способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий

Формула изобретения

Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий путем предъявления испытуемому световых мельканий с заданной в видимом диапазоне частот начальной частотой, затем световых мельканий с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой, и уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой; на первом этапе измерений инкрементную частоту непрерывно увеличивают с постоянной скоростью 0,25 Гц/с, декрементную частоту непрерывно уменьшают с той же скоростью до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно различие между предъявляемыми частотами и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому предъявляют световые мелькания с зафиксированными инкрементной и декрементной частотами до начала второго этапа измерений; на втором этапе измерений инкрементную частоту непрерывно уменьшают с заданной постоянной скоростью, декрементную частоту увеличивают с той же скоростью до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно, что предъявляемые мелькания не различаются, и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому предъявляют последние зафиксированные инкрементную и декрементную частоты до начала третьего этапа; на третьем этапе измерений поочередно инкрементную частоту мельканий дискретно увеличивают с постоянным шагом 0,1 Гц, декрементную частоту мельканий дискретно уменьшают с тем же шагом до тех пор, пока испытуемый не определит порог различения мельканий с инкрементной и декрементной частотами и не зафиксирует последние предъявленные частоты; разрешающую способность зрения определяют как разность между инкрементной и декрементной частотами, зафиксированными на третьем этапе, отличающийся тем, что начальную частоту предъявляют одновременно с использованием двух светодиодов, после чего на первом светодиоде предъявляют световые мельканий с инкрементной частотой, на втором светодиоде - с декрементной частотой, скорость изменения инкрементной и декрементной частот световых мельканий на втором этапе измерений равна 0,1 Гц/с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий.

Известна расчетная минимальная заметность изменения частоты световых мельканий, которая составляет 0,75 Гц [1].

Известен способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий путем предъявления испытуемому световых мельканий с непрерывно изменяемой частотой, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют световые мелькания с заданной начальной частотой, равной, например, 15 Гц, затем частоту световых мельканий непрерывно со скоростью порядка 0,5 Гц/с изменяют, увеличивая или уменьшая ее, пока испытуемый не определит субъективное изменение частоты световых мельканий и не зафиксирует в этот момент их конечную частоту, за значение разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий принимают абсолютную разность между конечной и начальной частотами [2].

Недостатком способа является низкая точность определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий, обусловленная необходимостью использования мнестических функций, в частности обращения к долговременной логико-смысловой памяти.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий путем предъявления испытуемому световых мельканий с заданной в видимом диапазоне частот начальной частотой, после предъявления световых мельканий с начальной частотой испытуемому предъявляют поочередно с заданным в диапазоне 0,5-1,5 с постоянным временем предъявления световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой и уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой, причем на первом этапе измерений предъявляют поочередно световые мелькания с непрерывно увеличивающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,5 Гц/с инкрементной частотой и непрерывно уменьшающейся во время предъявления с той же скоростью декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно различие между предъявляемыми частотами и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому предъявляют поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной и декрементной частотами до начала второго этапа измерений; на втором этапе измерений испытуемому поочередно предъявляют световые мелькания с непрерывно уменьшающейся во время предъявления с заданной постоянной скоростью 0,25 Гц/с инкрементной частотой и непрерывно увеличивающейся во время предъявления с той же скоростью декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно, что предъявляемые мелькания не различаются, и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому поочередно предъявляют последние зафиксированные инкрементную и декрементную частоты до начала третьего этапа; на третьем этапе испытуемому предъявляют серии поочередных световых мельканий с дискретно увеличивающейся в начале каждой серии с заданным постоянным шагом 0,1 Гц инкрементной частотой и дискретно уменьшающейся в начале каждой серии с тем же шагом декрементной частотой до тех пор, пока испытуемый не определит порог различения мельканий с инкрементной и декрементной частотами и не зафиксирует последние предъявленные частоты; разрешающую способность зрения определяют как разность между инкрементной и декрементной частотами, зафиксированными на третьем этапе [3].

Недостатком способа является низкая точность определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий, обусловленная необходимостью использования мнестических функций, в частности обращения к кратковременной логико-смысловой памяти.

Технический результат предлагаемого способа определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий заключается в повышении точности оценки.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют световые мелькания с заданной в видимом диапазоне частот начальной частотой, причем новым является то, что начальную частоту предъявляют одновременно с использованием двух светодиодов, после предъявления световых мельканий с начальной частотой испытуемому предъявляют на первом светодиоде световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой, на втором светодиоде - с уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой, причем на первом этапе измерений частоту мельканий первого светодиода непрерывно увеличивают с постоянной скоростью 0,25 Гц/с, частоту мельканий второго светодиода непрерывно уменьшают с той же скоростью до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно различие между предъявляемыми частотами и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому предъявляют световые мелькания с зафиксированными инкрементной и декрементной частотами до начала второго этапа измерений; на втором этапе измерений частоту мельканий первого светодиода непрерывно уменьшают с постоянной скоростью 0,1 Гц/с, частоту мельканий второго светодиода непрерывно увеличивают с той же скоростью до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно, что предъявляемые мелькания не различаются, и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную и декрементную частоты, после чего испытуемому предъявляют последние зафиксированные инкрементную и декрементную частоты до начала третьего этапа; на третьем этапе измерений поочередно частоту мельканий первого светодиода дискретно увеличивают с постоянным шагом 0,1 Гц, частоту мельканий второго светодиода дискретно уменьшают с тем же шагом до тех пор, пока испытуемый не определит порог различения мельканий с инкрементной и декрементной частотами и не зафиксирует последние предъявленные частоты; разрешающую способность зрения определяют как разность между инкрементной и декрементной частотами, зафиксированными на третьем этапе.

На чертеже представлены временные диаграммы изменения частот световых мельканий, предъявляемых испытуемому в процессе измерения.

Предлагаемый способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют световые мелькания с заданной в видимом диапазоне частот начальной частотой F _н, например 15 Гц, одновременно с использованием двух светодиодов (интервал времени 0-T₁). Затем на первом светодиоде предъявляют световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой, на втором светодиоде - с уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой (интервал времени T₁-Т₆ ).

На первом этапе измерений частоту мельканий первого светодиода непрерывно увеличивают с постоянной скоростью 0,25 Гц/с, частоту мельканий второго светодиода непрерывно уменьшают с той же скоростью до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно различие между предъявляемыми частотами (интервал времени T ₁-Т₂) и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную F_и1 и декрементную F_д1 частоты (момент времени Т ₂), после чего испытуемому предъявляют световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_и1 и декрементной F_д1 частотами до начала второго этапа измерений (интервал времени Т₂-Т₃ ).

На втором этапе измерений частоту мельканий первого светодиода непрерывно уменьшают с постоянной скоростью 0,1 Гц/с, частоту мельканий второго светодиода непрерывно увеличивают с той же скоростью до тех пор, пока испытуемый не определит субъективно, что предъявляемые мелькания не различаются (интервал времени Т₃-Т₄) и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную F_и2 и декрементную F_д2 частоты, после чего испытуемому предъявляют последние зафиксированные инкрементную F_и2 и декрементную F_д2 частоты до начала третьего этапа (интервал времени Т ₄-Т₅).

На третьем этапе измерений поочередно частоту мельканий первого светодиода дискретно увеличивают с постоянным шагом 0,1 Гц, частоту мельканий второго светодиода дискретно уменьшают с тем же шагом до тех пор, пока испытуемый не определит порог различения мельканий с инкрементной и декрементной частотами (интервал времени Т₅-Т ₆) и не зафиксирует последние предъявленные инкрементную F_и3 и декрементную F_д3 частоты (момент времени Т₇); разрешающую способность зрения определяют как разность между инкрементной F_и3 и декрементной F_д3 частотами, зафиксированными на третьем этапе, по формуле:

F=F_и3-F_д3.

Заявляемый способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий позволяет повысить точность оценки. В известном способе [3] световые мелькания предъявляются испытуемому с использованием одного светодиода, на который подаются поочередно с заданным в диапазоне 0,5-1,5 с постоянным временем предъявления световые мелькания с инкрементной и декрементной частотами. В этом случае испытуемый для определения, различаются или не различаются попеременно предъявляемые частоты, обращается к кратковременной логико-смысловой памяти.

В заявляемом способе световые мелькания предъявляются испытуемому с использованием двух светодиодов, на первом светодиоде предъявляется инкрементная частота, на втором - декрементная. В этом случае испытуемый для определения, различаются или не различаются предъявляемые частоты, сравнивает частоты мельканий, предъявляемых одновременно на двух светодиодах, что не требует обращения к кратковременной логико-смысловой памяти.

Таким образом, заявляемый способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример. Испытуемому Г., 23 лет, с помощью персонального компьютера, совместимого с IBM PC, предъявляли через порт LPT на светодиоды пульта испытуемого световые мелькания с заданной начальной частотой F _н, равной 15 Гц (интервал времени 0-T₁ ), затем на первом светодиоде предъявляли световые мелькания с увеличенной по сравнению с начальной - инкрементной частотой, на втором светодиоде - с уменьшенной по сравнению с начальной - декрементной частотой (интервал времени T₁ -Т₆).

В процессе измерений через порт LPT на персональный компьютер с пульта испытуемого подавались сигналы с кнопок «Увеличение разности частот непрерывное», «Уменьшение разности частот непрерывное», «Увеличение разности частот дискретное» и «Измерение».

При поступлении сигнала с кнопки «Увеличение разности частот непрерывное» компьютер предъявлял на первый светодиод инкрементную F_и частоту световых мельканий, на второй светодиод - декрементную F_д частоту световых мельканий, причем непрерывно увеличивал инкрементную F_и частоту мельканий первого светодиода с постоянной скоростью 0,25 Гц/с и непрерывно уменьшал декрементную F_д частоту мельканий второго светодиода с той же скоростью. При снятии сигнала с кнопки компьютер фиксировал последние предъявленные инкрементную F_и и декрементную F_д частоты и предъявлял испытуемому световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_и и декрементной F_д частотами до поступления сигнала с кнопки «Уменьшение разности частот непрерывное».

При поступлении сигнала с кнопки «Уменьшение разности частот непрерывное» компьютер предъявлял на первый светодиод инкрементную F_и частоту световых мельканий, на второй светодиод - декрементную F_д частоту световых мельканий, причем непрерывно уменьшал инкрементную F _и частоту мельканий первого светодиода с постоянной скоростью 0,1 Гц/с и непрерывно увеличивал декрементную F _д частоту мельканий второго светодиода с той же скоростью. При снятии сигнала с кнопки компьютер фиксировал последние предъявленные инкрементную F_и и декрементную F _д частоты и предъявлял испытуемому световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_и и декрементной F_д частотами до поступления сигнала с кнопки «Увеличение разности частот дискретное».

При каждом поступлении сигнала с кнопки «Увеличение разности частот дискретное» компьютер поочередно инкрементную F_и частоту мельканий первого светодиода дискретно увеличивал с постоянным шагом 0,1 Гц, декрементную F_д частоту мельканий второго светодиода дискретно уменьшал с тем же шагом.

При поступлении сигнала с кнопки «Измерение» компьютер фиксировал последние предъявленные инкрементную F_и и декрементную F _д частоты, вычислял значение порога F, равное разности между ними, и выводил значение дорога F на экран монитора, после чего предъявлял испытуемому световые мелькания с заданной начальной F_н частотой, равной 15 Гц.

На первом этапе измерений в момент времени T₁ испытуемый замкнул кнопку «Увеличение разности частот непрерывное» и удерживал ее в замкнутом состоянии до тех пор, пока не определил субъективно различие между предъявляемыми световыми мельканиями с инкрементной F_и и декрементной F_д частотами (интервал времени T₁-Т₂), после чего отжал кнопку (момент времени Т₂). При этом компьютер зафиксировал последние предъявленные инкрементную F_и1 и декрементную F_д1 частоты и предъявил испытуемому световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_и1 и декрементной F _д1 частотами (интервал времени Т₂ -Т₃).

На втором этапе измерений в момент времени Т₃ испытуемый замкнул кнопку «Уменьшение разности частот непрерывное» и удерживал ее в замкнутом состоянии до тех пор, пока не определил субъективно, что предъявляемые световые мелькания с инкрементной F_и и декрементной F_д частотами не различаются (интервал времени Т₃-Т₄ ), после чего отжал кнопку (момент времени Т₄ ). При этом компьютер зафиксировал последние предъявленные инкрементную F_и2 и декрементную F_д2 частоты и предъявил испытуемому поочередно световые мелькания с зафиксированными инкрементной F_и2 и декрементной F_д2 частотами (интервал времени Т ₄-T₅).

На третьем этапе измерений испытуемый, последовательно замыкая кнопку «Увеличение разности частот дискретное», определил порог различения предъявляемых световых мельканий с инкрементной F_и и декрементной F_д частотами (интервал времени Т₅-Т₆) и нажал кнопку «Измерение» (момент времени T₇). При этом компьютер зафиксировал последние предъявленные инкрементную F _и3 и декрементную F_д3 частоты, вычислил и вывел на экран монитора значение порога различения частот F, равное 1,2 Гц, принимаемое за разрешающую способность зрения по частоте световых мельканий, и предъявил начальную частоту световых мельканий F_и, равную 15 Гц, на светодиоды пульта испытуемого.

В соответствии с рекомендациями физиологов испытуемый выполнил серию из 10 измерений, в результате которой получены следующие значения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий в Гц: 1,2; 0,9; 1,1; 1,5; 0,8; 1,2; 0,8; 0,7; 1,0; 0,7. Среднее арифметическое измеренных значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий составило 1,0 Гц, среднее квадратическое отклонение - 0,082 Гц, доверительные границы случайной составляющей погрешности результатов измерений при доверительной вероятности 0,95 с учетом коэффициента Стьюдента - 0,186 Гц.

В результате измерений, выполненных испытуемым Г. по известному способу [3], получены следующие значения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий в Гц: 1,2; 0,9; 0,6; 1,4; 0,9; 0,5; 1,2; 0,6; 0,7; 1,3. Среднее арифметическое измеренных значений разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий составило 0,9 Гц, среднее квадратическое отклонение - 0,103 Гц, доверительные границы случайной составляющей погрешности результатов измерений при доверительной вероятности 0,95 с учетом коэффициента Стьюдента - 0,234 Гц.

Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений (среднее квадратическое отклонение) при выполнении измерений по предложенному способу по сравнению с измерениями, выполненными по известному способу [3], составило 20,4%.

Для оценки достоверности уменьшения случайной составляющей погрешности измерений проведены измерения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий по предложенному и известному способам у группы из 10 испытуемых, каждый из которых выполнил серию из 10 измерений по каждому способу. Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений при выполнении измерений по предложенному способу по сравнению с измерениями, выполненными по известному способу, составило от 15 до 29%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить точность определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий.

Источники информации

1. А.с. СССР 665895, МКИ А61В 5/16. Способ измерения критической частоты слияния мельканий. / Г.Н.Яговкин, А.П.Овчинников (СССР). - 2 с.

2. Патент РФ 2195153, А61В 3/00, 5/16. Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий. / В.В.Роженцов, Т.А.Лежнина. - Опубл. 27.12.2002, Бюл. №36. - 4 с.

3. Патент РФ 2209029, А61В 5/00. Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий. / В.В.Роженцов, Т.А.Лежнина (РФ). - Опубл. 27.07.2003, Бюл. №21. - 7 с.