1996г.). Всероссийской научно-технической конференции "Информационные системы управления и их элементы" (Уфа, 1995 г.). ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ГЭТУ (Санкт-Петербург, 1994 - 1997 г.). Разработанный автоматизированный комплекс демонстрировался на выставке "Достижения Высшей Школы" (Москва, 1995 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных трудов, из них 2 статьи и 10 тезисов докладов.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения и' списка литературы включающего 88 наименований. Основная часть работы изложена на 150 страницах
машинописного текста. Работа содержит 22 рисунка и 1 таблицу.
