Метод и аппаратура для выявления аномалий пространственного восприятия (стр. 2 )

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На рисунке 1 представлен схематический вид установки сбоку.

На рисунке 2 показана овальная траектория светового пятна на экране и ассоциированная с ней траектория движения зрачка.

На рисунке 3 показан нистагм (непроизвольное движение глаза), который отмечается в случае аномалии пространственного восприятия в тесте, показанном на рисунке 2.

Рисунок 4 воспроизводит другую аномалию пространственного восприятия (ср. с тестом на рисунке 2), проявляющуюся как движение зрачка наблюдателя по хорде (вместо движения по овалу).

Рисунок 5, а иллюстрирует тестирование при линейном перемещении светового пятна в прямом и обратном направлениях; а на рисунке 5, в показана аномалия, проявляющаяся как неожиданный перескок взгляда вверх и вниз; на рисунке 5, с показана криволинейная траектория движения зрачка, который отслеживает линейное перемещение светового пятна. На рисунке 5, d показан нистагм, который может отмечаться при тестировании по методу, представленному на рисунке 5, а.

На рисунке 6 схематически представлен результат тестирования при быстром переключении изображения между двумя экранами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Это изобретение базируется на общих знаниях из области физиологии человека и на личных наблюдениях изобретателя, состоящих в том, что визуальное восприятие каждого человека использует изображения ближнего и дальнего планов, которые существуют независимо от нашего сознания. Например, при чтении книг или при взгляде на клавиатуру компьютера человек пользуется полем ближнего обзора. Автор изобретения установил, что у взрослого человека поле ближнего обзора расположено на расстоянии от 30 до 60 см от глаза и центр поля ближнего обзора находится обычно ниже горизонтальной плоскости, проходящей через зрачок глаза наблюдателя, например, на 15° ниже горизонтальной плоскости. Поле дальнего обзора простирается от границ поля ближнего обзора до бесконечности, т. е. от 40-60 см до бесконечности. Примеры пользования полем дальнего обзора - это наблюдение за дорогой во время движения, вид доски в учебном классе, слежение за футбольным полем, рассматривание пульта управления полетами в помещении авиадиспетчера или изображения схемы управления работой атомной электростанции и т. п.. Обычно наблюдатель не может одновременно четко видеть объекты, расположенные в разных полях, и переключение зрения с одного поля на другое изменяет так называемую плоскость аккомодации и угол наблюдения.

Процессы визуального восприятия объектов, расположенных в поле ближнего дальнего обзоров (далее называемых соответственно "ближним" и "дальним " полем), различны и имеют сложную психофизиологическую природу. Если рассматривать психофизиологические процессы, которые имеют место при наблюдении объектов, то всех людейи можноусловно разделить на следующие 4 категории:

1) люди с нормальным пространственным восприятием объектов, расположенных как в ближнем, так и в дальнем поле;

2) люди с нормальным пространственным восприятием объектов, расположенных в ближнем поле, но с аномальным восприятием объектов в дальнем поле;

3) люди с нормальным пространственным восприятием объектов, расположенных в дальнем поле, но с аномальным восприятием объектов в ближнем поле;

4) люди с аномальным пространственным восприятием объектов, расположенных в ближнем поле, и с аномальным восприятием объектов в дальнем поле.

Указанные аномалии могут быть выявлены по специфическому движению зрачков наблюдателя, например, по характеру горизонтального, вертикального или кругового движения зрачков. Это справедливо по отношению к наблюдениям объектов как ближнего, так и дальнего поля. В медицине такое движение глазных зрачков известно под названием "саккадированное нистагмическое движение", а в нейрофизиологии - "саккадический нистагм".

Саккады, или скачкообразные движения, используютсяв случае, когда необходимо быстро переместить взгляд с одного объекта на другой. Поскольку во время такого скачка глаз не видит, то лучше всего, если такое перемещение будет максимально быстрым. Поэтому типичная угловая скорость движения зрачка при саккадах составляет от 200 до 600 градусов в секунду. Для того, чтобы переместить взгляд в сторону на 90 градусов, требуется около 1/3 секунды (которое нам кажется довольно продолжительным интервалом невидения). Явления, которые протекают очень быстро, часто имеют способность оставаться незамеченными. Наиболее часто отмечаемые нарушения, связанные с саккадами, состоят либо в нестабильности (колебание, дрожание и синдром пляшущих глаз), либо в неспособности ингибировать саккады (резкие скачки зрачка по меандру, саккадические интрузии). Методы регистрации саккадического нистагма хорошо известны и описаны, например, в статье Т. Хэйна (T. C. Hain) "Саккадический нистагм" (смотри http://www. /practice/saccadic-nystagmus. htm).

Автору изобретения удалось выявить еще одну особую аномалию пространственного восприятия, которая может проявляться у некоторых людей. Он назвал эту аномалию "феноменом разбитого зеркала". Это явление проявляется как нарушение непрерывности (дискретность) видения на краю упомянутых полей зрения, особенно при быстром переключении зрения с одного поля видения на другое. Представленное здесь изобретение основано на том факте, что характер движения зрачка связан с нарушениями пространственного восприятия. Другая обнаруженная автором аномалия, проявляющаяся в поле ближнего или дальнего видения, - это так называемое "внезапное скольжение взгляда вверх и вниз".

Тестируемый пациент сидит в кресле, голова его фиксируется, и за объектом он может следить только глазами. Объект может быть световым сигналом любой формы с любой достаточной яркостью. Световой сигнал сначала проектируется на ближний экран, расположенный в поле ближнего обзора. По мере того, как зрачок глаза наблюдателя следует за перемещающимся световым сигналом, аппаратура регистрирует движение глаза посредством сенсоров изображения. Такие измерения выполняются отдельно при наблюдении ближнего и дальнего полей обзора. В случае необходимости, без изменения положения головы наблюдателя и не прерывая процесс регистрации движения глаза, проекция светового сигнала переключается на экран дальнего обзора, расположенный в упомянутом дальнем поле. Движения каждого глаза и изменения размеров зрачков регистрируются в каждом случае отдельно, и результаты регистрации могут быть записаны в память компьютера, после чего становится возможным сравнение записей для обоих глаз, а также сравнение с ранее полученными записями с целью определения динамики изменений, характеризующих пространственное восприятие наблюдателя. Траектории светового сигнала могут быть разными, они могут быть подобраны для диагностики различных нарушений пространственного восприятия или для других целей. В частности, примеры нормального восприятия сравниваются с образцами аномального восприятия, и такое сравнение дает возможность четко выявить присутствие нарушений или характер их прогрессирования.

Описанный метод реализован с использованием разработанной аппаратуры, которая состоит из:

приспособления для фиксации головы наблюдателя; прозрачного экрана, расположенного в поле ближнего обзора на небольшом удалении от предполагаемого положения глаз наблюдателя так, что горизонтальная ось проходит точно через глаз наблюдателя и центр ближнего экрана; экрана, который может быть прозрачным или непрозрачным, расположенным на удалении от глаза наблюдателя в поле дальнего обзора и находящимся на одной линии с ближним экраном; датчика изображения для регистрации положения зрачка глаза наблюдателя; устройства для создания изображения на ближнем экране; устройства для создания изображения на дальнем экране; накопителя информации и системы обработки данных; индикатора данных или устройства отображения. Место приспособления для фиксации положения головы можно менять по необходимости, а экраны могут быть разного профиля, например, сферического, параболического или иного.

Общий боковой вид устройства, представляющего предмет изобретения, показан на рисунке 1. Аппаратура, которая при ссылках обычно обозначается номером 20, состоит из опорной платформы В; устройства для фиксации положения головы 22, прикрепленного к платформе для обеспечения неподвижности головы пациента во время проведения тестирования; прозрачного экрана ближнего поля 24, закрепленного на платформе В и установленного вблизи от глаз пациента в области ближнего поля; не плоского прозрачного или непрозрачного экрана дальнего поля 26, закрепленного на базовой платформе В и удаленного от глаз пациента на расстояние дальнего поля, которое соосно с экраном 24 в том смысле, что горизонтальная ось Х-Х проходит через точку, находящуюся между глазами, а также через геометрические центры О1 и О2 ближнего и дальнего экранов соответственно. Вогнутая сторона искривленного дальнего экрана обращена в сторону пациента (на рисунке не показан). Кроме этого, аппарат снабжен генератором изображений 28, предназначенным для проецирования движущихся изображений на ближний экран 24, который может быть помещен в любое место, удобное для проецирования подвижных изображений на ближний экран 24, т. е. движущихся световых пятен. На рисунке 1 проектор изображения 28 расположен между ближним экраном 24 и дальним экраном 26. Второй проектор изображений 30 предназначен для создания проекции изображения на дальнем экране 26. Этот проектор также может быть помещен в любую удобную точку, из которой можно получать относительно неискаженное движущееся изображение, т. е. проецировать световое пятно на экран 26. На рисунке 1 показано, что проектор изображений 30 расположен около края ближнего экрана 24. Кроме того, расположение проекторов 28 и 30 таково, что оно исключает возможность прямого попадания в глаз наблюдателя луча света, генерируемого лазером. К тому же интенсивность света, отраженного и рассеянного от изображений, воссоздаваемых на экранах, которая попадает в глаз наблюдателя, должна находиться в пределах, установленных соответствующими стандартами и нормами безопасности, т. е. стандартами Национального бюро стандартов (США).

Изображение, генерируемое лазерными проекторами 28 и 30, управляется контроллерами 28' и 30' соответственно, команды на которые поступают от центрального процессора (CPU) 32, с которым соединены оба контроллера.