способ диагностики аномалий зрения и анализатор для его реализации

Формула изобретения

1. Способ диагностики аномалий зрения, включающий размещение перед глазом пациента компенсирующих оптических элементов, подбор оптических элементов, обеспечивающих наилучшую остроту зрения, отличающийся тем, что перед глазом пациента помещают дифракционный оптический элемент, амплитудный коэффициент пропускания которого Т(Х, Y) описывается выражением

Т(X, Y)= F₁₁(AX²+BX)-F₁₂(AY²+BY),

где F₁₁(s), F₁₂(s) - комплексные периодические функции аргумента s;

А, В - постоянные величины;

Х, Y - координаты в плоскости элемента,

и определяют индексы порядка дифракции, в котором обеспечивается наилучшая острота зрения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диагностику осуществляют в монохроматическом свете.

3. Анализатор для определения аномалий зрения, включающий набор компенсирующих оптических элементов, отличающийся тем, что набор компенсирующих оптических элементов выполнен в виде дифракционного оптического элемента, амплитудный коэффициент пропускания которого Т(X, Y) описывается выражением:

Т(X, Y)= F₁₁(AX²+BX)-F₁₂(AY²+BY),

где F₁₁(s), F₁₂(s) - комплексные периодические функции аргумента s;

А, В - постоянные величины;

Х, Y - координаты в плоскости элемента.

4. Анализатор по п. 3, отличающийся тем, что включает фильтр или монохроматор для выделения света определенной длины волны.

5. Анализатор по п. 4, отличающийся тем, что включает средство формирования координатной сетки.

6. Анализатор по п. 5, отличающийся тем, что включает средство формирования тест-объекта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для диагностики аномалий зрения.

Известен способ контроля зрения по таблице оптотипов. При этом пациенту предъявляют таблицу, состоящую из строк с набором различных символов, причем размеры символов уменьшаются последовательно от строки к строке. Таблицу помещают на определенном расстоянии от пациента и определяют номер строки, в которой он еще различает символы. Исходя из этого оценивают остроту зрения. (Волков В.В. и др. Клиническая визо- и рефрактометрия. М.: Медицина, 1976 г. , с. 142-150). При этом отсутствует информация о характере аномалий зрения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, реализуемый с помощью устройства, представляющего собой набор компенсирующих сферических и цилиндрических линз различной оптической силы. Линзы помещают перед глазом пациента. При этом подбирают линзы, обеспечивающие максимальную остроту зрения. Соответствующие линзы указывают на качественный и количественный характер аномалий зрения. (Ю.З. Розенблюм. Оптометрия. - М.: Медицина, 1991 г., с. 28-34, 80-86).

Процедура подбора соответствующих компенсирующих линз представляет собой многошаговый процесс, занимающий длительное время, что ведет к утомлению глаза пациента и соответственно увеличению вероятности ошибки.

Задачей настоящего изобретения является повышение оперативности диагностики, проведение процедуры подбора за один шаг и снижение вероятности ошибки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе диагностики аномалий зрения, в котором помещают перед глазом пациента компенсирующие сферические и цилиндрические линзы и подбирают линзы, обеспечивающие максимальную остроту зрения, перед глазом пациента помещают анализатор, представляющий из себя дифракционный оптический элемент, дифрагирующий свет в набор дифракционных порядков, и определяют индексы порядка дифракции, в котором обеспечивается максимальная острота зрения.

Предлагаемый анализатор представляет собой дифракционный оптический элемент, амплитудный коэффициент пропускания которого Т(Х,Y) описывается выражением:

Т(Х,Y)=F₁₁(AX²+BX)-F₁₂(AY²+BY),

где F₁₁(s), F₁₂(s) - комплексные периодические функции аргумента s; A, B - постоянные величины; Х, Y - координаты в плоскости элемента.

Анализатор включает в себя средства выделения света определенной длины волны (фильтр или монохроматор), средства формирования изображения координатной сетки для упрощения индексации порядков дифракции и средства формирования наблюдаемого тест-объекта.

Принцип действия предлагаемых устройства и способа основан на явлении дифракции света на дифракционном оптическом элементе. Сущность явления состоит в том, что при дифракции света на предлагаемом элементе кривизна волнового фронта в порядке с индексами m, n соответственно в m раз по оси Х и n раз по оси У больше, чем кривизна волнового фронта в первом порядке дифракции (С.Т. Бобров, Т.И. Грейсух, Ю.Г. Туркевич. Оптика дифракционных элементов и систем. Л.: Машиностроение, 1986 г., с. 12-13). Знак кривизны определяется знаком индекса порядка.

Постоянная В определяет угловое расстояние между порядками дифракции, постоянная А подбирается так, чтобы оптическая сила элемента в первом порядке дифракции составляла заданную величину, например, 0,5 диоптрии.

Периодические функции F₁₁ и F₁₂ определяют форму профиля штриха дифракционного оптического элемента и, как следствие, распределение световой энергии по порядкам дифракции, например, одинаковое по световой энергии для первых порядков дифракции (С.Т. Бобров, Б.Н. Котлецов, В.И. Минаков и др. Дифракционные решетки с порядками одинаковой интенсивности. В кн. "Голографические системы". Научн. труды, вып. 2, Новосибирск, НЭТИ, 1978 г., с. 123-129).

Таким образом, анализатор представляет собой набор внеосевых линз, оптические силы и аберрации которых изменяются с заданным шагом, при этом обеспечивается одновременное наблюдение пространственно разнесенных изображений тест-объекта через набор упомянутых линз.

Для дифракционных элементов характерна зависимость оптических характеристик от длины волны света. В связи с этим для повышения точности диагностики и возможности работы с различными источниками света следует выделять свет определенной длины волны, например, с помощью фильтра или монохроматора.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый анализатор. Способ реализуется следующим образом. Перед глазом пациента помещают анализатор, состоящий из фильтра или монохроматора 1 и дифракционного оптического элемента 2. Свет от тест-объекта ТО (естественного, например, солнце, нить накаливания лампы, либо специально созданного) проходит через фильтр или монохроматор 1 и дифрагирует на дифракционном оптическом элементе 2.

На фиг.2 представлена схема индексации порядков дифракции (для M=N=2).

В результате дифракции света на элементе пациент наблюдает изображений тест-объекта ТО (фиг.1), при этом кривизна волнового фронта в порядке (m, n) эквивалентна действию линзы с оптической силой в m раз по оси Х и n раз по оси Y большей, чем в первом порядке дифракции (1,1). Определяют номера порядка по горизонтали и вертикали, в котором обеспечивается максимальная острота зрения. По ним определяют параметры требуемых компенсирующих линз. Пусть, например, наиболее четко видно изображение с индексами m=-4, n= +2, а шаг оптической силы 0,5 диоптрии (D). Тогда дефект зрения классифицируется как смешанный астигматизм прямого типа степени 3D=0,52-0,5(-4), который исправляется сферой +1D и цилиндром -3D (см. Ю.З. Розенблюм. Оптометрия. - М.: Медицина, 1991 г., с. 35).

Таким образом, изобретение позволяет количественно и качественно диагностировать дефекты зрения за один шаг, что повышает оперативность диагностики и снижает вероятность ошибки от утомления глаза пациента.

Для заявляемого технического решения и его признаков характерна неразрывная совокупность следующих отличительных свойств:

одновременная реализация набора линз, оптические силы и аберрации которых изменяются с заданным шагом;

обеспечение одновременного наблюдения пространственно разнесенных изображений тест-объекта через набор упомянутых линз.

Вышеупомянутая совокупность свойств не характерна и не совпадает со свойствами известных технических решений и их признаков. Поэтому заявляемые способ диагностики качества зрения и анализатор для его реализации соответствуют критерию охраноспособности "Изобретательский уровень".