Способ оценки критической частоты слияния световых мельканий

 

Изобретение относится к медицине и предназначено для оценки критической частоты слияния световых мельканий. Для этого на первом этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с увеличивающейся со скоростью 20 Гц/с частотой. При этом испытуемый определяет надпороговое значение КЧСМ. На втором этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с уменьшающейся со скоростью 2 Гц/с частотой и испытуемый определяет подпороговое значение КЧСМ. На третьем этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с частотой, равной среднему арифметическому значению частот, зафиксированных им на первых двух этапах измерений. При этом испытуемый путем последовательного дискретного увеличения или уменьшения частоты световых мельканий на 0,1 Гц определяет действительное значение КЧСМ. Способ позволяет за счет уменьшения времени измерений уменьшить утомление зрительных анализаторов и в результате увеличить точность измерений.

Изобретение относится к медицине и предназначено для оценки критической частоты слияния световых мельканий.

Известен способ определения критической частоты слияния световых мельканий (КЧСМ) путем предъявления световых импульсов с изменяющейся частотой от минимально возможного значения до критического, причем увеличение частоты световых импульсов выполняет исследователь (врач), а испытуемый (пациент) сообщает исследователю (врачу) о достижении КЧСМ [1-4].

Известен способ определения КЧСМ путем предъявления световых импульсов с изменяющейся частотой от максимально возможного значения до критического, причем уменьшение частоты световых импульсов выполняет исследователь, а испытуемый сообщает исследователю о достижении КЧСМ [5].

Недостатком известных способов является большая погрешность измерений, которая имеет две составляющие, обусловленные системой "исследователь - испытуемый" - систематическую и случайную. Систематическая составляющая погрешности измерений определяется суммарным минимальным временем сенсомоторной реакции исследователя и испытуемого, а случайная составляющая - их изменениями. Последние объясняются зависимостью времени сенсомоторной реакции от функционального состояния зрительной системы испытуемого, от функционального состояния организмов исследователя и испытуемого в целом, их индивидуальных особенностей, возраста, утомления и ряда других факторов [6].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки КЧСМ путем предъявления световых импульсов с изменяющейся частотой от минимально возможного значения до критического, затем от максимально возможного значения до критического, причем действительное значение КЧСМ определяется как среднее арифметическое результатов двух измерений [7, 8].

Недостатком известного способа является большое время измерений. Для принятой погрешности измерения КЧСМ, равной 0,1 Гц, и минимальном времени сенсомоторной реакции, равном 0,1 с, скорость изменения частоты световых импульсов должна быть не более 1 Гц/с. При принятых значениях минимально и максимально возможных частот световых мельканий, равных 20 и 60 Гц соответственно, время измерений составит не менее 40 с. Из-за большого времени измерений происходит утомление зрительных анализаторов, увеличивается случайная составляющая погрешности измерений, ухудшается точность измерений. Кроме того, из-за большого времени измерений способ не применим для определения КЧСМ в процессе тестирования с целью оценки степени утомления человека или его функционального состояния.

В то же время известно, что глаз человека более чувствителен к восприятию дискретно изменяющейся частоты [9].

Предлагаемый способ оценки КЧСМ путем предъявления испытуемому световых мельканий с изменяющейся частотой отличается тем, что на первом этапе измерений испытуемому предъявляются световые мелькания с увеличивающейся со скоростью порядка 20 Гц/с частотой и испытуемый определяет надпороговое значение КЧСМ, на втором этапе измерений испытуемому предъявляются световые мелькания с уменьшающейся со скоростью порядка 2 Гц/с частотой и испытуемый определяет подпороговое значение КЧСМ, на третьем этапе измерений испытуемому предъявляются световые мелькания с частотой, равной среднему арифметическому значений частот, зафиксированных им на первых двух этапах измерений, и испытуемый путем последовательного дискретного увеличения или уменьшения частоты световых мельканий на 0,1 Гц определяет действительное значение КЧСМ.

Предлагаемый способ оценки КЧСМ осуществляется следующим образом. На первом этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с увеличивающейся частотой со скоростью порядка 20 Гц/с от минимально возможного значения, равного 20 Гц, до определения испытуемым надпорогового значения КЧСМ. На втором этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с уменьшающейся со скоростью 2 Гц/с частотой до определения им подпорогового значения КЧСМ. На третьем этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с частотой, равной среднему арифметическому значений частот, зафиксированных им на первых двух этапах измерений, и испытуемый путем последовательного дискретного увеличения или уменьшения частоты световых мельканий на 0,1 Гц определяет действительное значение КЧСМ.

Заявляемый способ оценки КЧСМ позволяет: - уменьшить время измерения КЧСМ за счет быстрого изменения частоты световых мельканий на первом этапе измерений и уменьшения диапазона изменения частоты световых мельканий на втором этапе измерений; - за счет уменьшения времени измерений уменьшить утомление зрительных анализаторов и случайную составляющую погрешности измерений, а следовательно, увеличить точности измерений; - определять значение КЧСМ благодаря уменьшению времени измерений в процессе тестирования с целью оценки степени утомления человека или его функционального состояния.

Таким образом, заявляемый способ отличается от известных новыми свойствами, обуславливающими получение положительного эффекта.

Пример 1. Испытуемому К., 19 лет, с помощью персонального компьютера, совместимого с IBM PC, выдающего через порт LPT на индикатор пульта испытуемого световые мелькания с непрерывно или дискретно изменяемой с заданной скоростью частотой, предъявили световые мелькания с частотой 20 Гц. В процессе измерений через порт LPT на персональный компьютер подавались сигналы с кнопок "Измерение", "Увеличение частоты на 0,1 Гц" и "Уменьшение частоты на 0,1 Гц" пульта испытуемого. По сигналу с кнопки "Измерение" персональный компьютер фиксировал частоту световых мельканий и переходил к следующему этапу измерений, по сигналу с кнопки "Увеличение частоты на 0,1 Гц" - увеличивал частоту световых мельканий на 0,1 Гц и по сигналу с кнопки "Уменьшение частоты на 0,1 Гц" - уменьшал частоту световых мельканий на 0,1 Гц.

Испытуемому на первом этапе измерений после нажатия им кнопки "Измерение" предъявили световые мелькания с увеличивающейся со скоростью порядка 20 Гц/с частотой и испытуемый определил надпороговое значение КЧСМ, нажав кнопку "Измерение", после чего наступил второй этап измерений.

На втором этапе измерений испытуемому предъявили световые мелькания с уменьшающейся от зафиксированной частоты на первом этапе со скоростью 2 Гц/с частотой и испытуемый определил подпороговое значение КЧСМ, нажав кнопку "Измерение", после чего наступил третий этап измерений. Общее время первых двух этапов измерений составило порядка 3 с.

На третьем этапе измерений персональный компьютер определил частоту световых мельканий, равную среднему арифметическому значений частот, зафиксированных на первых двух этапах измерений, которая составила 46,0 Гц и была предъявлена испытуемому. Испытуемый трижды с интервалом в 1 с нажал кнопку "Уменьшение частоты на 0,1 Гц" и определил действительное значение КЧСМ, равное 45,7 Гц. Общее время измерений составило порядка 6 с.

Пример 2. Испытуемый А., 20 лет, как и испытуемый К., затратил на первые два этапа измерений порядка 3 с. На третьем этапе измерений персональный компьютер определил частоту световых мельканий, равную 42,3 Гц, которая была предъявлена испытуемому. Испытуемый дважды с интервалом в 1 с нажал кнопку "Увеличение частоты на 0,1 Гц" и определил действительное значение КЧСМ, равное 42,5 Гц. Общее время измерений составило порядка 5 с.

Для определения среднего арифметического и среднего квадратического отклонения результатов измерений испытуемый К. выполнил серию из 10 измерений, каждое из которых заняло 5 - 6 с. В результате измерений получены следующие частоты, Гц: 45,8; 45,7; 45,5; 45,2; 45,5; 45,3; 45,6; 45,3; 45,5; 45,3. Среднее арифметическое измеренных значений КЧСМ равно 45,5 Гц, среднее квадратическое отклонение равно 0,195 Гц, доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерения при доверительной вероятности 0,95 с учетом коэффициента Стьюдента равны 0,440 Гц.

В результате измерений, выполненных испытуемым К. по известному способу [7, 8], получены следующие частоты, Гц: 44,3; 44,8; 43,3; 44,8; 44,2; 44,5; 43,1; 44,1; 43,5; 44,2. Среднее арифметическое измеренных значений КЧСМ равно 44,1 Гц, среднее квадратическое отклонение равно 0,596 Гц, доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерения при доверительной вероятности 0,95 с учетом коэффициента Стьюдента равны 1,348 Гц.

Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений (среднее квадратическое отклонение) при выполнении измерений по предложенному способу по сравнению с измерениями, выполненными по известному способу, составило 67,3%.

Для оценки достоверности уменьшения случайной составляющей погрешности измерений проведены измерения КЧСМ по предложенному и известному способу 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 59,9 - 74,8%.

Таким образом, предлагаемый способ оценки КЧСМ позволяет определить значение КЧСМ за меньшее время, уменьшить случайную составляющую погрешности измерений и увеличить точность измерений.

Литература 1. Семеновская Е.Н. Электрофизиологические исследования в офтальмологии. - М.: Медгиз, 1963. - 279 с.

2. Чередниченко В.М., Бездетко П.А. Аппарат для исследования поля зрения методом критической частоты слияния мельканий // Офтальмологический журнал. - 1979. - N 1. - С. 56-57.

3. Матюшко Н. Г. , Скицюк С.В. Определение критической частоты слияния световых мельканий у больных рассеянным склерозом // Врачебное дело. - 1990. - N 2. - С. 92-93.

4. Рогатина Е.В., Голубцов К.В. Критическая частота слияния мельканий в дифференциальной диагностике патологии зрительного анализатора у детей // Вестник офтальмологии. - 1997. - Т. 113. - N 6. - С. 20-22.

5. Петкова Н. Возрастные изменения зрительно-функциональной способности здорового глаза, установленные при помощи статико-периметрических исследований // Актуальные проблемы офтальмологии / Под ред. М.М. Краснова, А.П. Нестерова (СССР), С. Дыбова (НРБ). - М.: Медицина, 1981. - С. 13-21.

6. Ендриховский С.Н. Время сенсомоторной реакции в исследовании зрительных функций // Клиническая физиология зрения: Сб. науч. тр. - М., 1993. - С. 261-276.

7. Портных Ю.И., Макаров Ю.М. Динамика показателей КЧСМ в зависимости от направленности тренировочной нагрузки // Теория и практика физической культуры. - 1987. - N 1. - С. 46-47.

8. Нетудыхатка О.Ю. Роль критической частоты слияния мельканий в оценке напряженности труда моряков // Офтальмологический журнал. - 1987. - N 5. - С. 300-303.

9. А. с. 1346136 СССР, МКИ⁴ A 61 B 5/16. Устройство для исследования критической частоты слияния мельканий / В. А. Максимович, В.И. Прокопец (СССР). - 4 с.

Формула изобретения

Способ оценки критической частоты слияния световых мельканий путем предъявления испытуемому световых мельканий с изменяющейся частотой, отличающийся тем, что на первом этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с увеличивающейся со скоростью 20 Гц/с частотой и испытуемый определяет надпороговое значение КЧСМ, на втором этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с уменьшающейся со скоростью 2 Гц/с частотой и испытуемый определяет подпороговое значение КЧСМ, на третьем этапе измерений испытуемому предъявляют световые мелькания с частотой, равной среднему арифметическому значений частот, зафиксированных им на первых двух этапах измерений, и испытуемый путем последовательного дискретного увеличения или уменьшения частоты световых мельканий на 0,1 Гц определяет действительное значение КЧСМ.