RU211969U1 - Устройство для фрактальной фотостимуляции зрительной системы - Google Patents
Устройство для фрактальной фотостимуляции зрительной системы Download PDFInfo
- Publication number
- RU211969U1 RU211969U1 RU2022108667U RU2022108667U RU211969U1 RU 211969 U1 RU211969 U1 RU 211969U1 RU 2022108667 U RU2022108667 U RU 2022108667U RU 2022108667 U RU2022108667 U RU 2022108667U RU 211969 U1 RU211969 U1 RU 211969U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- fractal
- light guides
- light source
- visual system
- Prior art date
Links
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 241000287532 Colaptes Species 0.000 description 3
- 210000001061 Forehead Anatomy 0.000 description 3
- 210000001525 Retina Anatomy 0.000 description 3
- 230000004382 visual function Effects 0.000 description 3
- 210000004556 Brain Anatomy 0.000 description 2
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic Effects 0.000 description 2
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 208000010412 Glaucoma Diseases 0.000 description 1
- 210000003128 Head Anatomy 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 241000283898 Ovis Species 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003920 cognitive function Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 230000001815 facial Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 1
- 238000001126 phototherapy Methods 0.000 description 1
- 230000003304 psychophysiological Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 201000011056 retinal disease Diseases 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating Effects 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области медицинского приборостроения и офтальмологии и может быть использована для фотостимуляции зрительной системы. Устройство представляет собой совокупность конструктивных элементов: последовательно соединенные программатор, формирователь сигнала и источник светового излучения, причем формирователь сигнала и источник светового излучения образуют оптический терминал. Оптический терминал содержит дополнительно два гибких световода и фиксатор выходных апертур этих световодов с возможностью изменения пространственного положения апертур в полях зрения каждого из двух глаз реципиента. Световоды соединены с источником светового излучения, формирующим независимые световые потоки. Использование устройства обеспечивает возможность выполнения оптической стимуляции при невозможности использования известных средств отображения - очков, плоских экранов или устройств на их основе у свободно передвигающихся объектов с афронтальным расположением глазных яблок. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области медицинского приборостроения и офтальмологии и может быть использована для фотостимуляции зрительной системы в биомедицинских исследованиях как человека, так и средних и мелких лабораторных животных, глаза которых расположены афронтально.
Известно устройство - генератор фрактальных мельканий для биомедицинских исследований [1], который обеспечивает возможность изучения воздействия на активность мозга и зрительной системы как человека, так и животных неоднородной световой среды, имеющей свойство масштабной инвариантности во времени [2, 3]. В этом устройстве, путем программирования включения и выключения локальных источников светового излучения, обеспечивается формирование динамического фрактального «sweep» паттерна или дихотомического паттерна сдвоенных пар мельканий, но не реализуется изменение интенсивности излучения, например, с помощью фрактальной функции Вейерштрасса-Мандельброта, применение которой обеспечивает получение сигнала с фрактальной динамикой, близкой к естественным природным фракталам [3-6], оказывающего терапевтический эффект на зрительную систему реципиента [7-9]. Кроме того, конструкция этого устройства не позволяет выполнять стимуляцию оптическим сигналом средних (козы, овцы) и мелких (крысы, мыши) лабораторных животных с выраженным афронтальным расположением глазных яблок.
Ближайшим аналогом предлагаемой полезной модели является устройство для стимуляции зрительной системы фрактальными оптическими сигналами (патент RU 2680185, [10]), состоящее из последовательно соединенных программатора, формирователя сигнала и источника светового излучения, причем формирователь сигнала и источник светового излучения образуют оптический терминал, в котором создаются нелинейные колебания яркости сигнала с фрактальной размерностью Хаусдорфа-Базиковича в диапазоне от 1 до 2, не включая 2 и уровень самоподобия от 2-х до 10-ти.
Положительный эффект воздействия фрактальных сигналов с такими параметрами продемонстрирован у больных глаукомой (повышение светочувствительности в поле зрения) [7], у спортсменов, занимающихся настольным теннисом (сокращение времени реакции, улучшение психофизиологических характеристик и техники движений) [8, 9]. Учитывая это, перспективным является дальнейшее изучение возможностей фрактальной фототерапии в коррекции зрительных и когнитивных функций в офтальмологии и неврологии, включая экспериментальные исследования на моделях заболеваний сетчатки у средних и мелких лабораторных животных для определения оптимальных доз и режимов стимуляции и механизмов терапевтических воздействий фрактальной оптической стимуляции.
Конструкция ближайшего аналога не позволяет выполнять стимуляцию фрактальным оптическим сигналом лабораторных животных с выраженным афронтальным расположением глазных яблок и у пациентов при невозможности использования известных средств отображения.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является возможность выполнения оптической стимуляции при невозможности использования известных средств отображения - очков, плоских экранов или устройств на их основе у свободно передвигающихся объектов с афронтальным расположением глазных яблок.
Технический результат достигается за счет того, что оптический терминал содержит дополнительно два гибких световода и фиксатор выходных апертур этих световодов с возможностью изменения пространственного положения в полях зрения каждого из двух глаз реципиента, причем световоды соединены с источником светового излучения, формирующим независимые световые потоки.
Устройство представляет собой совокупность конструктивных элементов: последовательно соединенные программатор, формирователь сигнала и источник светового излучения, причем формирователь сигнала и источник светового излучения образуют оптический терминал, при этом оптический терминал содержит дополнительно два гибких световода и фиксатор выходных апертур этих световодов с возможностью изменения пространственного положения апертур в полях зрения каждого из двух глаз реципиента, причем световоды соединены с источником светового излучения, формирующим независимые световые потоки.
Такая конструкция обеспечивает формирование и передачу потока светового излучения от одного канала источника светового излучения к левому глазу, а другого канала к правому глазу реципиента. Световые потоки в каждом световоде могут формироваться независимо как во времени, так и в пространстве, что позволяет воспроизводить паттерны, как в серой шкале, так и цветные, цветовая гамма и частота изменения которых определяются программатором.
Выходные апертуры гибких световодов ориентируются в пространстве и закрепляются фиксатором. Гибкие световоды и фиксатор, размеры которого позволяют изменять пространственное положение выходных апертур в соответствии с размерами реципиента, расположением его глаз, допустимыми перемещениями в ограниченном клеткой пространстве (для реципиентов - животных).
В предлагаемой полезной модели фрактальный оптический сигнал формируется аналогично сигналу ω(t), генерируемому в ближайшем аналоге [4], с помощью самоподобной функции Вейерштрасса-Мандельброта
где а - нечетное число, не равное 1, b - число, меньше 1, n - нечетное число, не равное 1, t - время. Величины n, b представляют собой параметры пространственно-частотного масштабирования.
Конструкция полезной модели поясняется функциональной схемой устройства (Фиг. 1), где 1 - программатор; 2 - формирователь сигнала, управляющий источником излучения; 3 - источник светового излучения; 4 - оптический терминал, 5 - световод; 6 - световод; 7 - фиксатор.
Использование устройства поясняется на примерах.
Пример 1. Реципиент (кролик) неподвижно зафиксирован, оптический терминал установлен так, что в центре поля зрения левого глаза животного находится апертура одного световода, а в центре поля зрения правого глаза животного находится апертура второго световода. После курса воздействия фрактальными световыми сигналами на сетчатку с определенными параметрами выполняется контроль зрительных функций (запись электроретинограммы и пр.) или других физиологических реакций животного, по результатам которого принимается решение о целесообразности коррекции параметров оказанного воздействия.
Пример 2. Реципиент (лабораторная мышь) свободно перемещается в пределах клетки, снаружи которой у левой и правой стенок зафиксированы положения апертур первого и второго световодов так, что на полу клетки формируются освещаемые этими световодами области. Рассеянное излучение с запрограммированными программатором параметрами (цветовая гамма, интенсивность, фрактальная размерность частота паттерна сигнала на первом уровне самоподобия, пространственная информация) воздействует на органы зрения реципиента и вызывает естественные физиологические реакции, результаты которых впоследствии контролируются, и принимается решение о целесообразности коррекции параметров оказанного воздействия.
Пример 3. Пациент удобно располагается в кресле, голову помещают на подбородник лицевого установа (лобного упора), прикрепленного к краю приборного стола, при этом лоб касается налобника фиксирующего устройства. Устройство для фрактальной фотостимуляции зрительной системы располагается на приборном столе перед пациентом. Оптический терминал устанавливается так, что в центре поля зрения левого глаза находится апертура одного световода, а в центре поля зрения правого глаза пациента находится апертура второго световода. Выбираются параметры светового воздействия, при необходимости, раздельные для каждого глаза, и проводится сеанс фотостимуляции, длительностью 20 минут. Сеансы повторяют ежедневно, в одно и то же время, в период от 9:00 до 12:00 часов утра, на протяжении 2-х недель. После курса воздействия фрактальными световыми сигналами на сетчатку с определенными параметрами выполняется контроль зрительных функций (оценка остроты зрения, светочувствительности, запись электроретинограммы и пр.), по результатам которого принимается решение о целесообразности коррекции параметров оказанного воздействия и длительности курса.
Таким образом, устройство обеспечивает возможность выполнения оптической стимуляции через сетчатку отдельно правого и левого глаза, как у пациентов, так и у экспериментальных животных с афронтальным расположением глазных яблок и в условиях свободного перемещения.
Список источников информации
1. Патент RU 2549150. Генератор фрактальных мельканий для биомедицинских исследований. Зуева М.В., Спиридонов И.Н., Семенова Н.А., Резвых С.В. Бюл. №11, 2015.
2. Zueva, M.V. Dynamic fractal flickering as a tool in research of non-linear dynamics of the evoked activity of a visual system and the possible basis for new diagnostics and treatment of neurodegenerative diseases of the retina and brain. World Appl Sci J 27(4), 2013. Pp. 462-468. doi: 10.5829/idosi.wasj.2013.27.04.13657.
3. Zueva, M.V. Fractality of sensations and the brain health: the theory linking neurodegenerative disorder with distortion of spatial and temporal scale-invariance and fractal complexity of the visible world // Front Aging Neurosciency 7, 2015. Pp. 1-24. https://doi.org/10.3389/magi.2015.00135.
4. Taylor R.P., Spehar В., Donkelaar P.V., Hagerhall C.M. Perceptual and physiological responses to Jackson Pollock's fractals // Front. Hum. Neurosci. 2011; 5:60; Pp. 1-13. https://doi.org/10.3389/fnhum.2011.00060.
5. Taylor, R.P. The Potential of Biophilic Fractal Designs to Promote Health and Performance: A Review of Experiments and Applications // Sustainability. 2021; 13, 823. https://doi.org/10.3390/su13020823.
6. Пьянкова С.Д. Фрактально аналитические исследования в психологии: особенности восприятия самоподобных объектов. Психологические исследования // 2016; 9(46):12.
7. Зуева М.В., Ковалевская М.А., Донкарева О.В., Каранкевич А.И., Цапенко И.В., Таранов А.А., Антонян В.В. Фрактальная фототерапия в нейропротекции глаукомы. // Офтальмология, №3. 2019. С. 317-328.
8. Макаренко Н., Беляев Ф.П., Белицкая Л.А., Зуева М.В. Применение фотостимуляции сложноструктурированными оптическими сигналами для повышения работоспособности спортсменов, занимающихся настольным теннисом. Евразийский союз ученых (ЕСУ). №4 (49), ч. 3, 2018. С. 16-20.
9. Zueva M.V, Makarenko N., Belyaev F.P., Karankevich A.I., Belitskaya L.A. Brain Training with Fractal Optical Stimulation to Improve the Performance of Table Tennis Athletes. // J. Phy. Fit. Treatment & Sports, 5(1), 2018. Pp. 555654-555655. DOI:10.19080/JPFMTS.2018.05.555654.
10. Зуева M.B., Каранкевич А.И. Стимулятор сложноструктурированными оптическими сигналами и способ его использования. Патент RU 2680185. Бюл. №5, 2019.
Claims (1)
- Устройство для фрактальной фотостимуляции зрительной системы, содержащее последовательно соединенные программатор, формирователь сигнала и источник светового излучения, причем формирователь сигнала и источник светового излучения образуют оптический терминал, отличающееся тем, что оптический терминал содержит дополнительно два гибких световода и фиксатор выходных апертур этих световодов с возможностью изменения пространственного положения апертур в полях зрения каждого из двух глаз реципиента, причем световоды соединены с источником светового излучения, формирующим независимые световые потоки.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU211969U1 true RU211969U1 (ru) | 2022-06-30 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680185C1 (ru) * | 2017-10-23 | 2019-02-18 | Марина Владимировна Зуева | Стимулятор сложноструктурированными оптическими сигналами и способ его использования |
| WO2020051511A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | Ivision Technologies, Llc | Autonomous multisensory apparatus for screening and therapy of visual, auditory and cognitive impairment with diagnostic capability and method thereof |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680185C1 (ru) * | 2017-10-23 | 2019-02-18 | Марина Владимировна Зуева | Стимулятор сложноструктурированными оптическими сигналами и способ его использования |
| WO2020051511A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | Ivision Technologies, Llc | Autonomous multisensory apparatus for screening and therapy of visual, auditory and cognitive impairment with diagnostic capability and method thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗУЕВА М. В. и др. Фрактальная фототерапия в нейропротекции глаукомы. ж.Офтальмология, 2019;16(3):317-328. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11734896B2 (en) | Augmented reality display system for evaluation and modification of neurological conditions, including visual processing and perception conditions | |
| US9486389B2 (en) | Apparatus and method for calibrating non-invasive desynchronizing neurostimulation | |
| Gentilucci et al. | Repetitive transcranial magnetic stimulation of Broca's area affects verbal responses to gesture observation | |
| US9629976B1 (en) | Methods for independent entrainment of visual field zones | |
| US20150174418A1 (en) | Device and Methods for Noninvasive Neuromodulation Using Targeted Transcranial Electrical Stimulation | |
| CN115349873B (zh) | 一种基于脑机接口系统的闭环脑功能强化训练装置及方法 | |
| US20230255491A1 (en) | Emdr thrapy analysis | |
| US20170333711A1 (en) | Device for effective non-invasive desynchronizing neurostimulation | |
| RU211969U1 (ru) | Устройство для фрактальной фотостимуляции зрительной системы | |
| Nuidel et al. | Using a phenomenological mathematical model to reproduce the interaction of endogenous and exogenous oscillations under neurocontrol | |
| Franklin et al. | Using action-congruent language facilitates the motor response during action observation: A combined transcranial magnetic stimulation and eye-tracking study | |
| TW201924740A (zh) | 光源裝置以及穿戴式裝置 | |
| RU2671199C1 (ru) | Способ тренировки головного мозга | |
| RU2785266C1 (ru) | Способ коррекции уровня тревожности и повышения умственной работоспособности | |
| ROBERT 2nd | Electroretinographic after-effects of visual imaging: Individual differences in imagery vividness and reality testing | |
| Razumnikova et al. | Compensatory Reorganization of Cortical Brain Activity Associated with Processing Emotional Information at Auditory Deprivation | |
| RU2143930C1 (ru) | Способ воздействия на психоэмоциональное состояние человека и устройство для его осуществления | |
| Sliwinska | The role of the left inferior parietal lobule in reading. | |
| Engelbregt et al. | Brain Activity During Paired and Individual Mindfulness Meditation: A Controlled EEG Study | |
| RU2680185C1 (ru) | Стимулятор сложноструктурированными оптическими сигналами и способ его использования | |
| Lopes | The Effect of Game-Based Learning Reinforcement in EEG Neurofeedback Training Outcome | |
| Aliazizi | Methodological Development of Visual Electrodiagnostic of Records with Poor SNR: With Application in Calibration, Quality Assurance, Collaboration and Training | |
| EA035247B1 (ru) | Стимулятор сложноструктурированными оптическими сигналами и способ его использования | |
| 宮内英里 et al. | Characterization and modulation of cognitive functions using transcranial magnetic stimulation-induced electroencephalogram oscillations | |
| CHUN | FUNCTIONAL NEAR-INFRARED SPECTROSCOPY BASED DYNAMIC DIFFICULTY ADJUSTMENT SYSTEM FOR COGNITIVE TRAINING AND REHABILITATION |