RU168520U1

RU168520U1 - DEVICE OF LIGHT INFLUENCE ON THE VISUAL SYSTEM OF THE PATIENT

Info

Publication number: RU168520U1
Application number: RU2016124031U
Authority: RU
Inventors: Андрей Вальменович Аладов; Дмитрий Николаевич Берлов; Александр Львович Закгейм; Антон Евгеньевич Черняков; Юлия Александровна Чилигина
Original assignee: Акционерное общество "Техноэксан"
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2017-02-07

Abstract

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована для исследования и функциональной оценки психофизиологического состояния человека, степени утомления, диагностики нервно психических отклонений.Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в устройстве светового воздействия на зрительную систему пациента, включающем источник питания, полупроводниковый излучатель света, электрически связанный с ним микроконтроллер, обеспечивающий выработку светового излучения с заданными параметрами, выполненный с возможностью его связи с внешним устройством управления, задающим параметры светового излучения, при этом полупроводниковый излучатель смонтирован в корпусе размещаемого на голове пациента оптического блока и содержит множество полупроводниковых источников света, расположенных в полях зрения правого и левого глаза, согласно полезной модели источник питания выполнен в виде встроенного в корпус оптического блока аккумулятора, микроконтроллер смонтирован на плате, встроенной в корпус оптического блока, полупроводниковый излучатель выполнен в виде OLED дисплеев, расположенных в корпусе оптического блока в полях зрения правого и левого глаза, при этом устройство содержит смонтированный на плате и встроенный в корпус оптического блока радиомодуль, связанный с микроконтроллером и обеспечивающий возможность его радио связи с внешним устройством управления, а также смонтированную в оптическом блоке окулярную оптическую систему, расположенную после OLED дисплеев по ходу светового излучения.Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели,The utility model relates to the field of medical technology and can be used to study and functional assessment of the psychophysiological state of a person, degree of fatigue, diagnosis of neuropsychiatric abnormalities. The essence of the claimed utility model is that in the device of light exposure to the patient’s visual system, including a power source, a semiconductor light emitter, an microcontroller electrically connected to it, providing light emission with predetermined parameters, made with the possibility of its connection with an external control device that sets the parameters of light radiation, while the semiconductor emitter is mounted in the housing of the optical unit placed on the patient’s head and contains many semiconductor light sources located in the fields of view of the right and left eyes, according to a utility model, the power supply is made as a built-in battery optical unit, the microcontroller is mounted on a board built into the optical unit case, semiconductor the emitter is made in the form of OLED displays located in the optical block body in the fields of view of the right and left eyes, while the device contains a radio module mounted on the board and integrated in the optical block body, connected to the microcontroller and allowing its radio communication with an external control device, and also an ocular optical system mounted in the optical unit, located after the OLED displays in the direction of the light radiation. The technical result achieved by the implementation of the utility model,

Description

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована для исследования и функциональной оценки психофизиологического состояния человека, степени утомления, диагностики нервно психических отклонений, что является особенно важным при профотборе и допуске к определенным видам работ, требующим быстрой реакции и концентрации внимания при длительном зрительном напряжении (операторы, авиадиспетчеры и др.).The utility model relates to the field of medical technology and can be used for research and functional assessment of a person’s psychophysiological state, degree of fatigue, diagnosis of neuropsychic abnormalities, which is especially important for professional selection and admission to certain types of work that require a quick reaction and concentration with prolonged visual voltage (operators, air traffic controllers, etc.).

Известны офтальмологические и физиотерапевтические устройства, обеспечивающие воздействие на человеческий глаз изменяемым световым излучением (как правило, свето-цветовыми мельканиями, имеющими различную частоту, а также яркостные и спектральные характеристики), которое оказывает либо лечебный эффект, либо используется для исследования глаза и диагностики психофизиологического и психоэмоционального состояния человека.Ophthalmological and physiotherapeutic devices are known that provide exposure to the human eye with variable light radiation (as a rule, light-flickering with different frequencies, as well as brightness and spectral characteristics), which has either a therapeutic effect or is used to study the eye and diagnose psychophysiological and psychoemotional state of a person.

Результаты исследования и диагностики основываются на анализе реакции пациента на то или иное световое воздействие с определенными характеристиками, на которое пациент реагирует, как правило, путем нажатия кнопки в момент восприятия указанного воздействия.The results of the study and diagnosis are based on the analysis of the patient's response to a particular light exposure with certain characteristics, to which the patient responds, as a rule, by pressing a button at the moment of perception of the specified exposure.

Известно устройство светового воздействия на зрительную систему пациента, используемое для коррекции депрессивных состояний и аутоагрессивных поведенческих реакций человека [RU 2479325].A device for light exposure of the patient’s visual system is used to correct depressive conditions and auto-aggressive human behavioral reactions [RU 2479325].

Рассматриваемое устройство содержит светодиодный излучатель на основе единичных светодиодов различного цвета, а также блок управления и генерации электрических импульсов, задающий режимы работы светодиодного излучателя. Входящие в состав устройства конструктивные узлы соединены с помощью проволочных соединений. Светодиодный излучатель, в частности, вмонтирован в очковую опору.The device in question contains an LED emitter based on single LEDs of various colors, as well as a control and electric pulse generation unit that defines the operating modes of the LED emitter. The structural units included in the device are connected using wire connections. The LED emitter, in particular, is mounted in a spectacle mount.

Рассматриваемое устройство позволяет варьировать яркость, цветность и геометрию поля излучения.The device under consideration allows you to vary the brightness, color and geometry of the radiation field.

Недостатками данного устройства являются наличие в его составе нескольких узлов, соединенных между собой проволочными соединениями, что снижает компактность устройства и ограничивает возможность взаимного пространственного расположения его составных частей. Кроме того, за счет использования источника, содержащего ограниченное количество единичных светодиодов, устройство не позволяет плавно изменять параметры светового излучения в широких пределах, что может снизить эффективность светового воздействия на пациента.The disadvantages of this device are the presence in its composition of several nodes interconnected by wire connections, which reduces the compactness of the device and limits the possibility of mutual spatial arrangement of its components. In addition, due to the use of a source containing a limited number of single LEDs, the device does not allow smoothly changing the parameters of light radiation over a wide range, which can reduce the efficiency of light exposure on the patient.

Указанные факторы снижают удобство пользования устройством.These factors reduce the usability of the device.

Известно устройство светового воздействия на зрительную систему пациента [RU 2214150], используемое для компьютерной диагностики односторонней атрофии волокон зрительного нерва, которое выбрано в качестве ближайшего аналога.A device for light exposure to the visual system of a patient is known [RU 2214150], used for computer diagnostics of unilateral atrophy of the optic nerve fibers, which is selected as the closest analogue.

Устройство содержит светодиодный излучатель световых импульсов, источник питания для светодиодного излучателя, а также электрически связанный со светодиодным источником микроконтроллер, обеспечивающий достижение заданных параметров световых импульсов. При этом микроконтроллер выполнен с возможностью его связи с внешним устройством управления, задающим требуемые параметры световых импульсов.The device contains an LED emitter of light pulses, a power source for the LED emitter, and a microcontroller electrically connected to the LED source, ensuring the achievement of the specified parameters of the light pulses. In this case, the microcontroller is configured to communicate with an external control device that sets the required parameters of the light pulses.

Светодиодный излучатель смонтирован в закрепляемом на голове пациента оптическом блоке, выполненном в виде очковой оправы. Указанная оправа содержит две непрозрачные полусферы, на которых в полях зрения правого и левого глаза размещены группы единичных двух и трехцветных светодиодов, расположенных под углом к главной оптической оси соответствующего глаза, и два двухцветных светодиода, расположенные по оптической оси соответствующего глаза.The LED emitter is mounted in an optical unit mounted on the patient’s head in the form of a spectacle frame. The specified frame contains two opaque hemispheres, on which in the fields of view of the right and left eyes there are groups of single two and three-color LEDs located at an angle to the main optical axis of the corresponding eye, and two two-color LEDs located along the optical axis of the corresponding eye.

Микроконтроллер выполнен в виде отдельного блока, который содержит средство для генерации и формирования электрических импульсов, определяющих спектрально-световые и геометрические параметры поля свечения светодиодного излучателя.The microcontroller is made in the form of a separate unit, which contains means for generating and generating electrical pulses that determine the spectral-light and geometric parameters of the glow field of the LED emitter.

В качестве внешнего устройства управления использована персональная ЭВМ с дисплеем.As an external control device, a personal computer with a display was used.

Микроконтроллер электрически связан со светодиодным излучателем и с внешним устройством управления с помощью проводных соединений.The microcontroller is electrically connected to the LED emitter and to an external control device using wired connections.

В данном устройстве за счет наличия множества светодиодов в светодиодном источнике оказывается возможным с относительно малым шагом перекрыть поле зрения глаза.In this device, due to the presence of many LEDs in the LED source, it is possible to block the field of view of the eye with a relatively small step.

Однако наличие в составе устройства удаленных друг от друга блоков связанных проволочными соединениями, снижает компактность устройства, а также ограничивает возможность взаимного пространственного расположения его составных частей. Кроме того, поскольку светодиодный источник все же содержит ограниченное количество единичных светодиодов, в рассматриваемом устройстве не удается достигнуть плавного регулирования спектрально-цветовых и геометрических параметров поля свечения.However, the presence in the composition of the device of blocks remote from each other connected by wire connections, reduces the compactness of the device, and also limits the possibility of mutual spatial arrangement of its components. In addition, since the LED source still contains a limited number of single LEDs, in the device under consideration it is not possible to achieve smooth regulation of the spectral-color and geometric parameters of the glow field.

Проблемой, решаемой при реализации заявляемого устройства, является повышение удобства пользования.The problem to be solved when implementing the inventive device is to improve usability.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в устройстве светового воздействия на зрительную систему пациента, включающем источник питания, полупроводниковый излучатель света, электрически связанный с ним микроконтроллер, обеспечивающий выработку светового излучения с заданными параметрами, выполненный с возможностью его связи с внешним устройством управления, задающим параметры светового излучения, при этом полупроводниковый излучатель смонтирован в корпусе размещаемого на голове пациента оптического блока и содержит множество полупроводниковых источников света, расположенных в полях зрения правого и левого глаза, согласно полезной модели источник питания выполнен в виде встроенного в корпус оптического блока аккумулятора, микроконтроллер смонтирован на плате, встроенной в корпус оптического блока, полупроводниковый излучатель выполнен в виде OLED дисплеев, расположенных в корпусе оптического блока в полях зрения правого и левого глаза, при этом устройство содержит смонтированный на плате и встроенный в корпус оптического блока радиомодуль, связанный с микроконтроллером и обеспечивающий возможность его радиосвязи с внешним устройством управления, а также смонтированную в оптическом блоке окулярную оптическую систему, расположенную после OLED дисплеев по ходу светового излучения.The essence of the claimed utility model lies in the fact that in the device of light exposure to the patient’s visual system, including a power source, a semiconductor light emitter, a microcontroller electrically connected to it, providing light emission with predetermined parameters, configured to communicate with an external control device, specifying the parameters of light radiation, while the semiconductor emitter is mounted in the housing of the optical unit placed on the patient’s head and there are many semiconductor light sources located in the fields of view of the right and left eye, according to a utility model, the power supply is made in the form of an optical battery pack integrated into the housing of the battery, the microcontroller is mounted on a circuit board integrated in the optical unit housing, the semiconductor emitter is made in the form of OLED displays located in the case of the optical unit in the fields of view of the right and left eyes, the device comprises a radio module mounted on a board and built into the body of the optical unit, connected with the microcontroller and providing the possibility of its radio communication with an external control device, as well as an ocular optical system mounted in the optical unit, located after the OLED displays along the light path.

Принципиально важным в заявляемом устройстве является то, что его основные функциональные узлы выполнены в виде смонтированных в едином корпусе оптического блока миниатюрных деталей и плат, таких, как плоские OLED дисплеи (электролюминисцентные дисплеи на органических светоизлучающих полупроводниках, толщина которых не превышает 1 мм), установленный на плате, в частности, на двух платах в полях зрения правого и левого глаза, микроконтроллер, установленный на плате радиомодуль. Благодаря этому достигается компактность конструкции заявляемого устройства и удобство его размещения в собранном виде на голове пациента.Essentially important in the claimed device is that its main functional units are made in the form of miniature parts and boards mounted in a single optical unit housing, such as flat OLED displays (electroluminescent displays on organic light-emitting semiconductors, the thickness of which does not exceed 1 mm), installed on the board, in particular, on two boards in the fields of view of the right and left eye, a microcontroller mounted on the board of the radio module. Thanks to this, the compactness of the design of the claimed device and the convenience of its assembly in the assembled form on the patient's head are achieved.

При этом наличие радиомодуля позволяет принимать сигналы от внешнего устройства управления по беспроводной линии радиосвязи, что обеспечивает удобство и свободу размещения заявляемого устройства относительно указанного внешнего устройства, в том числе, возможность их удаленного взаимного расположения. В частности, радиосвязь может осуществляться по каналу обмена информацией Bluetooth.Moreover, the presence of a radio module allows you to receive signals from an external control device via a wireless radio link, which provides convenience and freedom of placement of the claimed device relative to the specified external device, including the possibility of their remote relative positioning. In particular, radio communication may be via a Bluetooth communication channel.

Кроме того, использование в качестве источника света не единичных полупроводниковых источников (светодиодов), а полупроводниковых OLED дисплеев позволяет проще, в более широких пределах и по большему числу параметров управлять с помощью микроконтроллера оптическими характеристиками излучаемого дисплеями светового излучения (световых тест-импульсов).In addition, the use of semiconductor OLED displays rather than single semiconductor sources (light emitting diodes) as a light source makes it easier, within a wider range and for a larger number of parameters, to control the optical characteristics of the light radiation emitted from the displays (light test pulses) using a microcontroller.

Так, в частности, управляемые микроконтроллером OLED дисплеи обеспечивают возможность получения светового пятна, размеры которого варьируется в диапазоне от 1 мм до 10 мм с шагом 0,5 мм, возможность варьирования положения светового луча в диапазоне поля зрения ±50° от оптической оси с шагом 1°, возможность варьирования спектрально-цветовых характеристик светового излучения в четырех диапазонах: синем от 430 до 470 нм, желто-зеленом от 540 до 580 нм, оранжевом от 600 до 620 нм и красном от 640 до 660 нм.Thus, in particular, OLED-controlled microcontroller displays provide the possibility of obtaining a light spot, the size of which varies in the range from 1 mm to 10 mm in 0.5 mm increments, and the possibility of varying the position of the light beam in the field of view ± 50 ° from the optical axis in increments 1 °, the possibility of varying the spectral color characteristics of light radiation in four ranges: blue from 430 to 470 nm, yellow-green from 540 to 580 nm, orange from 600 to 620 nm and red from 640 to 660 nm.

Поскольку в рабочем положении устройства дисплеи расположены вблизи глаз пациента, устройство содержит смонтированные в оптическом модуле и расположенные в полях правого и левого глаза по ходу световых лучей после OLED дисплеев окуляры, которые формируют видимое для глаз изображение излучаемых световых сигналов.Since the displays are located near the patient’s eyes in the operating position of the device, the device contains eyepieces that are mounted in the optical module and are located in the fields of the right and left eyes along the light rays after OLED displays, which form a visible image of the emitted light signals for the eyes.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является создание удобного при практическом использовании устройства для светового воздействия на зрительную систему пациента, которое позволяет плавно регулировать световые режимы излучения в широких пределах.Thus, the technical result achieved by the implementation of the utility model is the creation of a device that is convenient for practical use for the light exposure of the patient’s visual system, which allows for smooth adjustment of light emission modes over a wide range.

На фиг. 1 представлена функциональная схема заявляемого устройства, на фиг. 2 представлен рисунок, показывающий деталировку заявляемого устройства в аксонометрии, на фиг. 3 представлен рисунок, поясняющий работу устройства.In FIG. 1 shows a functional diagram of the inventive device, in FIG. 2 is a drawing showing a detail of the inventive device in a perspective view; FIG. 3 is a drawing explaining the operation of the device.

Устройство содержит источник питания 1, электрически связанный с микроконтроллером 2, который электрически связан с полупроводниковым источником излучения 3, а также с радиомодулем 4. Устройство также содержит оптическую систему, содержащую окуляры 5, предназначенные для восприятия вырабатываемого дисплеями 3 светового сигнала правым и левым глазом пациента, а также держатели 6 (фиг. 2).The device comprises a power source 1, electrically connected to the microcontroller 2, which is electrically connected to the semiconductor radiation source 3, and also to the radio module 4. The device also contains an optical system containing eyepieces 5, designed to perceive the light signal generated by the displays 3 by the patient's right and left eyes , as well as holders 6 (Fig. 2).

Источник питания 1 выполнен, в частности, в виде аккумуляторных плоских батарей Li-ion. Источник излучения 3 выполнен в виде двух OLED дисплеев, вырабатывающих световое излучение (в виде световых тест-импульсов), предназначенное для воздействия на правый и левый глаз пациента. Микроконтроллер 2 включает смонтированные на плате генератор и формирователь электрических импульсов (на чертеже не показаны) и выполнен с возможностью выработки электрических импульсов, обеспечивающих формирование OLED дисплеями 3 светового сигнала с заданными оптическими параметрами. Микроконтроллер 2 выполнен, в частности, в виде двух отдельных плат, каждая из которых электрически связана с одним из OLED дисплеев 3. Радиомодуль 4 смонтирован на плате и выполнен с возможностью приема радиосигнала от внешнего устройства управления 7 (фиг. 3), задающего требуемые параметры светового излучения, и преобразования указанного радиосигнала в электрический сигнал, управляющий работой микроконтроллера 2. В частности, радиомодуль 4 выполнен с возможностью приема радиосигнала по каналу Bluetooth.The power source 1 is made, in particular, in the form of rechargeable flat Li-ion batteries. The radiation source 3 is made in the form of two OLED displays that generate light radiation (in the form of light test pulses), designed to affect the right and left eyes of the patient. The microcontroller 2 includes a generator and an electric pulse generator mounted on the board (not shown in the drawing) and is configured to generate electrical pulses that enable OLED displays 3 to generate a light signal with specified optical parameters. The microcontroller 2 is made, in particular, in the form of two separate boards, each of which is electrically connected to one of the OLED displays 3. The radio module 4 is mounted on the board and configured to receive a radio signal from an external control device 7 (Fig. 3) that sets the required parameters light radiation, and converting the specified radio signal into an electrical signal that controls the operation of the microcontroller 2. In particular, the radio module 4 is configured to receive the radio signal via Bluetooth.

Все перечисленные узлы заявляемого устройства смонтированы в светопоглощающем корпусе 8 (фиг. 2 и фиг. 3) оптического блока, выполненного в виде закрепляемой на голове пациента модифицированной очковой оправы.All of the above nodes of the claimed device are mounted in a light-absorbing case 8 (Fig. 2 and Fig. 3) of an optical unit made in the form of a modified spectacle frame fixed to the patient’s head.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Заявляемое устройство, смонтированное в корпус 8 оптического блока, размещают на голове пациента таким образом, что окуляры 5 располагаются напротив его правого и левого глаза.The inventive device mounted in the housing 8 of the optical unit is placed on the patient's head in such a way that the eyepieces 5 are located opposite his right and left eyes.

С помощью внешнего устройства управления 7 (фиг. 3) задают требуемые оптические параметры светового тест-импульса. Внешнее устройство управления 7 выполнено, в частности, на базе планшета. Устройство 7 вырабатывает управляющий радиосигнал, который по каналу Bluetooth передается в радиомодуль 4. На основании принятого радиомодулем 4 управляющего сигнала микроконтроллер 2 задает режимы генерации световых импульсов. OLED дисплеи 3 и окулярная оптическая система, содержащая окуляры 5, формирует световые тест-импульсы с заданными оптическими характеристиками, которые воздействуют на зрительную систему пациента.Using an external control device 7 (Fig. 3) set the required optical parameters of the light test pulse. The external control device 7 is made, in particular, on the basis of the tablet. The device 7 generates a control radio signal, which is transmitted via Bluetooth to the radio module 4. Based on the control signal received by the radio module 4, the microcontroller 2 sets the modes for generating light pulses. OLED displays 3 and an ocular optical system containing eyepieces 5 generates light test pulses with predetermined optical characteristics that affect the visual system of the patient.

Регистрация реакции пациента на световое излучение осуществляется с помощью внешнего датчика 9 реакции (фиг. 3). Датчик 9 реакции содержит кнопку 10 (фиг. 3), при нажатии которой датчик 9 формирует сигнал реакции, в частности, передаваемый в виде радиосигнала по каналу Bluetooth на внешнее устройство управления 7.Registration of the patient's response to light radiation is carried out using an external reaction sensor 9 (Fig. 3). The reaction sensor 9 contains a button 10 (Fig. 3), when pressed, the sensor 9 generates a reaction signal, in particular, transmitted in the form of a radio signal via Bluetooth to an external control device 7.

В частности, варьируют частоту следования световых импульсов и определяют критическую частоту слияния мельканий, то есть частоту, при которой испытуемый глаз начинает воспринимать излучение как непрерывное (в этот момент пациент нажимает кнопку 10 датчика 9 реакции). Значение указанной частоты по каналу Bluetooth от датчика 9 передается в устройство управления 7, где заносится в базу данных. Переходят на другой испытуемый глаз и повторяют указанные действия. Далее описанный цикл испытаний осуществляют при других параметрах светового тест-импульса, определяющих геометрию, яркость, цвет светового излучения. Полученный массив данных анализируют и на этой основе делают диагностику зрительной системы или оценку состояния пациента.In particular, the repetition rate of light pulses is varied and the critical flicker fusion frequency is determined, that is, the frequency at which the test eye begins to perceive radiation as continuous (at this moment the patient presses button 10 of the reaction sensor 9). The value of the specified frequency via Bluetooth from the sensor 9 is transmitted to the control device 7, where it is entered into the database. Switch to another test eye and repeat these steps. The following test cycle is carried out with other parameters of the light test pulse, which determine the geometry, brightness, color of the light radiation. The resulting data array is analyzed and, on this basis, a diagnosis of the visual system or assessment of the patient’s condition is made.

Claims

A light exposure device for the patient’s visual system, including a power source, a semiconductor light emitter, a microcontroller electrically connected to it, providing light emission with predetermined parameters, configured to communicate with an external control device defining light radiation parameters, while the semiconductor emitter is mounted in the housing placed on the patient’s head of the optical unit and contains many semiconductor light sources, located data in the fields of view of the right and left eyes, characterized in that the power source is made in the form of an optical battery pack integrated into the housing of the battery, the microcontroller is mounted on a circuit board built into the optical housing, the semiconductor emitter is made in the form of OLED displays located in the optical housing in fields of view of the right and left eyes, while the device contains a radio module mounted on the board and built into the body of the optical unit, connected to the microcontroller and allowing it to be communication with an external control device, as well as an ocular optical system mounted in the optical unit, located after OLED displays along the path of light emission.