RU2441571C1 - Method for determination of lability of human visual system - Google Patents

Method for determination of lability of human visual system Download PDF

Info

Publication number
RU2441571C1
RU2441571C1 RU2010141235/14A RU2010141235A RU2441571C1 RU 2441571 C1 RU2441571 C1 RU 2441571C1 RU 2010141235/14 A RU2010141235/14 A RU 2010141235/14A RU 2010141235 A RU2010141235 A RU 2010141235A RU 2441571 C1 RU2441571 C1 RU 2441571C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
duration
light pulses
stage
moment
inter
Prior art date
Application number
RU2010141235/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Валерьевич Петухов (RU)
Игорь Валерьевич Петухов
Валерий Витальевич Роженцов (RU)
Валерий Витальевич Роженцов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет
Priority to RU2010141235/14A priority Critical patent/RU2441571C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2441571C1 publication Critical patent/RU2441571C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: medicine. ^ SUBSTANCE: invention is referred to the area of medicine and medical devices. The test subject is shown the sequences of coupled light pulses with duration of 50 ms and with pulse separation of 150 ms, repeated after constant time interval 1 s. In the first stage the duration of pulse separation in the couple is shortened with the constant speed 20 ms/s until the test subjects defines the moment of subjective merge of two light pulses in the couple into one. In the second stage the duration of pulse separation in the couple is increased with constant speed 2 ms/s until the subjective feeling of separation of two light pulses in the couple. In the third stage the duration of pulse separation in the couple is decreased discretely with the pitch 0.1 ms until the moment of subjective merge of two pulses. The duration of pulse separation in the moment is taken as liminal duration of pulse separation tlim. In the fourth stage the test subject is shown the rhythmic sequence of light pulses with duration 50 ms separated with liminal pulse separation tlim, the duration of pulse separation is decreased discretely with the pitch 0.1 ms until the moment of subjective merge of two pulses. The duration of pulse separation in the moment is taken as critical duration of pulse separation tcr. The lability of vision system (F) is taken as equal to the value of frequency of sequence of rhythmic light pulses in Hz: F=1/(äimp +tcr), where äimp is the duration of light pulse in sec; tcr is critical duration of pulse separation between light pulses in sec, defined on the fourth stage of measurement. ^ EFFECT: method provides for reliable determination of value of vision system lability due to its determination during rhythmic irritation. ^ 1 dwg, 4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для определения лабильности зрительной системы человека.The invention relates to medicine and medical equipment and is intended to determine the lability of the human visual system.

Известен способ определения лабильности с помощью критической частоты слияния световых мельканий (КЧСМ). Максимальная частота ритмических раздражений (Гц), при которой испытуемый перестает различать пульсацию световых сигналов и начинает различать их при постепенном уменьшении частоты мельканий от максимальной до минимальной, служит мерой оценки лабильности. Для каждого испытуемого получают усредненные показатели КЧСМ в 10 пробах с исчезновением и в 12 пробах с появлением способности различать пульсацию световых сигналов [1].There is a method of determining lability using the critical fusion frequency of light flickers (CFSM). The maximum frequency of rhythmic stimuli (Hz), at which the subject ceases to distinguish the pulsation of light signals and begins to distinguish them with a gradual decrease in the frequency of flickering from maximum to minimum, serves as a measure of lability. For each subject, averaged CSFM values are obtained in 10 samples with the disappearance and in 12 samples with the appearance of the ability to distinguish between pulsations of light signals [1].

Недостатком способа является низкая точность определения лабильности, обусловленная отсутствием четкого перехода от различения световых мельканий к их слиянию [2].The disadvantage of this method is the low accuracy of determining lability due to the lack of a clear transition from the distinction between light flicker to fusion [2].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения лабильности зрительной системы путем предъявления испытуемому последовательности парных световых импульсов заданной длительности, равной 50 мс, разделенных межимпульсным интервалом, равным 150 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал 1 с, причем на первом этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре уменьшают с заданной постоянной скоростью 20 мс/с, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один, на втором этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре увеличивают с заданной постоянной скоростью 2 мс/с, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения раздельности двух световых импульсов в паре, на третьем этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре уменьшают дискретно с заданным постоянным шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один, длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре в данный момент времени принимают за пороговую длительность межимпульсного интервала tпор, лабильность зрительной системы человека принимают равной значению частоты следования световых импульсов в Гц:The closest in technical essence to the proposed method is a method for determining the lability of the visual system by presenting a test subject with a sequence of paired light pulses of a given duration equal to 50 ms, separated by an interpulse interval of 150 ms, repeated at a constant time interval of 1 s, and at the first stage of measurement, the duration the inter-pulse interval between light pulses in a pair is reduced at a given constant speed of 20 ms / s, until the subject determines the moment the objective fusion of two light pulses in a pair into one, at the second measurement stage, the duration of the inter-pulse interval between light pulses in a pair is increased at a given constant speed of 2 ms / s, until the subject determines the moment of subjective sensation of the separation of two light pulses in a pair, at the third measurement stage the duration of the inter-pulse interval between light pulses in a pair is reduced discretely with a given constant step of 0.1 ms, until the subject determines the moment of subjective fusion of two light pulses in a pair of one, the duration of the interpulse interval between light pulses in a pair at a given time is taken as the threshold duration of the interpulse interval t then , the lability of the human visual system is taken equal to the value of the frequency of light pulses in Hz:

F=1/(τимп+tпор),F = 1 / (τ imp + t then ),

где τимп - длительность светового импульса;where τ imp - the duration of the light pulse;

tпор - пороговая длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре, определенная на третьем этапе измерений [3].t pore is the threshold duration of the interpulse interval between light pulses in a pair, determined at the third measurement stage [3].

Недостатком способа является недостоверное определение лабильности. В данном способе используется последовательность парных световых импульсов, разделенных межимпульсным интервалом, повторяющихся через постоянный временной интервал. Такая последовательность парных световых импульсов не является ритмическим раздражением, поэтому лабильность, определенная по данному способу, не соответствует принятой мере лабильности как максимальной частоте реакций, которую орган может воспроизводить в точном соответствии с ритмом применяемых раздражений [4], то есть при их ритмическом предъявлении.The disadvantage of this method is the unreliable determination of lability. This method uses a sequence of paired light pulses separated by an interpulse interval, repeating through a constant time interval. Such a sequence of paired light pulses is not a rhythmic irritation, therefore, the lability determined by this method does not correspond to the accepted measure of lability as the maximum frequency of reactions that the body can reproduce in exact accordance with the rhythm of the applied irritations [4], that is, when they are rhythmically presented.

Технический результат предлагаемого способа определения лабильности зрительной системы человека заключается в повышении достоверности оценки за счет ее определения при ритмическом раздражении.The technical result of the proposed method for determining the lability of the human visual system is to increase the reliability of the assessment by determining it with rhythmic irritation.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют последовательность парных световых импульсов длительности, равной 50 мс, разделенных межимпульсным интервалом, равным 150 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал 1 с, на первом этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре уменьшают с постоянной скоростью 20 мс/с, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один, на втором этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре увеличивают с постоянной скоростью 2 мс/с, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения раздельности двух световых импульсов в паре, на третьем этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре уменьшают дискретно с постоянным шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один, длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре в данный момент времени принимают за пороговую длительность межимпульсного интервала tпор, причем новым является то, что на четвертом этапе измерений испытуемому предъявляют ритмическую последовательность световых импульсов той же длительности, равной 50 мс, разделенных пороговым межимпульсным интервалом tпор, затем длительность межимпульсного интервала между ритмическими световыми импульсами уменьшают дискретно с постоянным шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния световых импульсов, длительность межимпульсного интервала между ритмическими световыми импульсами в данный момент времени принимают за критическую длительность межимпульсного интервала tкр, лабильность зрительной системы человека принимают равной значению частоты следования ритмических световых импульсов в Гц:The technical result is achieved by the fact that the test subject is presented with a sequence of paired light pulses of duration 50 ms, separated by an interpulse interval of 150 ms, repeated through a constant time interval of 1 s, at the first stage of measurements, the duration of the inter-pulse interval between light pulses in a pair is reduced at a constant speed 20 ms / s, until the subject determines the moment of subjective fusion of two light pulses in a pair into one, at the second stage of measurements, the duration of the inter-pulse in the interval between the light pulses in a pair is increased at a constant speed of 2 ms / s, until the subject determines the moment of subjective sensation of the separation of two light pulses in a pair, at the third stage of measurements, the duration of the inter-pulse interval between light pulses in a pair is reduced discretely with a constant step of 0.1 ms until the subject determines the moment of subjective fusion of two light pulses in a pair into one, the duration of the inter-pulse interval between light pulses in a pair at a given time is taken as the threshold duration of the inter-pulse interval t then , and new is that at the fourth stage of measurements the subject is presented with a rhythmic sequence of light pulses of the same duration equal to 50 ms, separated by a threshold inter-pulse interval of t then , then the duration of the inter-pulse interval between rhythmic light pulses is reduced discretely with a constant in 0.1 ms steps, until the subject determines the moment of subjective fusion of light pulses, the duration of the inter-pulse interval between the rhythmic Skim light pulses in a given time is taken as the critical duration interpulse interval t cr, lability of the human visual system is taken equal to the value of the repetition frequency of rhythmic pulses in Hz:

F=1/(τимп+tкр),F = 1 / (τ imp + t cr ),

где F - лабильность зрительной системы человека;where F is the lability of the human visual system;

τимп - длительность светового импульса в сек;τ imp - the duration of the light pulse in seconds;

tкр - критическая длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в сек, определенная на четвертом этапе измерений.t cr - the critical duration of the inter-pulse interval between light pulses in seconds, determined at the fourth stage of measurement.

На фиг.1 представлена временная диаграмма последовательности парных световых импульсов, предъявляемых для определения лабильности зрительной системы человека на первом - третьем этапах измерений.Figure 1 presents a timing diagram of a sequence of paired light pulses presented to determine the lability of the human visual system in the first to third stages of measurement.

На фиг.2 представлена временная диаграмма ритмической последовательности световых импульсов, предъявляемых для определения лабильности зрительной системы человека на четвертом этапе измерений.Figure 2 presents a timing diagram of the rhythmic sequence of light pulses presented to determine the lability of the human visual system in the fourth stage of measurement.

На фиг.3 представлена временная диаграмма изменения длительности межимпульсного интервала между световыми импульсами при определении лабильности зрительной системы человека.Figure 3 presents the timing diagram of the change in the duration of the interpulse interval between light pulses when determining the lability of the human visual system.

На фиг.4 представлены временные диаграммы двух световых импульсов, разделенных межимпульсным интервалом tмии, предъявляемых для определения лабильности зрительной системы человека на первом - третьем этапах измерений, и вызываемых ими зрительных ощущений,Figure 4 presents the timing diagrams of two light pulses separated by an interpulse interval t of the mission , presented to determine the lability of the human visual system in the first and third stages of measurement, and the visual sensations caused by them,

где - фиг.4,а - временная диаграмма двух световых импульсов, разделенных межимпульсным интервалом tмии, вызывающих зрительное ощущение раздельности импульсов;where - figure 4, a is a timing chart of two light pulses separated by an inter-pulse interval t of the mission , causing a visual sensation of separation of pulses;

- фиг.4,б - временная диаграмма зрительного ощущения двух световых импульсов, представленных на фиг.4,а;- figure 4, b is a timing diagram of the visual sensation of the two light pulses shown in figure 4, a;

- фиг.4,в - временная диаграмма двух световых импульсов, разделенных пороговым межимпульсным интервалом tпор, при котором достигается субъективное ощущение слияния двух световых импульсов в паре в один;- figure 4, c is a timing diagram of two light pulses separated by a threshold inter-pulse interval t then , at which a subjective sensation of fusion of two light pulses in a pair into one is achieved;

- фиг.4,г - временная диаграмма зрительного ощущения двух световых импульсов, представленных на фиг.4,в;- figure 4, g is a timing diagram of the visual sensation of the two light pulses shown in figure 4, c;

- τ1 - время зрительного ощущения - время между моментом воздействия света на сетчатку и моментом возникновения соответствующего зрительного ощущения [5, 6] (фиг.4,б,г);- τ 1 - time of visual sensation - the time between the moment of exposure of light to the retina and the moment of occurrence of the corresponding visual sensation [5, 6] (Fig. 4, b, d);

- τ2 - время восстановления - время между моментом прекращения воздействия света на сетчатку и моментом исчезновения соответствующего зрительного ощущения [5, 6] (фиг.4,б,г).- τ 2 - recovery time - the time between the moment of termination of the effect of light on the retina and the moment the corresponding visual sensation disappears [5, 6] (Fig. 4, b, d).

Предлагаемый способ определения лабильности зрительной системы человека осуществляется следующим образом.The proposed method for determining the lability of the human visual system is as follows.

Испытуемому предъявляют последовательность парных световых импульсов длительности τимп, равной 50 мс, разделенных начальным межимпульсным интервалом длительности tн мии, равным 150 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал Т, равный 1 с (фиг.1; фиг.3, интервал времени 0-T1).The test subject is presented with a sequence of paired light pulses of duration τ imp equal to 50 ms, separated by an initial interpulse interval of duration t nii equal to 150 ms, repeated through a constant time interval T equal to 1 s (Fig. 1; Fig. 3, time interval 0- T 1 ).

На первом этапе измерений длительность начального межимпульсного интервала tн мии между световыми импульсами в паре уменьшают с постоянной скоростью V1, равной 20 мс/с (фиг.3, интервал времени Т12), пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один (фиг.3, момент времени Т2).At the first stage of measurements, the duration of the initial interpulse interval t n between the light pulses in a pair is reduced with a constant speed V 1 equal to 20 ms / s (Fig. 3, the time interval T 1 -T 2 ), until the subject determines the moment of subjective fusion of two light pulses in a pair of one (figure 3, time T 2 ).

На втором этапе измерений длительность межимпульсного интервала tмии между световыми импульсами в паре увеличивают с постоянной скоростью V2, равной 2 мс/с (фиг.3, интервал времени Т34), пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения раздельности двух световых импульсов в паре (фиг.3, момент времени Т4).At the second measurement stage, the duration of the inter-pulse interval t of the mission between the light pulses in a pair is increased with a constant speed V 2 equal to 2 ms / s (Fig. 3, the time interval T 3 -T 4 ), until the subject determines the moment of subjective sensation of the separation of the two light pulses in a pair (figure 3, time T 4 ).

На третьем этапе измерений длительность межимпульсного интервала tмии между световыми импульсами в паре уменьшают дискретно с заданным постоянным шагом 0,1 мс (фиг.3, интервал времени Т56), пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один (фиг.3, момент времени Т6). Длительность межимпульсного интервала tмии между световыми импульсами в паре в момент времени Т6 принимают за пороговую длительность межимпульсного интервала tпор.At the third stage of measurements, the duration of the interpulse interval t of the mission between the light pulses in a pair is reduced discretely with a given constant step of 0.1 ms (Fig. 3, the time interval T 5 -T 6 ), until the subject determines the moment of subjective fusion of two light pulses in a pair in one (figure 3, time point T 6 ). The duration of the inter-pulse interval t of the mission between the light pulses in the pair at time T 6 is taken as the threshold duration of the inter-pulse interval of t then .

На четвертом этапе измерений испытуемому предъявляют ритмическую последовательность световых импульсов длительности tимп, равной 50 мс, разделенных пороговым межимпульсным интервалом tпор (фиг.2; фиг.3, интервал времени Т67).In the fourth stage of measurements, the subject is presented with a rhythmic sequence of light pulses of duration t imp equal to 50 ms, separated by a threshold inter-pulse interval t then (Fig. 2; Fig. 3, time interval T 6 -T 7 ).

Затем длительность межимпульсного интервала tмии между ритмическими световыми импульсами уменьшают дискретно с постоянным шагом 0,1 мс (фиг.3, интервал времени Т78), пока испытуемый не определит момент субъективного слияния световых импульсов (фиг.3, момент времени Т8). Длительность межимпульсного интервала между ритмическими световыми импульсами в момент времени T8 принимают за критическую длительность межимпульсного интервала tкр, которую фиксируют в момент времени Т9 (фиг.3).Then, the duration of the interpulse interval t of the mission between the rhythmic light pulses is reduced discretely with a constant step of 0.1 ms (Fig. 3, the time interval T 7 -T 8 ), until the subject determines the moment of subjective fusion of the light pulses (Fig. 3, time T 8 ). The duration of the inter-pulse interval between rhythmic light pulses at time T 8 is taken as the critical duration of the inter-pulse interval t cr , which is fixed at time T 9 (Fig. 3).

Лабильность зрительной системы человека принимают равной значению частоты следования световых импульсов в Гц:The lability of the human visual system is taken equal to the value of the pulse repetition rate in Hz:

F=1/(τимп+tкр),F = 1 / (τ imp + t cr ),

где F - лабильность зрительной системы человека;where F is the lability of the human visual system;

τимп - длительность светового импульса в сек;τ imp - the duration of the light pulse in seconds;

tкр - критическая длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в сек, определенная на четвертом этапе измерений.t cr - the critical duration of the inter-pulse interval between light pulses in seconds, determined at the fourth stage of measurement.

Лабильность зрительной системы человека обусловлена ее инерционностью, то есть наличием времени зрительного ощущения τ1 и времени восстановления τ2.The lability of the human visual system is due to its inertia, that is, the presence of visual sensation time τ 1 and recovery time τ 2 .

При предъявлении испытуемому двух световых импульсов длительностью τимп1, разделенных межимпульсным интервалом tмии>tпор (фиг.4,а), у него возникает субъективное ощущение раздельности двух световых импульсов (фиг.4,б). При уменьшении длительности межимпульсного интервала tмии между двумя световыми импульсами до значения tмии=tпор (фиг.4,в) у испытуемого возникает ощущение субъективного слияния двух световых импульсов в один (фиг.4,г).When a subject presents two light pulses with a duration of τ imp > τ 1 separated by an interpulse interval t of a mission > t then (Fig. 4, a), he experiences a subjective sensation of separation of two light pulses (Fig. 4, b). With a decrease in the duration of the interpulse interval t of the mission between two light pulses to a value of t mission = t then (Fig. 4, c), the subject experiences a sensation of subjective merging of two light pulses into one (Fig. 4, d).

Во время действия светового стимула рецептивные поля (РП) нейронов претерпевают три фазы перестройки. Во время первой фазы длительностью порядка 10 мс происходит пространственно-временное накопление сигналов и формирование зоны возбуждения РП. Во время второй фазы длительностью от 50 до 60 мс, зависящей от параметров стимула, вследствие взаимодействия возбудительных и тормозных процессов протекает процесс сужения зоны суммации РП. В течение третьей фазы перестройки происходит расширение зон суммации РП и их функциональная дезорганизация. Нейронные структуры приходят в исходное состояние и становятся готовыми к восприятию нового стимула [7]. Так как вторая фаза формирования РП нейрона заканчивается через 60-70 мс после предъявления светового стимула, длительность световых импульсов принята равной 50 мс. За это время возбудительные и тормозные процессы в РП нейронов будут сформированы.During the action of a light stimulus, receptive fields (RP) of neurons undergo three phases of rearrangement. During the first phase with a duration of the order of 10 ms, the spatio-temporal accumulation of signals and the formation of the excitation zone of the RP occur. During the second phase, lasting from 50 to 60 ms, depending on the parameters of the stimulus, due to the interaction of excitatory and inhibitory processes, the narrowing of the zone of summation of the RP occurs. During the third phase of perestroika, the zones of RP summation expand and their functional disorganization occurs. Neural structures return to their initial state and become ready for the perception of a new stimulus [7]. Since the second phase of the formation of RP neuron ends in 60-70 ms after the presentation of the light stimulus, the duration of the light pulses is taken equal to 50 ms. During this time, excitatory and inhibitory processes in the RP of neurons will be formed.

Исчезновение РП нейронов приходится на период от 100 до 200 мс после предъявления светового стимула [8]. Поэтому два световых импульса будут ощущаться раздельными, если второй световой импульс предъявляется через 100-200 мс после начала предъявления первого светового импульса. Тогда общая длительность светового импульса и межимпульсного интервала должна быть τимп+tмии≥(100…200) мс.The disappearance of RP neurons occurs in the period from 100 to 200 ms after the presentation of the light stimulus [8]. Therefore, two light pulses will be felt separate if the second light pulse is presented 100-200 ms after the start of the presentation of the first light pulse. Then the total duration of the light pulse and the interpulse interval should be τ imp + t mission ≥ ≥ (100 ... 200) ms.

При длительности светового импульса τимп=50 мс начальная длительность межимульсного интервала должна быть tн мии≥(50…150)мс и принята равной 150 мс.With the duration of the light pulse τ imp = 50 ms, the initial duration of the interimpulse interval should be t nmii ≥ (50 ... 150) ms and taken equal to 150 ms.

Восприятие зрительного стимула затрудняется в условиях обратной маскировки, заключающейся в ухудшении восприятия первого по времени стимула вследствие предъявления второго стимула в непосредственной пространственно-временной близости с первым. Показано существование не только эффекта обратной, но и прямой маскировки, при которой первый стимул влияет на качество восприятия второго [9]. При межстимульном интервале, равном 500 мс, эффекты маскировки отсутствуют или слабо выражены [10]. Для устранения эффекта маскировки на первом-третьем этапах измерений последовательность парных световых импульсов повторяется через постоянный временной интервал 1 с.The perception of a visual stimulus is hampered under the conditions of reverse masking, which consists in a deterioration in the perception of the first time stimulus due to the presentation of the second stimulus in the immediate spatial and temporal proximity to the first. It was shown that there is not only a reverse effect, but also direct masking, in which the first stimulus affects the quality of perception of the second [9]. With an interstimulus interval of 500 ms, masking effects are absent or weakly expressed [10]. To eliminate the masking effect in the first or third stages of measurements, the sequence of paired light pulses is repeated after a constant time interval of 1 s.

Для определения лабильности как максимальной частоты реакций на ритмические раздражения необходимо использовать не парные световые импульсы, повторяющиеся через постоянный временной интервал, а ритмическую последовательность световых импульсов. Сумма длительности светового импульса τимп и длительности критического межимпульсного интервала tкр между ритмическими световыми импульсами, при котором достигается субъективное ощущение слияния световых импульсов, определяет значение периода, выше которого зрительная система может ощущать ритмические световые импульсы в точном соответствии с их ритмом.To determine lability as the maximum frequency of reactions to rhythmic stimuli, it is necessary to use not paired light pulses repeated over a constant time interval, but a rhythmic sequence of light pulses. The sum of the duration of the light pulse τ imp and the duration of the critical interpulse interval t cr between rhythmic light pulses, at which a subjective sensation of fusion of light pulses is achieved, determines the value of the period above which the visual system can sense rhythmic light pulses in exact accordance with their rhythm.

При этом за лабильность зрительной системы человека принимается частота следования световых импульсов в Гц:Moreover, for the lability of the visual system of a person, the repetition rate of light pulses in Hz is taken:

F=1/(τимп+tкр),F = 1 / (τ imp + t cr ),

где F - лабильность зрительной системы человека;where F is the lability of the human visual system;

τимп - длительность светового импульса в сек;τ imp - the duration of the light pulse in seconds;

tкр - критическая длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в сек.t cr - the critical duration of the inter-pulse interval between light pulses in seconds.

Таким образом, заявляемый способ определения лабильности зрительного системы человека обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.Thus, the inventive method for determining the lability of the human visual system has new properties that determine the receipt of a positive effect.

Пример. Испытуемому З., 20 лет, с помощью персонального компьютера, выдающего через порт LPT на индикатор пульта испытуемого световые мелькания, предъявили последовательность парных световых импульсов длительности τимп, равной 50 мс, разделенных начальным межимпульсным интервалом длительностиExample. Subject Z., 20 years old, using a personal computer that emits light flickers through the LPT port on the indicator of the test panel of the subject, showed a sequence of paired light pulses of duration τ imp equal to 50 ms separated by an initial interpulse interval of duration

tн мии, равным 150 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал Т, равный 1 с (фиг.1; фиг.3, интервал времени 0-Т1).t Nmii equal to 150 ms, repeating through a constant time interval T equal to 1 s (figure 1; figure 3, the time interval 0-T 1 ).

В процессе измерений через порт LPT на персональный компьютер с пульта испытуемого подавались сигналы с кнопок "Уменьшение быстрое", "Увеличение медленное", "Уменьшение дискретное" и "Измерение".In the process of measurement through the LPT port, the signals from the buttons "Decrease fast", "Increase slow", "Decrease discrete" and "Measurement" were sent to the personal computer from the test subject's remote control.

При наличии сигнала с кнопки "Уменьшение быстрое" компьютер уменьшал длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре со скоростью V1, равной 20 мс/с, при наличии сигнала с кнопки "Увеличение медленное" увеличивал со скоростью V2, равной 2 мс/с, при наличии сигнала с кнопки "Уменьшение дискретное" уменьшал дискретно с шагом 0,1 мс, при наличии сигнала с кнопки "Измерение" фиксировал длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами, вычислял значение лабильности зрительной системы, выводил значение лабильности на экран монитора, заносил результат измерений в архив и предъявлял заданную последовательность световых импульсов.In the presence of a signal from the “Decrease fast” button, the computer reduced the duration of the inter-pulse interval between light pulses paired with a speed of V 1 equal to 20 ms / s, with a signal from the “Increase slow” button increased with a speed of V 2 equal to 2 ms / s , in the presence of a signal from the "Decrease Discrete" button, it was reduced discretely in 0.1 ms increments, in the presence of a signal from the "Measurement" button, the duration of the inter-pulse interval between light pulses was recorded, the lability of the visual system was calculated, the value of the laby nosti on the monitor screen displays the results of measurements in the file and produce a predetermined sequence of light pulses.

На первом этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки "Уменьшение быстрое" (фиг.3, интервал времени T1-T2), определил момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один (фиг.3, момент времени Т2).At the first stage, the test subject, giving a signal from the "Decrease fast" button (Fig. 3, time interval T 1 -T 2 ), determined the moment of subjective merging of two light pulses in a pair into one (Fig. 3, time moment T 2 ).

На втором этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки "Увеличение медленное" (фиг.3, интервал времени Т34), определил момент субъективного ощущения раздельности двух световых импульсов в паре (фиг.3, момент времени Т4).At the second stage, the test subject, giving a signal from the "Slow Increase" button (Fig. 3, time interval T 3 -T 4 ), determined the moment of subjective sensation of the separation of two light pulses in a pair (Fig. 3, time moment T 4 ).

На третьем этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки "Уменьшение дискретное" (фиг.3, интервал времени Т56), определил момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один и подал сигнал с кнопки "Измерение" (фиг.3, момент времени Т6).At the third stage, the test subject, giving a signal from the "Discrete Decrease" button (Fig. 3, the time interval T 5 -T 6 ), determined the moment of subjective merging of two light pulses in a pair into one and gave a signal from the "Measurement" button (Fig. 3 , time T 6 ).

Компьютер зафиксировал длительность порогового межимпульсного интервала tпор между световыми импульсами в паре.The computer recorded the duration of the threshold interpulse interval t then between light pulses in a pair.

На четвертом этапе измерений испытуемому предъявили ритмическую последовательность световых импульсов длительности τимп, равной 50 мс, разделенных пороговым межимпульсным интервалом tпор (фиг.2; фиг.3, интервал времени Т67).At the fourth stage of measurements, the subject was presented with a rhythmic sequence of light pulses of duration τ imp equal to 50 ms, separated by a threshold inter-pulse interval t then (Fig. 2; Fig. 3, time interval T 6 -T 7 ).

Затем испытуемый, подавая сигнал с кнопки "Уменьшение дискретное" (фиг.3, интервал времени Т78), определил момент субъективного слияния световых импульсов (фиг.3, момент времени Т8), затем подал сигнал с кнопки "Измерение" (фиг.3, момент времени Т9).Then the subject, giving a signal from the "Discrete Decrease" button (Fig. 3, time interval T 7 -T 8 ), determined the moment of subjective fusion of light pulses (Fig. 3, time point T 8 ), then sent a signal from the "Measurement" button (Fig. 3, point in time T 9 ).

Компьютер зафиксировал длительность критического межимпульсного интервала tкр между световыми импульсами в паре, равную 0,0017 сек, вычислил значение лабильности зрительной системы человека по формуле:The computer recorded the duration of the critical interpulse interval t cr between light pulses in a pair equal to 0.0017 seconds, calculated the value of the lability of the human visual system by the formula:

F=1/(τимп+tкр)=19,34 Гц,F = 1 / (τ imp + t cr ) = 19.34 Hz,

где F - лабильность зрительной системы человека;where F is the lability of the human visual system;

τимп - длительность светового импульса в сек;τ imp - the duration of the light pulse in seconds;

tкр - критическая длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в сек.t cr - the critical duration of the inter-pulse interval between light pulses in seconds.

Далее компьютер вывел значение лабильности зрительной системы человека на экран монитора, занес результат измерений в архив и предъявил начальную последовательность парных световых импульсов.Next, the computer deduced the value of the lability of the human visual system on the monitor screen, entered the measurement result in the archive and presented the initial sequence of paired light pulses.

В соответствии с рекомендациями физиологов испытуемый выполнил серию из 10 измерений. В результате измерений получены следующие значения лабильности зрительной системы испытуемого в Гц: 19,34; 19,32; 19,27; 19,30; 19,32; 19,34; 19,36; 19,31; 19,34; 19,39. Среднеарифметическое измеренных значений лабильности зрительной системы равно 19,33 Гц, среднеквадратическое отклонение - 0,033 Гц, доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерений при доверительной вероятности 0,95 с учетом коэффициента Стьюдента - 0,074 Гц.In accordance with the recommendations of physiologists, the subject performed a series of 10 measurements. As a result of the measurements, the following values of the lability of the subject's visual system in Hz were obtained: 19.34; 19.32; 19.27; 19.30; 19.32; 19.34; 19.36; 19.31; 19.34; 19.39. The arithmetic mean of the measured values of the lability of the visual system is 19.33 Hz, the standard deviation is 0.033 Hz, the confidence limits of the random component of the error of the measurement result with a confidence probability of 0.95, taking into account the student coefficient, 0.074 Hz.

В результате серии из 10 измерений по оценке лабильности зрительной системы человека, выполненных испытуемым по известному способу [3], получены следующие значения лабильности в Гц: 15,02; 15,07; 15,01; 15,00; 15,03; 15,08; 15,05; 15,11; 15,07; 15,05. Среднеарифметическое измеренных значений лабильности зрительной системы равно 15,05, среднеквадратическое отклонение - 0,034 Гц, доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерений при доверительной вероятности 0,95 с учетом коэффициента Стьюдента - 0,074 Гц.As a result of a series of 10 measurements to assess the lability of the human visual system, performed by the subject in a known manner [3], the following lability values were obtained in Hz: 15.02; 15.07; 15.01; 15.00; 15.03; 15.08; 15.05; 15.11; 15.07; 15.05. The arithmetic mean of the measured values of the lability of the visual system is 15.05, the standard deviation is 0.034 Hz, the confidence limits of the random component of the error of the measurement result with a confidence probability of 0.95, taking into account the student coefficient, 0.074 Hz.

Таким образом, предлагаемый способ определения лабильности зрительной системы человека позволяет повысить достоверность оценки лабильности. Предлагаемая оценка соответствует принятой мере лабильности как максимальной частоте реакций, которую орган (зрительная система) может воспроизводить в точном соответствии с ритмом применяемых раздражений, то есть при их ритмическом предъявлении.Thus, the proposed method for determining the lability of the human visual system can improve the reliability of the assessment of lability. The proposed assessment corresponds to the accepted measure of lability as the maximum frequency of reactions that the organ (visual system) can reproduce in exact accordance with the rhythm of the applied stimuli, that is, with their rhythmic presentation.

Источники информацииInformation sources

1. Макаренко Н.В. Критическая частота световых мельканий и переделка двигательных навыков // Физиология человека. - 1995. - Т.21, №3. - С.13-17.1. Makarenko N.V. The critical frequency of light flickering and alteration of motor skills // Human Physiology. - 1995. - T. 21, No. 3. - S.13-17.

2. Роженцов В.В. Измерение дифференциальной чувствительности зрения к частоте световых мельканий // Проектирование и технология электронных средств. - 2005. - №2. - С.50-53.2. Rozhentsov VV Measurement of differential sensitivity of vision to the frequency of light flickers // Design and technology of electronic means. - 2005. - No. 2. - S.50-53.

3. Патент 2251959 РФ, МПК А61В 3/10. Способ определения лабильности зрительной системы человека / В.В.Роженцов, М.Т.Алиев, А.Г.Масленников, И.В.Петухов (РФ). - Опубл. 20.05.2005, Бюл. №14.3. RF patent 2251959, IPC АВВ 3/10. A method for determining the lability of the human visual system / V.V. Rozhentsov, M.T.Aliyev, A.G. Maslennikov, I.V. Petukhov (RF). - Publ. 05/20/2005, Bull. No. 14.

4. Введенский Н.Е. Возбуждение, торможение и наркоз / И.М.Сеченов, И.П.Павлов, Н.Е.Введенский. Избранные труды. Т.2. Физиология нервной системы. М.: Наука, 1952. - 602 с.4. Vvedensky N.E. Excitation, inhibition and anesthesia / I.M.Sechenov, I.P. Pavlov, N.E. Vvedensky. Selected Works. T.2. Physiology of the nervous system. M .: Nauka, 1952. - 602 p.

5. Кравков С.В. Глаз и его работа. Психофизиология зрения, гигиена освещения. -5. Kravkov S.V. Eye and his work. Psychophysiology of vision, lighting hygiene. -

4-е изд., перераб. и доп. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1950. - 531 с.4th ed., Rev. and add. - M.-L.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1950 .-- 531 p.

6. Семеновская Е.Н. Электрофизиологические исследования в офтальмологии. - М.: Медгиз, 1963. - 279 с.6. Semenovskaya E.N. Electrophysiological studies in ophthalmology. - M .: Medgiz, 1963 .-- 279 p.

7. Подвигин Н.Ф. Динамические свойства нейронных структур зрительной системы. Л.: Наука. 1979. - 158 с.7. Podvigin N.F. Dynamic properties of neural structures of the visual system. L .: Science. 1979. - 158 p.

8. Шевелев И.А. Временная переработка сигналов в зрительной коре // Физиология человека. - 1997. - Т.23, №2. - С.68-79.8. Shevelev I.A. Temporary signal processing in the visual cortex // Human Physiology. - 1997. - T.23, No. 2. - S.68-79.

9. Кропотов Ю.Д., Пономарев В.А. Реакция нейронов и вызванные потенциалы в подкорковых структурах мозга при зрительном опознании. Сообщение IV. Эффект маскировки зрительных стимулов // Физиология человека. - 1987. - Т.13, №4. - С.561.9. Kropotov Yu.D., Ponomarev V.A. The reaction of neurons and evoked potentials in the subcortical structures of the brain during visual recognition. Message IV. The effect of masking visual stimuli // Human physiology. - 1987. - T.13, No. 4. - S. 561.

10. Тароян Н.А., Мямлин В.В., Генкина О.А. Межполушарные функциональные отношения в процессе решения человеком зрительно-пространственной задачи // Физиология человека. - 1992. - Т.18, №2 - С.5-14.10. Taroyan N.A., Myamlin V.V., Genkina O.A. Interhemispheric functional relations in the process of solving a visual-spatial problem by a person // Human Physiology. - 1992. - T.18, No. 2 - S.5-14.

Claims (1)

Способ определения лабильности зрительной системы человека путем предъявления испытуемому последовательности парных световых импульсов длительности, равной 50 мс, разделенных межимпульсным интервалом, равным 150 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал 1 с, на первом этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре уменьшают с постоянной скоростью 20 мс/с, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один, на втором этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре увеличивают с постоянной скоростью 2 мс/с, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения раздельности двух световых импульсов в паре, на третьем этапе измерений длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре уменьшают дискретно с шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в паре в один, длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами в паре в данный момент времени принимают за пороговую длительность межимпульсного интервала tпор, отличающийся тем, что на четвертом этапе измерений испытуемому предъявляют ритмическую последовательность световых импульсов той же длительности, равной 50 мс, разделенных пороговым межимпульсным интервалом tпор, затем длительность межимпульсного интервала между ритмическими световыми импульсами уменьшают дискретно с шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния световых импульсов, длительность межимпульсного интервала между ритмическими световыми импульсами в данный момент времени принимают за критическую длительность межимпульсного интервала tкр, лабильность зрительной системы человека принимают равной значению частоты следования ритмических световых импульсов, Гц:
F=1/(τимп+tкр),
где F - лабильность зрительной системы человека, τимп - длительность светового импульса, с; tкр - критическая длительность межимпульсного интервала между световыми импульсами, с, определенная на четвертом этапе измерений.
The method for determining the lability of the human visual system by presenting a test subject with a sequence of paired light pulses of duration 50 ms, separated by an interpulse interval of 150 ms, repeated through a constant time interval of 1 s, at the first stage of measurements, the duration of the interimpulse interval between light pulses in a pair is reduced with a constant 20 ms / s, until the subject determines the moment of subjective fusion of two light pulses in a pair into one, at the second stage of measurements the inter-pulse interval between light pulses in a pair is increased at a constant speed of 2 ms / s, until the subject determines the moment of subjective sensation of the separation of two light pulses in a pair, at the third stage of measurement, the duration of the inter-pulse interval between light pulses in a pair is discretely reduced in increments of 0.1 ms, until the subject determines the moment of subjective fusion of two light pulses in a pair into one, the duration of the inter-pulse interval between light pulses in a pair at a given time take the threshold duration of the inter-pulse interval t then , characterized in that at the fourth stage of the measurements, the subject is presented with a rhythmic sequence of light pulses of the same duration equal to 50 ms, separated by a threshold inter-pulse interval of t then , then the duration of the inter-pulse interval between rhythmic light pulses is reduced discretely with a step 0.1 ms, until the subject determines the moment of subjective fusion of light pulses, the duration of the inter-pulse interval between rhythmic light pulses at a given time are taken as the critical duration of the inter-pulse interval t cr , the lability of the human visual system is taken equal to the value of the repetition rate of rhythmic light pulses, Hz:
F = 1 / (τ imp + t cr ),
where F is the lability of the human visual system, τ imp is the duration of the light pulse, s; t cr - the critical duration of the inter-pulse interval between light pulses, s, determined at the fourth stage of measurement.
RU2010141235/14A 2010-10-07 2010-10-07 Method for determination of lability of human visual system RU2441571C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010141235/14A RU2441571C1 (en) 2010-10-07 2010-10-07 Method for determination of lability of human visual system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010141235/14A RU2441571C1 (en) 2010-10-07 2010-10-07 Method for determination of lability of human visual system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2441571C1 true RU2441571C1 (en) 2012-02-10

Family

ID=45853520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010141235/14A RU2441571C1 (en) 2010-10-07 2010-10-07 Method for determination of lability of human visual system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2441571C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РОЖЕНЦЕВ О.В. Метод, алгоритмическое, приборное и программно-техническое обеспечение оценки лабильности зрительного анализатора: Автореф. дисс., Казань, 2006, с.6-20. ЖУЖГИН С.М. и др. Новые методы исследования лабильности зрительной системы человека. Актуальные проблемы физиологии труда и профилактической эргономики. - М., 1990, 4, с.106-107. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Di Stasi et al. Saccadic velocity as an arousal index in naturalistic tasks
Fimm et al. Effect of sleep deprivation and low arousal on eye movements and spatial attention
RU2441571C1 (en) Method for determination of lability of human visual system
Dobkins et al. Behavioral and neural effects of chromatic isoluminance in the primate visual motion system
Wang et al. Tenotomy procedure alleviates the “slow to see” phenomenon in infantile nystagmus syndrome: model prediction and patient data
RU2195174C1 (en) Method for detecting time for human visual persistence
Różanowski et al. Estimation of operators’ fatigue using optical methods for determination of pupil activity
Mezey et al. Changes in ocular torsion position produced by a single visual line rotating around the line of sight––visual “entrainment” of ocular torsion
Mates et al. A system for the assessment and training of temporal-order discrimination
RU2251959C2 (en) Method for detecting lability of human visual system
RU2405408C1 (en) Method for assessment of time for training on how to assess lability of human visual system
RU2231293C1 (en) Method for determining stimulation time for human visual analyzer
RU2332159C1 (en) Method of defining response time of human vision system
RU2252701C1 (en) Method for determining human vision system persistence time
RU2262293C1 (en) Method for determining human visual system response time
RU2372063C1 (en) Method for estimating physical efficiency of person
RU2334453C1 (en) Method for estimating human visual system response time
RU2233115C1 (en) Method for detecting lability of human vision system
RU2381738C1 (en) Diagnostic technique for disordered binocular vision and method for restoration of binocular vision
RU2454919C1 (en) Method of increasing accuracy of determining time of human visual system persistence
RU2364316C1 (en) Method for determination of personal fatigue extent
RU2339349C1 (en) Method for detection of perseption time of visual information
RU2405407C1 (en) Method for assessment of time for training on how to assess time of inertia of human visual system
RU2397693C1 (en) Method for determining duration of training of assessment time of persistence of human vision system
RU2286082C1 (en) Device for determining lability of human visual system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131008