Устройство для незрячих на основе сенсорного замещения

Авторы патента:

A61F9/00 - Способы и устройства для лечения глаз; приспособления для вставки контактных линз; устройства для исправления косоглазия; приспособления для вождения слепых; защитные устройства для глаз, носимые на теле или в руке (шапки, кепки с приспособлениями для защиты глаз A42B 1/06; смотровые стекла для шлемов A42B 3/22; приспособления для облегчения хождения больных A61H 3/00; ванночки для промывки глаз A61H 33/04; солнцезащитные и другие защитные очки с оптическими свойствами G02C)

Владельцы патента RU 2723357:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) (RU)

Изобретение относится к медицине, а именно техническим средствам реабилитации инвалидов по зрению. Устройство для незрячих на основе сенсорного замещения содержит видеокамеру и процессорный блок. При этом видеокамера оснащена функцией передачи объемного изображения процессорному блоку, формирующему карту удаленности, значение координат на которой соответствует дистанции от предмета. Устройство содержит тактильную матрицу, состоящую из тактильных ячеек, величина воздействия на кожу каждой из которых зависит от значения координаты на карте удаленности. Применение данного изобретения позволит улучшить распознавание объектов.

Изобретение относится к техническим средствам реабилитации инвалидов и может быть использовано для ориентации слепых в помещениях и на открытой местности.

Сенсорное замещение - способ компенсирования потерянного чувства, например зрения, путем преобразования информации другим органам чувств, например слуха или осязания [1].

Примером прибора на основе сенсорного замещения можно выбрать аппарат «The vOICe», разработанный для преобразования визуальной информации, получаемой видеокамерой, в звуковые шумы [2]. В данном устройстве каждая ячейка кадра, полученного с помощью камеры, озвучивается гармоническим сигналом: чем больше яркость ячейки, тем выше тональность звука. Однако прибор «The vOICe» имеет ряд недостатков:

1) необходимость долго обучать человека распознавать и привыкать к звуковому зрению;

2) в ушах постоянно генерируется звук, который может заглушить другие важные информативные звуки (звонок телефона, звуковой сигнал светофора, сирена скорой помощи, человеческая речь и т.д.);

3) большая нагрузка на слуховой орган;

4) отсутствие информации в звуковом сигнале об удаленности предметов.

Аналогом заявляемого устройства является прибор «BrainPort» (разработка компании Wicab Inc. США) - портативное устройство, позволяющее слепым «видеть» с помощью языка, состоящий из миниатюрной цифровой видеокамеры, крепящейся в районе лба, а также процессора и небольшой решетки из электродов, накладывающейся на язык [3]. Здесь решетка из электродов выполняет функцию монитора изображения, получаемого камерой, за счет эффекта сенсорного замещения. Недостатком прибора «BrainPort» является отсутствие информации, подаваемой на решетку из электродов об удаленности предметов, а также неудобства, связанные с размещением решетки на языке (невозможность речевого общения, дискомфорт, повышенное слюноотделение, сложность крепления решетки).

Наряду с этим известно устройство [4] (ближайший аналог - прототип), где Видеокамера устанавливается в районе глаз человека и передает изображение процессорному блоку, который определяет расстояние до препятствий. Два микровибратора размещаются на коже слепого. Если препятствие справа, то вибрирует правый вибратор, если слева - левый. Данное устройство позволяет осязать приближение к препятствию, но не дает информацию о форме препятствия.

Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение распознавания объектов, путем формирования на коже человека карты удаленности предметов, т.е. изображения препятствий, позволяющее незрячему человеку ориентироваться в пространстве и различать форму окружающих его предметов.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что заявляемое устройство состоит из видеокамеры на основе стереозрения, процессорного блока и сенсорной (тактильной) матрицы. Видеокамера устанавливается в районе глаз человека и передает изображение процессорному блоку, с помощью которого формируется цифровая карта удаленности предметов в зоне видимости видеокамеры. Чем меньше дистанция от предмета до видеокамеры, тем больше значение присваивается соответствующей координате на карте удаленности. Далее эта информация передается по координатам на сенсорную матрицу, состоящую из тактильных ячеек, работающих по одному из известных способов передачи чувства осязания на кожу человека [5] (матрица из миниатюрных вибраторов, матрица струй потока воздуха, матрица из выдвигающихся стержней и пр.). Сенсорная ячейка накладывается на чувствительную область кожи человека, например, лоб, спина, плечо и пр. Таким образом, на коже человека формируется карта удаленности предметов, т.е. по сути, изображение препятствий, что помогает незрячему человеку не только ориентироваться в пространстве, но и различать форму окружающих его предметов.

Литература

1. Р Bach-y-Rita, С.С. Collins, F.A. Saunders, В. White, L. Scadden, Vision substitution by tactile image projection // J. Nature, V.221, 1969. pp. 963-964.

2. URL: https://www.seeingwithsound.com от 25.03.2019.

3. A.C. Nau, C. Pintar, A. Arnoldussen Fisher Acquisition of Visual Perception in Blind Adults Using the BrainPort Artificial Vision Device // American Journal of Occupational Therapy, December 2014, Vol. 69, 6901290010p1-6901290010p8. doi:10.5014/ajot.2015.011809.

4. Патент «Тактильный вибратор» RU 97109281 А приоритет от 06.03.1997.

5. С. Bermejo, P. Hui, A survey on haptic technologies for mobile augmented reality, URL: https://arxiv.org/pdf/1709.00698.pdf от 25.03.2019.

Устройство для незрячих на основе сенсорного замещения, содержащее видеокамеру и процессорный блок, отличающийся тем, что видеокамера оснащена функцией передачи объемного изображения процессорному блоку, формирующему карту удаленности, значение координат на которой соответствует дистанции от предмета; при этом устройство содержит тактильную матрицу, состоящую из тактильных ячеек, величина воздействия на кожу каждой из которых зависит от значения координаты на карте удаленности.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии. Способ определения индивидуальной частоты альтернирования жидкокристаллических (ЖК) очков для восстановления сенсорной фузии у пациентов с остаточным углом косоглазия менее 10 градусов после операции по поводу содружественного сходящегося косоглазия заключается в том, что у пациентов определяют на видеокулографе длительность установочного движения глазного яблока t в мс.

Способ прогнозирования типа рубцевания для выбора оптимального варианта пластической реконструкции рубцовых дефектов век // 2721657

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для выбора оптимального варианта реконструктивной хирургии рубцовых дефектов век.

Электронные очки // 2721308

Система для улучшения видимости посредством подавления яркого света содержит очки, содержащие очковую линзу; содержащую жидкокристаллическую ячейку (LC), пропускание (TR) которой может переключаться между высоким и низким пропусканием; а также средство управления или регулирования длительностей состояния высокого пропускания (Ton); по меньшей мере один датчик (IL, IR) для измерения яркости видимого света, расположенный на очковой линзе со стороны глаза и измеряющий яркость через указанную очковую линзу; а также схему (MC) управления с обратной связью для регулирования пропускания жидкокристаллической ячейки (LC).

Интерпозиционный офтальмологический имплантат // 2721299

Изобретение относится к медицине. Интерпозиционный офтальмологический имплантат для постоянного размещения между склерой и увеальной тканью содержит тело, обладающее увеальной биосовместимостью и выполненное в виде единого целого.

Интерпозиционный офтальмологический имплантат // 2721299

Способ разрушения и удаления хрусталика глаза рычажно-силовым резанием - вектопотенциальная ленсэктомия - вплэкт и устройство для его осуществления - рычажно-силовой резак хрусталика - вектопотенциальный ленсотом одноразовый // 2720822

Группа изобретений относится к медицине. Способ разрушения и удаления патологически измененного и/или локализованного хрусталика глаза, заключающийся в приоритетном механическом разрушении заостренным концом подвижной внутренней режуще-аспирирующей трубки наконечника, движимой приводом, размещенным вне или в рукоятке устройства, опосредованно соединенного с офтальмохирургическим аппаратом, и сопутствующем вакуумном удалении через нее разрушенного вещества системой аспирации аппарата с параллельным восполнением объемов камер глаза и капсульного мешка хрусталика физиологически сбалансированным раствором, подаваемым через вторую наружную трубку наконечника системой ирригации аппарата, с необходимыми параметрами уровней давлений, скоростей потоков жидкостей и вакуума в системах ирригации и аспирации, направлением, скоростью и амплитудой воздействия острого конца внутренней трубки наконечника, предварительно устанавливаемыми процессорным блоком аппарата, активируемыми и изменяемыми в ходе операции педальным дистанционным пультом управления.

Системы ирригации и аспирации офтальмологического аппарата для катарактальной и витреальной хирургии // 2720821

Изобретение относится к области медицины. Система ирригации предназначена для подачи внутрь глазного яблока ирригационного раствора из сменной ёмкости и состоит из соединённых между собой последовательно пред-кассетного шланга, сменной кассеты с каналом и распределительным поворотным клапаном, пост-кассетного шланга, ирригационного канала канюли или чоппера, или хирургического инструмента.

Способ хирургического лечения отслойки сетчатки с периферическим разрывом путем блокирования разрыва каплей аутоплазмы крови // 2720528

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмохирургии. Для хирургического лечения отслойки сетчатки с периферическим разрывом сетчатки выполняют 3-портовую витрэктомию 25-27G клапанного типа с выделением и удалением задней гиалоидной мембраны, тампонирование витреальной полости, блокирование разрыва сетчатки с помощью нанесения на область разрыва капли аутоплазмы крови, богатой тромбоцитами.

Способ шовной фиксации комплекса "торическая линза-капсульный мешок" к радужке при подвывихе комплекса // 2720527

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии. Для шовной фиксации комплекса «торическая линза-капсульный мешок» к радужке при подвывихе комплекса проводят предоперационное определение сильной оси астигматизма роговицы с нанесением на лимб двух контрольных ориентиров положения оси, репозицию торической линзы сильной осью вдоль прямой, соединяющей два контрольных ориентира, и последующую шовную фиксацию опорных элементов линзы к радужке.

Способ факоэмульсификации катаракты на авитреальном глазу // 2723464

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии. Для факоэмульсификации катаракты на авитреальном глазу проводят формирование тоннельного разреза, определение глубины передней камеры, введение вискоэластика, выполнение капсулорексиса, последовательное удаление хрусталика с разломом и имплантацию интраокулярной линзы. У пациента определяют наличие эмметропии, миопии или гиперметропии, а после формирования тоннельного разреза производят прокол в плоской части цилиарного тела троакаром и устанавливают порт 27G с обратный клапаном, через который в полость стекловидного тела с помощью ирригационной системы Active Fluides Technology вводят изотонический раствор, предварительно рассчитывают высоту флакона ирригационной системы. Способ обеспечивает баланс давления между передней камерой глаза и витреальной полостью за счет расчета высоты флакона ирригационной системы по оригинальной формуле. 3 пр.