CC BY
63
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 535.317
DOI: 10.17586/0021-3454-2015-58-5-406-409
МАКУЛОСТИМУЛЯТОРЫ
Ю. В. Федоров, А. Ю. Федорова
Университет ИТМО, 197101, Санкт-Петербург, Россия E-mail: [email protected]
Описаны способы и устройства для профилактики зрительного утомления и сохранения остроты зрения на стабильно высоком уровне.
Ключевые слова: макула, макулостимуляция, глазные зрительные тренажеры, тестовые периодические структуры, острота зрения.
Макула или желтое пятно представляет собой область сетчатки диаметром около 5,5 мм, расположенную в заднем полюсе глаза. В центральной ее части — фовеа — диаметром 1,5 мм плотно сгруппированы фоторецепторы, гарантирующие четкое, ясное цветное восприятие окружающего мира. Только макула, а не вся сетчатка, дает возможность читать, видеть лица людей, различать цвета.
Острота зрения, характеризующая способность глаза воспринимать раздельно две точки, расположенные друг от друга на определенном расстоянии, снижается в течение жизни человека. Условно принято считать, что при нормальной остроте зрения глаз способен увидеть раздельно две далекие точки, если угловое расстояние между ними равно 1' (1/60°), что для расстояния 5 м (так называемое начало бесконечности) соответствует 1,45 мм. Например, полосы-лепестки в центральной части тест-объекта типа ,,ромашка“ (рис. 1, а) сливаются в сплошное темное пятно, диаметр которого зависит от числа лепестков (при n=24 диаметр пятна около 11 мм). При пониженной остроте зрения диаметр пятна увеличен.
Для сохранения остроты зрения в течение всей жизни на высоком уровне, помимо общеизвестных правил (сбалансированное питание, чередование зрительных нагрузок с отдыхом, отказ от вредных привычек и др.), специалисты-офтальмологи рекомендуют регулярное выполнение зрительной гимнастики и использование глазных зрительных тренажеров.
Принцип работы тренажеров для стимуляции сетчатки глаза (макулостимуляторов) базируется на использовании периодических структур с квазисинусоидальным распределением интенсивности излучения при выявлении порога восприятия глазом тестовых решеток с увеличением их пространственной частоты [1, 2]. Действие тренажера основано на предъявлении глазу пары расположенных соосно частотно-пространственных контрастных решеток. Решетки выполнены в виде сходящихся к центру и изменяющихся по ширине контрастных полос. Верхняя решетка вращается; нижняя неподвижна или имеет небольшие возвратнопоступательные колебательные движения, что стимулирует раздражение фовеальной зоны и всего поля зрения. При наблюдении такой картины подключается вазомоторная функция амблиопичного глаза, активизируются функционально заторможенные нейроны. Вначале пациент видит только широкие периферийные участки полос, а по мере повышения зрительного тонуса видимыми становятся участки полос меньшей толщины (уменьшается диаметр центрального черного пятна).
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2015. Т. 58, № 5
Макулостимуляторы
407
Макулостимуляторы изготавливаются как с прямолинейными, так и спиральными тестобъектами (рис. 1, б). При изменении направления вращения терапевтическое действие спиральных тест-объектов также изменяется, что создает иллюзию удаляющегося или приближающегося тоннеля. Благодаря этому эффекту осуществляется снятие спазма аккомодации при работе в зрительно напряженных условиях у людей разного возраста.
а) б)
Рис. 1
Работу макулостимулятора иллюстрирует рис. 2, где показано взаимное расположение полос-лепестков верхней и нижней решеток тест-объекта (а) и распределение интенсивности излучения I, отраженного от поверхностей макулостимулятора, в периферийной и близкой к центральной зонах решетки (б); пространственная частота периферийной зоны превышает пространственную частоту центральной зоны (а — угол разворота лепестков верхней решетки от начального положения).
а)
б)
Пара нижних лепестков (неподвижных)
Пара верхних лепестков (вращающихся)
Ш И ш СИ
Щ Щ окУ учК Ш \1
Начальное положение (лепестки взаимно дополняются,
Т/4 — промежуточное
положение Т/2 — максимальное
раскрытие лепестков
поле темное)
Рис. 2
Введение между решетками цветного полупрозрачного фильтра дает дополнительный терапевтический эффект: красный цвет улучшает микроциркуляцию, повышает чувствительность рецепторов сетчатки и остроту зрения; зеленый цвет улучшает микроциркуляцию глаза, понижает внутриглазное давление, наиболее эффективно восстанавливает биоритм зрительного анализатора; синий цвет обладает успокаивающим действием, нормализует сон, снижает внутриглазное давление [3].
На рис. 3 показан макет простейшего ручного карманного макулостимулятора, которым удобно пользоваться в различных ситуациях, например в дороге или в домашних условиях.
Компьютерная макулостимуляция может быть организована пользователем на собственном персональном компьютере (после консультации с врачом) путем создания циклического слайд-шоу с использованием стандартной компьютерной
Рис. 3
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2015. Т. 58, № 5
408 Ю. В. Федоров, А. Ю. Федорова
программы (например, Power Point) либо специально разработанной. Слайд-шоу моделирует действие макулостимулятора в пределах одного периода тестовой решетки: имеются два наложенных друг на друга тест-объекта, их которых один неподвижен, а второй последовательно поворачивается от кадра к кадру на 1,5° от исходного положения, при котором тестобъекты, накладываясь, взаимно дополняют друг друга, в результате чего образуется сплошное черное круговое поле; частота смены кадров 1 с (полный оборот, соответствующий периоду решетки, составляет 10 с при использовании 24-лепесткового тест-объекта); сеанс (время наблюдения) — 5.. .10 мин; количество сеансов в течение дня — 2 или 3.
Описанный вариант компьютерной макулостимуляции представлен схемой на рис. 4.
a=0 a=1,5° a=4,5° a=12° a=13,5° a=15°
1 -m 10
• • • # # ф
„Кадры“
Рис. 4
При компьютерной макулостимуляции могут быть использованы как черно-белые растровые структуры, так и цветные (от трех до семи, по числу основных цветов видимого спектра).
Макулостимуляторы предназначены для снятия и профилактики зрительного утомления, повышения остроты зрения, они дают положительный эффект в сочетании с другими методами и средствами воздействия на зрительный анализатор [3, 4].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тренажеры [Электронный ресурс]: <http://www.oko-training.ru/base.htm>.
2. Макулостимулятор „МКС-Ц“ [Электронный ресурс]: <http://eyecenter.com.ua/pacien/trenager/01.htm>.
3. Федоров Ю. В. Зрение: линзовая коррекция. Зрительная гимнастика. Цветотерапия. СПб: НП-Принт, 2013. 104 с.
4. Федоров Ю. В. Зрение: глазные зрительные тренажеры. СПб: Лена, 2014. 97 с.
Сведения об авторах
Юрий Владимирович Федоров — канд. техн. наук; Университет ИТМО, кафедра измерительных технологий и компьютерной томографии; E-mail: [email protected] Александра Юрьевна Федорова — Университет ИТМО, кафедра экономической теории и бизнеса; старший преподаватель; E-mail: [email protected]
Рекомендована кафедрой измерительных технологий и компьютерной томографии
Поступила в редакцию 02.04.14 г.
Ссылка для цитирования: Федоров Ю. В., Федорова А. Ю. Макулостимуляторы // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58, № 5. С. 406—409.
MAKULOSTIMULATORS
Yu. V. Fedorov, А. Yu. Fedorova
ITMO University, 197101, Saint Petersburg, Russia E-mail: [email protected]
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2015. Т. 58, № 5
Макулостимуляторы
Methods and means for preventive maintenance of eye accommodation ability and visual acuity are described.
Keywords: macula, maculostimulation, eye vision training apparatus, testing periodic structures, vision acuity.
Data on authors
Yury V. Fedorov — PhD; ITMO University, Department of Measurement Technologies
and Computer Tomography; E-mail: [email protected] Alexandra Yu. Fedorova — ITMO University, Department of Economic Theory and Business;
Senior Lecturer; E-mail: [email protected]
Reference for citation: Fedorov Yu. V., Fedorova A. Yu. Makulostimulators // Izvestiya Vysshikh Ucheb-nykh Zavedeniy. Priborostroenie. 2015. Vol. 58, N 5. P. 406—409 (in Russian).
DOI: 10.17586/0021-3454-2015-58-5-406-409
409
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2015. Т. 58, № 5
