RU77764U1

RU77764U1 - Оптико-электронное устройство экспресс-диагностики катаракты

Info

Publication number: RU77764U1
Application number: RU2008128128/22U
Authority: RU
Inventors: Евгения Ивановна Бирюкова; Андрей Игоревич Газов; Владимир Николаевич Гридин; Виталий Семенович Титов; Максим Игоревич Труфанов
Original assignee: Учреждение Российской академии наук Центр информационных технологий в проектировании РАН
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2008-11-10

Abstract

Устройство для определения ранней стадии катаракты глаза, содержащее трехканальный световод, ИК фотодиод, светодиод видимого и светодиод инфракрасного диапазона, светодиодный индикатор, а также дополнительно введенные микроконтроллер со встроенной энергонезависимой памятью, цифро-аналоговыми и аналого-цифровым преобразователями, жидкокристаллический дисплей, часы реального времени, клавиатура, что обеспечивает возможность отсроченного углубленного анализа результатов теста и адаптации устройства под конкретные группы пациентов путем изменения порога принятия решения о наличии катаракты.

Description

Изобретение относится к медицинской технике, в частности, к 5 офтальмологическим приборам для пороговой диагностики катаракты глаза.

Известно устройство для определения степени помутнения хрусталика (см. пат. РФ №2308215[1]), которое содержит расположенные на оптической оси лазер, генерирующий в красной области спектра, телеобъектив, поляризационный фильтр, интерферометр Жамена с регулируемым оптическим клином в одном из плеч, поворотную призму Лове, объектив и поворотное зеркало, снабженное ручным манипулятором, два дополнительных лазера с длинами волн излучения в диапазоне 400-470 нм и 500-540 нм соответственно, генератор пилообразного напряжения, соединенный с двумя пьезодвигателями, которые соединены с "глухими" зеркалами резонаторов дополнительных лазеров, широкополосный светодиод видимого диапазона, выполненный с возможностью пространственного перемещения по дуге, с радиусом, равным расстоянию наилучшего зрения. Устройство выполнено с возможностью микрометрического изменения фокальной плоскости выходных зондирующих лазерных пучков относительно хрусталика зондируемого глаза, при этом пучки всех лазеров расположены соосно. Недостатком данного устройства является сложность изготовления и использования устройства, сложность конструкции.

Известно также изобретение, предназначенное для диагностики начальной оптически значимой катаракты (см. пат. РФ №2310370[2]). Согласно изобретению проводят фотосъемку глазного дна. Диагностику осуществляют по степени затемненности сетчатки глазного дна,

изображенного на цветной фотографии, полученной бесконтактным способом через зрачок с помощью фундус-камеры, снабженной цифровой камерой, с применением низкоинтенсивной ксеноновой вспышки. Степень затемненности сетчатки, производимой тенью 5 помутневшего зрачка, определяют по автоматически распечатываемым на фотографии значениям затемненности в процентах, выдаваемым камерой. При условии затемненности сетчатки на изображении до 10% определяют начальную стадию оптически значимой катаракты.

Недостатком устройства для диагностики, реализуемым на базе данного изобретения, является сложность его практического применения, связанная с необходимостью использования фундус-камеры и требованиями к точности позиционирования фундус-камеры относительно зрачка.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для определения ранней стадии катаракты глаза, содержащее трехканальный световод, входные каналы которого сопряжены источником инфракрасного диапазона и источником видимого диапазона, а выходной канал сопряжен с фотоприемником, связанным через пиковый детектор с регистратором. Оно позволяет, при изменении расстояния от торца световода до глаза, отследить максимум принятого отраженного инфракрасного излучения и на основании этого определить зарождение катаракты глаза (см. авторское свидетельство СССР №950306[3]).

Недостатком данного устройства является ограниченная функциональность и малая точность диагностики, обусловленная отсутствием возможности адаптации устройства под группы пациентов с различными стадиями развития катаракты.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в том, чтобы обеспечить расширение функциональных

возможностей устройства, заключающееся в обеспечении возможности сохранения результатов диагностики в энергонезависимой памяти для их последующего анализа, повышении информативности сообщений о результатах диагностики, а также адаптации устройства под конкретные группы пациентов.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство для определения ранней стадии катаракты глаза, содержащее трехканальный световод, ИК фотодиод, светодиод видимого и светодиод инфракрасного диапазона, светодиодный индикатор дополнительно введены микроконтроллер со встроенной энергонезависимой памятью, цифро-аналоговыми и аналого-цифровым преобразователями, жидкокристаллический (ЖК) дисплей, часы реального времени, клавиатура, причем световод оптически связан с ИК фотодиодом, ИК светодиодом, светодиодом видимого излучения, выход ИК фотодиода подключен к входу микроконтроллера, входы светодиода видимого излучения и ИК светодиода подключены соответственно к первому и второму выходам микроконтроллера, первый групповой вход которого соединен с групповым выходом часов реального времени, первый и второй групповые выходы микроконтроллера подключены к групповым входам светодиодного индикатора и ЖК дисплея соответственно, третий групповой выход микроконтроллера подключен к групповому входу часов реального времени, групповой выход клавиатуры соединен со вторым групповым входом микроконтроллера, групповой вход-выход микроконтроллера подключен, в целях обмена данными, к внешней ЭВМ.

Групповой вход-выход микроконтроллера представляет собой порт передачи данных по одному из стандартных протоколов - USB или RS-232 (авторами использован протокол USВ). Изобретение может быть использовано для экспресс-диагностики (скринговой диагностики)

катаракты глаза при первичном медицинском осмотре и соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная схема устройства, на фиг.2 - алгоритм функционирования устройства, на фиг.3 - фотография устройства.

Устройство содержит трехканальный световод 1, ИК фотодиод 2, светодиод 3 видимого диапазона и светодиод 4 инфракрасного диапазона, светодиодный индикатор 7, микроконтроллер 5 со встроенной энергонезависимой памятью, цифро-аналоговыми и аналого-цифровым преобразователями, жидкокристаллический дисплей 8, часы 6 реального времени, клавиатура 9, причем световод 1 оптически связан с ИК фотодиодом 2, ИК светодиодом 4, светодиодом 3 видимого диапазона, выход ИК фотодиода 2 подключен к входу микроконтроллера 5, входы светодиода 3 видимого диапазона и ИК светодиода 4 подключены соответственно к первому и второму выходам микроконтроллера 5, первый групповой вход которого соединен с групповым выходом часов 6 реального времени, первый и второй групповые выходы микроконтроллера 5 подключены к групповым входам светодиодного индикатора 7 и ЖК дисплея 8 соответственно, третий групповой выход микроконтроллера 5 подключен к групповому входу часов 6 реального времени, групповой выход клавиатуры 9 соединен со вторым групповым входом микроконтроллера 5, групповой вход-выход микроконтроллера 5 выполнен с возможностью обеспечения обмена данными с внешней ЭВМ.

Устройство работает следующим образом. После включения устройства устанавливают требуемый уровень излучения светодиода видимого диапазона 3 (фиг.2, шаги 201-203 алгоритма). Осуществляют позиционирование световода 1 таким образом, чтобы излучение светодиода 3 видимого диапазона после прохождения через световод 1

было направлено в зрачок. Если пациент не видит в торце световода 1 красный свет, то увеличивают мощность излучения до тех пор, пока пациент не начинает его видеть (шаги 204-207 алгоритма). Для этого оператор (врач) с клавиатуры 9 подает соответствующий управляющий 5 сигнал, который поступает на второй групповой вход микроконтроллера 5.

Затем происходит переход в следующий режим работы, предназначенный для диагностики катаракты посредством определения степени помутнения хрусталиков глаз (шаги 208-216 алгоритма).

На шаге 209 микроконтроллер 5 выключает светодиод видимого диапазона 3 и включает ИК светодиод 4. При этом напряжение U_IR, подаваемое со второго выхода микроконтроллера 5 на вход ИК светодиода 4, зависит от выбранного на шагах 201-207 уровня (iu) ИК излучения.

Аналоговый сигнал с напряжением U_F1 с выхода ИК фотодиода 2 поступает на вход микроконтроллера 5. Микроконтроллер 5 производит измерение напряжения U_F1 на выходе ИК фотодиода 2 (шаги 209, 210) и сравнение его с константой c₁. Посредством удаления/приближения световода 1 к глазу врач добивается расположения световода 1 на таком расстоянии от глаза, при котором возможно автоматическое определение степени помутнения хрусталика. Принятие решения о достижении требуемого расстояния выполняет микроконтроллер 5 посредством анализа динамики изменения U_F1(t) от времени t.

Микроконтроллер 5 отключает инфракрасный светодиод 4 и измеряет напряжение U_F2 на выходе ИК фотодиода 2, позволяющее учесть влияние фонового освещения на результат диагностики (шаг 213).

При превышении разности напряжений U_F1 и U_F2 предварительно заданной константы c₂ микроконтроллер 5 формирует сообщение о

помутнении хрусталика и возможном наличии катаракты (шаг 216). Для этого с первого группового выхода микроконтроллер 5 подает управляющий сигнал на светодиодный индикатор 7, в результате чего светодиодный индикатор 7 начинает мигать. Одновременно с этим со второго группового выхода микроконтроллера 5 на групповой вход ЖК дисплея 8 поступает информация о степени помутнения, идентификационном номере пациента, времени диагностики, причем эта информация отображается на ЖК дисплее 8.

Адаптация устройства под конкретную группу пациентов осуществляется увеличением или уменьшением с клавиатуры 9 константы c₂ и подачей соответствующей команды на второй групповой вход микроконтроллера 5.

Отображение текущих и ранее записанных результатов производится на шаге 217 посредством подачи с клавиатуры 8 необходимой команды на второй групповой вход микроконтроллера 5. Полученные результаты записывают в энергонезависимую память устройства (шаг 218). Управление записью производится с клавиатуры 9.

Информация о текущем времени поступает с группового выхода часов реального времени 6 на первый групповой вход микроконтроллера 5.

При наличии связи с ЭВМ (шаги 219, 220 алгоритма) выполняют операцию по передаче результатов диагностики в ЭВМ, записи в энергонезависимую память микроконтроллера 5 параметров диагностики и записи текущего времени в часы 6 реального времени. Обмен соответствующей информацией через групповой вход-выход микроконтроллера 5 осуществляется под управлением ЭВМ. Информация о текущем времени (год, месяц, день, час, минута, секунда), полученная с ЭВМ, передается с третьего группового выхода

микроконтроллера 5 на групповой вход часов 6 реального времени.

Далее процесс диагностики может быть продолжен с очередным пациентом, или работа завершается.

Заявляемое изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей оптико-электроного устройства экспресс-диагностики катаракты за счет возможности сохранения результатов диагностики в энергонезависимой памяти, их последующего анализа, повышения информативности сообщений о результатах диагностики, а также адаптации устройства под конкретные группы 10 пациентов путем изменения порога принятия решения о наличии катаракты.

Claims

Устройство для определения ранней стадии катаракты глаза, содержащее трехканальный световод, инфракрасный (ИК) фотодиод, светодиод видимого и светодиод инфракрасного диапазона, светодиодный индикатор, отличающееся тем, что дополнительно введены микроконтроллер со встроенной энергонезависимой памятью, цифроаналоговыми и аналого-цифровым преобразователями, жидкокристаллический дисплей, часы реального времени, клавиатура, причем световод оптически связан с ИК-фотодиодом, ИК-светодиодом, светодиодом видимого диапазона, выход ИК-фотодиода подключен к входу микроконтроллера, входы светодиода видимого излучения и ИК-светодиода подключены соответственно к первому и второму выходам микроконтроллера, первый групповой вход которого соединен с групповым выходом часов реального времени, первый и второй групповые выходы микроконтроллера подключены к групповым входам светодиодного индикатора и жидкокристаллического дисплея соответственно, третий групповой выход микроконтроллера подключен к групповому входу часов реального времени, групповой выход клавиатуры соединен со вторым групповым входом микроконтроллера, групповой вход-выход микроконтроллера подключен к внешней ЭВМ и представляет собой порт передачи данных по одному из стандартных протоколов - USB или RS-232.