Результат интеллектуальной деятельности: Способ экспертной оценки остроты зрения

Изобретение относится к области медицины, а именно - к оптометрии, и предназначено для точной экспертной оценки остроты зрения (ОЗ) пациентов, в том числе после имплантации мультифокальных интраокулярных линз (МИОЛ), когда проверка ОЗ должна осуществляться на нескольких дистанциях (вдали, вблизи и на промежуточных расстояниях), заявляемых производителями МИОЛ. Точная оценка ОЗ на различных дистанциях необходима как для контроля процесса восстановления зрительных функций у пациентов после интраокулярной коррекции, так и для сравнительной оценки качества имплантированных МИОЛ.

Кроме того, изобретение может использоваться в целях исследования возрастной динамики зрения, ранней диагностики различных глазных болезней и контроля эффективности лечения, а также при профотборе.

Традиционно для оценки ОЗ используются таблицы с различными тестовыми знаками (оптотипами) разного размера: буквами, цифрами, кольцами Ландольта, геометрическими фигурами и др. В нашей стране на протяжении длительного времени стандарты проверки остроты зрения не пересматривались. Исторически использовались таблицы Сивцева и Головина. В таблице Сивцева содержатся 12 строк и используются 7 прописных букв русского алфавита: Ш, Б, М, Н, К, Ы, И. Таблица Головина также содержит 12 строк, но оптотипами в ней являются кольца Ландольта в четырех ориентациях: с разрывом вверху, внизу, справа и слева. В последние годы все шире используются автоматизированные и компьютеризированные системы с цифровыми и буквенными оптотипами, кольцами Ландольта и другими знаками. Однако большинство применяемых методов не обеспечивают высокой точности измерений, необходимых для экспертной оценки ОЗ.

Факт пониженной точности оценок ОЗ с применением буквенных оптотипов отмечается исследователями уже более ста лет, однако это мало отразилось на существующей практике измерения ОЗ.

Теоретически идеальными оптотипами для оценки ОЗ являются протяженные (математически - бесконечные) синусоидальные решетки, которые могут быть охарактеризованы одним параметром - пространственной частотой. Очевидно, что использовать теоретически идеальные оптотипы на практике невозможно. В связи с этим интерес представляют относительно простые стимулы, являющиеся как бы промежуточными между решетками и стимулами сложной формы (Рожкова Г.И., Белозеров А.Е., Лебедев Д.С. Измерение остроты зрения: неоднозначность влияния низкочастотных составляющих спектра Фурье оптотипов. Сенсорные системы, 2012; том 26, №2, с. 160-171; Рожкова Г.И., Малых Т.Б. Современные аспекты стандартизации визометрии. Авиакосмическая и экологическая медицина, 2017; том 51, №6, с. 5-16).

Ближайшим аналогом является предложенный Лебедевым Д.С, Белозеровым А.Е. и Рожковой Г.И. способ оценки ОЗ с использованием модифицированных 3-полосных стимулов в двух ориентациях, который обеспечивает высокую точность и надежность измерений ОЗ (Патент РФ на изобретение №2447826). Каждый такой стимул содержит 3 одинаковых темных полосы и 2 светлых промежутка той же ширины между ними. Комплект для проведения измерений состоит из пары черно-белых решеток, одна из которых представлена тремя горизонтальными, а другая - тремя вертикальными полосами равной ширины, разделенными промежутками такой же ширины, причем отношение длины полосы к ее ширине составляет от 5,7:1 до 6,0:1.

Недостатком ближайшего аналога является длительность процедуры тестирования вследствие наличия малого числа оптотипов в тестовом комплекте (два), с чем связана большая вероятность случайного угадывания (50%) при каждом предъявлении одного оптотипа, что должно компенсироваться достаточным числом предъявлений оптотипов.

Задачей изобретения является создание способа экспертной оценки ОЗ с использованием новых тестовых оптотипов, в том числе после имплантации МИОЛ.

Техническим результатом изобретения является повышение скорости тестирования пациентов при сохранении максимальной точности, достоверности и надежности измерения ОЗ, что дает возможность, в том числе, эффективно следить за восстановлением зрительных функций у пациентов после имплантации МИОЛ и объективно оценивать качество имплантируемых линз, проводя необходимое количество измерений ОЗ на разных дистанциях за разумное время без переутомления пациента.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что в способе оценки ОЗ, включающем предъявление тестовых оптотипов в случайном порядке по одному, на разных дистанциях с использованием интерактивной компьютерной программы для ЭВМ №2015616714; для оценки ОЗ вдаль оптотипы предъявляют испытуемым на экране монитора или ноутбука, расположенном на расстоянии 4,0 м от глаза и имеющего размер пикселей до 0,5 мм; для оценки остроты зрения вблизи - на расстоянии 0,40 м, и на промежуточных расстояниях - 0,60 м и 0,80 м оптотипы предъявляют на экране смартфона, имеющего размер пикселей не более 0,045 мм; для автоматической регистрации ответов испытуемых используют планшет, на котором отображается комплект предъявляемых оптотипов; согласно изобретению, оптотипы выполнены в виде комплекта, состоящего из четырех черно-белых решеток, каждая из которых состоит из трех темных полос и двух светлых промежутков той же ширины между ними, крайние полосы выполнены одинаковой длины, средняя полоса длиннее крайних в 1,22 раза, при этом решетка симметрична относительно центра средней полосы; длина центральной полосы заявленного оптотипа равна длине полос ближайшего аналога; решетки представлены в четырех ориентациях - горизонтальной, вертикальной и двух диагональных с наклоном полос на 45 градусов вправо и влево. Длины полосы к ее ширине составляет от 5,7:1 до 6,0:1.

Комплект заявляемых тестовых оптотипов также может быть предъявлен на печатных таблицах.

Увеличение числа оптотипов в заявленном изобретении позволяет уменьшить число их предъявлений.

С применением заявляемого способа экспертной оценки ОЗ теоретически пациентам должно требоваться вдвое меньшее количество предъявлений, чем при использовании ближайшего аналога. Очевидно, что это должно сокращать время обследования каждого пациента, в среднем, в два раза, что очень важно при наличии большого потока обследуемых в офтальмологических клиниках, немалой степени загруженности медицинского персонала и плохом самочувствии значительной части пациентов.

Заявляемый «квартет» 3-полосных оптотипов отличается от своего ближайшего аналога добавлением к тестовой паре, состоящей из горизонтальной и вертикальной решеток, двух аналогичных решеток в диагональных ориентациях (с наклоном ±45° по отношению к горизонтали/вертикали) и изменением общей формы стимулов от прямоугольной к округлой.

Изобретение поясняется фигурой, на которой представлен заявляемый тестовый комплект оптотипов для измерения ОЗ: «Квартет» модифицированных 3-полосных оптотипов в четырех ориентациях.

В таблице 1 приведены параметры десяти оптотипов, использованных в ходе апробации заявленных оптотипов в сравнении с ближайшим аналогом для расстояния 4 м.

Таким образом, заявленные оптотипы выполнены в виде комплекта, состоящего из четырех черно-белых решеток, одна из которых представлена тремя горизонтальными полосами равной ширины, разделенными промежутками такой же ширины, вторая - тремя аналогичными вертикальными полосами, третья - тремя полосами с наклоном на 45° вправо, четвертая - тремя полосами с наклоном на 45° влево. Средняя полоса длиннее крайних в 1,22 раза с целью обеспечения «неразличимости» околопороговых стимулов по косвенным признакам ориентации размытых пятен (Д.С. Лебедев. Модель механизма распознавания ориентации 3-полосных двухградационных оптотипов. Сенсорные системы, 2015, том 29, №4, с. 309-320).

Заявляемые оптотипы, как и ближайший аналог, позволяют оценить разрешающую способность зрительной системы, лимитирующую анализ любых изображений. Опознание предлагаемых оптотипов, как и ближайшего аналога, возможно только на основе восприятия высокочастотных составляющих Фурье-спектра, соответствующих характеристическим частотам изображений.

Способ экспертной оценки ОЗ осуществляется следующим образом. Предлагаемый комплект тестовых оптотипов загружается в интерактивную компьютерную программу (Терехин А.П., Грачева М.А., Рожкова Г.И., Лебедев Д.С. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2015616714). В диагностическом кабинете для оценки ОЗ вдаль стимулы предъявляются на экране монитора или ноутбука, имеющего размер пикселей 0,26 мм (не более 0,5 мм) и яркость экрана 100 кд/м², расположенном на расстоянии 4,0 м от глаза. Для оценки ОЗ вблизи (0,40 м) и на промежуточных дистанциях (0,60 м, 0,80 м) оптотипы предъявляются на экране смартфона Samsung Galaxy S6, имеющего размер пикселей 0,044 мм (не более 0,045 мм) и яркость экрана 100 кд/м². Для автоматической регистрации ответов испытуемых используется планшет, на котором отображается набор предъявляемых оптотипов. Также возможно предъявление заявленных оптотипов на печатных таблицах. Задача пациента состоит в различении ориентации оптотипов.

Перед запуском теста в программу вводится расстояние в метрах. После запуска теста испытуемому предлагается выбрать минимальный размер оптотипа, с которого ему комфортно начинать тестирование. По умолчанию выбирается размер, соответствующий остроте зрения 1 в десятичной шкале или 0 по системе log MAR. Во время проведения тестирования в центральной части экрана по одному предъявляются оптотипы, ориентацию которых нужно указывать соответствующими клавишами на планшете. Оптотипы предъявляются один за другим в случайном порядке с небольшим смещением от центра (на ширину оптотипа), чтобы исключить влияние предыдущего стимула. После выбора начального размера последовательно предъявляются пять оптотипов с размерами на 10% больше начального. В этот момент программа определяет показательную скорость уверенных ответов испытуемого, которая понадобится в дальнейшем для ускорения работы алгоритма предъявления стимулов. В случае ошибки размер увеличивается на 10%, и процедура повторяется. Далее предъявляются серии из оптотипов одного размера, начиная с выбранного на старте стимула. В зависимости от успешности распознавания, размер оптотипов в новой серии увеличивается или уменьшается на 10% до нахождения порога и соответствующей ему остроты зрения.

Пример 1.

Для подтверждения соответствия достоверности измерений ОЗ при помощи заявленного изобретения той точности, которую обеспечивает ближайший аналог, с помощью интерактивной компьютерной программы в МНТК «МГ» обследовано 10 испытуемых без офтальмопатологии. Средний возраст (± стандартное отклонение) обследованных пациентов составил 27,6 (±2,72) лет с диапазоном от 24 до 32 лет. Измерения проводили в монокулярных условиях наблюдения для левого и правого глаза, так что для анализа было получено по 20 значений для каждой дистанции.

В таблице 2 представлены результаты оценки ОЗ на различных дистанциях (4 м, 0,40 м, 0,60 м, 0,80 м) у 10 здоровых испытуемых (20 глаз) при помощи заявляемого способа и ближайшего аналога.

Приведенные в таблице 2 данные показывают, что полученные для каждого расстояния наблюдения сравниваемые значения оказались очень близкими по величине. На основании статистического анализа по t- критерию Стьюдента (р) был сделан вывод, что оба сравниваемых метода измерений ОЗ дают практически одинаковые результаты: все значения р оказались больше 0,05, что свидетельствует о статистической неразличимости данных.

Сравнение зарегистрированного времени измерения ОЗ у десяти пациентов с использованием заявленного способа и ближайшего аналога, в целом, подтвердило ожидаемое преимущество заявленного способа -сокращение времени тестирования пациентов. Очевидно, что по причине рандомизации процедуры предъявления стимулов выигрыш по времени не мог быть одинаковым во всех случаях. Чаще всего наблюдалось сокращение времени в 1,5-2 раза, иногда больше, иногда меньше. В таблице 3 приведены конкретные данные.

Пример 2.

Для сравнительной оценки МИОЛ разных производителей было обследовано 62 пациента (62 глаза): 32 глаза после имплантации трифокальной интраокулярной линзы AcrySof IQ PanOptix (TFN) и 30 глаз после имплантации AT LISA tri 839 MP (TPJ) с периодом наблюдения 1 год после операции. Средний возраст (± стандартное отклонение) обследованных пациентов группы TFN составил 64,61 (±12,65) года с диапазоном от 33 до 75 лет, а группы TRI - 64,12 (±11,92) года с диапазоном от 33 до 77 лет. Измерения проводили монокулярно. ОЗ на промежуточной дистанции после имплантации TFN оценивали на расстоянии 60 см от глаза испытуемого, в то время как после имплантации TRI - 80 см от глаза, т.к. данные расстояния заявляются производителями МИОЛ. ОЗ вблизи при исследовании обеих групп пациентов измеряли на расстоянии 40 см.

В таблице 4 приведены средние значения измерения ОЗ пациентов после имплантации МИОЛ двух типов, полученные при помощи заявленного способа и ближайшего аналога. Для каждого расстояния сравниваемые значения ОЗ, полученные с применением заявленного способа и ближайшего аналога, оказались очень близкими по величине. На основании статистического анализа по t-критерию Стьюдента был сделан вывод, что оба сравниваемых способа измерений ОЗ дают практически одинаковые результаты: все значения р оказались больше 0,05, что свидетельствует о статистической неразличимости данных.

В таблице 5 представлено сравнение зарегистрированного времени измерения ОЗ после операции у десяти пациентов с МИОЛ при использовании заявленного способа и ближайшего аналога. В случае пациентов с МИОЛ заявленный способ также обеспечивал сокращение времени измерений в 1,5-2 раза. Разброс связан с рандомизацией предъявления оптотипов, неизбежно приводящей к колебаниям времени получения результата. Но, в целом, сокращение времени тестирования было существенным.

Сокращение продолжительности измерений актуально при наличии большого потока пациентов в офтальмологических клиниках, немалой степени загруженности медицинского персонала и плохом самочувствии пациентов. Переход к предлагаемому нами способу экспертной оценки ОЗ с применением заявленных оптотипов позволяет исследователям получать точные и стабильные результаты оценки ОЗ за более короткое время, чем при использовании ближайшего аналога.