Кчсм в офтальмологии

Исследование критической частоты слияния мельканий (КЧСМ)

Критической частотой слияния мельканий (КЧСМ) принято называть минимальную частоту световых вспышек, которая вызывает ощущение непрерывного равномерного свечения. В офтальмологической практике, а также в изучении психофизиологии зрения, КЧСМ считают диагностическим тестом, для выявления патологических процессов, протекающих в зрительном пути.

В процессе выполнения теста, начинают с малой частоты мельканий, при которой обследуемый видит лишь серию раздельных световых вспышек. При увеличении частоты мельканий, у пациента появляется ощущение мерцания, в первый момент грубое, а затем и более тонкое. Наконец, когда частота мельканий достигает максимума, наступает видение равномерного непрерывного свечения. Подобный метод исследования, применяется для выявления показателя функциональной лабильности сетчатой оболочки и зрительного пути.

При исследовании КЧСМ применяются различные приборы — «Свето-тест», «Хиазма-01», «Хиазма-02» и «КЧСМ-цвет». В целях диагностирования нарушений зрительных функций детей, как правило, используют аппарат «КЧСМ-Д», который выполнен как детская игрушка — автомобиль, мигающий фарой. Указанные приборы позволяют исследовать КЧСМ на разные цвета: красный, синий, зеленый и белый включительно.

Показатели КЧСМ в норме у здоровых людей находятся в пределах 40 — 46 Гц (примерно 43 + 3 Гц). Поражение папилломакулярного пучка (при ретробульбарном неврите, ишемии зрительного нерва, рассеянном склерозе, атрофии зрительного нерва, макулярной дистрофии сетчатки типа Штаргарута, глаукоме и пр.) вызывает снижение частоты слияния мельканий в различной степени.

Поэтому, для точной дифференциальной диагностики патологий зрительного пути данные исследования КЧСМ нужно сопоставлять с результатами исследований поля зрения посредством кинетической либо статической периметрии. Снижение показателей КЧСМ (менее 30 Гц), обычно, указывает на возможные дефекты в поле зрения. Показатели КЧСМ снижается и с возрастом, так у здорового человека семидесяти лет, средние показатели КЧСМ, как правило, находятся в пределах 38—40 Гц.

Значения КЧСМ практически не зависят от остроты зрения, величины зрачка и рефракции, поэтому, исследование можно проводить не выполняя коррекцию аметропии, при широком зрачке. В обоих здоровых глазах, величины КЧСМ обычно совпадают или могут различаться на 5—8Гц. Разницу эту в показателях КЧСМ обязательно учитывать в диагностике заболеваний зрительного пути для каждого глаза.

По всему полю зрения, показатели КЧСМ имеют разную величину: на периферии с височной и носовой сторон, показатели КЧСМ выше на 10—15Гц, чем в области макулы. В этой связи, существует возможность при помощи прибора «Хиазма-01», компьютерного варианта «Хиазма-02» проводить топическую диагностику нарушения зрительного пути обоих глаз или каждого в отдельности, определять раздельно нарушения функций зрения на любых участках поля зрения (височной, носовой, макулярной областях).

В случае поражений зрительного пути глаза до хиазмы, нарушение КЧСМ определяется только для этого глаза. При поражении зрительного пути в хиазме и вышележащих отделах мозга, изменения КЧСМ необходимо определять в обоих глазах. Сниженные показатели КЧСМ в какой-то части поля зрения одного глаза или обоих, позволяет говорить о поражении периферического нейрона зрительного пути либо центрального.

Определяющими моментами для получения качественного результата исследования является уровень и правильность выбора оборудования и практическая подготовка врача. В «Московской Глазной Клинике» работают специалисты с высоким уровнем профессиональной подготовки, которые мастерски владеют имеющимся у нас современным оборудованием для диагностики зрения.

Все интересующие Вас вопросы можно задать по телефонам 8 (800) 777-38-81 и 8 (499) 322-36-36 или онлайн, воспользовавшись соответствующей формой на сайте.

Критическая частота слияния мельканий

Что такое критическая частота слияния мельканий?

Критическая частота слияния мельканий – это максимальная частота вспышек, при которой глаз человека еще способен различать их по-отдельности, а не сливать воедино. Данное исследование относится к нейроофтальмологии и исследует состояние зрительного анализатора в целом, включая зрительные нервы, кору головного мозга, а не только сам глаз как орган.

Когда мы смотрим телевизор или на монитор компьютера, нам кажется, что изображение поступает непрерывно, картинки плавно сменяют друг друга, хотя это совершенно не так.

Изображение, посылаемое на экран электронных устройств отправляется отдельными вспышками, просто частота смены расположения и цвета данных вспышек намного выше, чем критическая частота слияния мельканий к которой способен человеческий глаз. Однако если бы производители современных электронным устройств начали снижать выбранную частоту, то при определенном пороговом уровне частот наш зрительный анализатор смог бы различать эти вспышки по-отдельности (в ущерб удовольствию от просмотра изображения).

Именно это, но в упрощенной форме, и происходит во время исследования КЧСМ на приеме у офтальмолога.

Для чего необходимо знать величину КЧСМ?

Существуют определенные нормы данного показателя, как правило это от 40 до 46 Гц. Если результаты исследования попадают в данный интервал, это говорит о том, что состояние сетчатки, зрительного нерва и центральных отделав зрительного анализатора в полном порядке, свет воспринимается сетчаткой, перерабатывается в нервный импульс, своевременно проводится в кору головного мозга и там анализируется. Если этот параметр значительно снижен (30 Гц и менее) – на пути нервного импульса существуют преграды.

Это могут быть нарушения центральной зоны сетчатки (возрастные макулодистрофии, диабетической и гипертонической ретинопатии, амблиопия, макулярные отеки, эпиретинальные мембраны и др.), зрительных нервов и проводящих путей (глаукоматозная, травматическая, геморрагическая атрофия зрительного нерва, объемные образования головного мозга, которые сдавливают нервы и др.) и корковых представительств анализатора (травматические или постинсультные).

При подозрении на все эти патологические изменения врач и может назначить данное исследование.

Не стоит паниковать, если КЧСМ снижен незначительно, такое возможно при избыточной зрительной нагрузки и под воздействием интоксикаций (алкогольной, табачной и др) и носит обратимый характер.

Как проходит исследование?

Исследование проводят по возможности в затемненной комнате, на пациента одеваются специальные светонепроницаемые очки, в которые перед каждым глазом установлен светодиод, частота зажигания которого регулируется. Начинают исследование с редких низкочастотных импульсов, которые глаз с легкостью различает. После частоту мельканий начинают медленно увеличивать до тех пор, пока глаз перестанет отличать отдельные вспышки, о чем пациент должен сообщить исследователю, это и будет критической частотой слияния мельканий.

Исследования проводят отдельно каждым глазом, если предполагаемая область поражения находится между сетчаткой и хиазмой. Если пораженная область находится между корой головного мозга и хиазмой, то световой импульс предъявляют перед обоими глазами.

Где можно пройти данное исследование?

Данное исследование можно провести в СМ-клинике (Москва), Московская глазная клиника, Ниармедик (Москва), ЦКБ РАН (Москва) и в др.

Методика «Критическая частота световых мельканий»

При восприятии дискретных световых стимулов человек, в зависимости от частоты пульсации, может как ощущать их прерывистость, так и воспринимать их как ровное свечение. Критическая частота световых мельканий (КЧСМ), или критическая частота слияния световых мельканий, — это значение границы между частотой пульсирующего светового сигнала, воспринимаемого глазом как отдельные световые сигналы, и частотой, воспринимаемой как слитный световой сигнал.

Методика «Критическая частота световых мельканий» является субъективным психофизиологическим методом, состоящим в последовательном предъявлении обследуемому дискретных световых стимулов возрастающей либо убывающей частоты и предназначенным для диагностики критического ее значения. Теоретической основой данной методики является предположение, что индивидуальная КЧСМ обусловлена подвижностью нервных процессов в корковом отделе зрительного анализатора в понимании подвижности как быстроты возникновения и исчезновения нервных процессов возбуждения и торможения. Необходимо отметить, что острота зрения не влияет на результаты обследований.

Противопоказаниями к применению методики КЧСМ являются светобоязнь, слезотечение, острый период воспалительного процесса глаз, а также индивидуальная непереносимость мелькающего света, которая часто встречается у больных с рассеянным склерозом.

Критическая частота слияния световых мельканий зависит не только от внутренних, но и от внешних факторов, таких как климатические условия, время суток, освещенность, зоны проекции на сетчатке при воздействии мелькающим светом, яркость, угловые размеры, длина волны стимулов. Поэтому особое значение для применения обследований по данной методике приобретает стандартизация условий.

Оборудование: ПАК «Нейрософт-Психотест».

Ход работы

Методика «Критическая частота световых мельканий» широко используется для диагностики патологических процессов в зрительной системе, для определения степени утомления глаз и функционального состояния ЦНС. Обследуемому последовательно предъявляются дискретные световые сигналы красного, зеленого или оранжевого цвета. Если частота предъявления сигналов возрастает, то обследуемому необходимо нажать соответствующую кнопку на зрительно-моторной трубе или на зрительно-моторном анализаторе в тот момент, когда он перестанет воспринимать дискретность предъявляемых сигналов. Если частота световых сигналов убывает, то обследуемый должен нажать на кнопку в первые мгновения, когда он начнет различать отдельные сигналы. Рекомендуемый диапазон частоты предъявления световых сигналов в порядке возрастания — от 10 до 70 Гц, в порядке убывания — от 70 до 10 Гц, дискретность световых мельканий — 2 Гц. Первые попытки являются пробными и не регистрируются. Диагностическое значение имеют последующие пять замеров на возрастание частоты и пять на убывание, более информативными считаются показатели на убывание частоты световых сигналов. Выбор цвета сигнала определяется целью и задачами обследования.

По результатам обследования вычисляется средняя индивидуальная КЧСМ отдельно на слияние, различение и по обеим сериям (табл. 15.8, 15.9).

Таблица 15.8

Средние значения показателей

по методике «Критическая частота слияния световых мельканий», Гц (зрительно-моторный анализатор, монокулярные обследования)

Цвет сигнала

Возраст

Возрастание

Убывание

Итог

частоты

частоты

сигналов

сигналов

Красный

4—7

30—40

28—40

31—39

8—12

33—39

30—40

33—39

13—16

30—40

34—42

33—39

17 и более

33—41

35—43

35—41

Зеленый

4—7

33—47

31—43

34—44

8—12

33—43

36—43

36—42

13—16

34—44

36—44

35—43

17 и более

36—46

39—45

38—46

Таблица 15.9

Средние значения показателей

по методике «Критическая частота слияния световых мельканий», Гц (зрительно-моторная труба, монокулярные обследования)

Цвет сигнала

Возраст

Возрастание частоты сигналов

Убывание частоты сигналов

Итог

Красный

17 и более

28—36

30—38

29—37

Зеленый

30—40

32—43

32—40

Средние значения или значения выше среднего по результатам обследования свидетельствуют о том, что подвижность нервных процессов в корковом отделе зрительного анализатора в пределах нормы; низкие показатели говорят об инертности нервных процессов; особо низкие или особо высокие показатели критической частоты слияния световых мельканий обусловлены наличием функциональных расстройств в корковом отделе зрительного анализатора.

Диагностически значимым критерием является не только снижение КЧСМ по сравнению с нормой, но и величина разницы данных КЧСМ, полученных при стимуляции импульсами зеленого и красного света. Разница между данными КЧСМ на стимуляцию зеленым и красным цветом составляет 3—4 Гц, является достоверной во всех возрастных группах, кроме пациентов старше 50 лет, и может служить признаком нормального соотношения между диагностическими показателями 12. Если КЧСМ на зеленый свет равна или ниже, чем на красный, то можно предположить нарушение функций зрительного нерва вне зависимости от этиологии атрофического процесса.

Информативной также является динамика показателей: о наличии астенопии (зрительного утомления) свидетельствует равномерное снижение показателей критической частоты световых мельканий как на красный, так и на зеленый цвет сигнала.

Для больных глаукомой характерно преимущественное уменьшение показателя КЧСМ на зеленый цвет светового сигнала по сравнению с данными КЧСМ на красный цвет, так как при данной патологии больше страдает чувствительность на цвета коротковолновой и средневолновой части спектра, чем длинноволновой. Это объясняется нейроанатомией и физиологией сетчатки. Если, напротив, снижение КЧСМ происходит в большей степени на красный свет, то можно предположить наличие патологических изменений в центральной области сетчатки.

Данная методика применяется в области клинической психофизиологии, а также в целях профессионального отбора на специальности, требования к которым включают особенности подвижности нервных процессов либо низкую степень утомляемости зрения.

Определение критической частоты слияния мельканий

Где выполнить эту диагностику? Список центров

Критическая частота слияния мельканий (КЧСМ) — представляет собой минимальную частоту вспышек света, которая сопровождается ощущением непрерывного равномерного свечения.

Если мелькание происходит с малой частотой, человек видит отдельные вспышки света. При увеличении частоты мельканий создаётся ощущение мерцания. Увеличивая таким образом частоту вспышек можно получить картину, когда отдельные вспышки света воспринимаются глазом как непрерывный свет.

Определение критической частоты слияния мельканий выполняют для оценки состояния зрительных путей и функциональной лабильности сетчатки. Области применения исследования: офтальмология, неврология, психиатрия.

Показания к выполнению исследования

Диагностика заболеваний сетчатки и зрительного нерва – атрофии зрительного нерва, диабетической ретинопатии.

Диагностика амблиопии, глаукомы, близорукости и дальнозоркости высокой степени.

Методика выполнения

Пациента просят смотреть на мелькающий источник света и указать врачу, когда свет станет для него постоянным, а не отрывистым, мелькающим. Частота, с которой подаются вспышки в отмеченный пациентом момент, и оценивается как критическая частота слияния мельканий.

Современное оборудование позволяет исследовать КЧСМ не только для белого цвета, но и на синий, красный и зелёный цвета.

Для получения точных результатов исследования пробу повторяют по три раза для каждого глаза.

Нормальные показатели КЧСМ

Норма КЧСМ для здорового человека – 40-46 Гц. Снижение КЧСМ происходит по мере старения организма, у пожилых показатель редко превышает 38-40 Гц. Величина КЧСМ в двух здоровых глазах обычно является величиной одинаковой, максимальное различие составляет 5-8 Гц.

В пределах одного поля зрения показатели КЧСМ неодинаковы: на периферии в носовой и височной областях они на 10-15 Гц выше, чем в области макулы.

Состояния, сопровождающиеся изменением КЧСМ

Критическая частота слияния мельканий снижается при патологии папилломакулярного пучка (это отростки нервных клеток, которые идут в составе зрительного нерва от жёлтого пятна сетчатки до головного мозга): ишемия зрительного нерва, ретробульбарный неврит, атрофия зрительного нерва, рассеянный склероз, глаукома.

Чтобы провести детальную диагностику, результаты определения КЧСМ дополняют данными кинетической или статической периметрии (определении границ поля зрения).

Показатель КЧСМ ниже 30 Гц – признак дефектов в поле зрения.

Если зрительный путь одного глаза повреждён до уровня хиазмы (перекрёст зрительных путей в основании мозга на уровне турецкого седла), то нарушается КЧСМ только одного глаза. Если зрительный путь повреждён на уровне хиазмы или лежащих выше отделов головного мозга, то отклонения КЧСМ от нормы фиксируются в обоих глазах.

Где выполнить эту диагностику? Список центров

  • Авторы
  • Файлы
  • Литература

Волков А.С. 1 Морозова Л.В. 1 1 Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова 362 KB 1. Голубцов К.В. Мелькающий свет в диагностике и лечении патологических процессов зрительной системы человека / К.В. Голубцов, И.Г. Куман, Т.С. Хейло // Информационные процессы. – 2003. – Т. 3, №2. – С. 114-122. 2. Егорова Т.С., Голубцов К.В. КЧСМ в определении зрительной работоспособности слабовидящих школьников // Информационные процессы: электронный журнал, www.jip.ru. – 2002. – Т. 2, №1. – С. 106-110. 3. Кравков С.В. Глаз и его работа. – М., 1950. 4. Кравков С.В. О влиянии слуховых раздражителей на слитие мельканий // Физиологический журнал СССР. – 1935. – №19. 5. Красноперова Н.А. Критическая частота слияния мельканий как показатель развития утомления при учебной нагрузке у глухих и слабовидящих детей6-9 лет // Дефектология. – 1998. – №2. – С. 18-21. 6. Морозова Л.В., Новикова Ю.В., Особенности чтения текста с бумажных и электронных носителей // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Естественные науки. – 2013. – №1. 7. Рогатина Е.В., Голубцов К.В. Критическая частота слияния мельканий в дифференциальной диагностике патологии зрительного анализатора // Вестник офтальмологии. – 1997. – Т. 113, №6. – С. 20-21. 8. Рогатина Е.В., Яковлев А.А., Егорова Т.С., Хватова А.В., Голубцов К.В. Критическая частота слияния мельканий на цветные стимулы в диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва у детей: пособие для врачей. – М.: 2001, – 16 с.

Психофизиологические исследования предполагают достаточно большое количество экспериментальных методов. При определении психофизиологических особенностей зрительного восприятия широко используемыми современными методами являются ЭЭГ и «eye tracking», позволяющие определять электрическую активность коры полушарий мозга и следить за саккадами при предъявлении различных стимулов . Менее распространенным является метод, основанный на восприятии числа мельканий в единицу времени ‒ критической частоты слияния мельканий (КЧСМ).

Показатель КЧСМ зависит от большого числа факторов – размера тестирующего поля и места проекции на сетчатке, интенсивности и спектрального состава предъявляемого стимула, глубины модуляции и длительности стимулов, их количества при многократном предъявлении . Увеличение интенсивности стимула и яркости стимула ведет к уменьшению показателя КЧСМ. Выявлено влияние на показатели КЧСМ предварительной адаптации, условий проведения измерения и побочных слуховых, температурных, обонятельных раздражителей, которые могут изменять КЧСМ в обе стороны .

Результаты величины КЧСМ у взрослых людей не одинаковы по данным различных литературных источников, что связано с отличиями в оборудовании и методиках измерения. Осложняет определение показателя КЧСМ и тот факт, что регистрация зависит не только от методики измерения, но и от физиологического состояния человека .

Показатель КЧСМ в норме как у взрослых, так и у детей составляет 41-45 Гц . Красноперова Н.А. (1998) утверждает, что эти показатели характерны только для макулярной зоны сетчатки и только при центральном предъявлении стимула. Есть мнение, что для центральной зоны сетчатки (5°) показатель КЧСМ составляет 40-45 Гц, для парацентральной зоны (10°-20°) – возрастает до 55 Гц, для периферии снижается до 35-40 Гц. Ряд авторов заявляют, что показатель КЧСМ на периферическом отделе сетчатки составляют 60 Гц .

Традиционный вариант КЧСМ предполагает, что стимул воспринимается, в основном, макулярной областью сетчатки. На данный момент установлено, что при предъявлении стимула в угловом диапазоне 10°-55° показатель КЧСМ пропорционален логарифму углового размера поля зрения и возрастает к периферической области сетчатки на 10-15 Гц .

При центральном предъявлении КЧСМ для зеленого стимула в норме на несколько Гц выше, чем для красного. Это связано с тем, что в области центральной ямки в большем количестве находятся красно-чувствительные колбочки, а в парацентральной области – в основном зеленые. Так, разность между данными на стимуляцию зеленым и красным светом составляет 3-4 Гц. Эта разность является достоверной во всех возрастных групп, кроме старшей, и может служить признаком нормы показателей КЧСМ для монохроматических стимулов красного и зеленого цвета .

Считается, что величина показателя КЧСМ не зависит от остроты зрения . Это утверждение справедливо только при центральном предъявлении стимула и при небольшом размере источника, поскольку проекционное поле окажется в макулярной области сетчатки. В случае нарушений остроты зрения и когда размер источника достаточно большой, проекция на сетчатке будет другого размера, и, следовательно, в зависимости от нарушения остроты величина показателя КЧСМ будет иной, чем в случае нормальной остроты зрения.

В настоящей статье представлены результаты по показателю КЧСМ для возрастной группы 20-25 лет без учета гендерных особенностей. Эксперимент проводился с помощью оригинальных КЧСМ-очков (рис. 1а). Источником стимула является трехцветный светодиод размером 4 мм, расстояние от источника до поверхности глаза составляет 20 мм. КЧСМ-очки имеют подключение к ПК посредством USB-интерфейса, управление осуществляется посредством специализированного ПО «eyeLight», позволяющего задавать спектральный состав, интенсивность, глубину и длительность стимула (рис. 1б). Исследования проводились при скорости 1 Гц/с в сторону увеличения частоты мельканий для белого, красного, зеленого и синего цветов. Исследования проводились отдельно для каждого глаза, эксперимент повторялся для правого глаза через 10 минут после прочтения испытуемым мелкого текста с ЖК дисплея, находящегося на расстоянии наилучшего зрения, с целью выявления усталости зрительного анализатора на показатель КЧСМ.

Следует отметить, что средние значения показателя КЧСМ по результатам эксперимента (табл. 1) выше описанных в литературе .

Возможной причиной этого является большая область проекционного поля стимула на сетчатку вследствие близости источника света к глазу. Так же следует отметить разницу между показателями для различных цветов стимула: максимальное значение КЧСМ имеет для зеленого цвета, на 1-1,5 Гц меньше для красного, и наименьшее значение (на 2-2,5 Гц меньше по отношению к зеленому цвету) для синего цвета стимула. Скорее всего, это связано с количеством различного типа колбочек в области проекционного поля стимула. Это же является причиной разности между показателями КЧСМ для зеленого и красного цветов, согласно разность составляет 3-4 Гц.

Таблица 1

Средние значения показателя КЧСМ по результатам эксперимента

Глаз

Цвет стимула

Значения КЧСМ, Гц

Левый

48,86

46,57

47,86

44,57

Правый

49,38

49,86

47,14

Результаты проведенного эксперимента показывают, что для испытуемых со слабой степенью миопии для одного глаза и нормальной остротой для второго наблюдается разница в показателях КЧСМ 5-7 Гц для всех спектральных диапазонов, что не согласуется с мнением других исследователей . Возможной причиной таких различий так же может быть бóльшая область проекции стимула на сетчатке.

Еще одна задача исследования была направлена на выявление зависимости показателя КЧСМ от утомления зрительного анализатора. В статье показатель КЧСМ регистрировался после 15-минутного чтения текста с ЖК экрана монитора – снижение КЧСМ составляло 2-3 Гц.

В проведенном исследовании испытуемые читали мелкий текст в течение 10 минут с экрана ноутбука. Полученные результаты по значениям КЧСМ после чтения для правого глаза приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты по значениям КЧСМ после чтения для правого глаза

Цвет

Значение КЧСМ, Гц

47,25

45,125

46,625

а б

Рис. 1. а) Оригинальные КЧСМ-очки; б) ПО «eyeLight»

После чтения мелкого текста значение КЧСМ так же снизилось 1,5-3 Гц, причем максимальное снижение наблюдалось для красного цвета стимула. Снижение показателя связано с утомлением зрительного анализатора на всех уровнях, в том числе центрального зрительного нейрона и зрительной коры .

В заключении стоит отметить, что КЧСМ может служить не только характеристикой нормальной работы, но и показателем утомления зрительного анализатора при неправильной организации деятельности.

Библиографическая ссылка

Волков А.С., Морозова Л.В. КЧСМ КАК МЕТОД ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 2-3.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=12282 (дата обращения: 17.01.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания» (Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления) «Современные проблемы науки и образования» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.791 «Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074 «Современные наукоемкие технологии» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.909 «Успехи современного естествознания» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.736 «Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований» ИФ РИНЦ = 0.570 «Международный журнал экспериментального образования» ИФ РИНЦ = 0.431 «Научное Обозрение. Биологические Науки» ИФ РИНЦ = 0.303 «Научное Обозрение. Медицинские Науки» ИФ РИНЦ = 0.380 «Научное Обозрение. Экономические Науки» ИФ РИНЦ = 0.600 «Научное Обозрение. Педагогические Науки» ИФ РИНЦ = 0.308 «European journal of natural history» ИФ РИНЦ = 1.369 Издание научной и учебно-методической литературы ISBN РИНЦ DOI

  • Авторы
  • Резюме
  • Файлы
  • Ключевые слова
  • Литература
  • English

Оруджова О.Н. 1 Шабунина Н.В. 1 1 ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» В настоящее время метод критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) достаточно широко применяется в диагностике и лечении оптической системы человека. На сегодняшний день используют множество приборов и аппаратов, предназначенных для исследования КЧСМ. При этом применяют приборы и аппараты как промышленного производства, так и индивидуальные разработки исследователей. Имеется множество методов, зарегистрированных патентов и авторских свидетельств на изобретения и полезные модели для исследования критической частоты слияния мельканий. При этом отсутствует их стандартизация для определения показателя КЧСМ. При определении показателя КЧСМ основным фактором, позволяющим проводить исследование, является отсутствие заболеваний нервной системы (эпилепсия, рассеянный склероз и другие) и зрительного анализатора (отслоение сетчатки и другие). Также к противопоказаниям к применению КЧСМ-теста относятся: боязнь света, обильное слезотечение, острые воспаления в организме, повышенное внутричерепное давление (ВЧД), индивидуальная непереносимость мелькающего света. Поэтому исследование по определению требований, предъявляемых приборам для определения показателя КЧСМ, является актуальным. Необходимо совершенствование нормативной базы, стандартизация методик и приборов для определения КЧСМ. Целью исследования является формулирование требований к приборам и устройствам для определения КЧСМ. 581 KB устройство для определения КЧСМ критическая частота слияния мельканий критическая частота пульсаций света световой стимул светодиод стандарт 1. Роженцов В.В. Точность измерения критической частоты световых мельканий // Офтальмология. 2013. № 10. С. 47–49. 2. Atchison D.A. History and development of wavefront technology / In Yan, W. & Zhao, K. (Eds.). Wavefront and Clinical Visual Optics. People’s Medical Publishing House, Bejing, China, 2011. P. 9–15. 3. Atchison D.A. Depth of focus of the human eye / In Pallikaris, Ioannis, Plainis, Sotiris, & Charman, W. Neil (Eds.). Presbyopia: Origins, effects and treatment. Slack Incorporated, 2012. 19 p. 4. Ошурков И. Обоснованный подход к нормативам пульсаций светодиодного освещения // Современная электроника. 2012. № 4. С. 68–71. 5. ГОСТ IEC 60601-2-51-2011. Изделия медицинские электрические. Часть 2-51. Частные требования безопасности. Введ. 2013-01-01. М.: Стандартинформ, 2013. 103 с. 6. Волков А.С., Морозова Л.В. КЧСМ как метод психофизиологического исследования зрительного анализатора // Международный студенческий вестник. 2015. № 2–3. С. 310–312. 7. Лагунов А.Ю., Федин Д.А., Орлов А.В. Полихромный светодиодный блок для измерения КЧСМ // Научные труды SWorld. 2014. Т. 2. № 4. С. 83–89. 8. Лагунов А.Ю., Федин Д.А., Орлов А.В. Программный комплекс для управления блоком для измерения КЧСМ // Научные труды SWorld. 2014. Т. 2. № 4. С. 89–93. ABOUT STANDARDS QUALIFYING DEVICES FOR DETERMINING OF CFСМ Orudzhova O.N. 1 Shabunina N.V. 1 1 Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov» Abstract: At present, the method of the critical flicker fusion frequency (CFCM) is widely used in the diagnosis and treatment of the human optical system. At present, various instruments and apparatuses, both factory-made and original designs, are widely used in the research of CFCM. There are many methods, registered patents and author’s certificates for inventions and useful models for investigating the critical frequency of flicker fusion. At the same time, there is no standardization for the determination of the CFM index. When determining the indicator of CFCM, the main factor that makes it possible to conduct a study is the absence of diseases of the nervous system (epilepsy, multiple sclerosis and others) and the visual analyzer (retinal detachment and others). Also, contra-indications to the use of the FFMC test include photophobia, lacrimation, acute period of the inflammatory process in the body, increased intracranial pressure, individual intolerance of flashing light. Therefore, the study to determine the requirements for devices to determine the index of CFCM, is relevant. It is necessary to improve the regulatory framework, standardize the methods and instruments for determining CFCM. The aim of the study is to formulate requirements for instruments for determining the critical frequency of flicker fusion. Keywords: device for determining CFCM critical flicker frequency critical frequency of light pulsations light stimulus LED standard

В настоящее время метод критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) достаточно широко применяется в диагностике и лечении оптической системы человека.

КЧСМ пульсирующего света относится к исследованиям как пространственных показателей, так и временных показателей восприятия оптической системой человека. Острота зрения, объём восприятия оптической системой, поле зрения человеческого глаза – это пространственные характеристики. Длительность инерции ощущения, критическая частота, время адаптации, латентный период зрительной реакции представляют собой временные показатели зрительного анализатора.

Поэтому для исследования КЧСМ используют различные приборы и аппараты как промышленного изготовления, так и оригинальные разработки.

Цель исследования: для диагностических и терапевтических исследований оптической системы человека применяют метод светостимуляции. КЧСМ (критическая частота световых мельканий) в представленном исследовании используется как критерий. Сейчас для определения КЧСМ применяются множество различных приборов и устройств, но при этом отсутствует их стандартизация для определения показателя КЧСМ. Поэтому исследование по определению требований, предъявляемых приборам для определения показателя КЧСМ, является актуальным. Целью исследования является формулирование требований приборам и устройствам, предназначенным для определения КЧСМ.

Материалы и методы исследования

С одной стороны, в настоящее время имеется множество методов, зарегистрированных патентов и авторских свидетельств на изобретения и полезные модели для исследования критической частоты слияния мельканий, для диагностики патологии зрительной системы по критической частоте слияния мельканий в офтальмологии, неврологии и психиатрии .

Многие приборы и аппараты для определения КЧСМ осуществляют светостимуляцию с помощью встроенных в них светодиодов, расположенных напротив каждого глаза. Включение светоизлучающего диода возможно только при определённом значении силы тока и его направлении. Для подключения светодиодов в цепях переменного напряжения и управления их яркостью применяются специальные пускорегулирующие устройства, колебания тока которых на выходе порождают колебания светового потока светодиода.

Пульсации света можно разделить на видимые (частотой до 60…80 Гц) и невидимые глазом человека (частотой от 80…300 Гц). Такие пульсации света могут оказывать разное воздействие на организм человека. В большинстве случаев человеческий глаз не фиксирует пульсацию источника искусственного света, т.к. критическая частота пульсаций света составляет 300 Гц.

Пульсирующий свет до частоты 300 Гц способен воспринимать человеческий мозг. В работе приводятся данные исследования ЭЭГ мозга человека при воздействии пульсирующего света частотой 120 Гц: появление навязанных пиков активности с частотой пульсации света, подавляющих естественные биоритмы нервной системы. Причем при уровне пульсации света 5–8 % возникают признаки расстройства нормальной электрической активности мозга, глубиной 20 % – вызывают такой же уровень расстройства нормальной активности мозга, что и пульсации глубиной 100 %.

Видимые глазом человека пульсации можно разделить на две группы: краткосрочного и долгосрочного воздействия. При краткосрочном влиянии пульсаций светового потока на организм человека отмечается усталость органов зрения, снижение внимания, утомляемость организма, замедление активности мозга, нарушение пищеварения, нарушение циркадных ритмов. При долгосрочном влиянии пульсаций светового потока на организм человека развивается расстройство нервной системы, патология органов зрения и сердечно-сосудистой системы.

Невидимые глазом человека пульсации (при частоте, равной КЧСМ) визуально не ощущаются, т.к. мозг «не успевает» обрабатывать поступающую информацию об изменениях интенсивности светового потока (таблица).

Особенности восприятия пульсаций

Описание

Частота, Гц

Восприятие информации

зрительно

мозгом

Частота пульсаций, легко различимая глазом человека

0–25…30

+

+

КЧСМ-тест центрального зрения

30–60

+

+

Частота слияния мельканий периферического зрения

60…80–300

+

Минимальная частота пульсаций, не воспринимаемая мозгом

Показатель КЧСМ является критерием оценки активности биохимических, энергетических, электрофизиологических, метаболических и других процессов. Наблюдателю в последовательном порядке показывают дискретные световые сигналы определённого цвета (красного, зеленого, оранжевого, синего, белого) по возрастающей (обычно 10–70 Гц) или убывающей (70–10 Гц) частоте. В современной литературе имеются противоречивые данные относительно нормальных показателей КЧСМ.

С другой стороны, при определении показателя КЧСМ основным фактором, позволяющим проводить исследование, является отсутствие заболеваний нервной системы (эпилепсия, рассеянный склероз и другие) и зрительного анализатора (отслоение сетчатки и другие). Также к противопоказаниям к применению КЧСМ-теста относятся: боязнь света, обильное слезотечение, острые воспаления в организме, повышенное ВЧД, индивидуальная непереносимость мелькающего света.

Таким образом, возникла необходимость в формулировании требований к приборам для определения критической частоты слияния мельканий.

Рассмотрим следующие приборы и аппараты для определения КЧСМ:

1. Прибор «КЧСМ – Д» применяют для исследования критической частоты слияния мельканий при воздействии красным и зеленым светом с различной патологией сетчатки глаза и зрительного нерва.

Данный прибор применяют для лечения оптической системы человека при ряде глазных заболеваний при использовании метода цветотерапии. Прибор «КЧСМ – Д» специально разработали и сконструировали для лечения зрения у детей, так как при диагностировании заболевания и, соответственно, его последующего лечения у маленьких детей возникают некоторые трудности. Использование прибора «КЧСМ – Д» основано на вовлечении ребенка в игру, что концентрирует его внимание и позволяет наиболее точно оценить КЧСМ. Тестируемому ребенку предлагают оказать помощь при ремонте автомобиля, а именно просят указать, мигает или нет фара автомобиля. «КЧСМ – Д» генерирует импульсы света разной длины волны: по красному цвету – 650 ± 20 нм, по зеленому – 520 ± 20 нм, по синему – 450 ± 20 нм. У прибора есть возможность изменять частоту мельканий излучателя не дискретно, а плавно в диапазоне от 3 до 70 Гц. При этом интенсивность излучателя света варьируется от 0,5 до 0,9 мкд, а длительность одного светового импульса составляет не менее 5 мс. Генерация световых стимулов осуществляется с помощью безынерционных источников света, которые называются светодиоды. Полученные показания генерации стимулов фиксируются на цифровом табло. Микроконтроллер, который смонтирован в отдельном корпусе, позволяет управлять светостимуляцией. Также прибор снабжен дополнительным светостимулятором, представленным в виде раструба, для диагностики макулярной зоны сетчатки. В комплект прибора «КЧСМ – Д» входят очки с вмонтированными в них трёхцветными светодиодами.

2. Прибор «Хиазма – 01» применяют с целью экспресс-диагностики патологического процесса в хиазме. Критическая частота слияний мельканий определяется в различных участках поля зрения. С помощью прибора «Хиазма – 01» (а также его компьютерного варианта «Хиазма – 02») возможно проводить топическую диагностику нарушений в зрительном пути каждого глаза или обоих глаз, а также определять нарушения зрительных функций в разных участках поля зрения: носовой, височной, макулярной областях.

3. В приборе «Радуга – 3ДЛ» используют метод исследования КЧСМ и метод цветотерапии для диагностики и лечения органов зрения у пациентов с различными патологиями.

Прибор «Радуга – 3ДЛ» генерирует импульсы света разной длины волны: по красному цвету – 650 ± 20 нм, по зеленому – 525 ± 20 нм, по синему – 450 ± 20 нм. Имеется возможность частоту мельканий излучателя варьировать в диапазоне от 25 до 70 Гц с шагом 0,7 Гц. Интенсивность импульса света изменяется от 0,5 до 0,9 мкд, а длительность одного светового импульса составляет не менее 15 мс. Процедура светолечения по временному интервалу может составлять – 1, 2, 3, 4 или 5 минут.

4. Прибор «Радуга – 3Л» может применяться операторами персональных компьютеров для снятия зрительного утомления, а также может использоваться для восстановления зрения при близорукости или дальнозоркости. По рекомендации врача данный прибор может быть использован для лечения пациентов в домашних условиях. Аппарат «Радуга – 3Л» способен выявлять нарушения зрительных функций различной степени тяжести, что особенно важно при отсутствии видимых органических изменений на глазном дне, позволяет проводить лечение КЧСМ на основе полученных данных исследования. Прибор является автономным микропроцессорным устройством, включающим очки, в которые встроены двухцветные источники света. Генератор импульсов света, соединенный с двумя светодиодами и закреплённый в светозащитном экране, размещен в корпусе аппарата и подключен к блоку питания. Между генератором импульсов света и блоком питания установлен таймер. Прибор «Радуга – 3Л» снабжен электронным блоком управления светостимуляторами, а также очками для фотостимуляции хроматическими импульсами. Данный прибор генерирует импульсы света разной длины волны: по красному цвету – 650 ± 20 нм, по зеленому – 525 ± 20 нм. Частота импульсов света порядка 38 Гц, их интенсивность варьируется от 0,5 до 0,9 мкд. Длительность одного светового импульса составляет не менее 15 мс. Процедура светолечения по временному интервалу составляет 3 минуты.

5. Прибор «КЧСМ – У» применяют для регистрации критической частоты слияния мельканий у детей на хроматические стимулы. Данное устройство содержит генератор импульсов, связанный с формирователем частоты, к выходу которого присоединен управляемый источник света, выполненный трехцветным и установленный в фарах автомобиля-игрушки, при этом одна из фар автомобиля-игрушки постоянно светит. Источник света размещен в одном корпусе со световым табло и кнопкой регистрации.

6. Метод цветотерапии по Т.П. Тетериной применяют для коррекции функциональных систем организма (ФСО) человека. Прибор состоит из очков со светорассеивающими отражателями и вмонтированными источниками светового излучения (СИ), имеется генератор, регулятор частоты светового излучения, блок питания с регулятором яркости светового излучения.

Источник СИ – это набор светодиодных излучателей разной длины волны СИ.

Блок управления последовательно соединен с формирователем модулирующих импульсов и модулятором. Выходы блока управления подключаются к управляющим входам регулятора частоты мельканий СИ.

Входы модулятора подключаются к выходам регулятора частоты яркости СИ. Входы каждого из двух коммутаторов подключаются к регулятору яркости СИ, выходы – к источнику СИ.

7. Прибор «Свето – Тест» фирмы «Окулюс» является офтальмологическим диагностическим прибором, предназначенным для определения функционального состояния центральных отделов сетчатки глаза и зрительного нерва. Данный прибор позволяет определять показатель критической частоты слияния мельканий. Получаемые данные являются объективными показателями функциональной подвижности зрительно-нервного аппарата.

Прибор «Свето – Тест» представляет собой электронный блок и излучатель красного, зеленого, желтого и синего света. Имеется возможность изменять частоту мельканий излучателя не дискретно, а плавно в диапазоне от 1 до 60 Гц. Расстояние между устройством и глазами составляет 75 мм. Прибор соответствует стандартам и требованиям ГОСТ Р 50267.0-92. Изделия медицинские электрические. Часть 1. Общие требования безопасности и ГОСТ IEC 60601-2-51-2011 . В данный момент прибор снят с производства на неопределенный срок.

8. Оригинальные КЧСМ – очки (разработчик А.С. Волков) – прибор для определения КЧСМ разработан в Северном (Арктическом) федеральном университете и представляет собой программно-аппаратный комплекс (рисунок) .

Прибор для определения КЧСМ (А.С. Волков)

Данный прибор состоит из прибора управления, очков для светостимуляции и персонального компьютера. Прибор управления – микроконтроллерная схема управления с USB интерфейсом для подключения к персональному компьютеру – предназначен для получения управляющих команд от персонального компьютера и передачи информации. Персональный компьютер предназначен для управления прибором управления и обеспечения интерфейса взаимодействия с пользователем.

Светостимуляция осуществлялась с помощью закрытых очков (типа защитных) со встроенными в переднюю панель трехцветными светодиодами, расположенными напротив каждого глаза в центральной зоне. Светодиодные кристаллы замыкаются в равносторонний треугольник со стороной до 1,5 мм, поэтому свечение трех светоизлучающих диодов можно считать точечным. Поэтому, регулируя яркость свечения каждого светоизлучающего диода, можно предъявлять нужный для исследования цвет, воспринимаемый глазом человека . В данном приборе светоизлучающие диоды предъявляют световые импульсы красного, зелёного, синего и белого цветов с увеличением частоты на 1 Гц/с.

Оригинальные КЧСМ-очки подключаются к персональному компьютеру посредством USB-интерфейса. Управление осуществляется с помощью специализированного оригинального программного обеспечения «eyeLight», позволяющего задавать спектральный состав, интенсивность, глубину и длительность стимула .

Данный прибор не нуждается в дополнительном источнике питания, так как питание всей системы, в том числе светодиодов, осуществляется от USB-интерфейса персонального компьютера .

Недостатки приборов:

– многие приборы являются готовыми, неизменяемыми под соответствующие нужды, так как значения всех строго заданных параметров приборов нельзя изменить;

– некоторые приборы не имеют возможности автономной работы в условиях отсутствия промышленной сети;

– основная часть приборов состоят из большого количества электронных компонентов, то есть имеют сложное устройство;

– практически все приборы возможно использовать только с участием опытного специалиста;

– для профилактического использования многих приборов необходимо специальное помещение.

Заключение

Требования, предъявляемые к приборам для определения критической частоты световых мельканий:

1. Все приборы и аппараты для определения КЧСМ должны соответствовать требованиям ГОСТ 20790-93. Приборы, аппараты и оборудование медицинское. Общие технические условия, ГОСТ IEC 60601-2-51-2011. Изделия медицинские электрические. Часть 2-51. Частные требования безопасности, ГОСТ Р 50267.0-92. Изделия медицинские электрические. Часть 1. Общие требования безопасности.

2. Для корректного сопоставления данных показателей КЧСМ световой стимул должен предъявляться центральной зоне сетчатки.

3. Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы, коэффициент пульсации не должен превышать 5 %.

4. Необходимо совершенствование нормативной базы, стандартизация методик и приборов для определения КЧСМ.

Оруджова О.Н., Шабунина Н.В. О ТРЕБОВАНИЯХ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К ПРИБОРАМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ СВЕТОВЫХ МЕЛЬКАНИЙ // Научное обозрение. Технические науки. – 2018. – № 5. – С. 25-29;
URL: https://science-engineering.ru/ru/article/view?id=1198 (дата обращения: 17.01.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания» (Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления) «Современные проблемы науки и образования» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.791 «Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074 «Современные наукоемкие технологии» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.909 «Успехи современного естествознания» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.736 «Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований» ИФ РИНЦ = 0.570 «Международный журнал экспериментального образования» ИФ РИНЦ = 0.431 «Научное Обозрение. Биологические Науки» ИФ РИНЦ = 0.303 «Научное Обозрение. Медицинские Науки» ИФ РИНЦ = 0.380 «Научное Обозрение. Экономические Науки» ИФ РИНЦ = 0.600 «Научное Обозрение. Педагогические Науки» ИФ РИНЦ = 0.308 «European journal of natural history» ИФ РИНЦ = 1.369 Издание научной и учебно-методической литературы ISBN РИНЦ DOI