Устройство шуркина-бершанского для оптической коррекции и тренировки зрения

1 Область техники Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в офтальмологии для профилактики и лечения функциональных расстройств зрения, а также может быть использовано, например, в биноклях, микроскопах и т.п. Предшествующий уровень техники Широко известны различные устройства для оптической коррекции зрения, в частности,очки с бифокальными линзами, имеющими две оптически прозрачные зоны с различными показателями преломления (рефракцией) и общей линией раздела, благодаря чему существенно снижаются нагрузки на аккомодационноконвергентный аппарат глаз при перемещении взора с дальнего расстояния на ближнее при чтении (см. "Розенблюм Ю.З., Оптометрия, М,Медицина, 1991", с. 45-50). Однако бифокальные линзы не могут быть использованы для тренировки аккомодационноконвергентного аппарата глаз с целью профилактики и лечения функциональных нарушений зрения (спазм аккомодации, пресбиопия, миопия, нарушения бинокулярного зрения и т.д.),что значительно сужает их функциональные возможности. Существует большое количество устройств для тренировки аккомодационноконвергентного аппарата глаз, как механического типа, в которых имеет место непрерывное перемещение объекта наблюдения вдоль оптической оси или имитация удаления и приближения объекта (патент FR 222075, А 61 Н 5/00,1974), так и компьютеризированные глазные тренажеры (патенты GB 2203565, А 61 Н 5/00,1988; RU 2066167, A 61H 5/00, А 61F 9/00, 1996;RU 2045254, А 61F 9/00, А 61 Н 5/00, 1995). Недостатками известных устройств является сложность их конструкций, необходимость затрат дополнительного времени на проведение специальных лечебно-профилактических процедур под наблюдением медперсонала, невозможность сочетания с повседневной деятельностью человека. Известны очки с регулируемым фокусным расстоянием для коррекции зрения у людей (патент RU 2046388, G 02C 7/08, А 61F 9/00, 1995). Данные очки могут быть использованы как обычные корректирующие очки для работы и для дали вне зависимости от конкретной ситуации и рода деятельности человека, что в конечном счете увеличивает его работоспособность. Однако эти очки сложны в изготовлении,дорогостоящи, неудобны в эксплуатации и не могут одновременно совмещать две функции, а именно оптическую коррекцию и тренировку зрения. Известно "Устройство обозрения - тренажер Каверинского Николая Сергеевича" (патент 2 выполнять одновременно как функцию коррекции, так и функцию тренировки зрения. Совмещение двух функций в данном устройстве обозрения обеспечивается за счет того,что устройство, содержащее оптические элементы, заключенные в корпусе, закрепленном неподвижно относительно глаз человека, дополнительно снабжено зеркальными поверхностями, которые позволяют расширить зону обзора, а также тренировать зрение. Однако известное устройство мало эффективно, так как не может быть использовано в процессе повседневной трудовой деятельности человека, особенно при выполнении зрительно-напряженных работ (чтение, компьютер, сборочные работы и т.п.), поскольку идеология тренировки в этом устройстве основана на переводе взгляда с предмета, находящегося перед человеком, на другой предмет, находящийся в другой точке окружающего пространства и отраженный зеркальной поверхностью. Кроме перечисленных в настоящее время существует еще много разнообразных способов и устройств для профилактики и лечения зрения, и некоторые из них весьма эффективны. Но их всех объединяет общий недостаток - все они "сеансовые", т.е. оказывают свое воздействие на глаз человека только при выполнении лечебно-профилактических процедур. В остальное же время условия работы глаза практически не изменяются, что неизбежно приводит к возобновлению расстройств и необходимости повторного лечения. Сущность изобретения Технической задачей изобретения является согласование режима работы глаз человека с характером современной зрительной нагрузки путем обеспечения непрерывного процесса тренировки зрения за счет непроизвольных перемещений глаз без поворота головы при рассматривании предметов, находящихся непосредственно перед человеком в пределах физиологического угла взора, для повышения эффективности лечения и профилактики функциональных расстройств зрения. Известно, что рассматривание предметов человеком происходит в основном при перемещении взгляда по горизонтали в пределах физиологического угла взора без поворота головы(см. "Розенблюм Ю.З. Оптометрия, М, Медицина, 1991", с. 36). Кроме того, известно, что чувствительность человека к смещению изображения предмета (субъективная чувствительность) значительно ниже физиологической (объективной) чувствительности глаз к этому смещению (см."Ватченко А.А. Спазм аккомодации и близорукость, Киев, Здоровье, 1977", с. 55-60). Эти факты и нашли свое отражение в данном изобретении. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для оптической коррекции и тренировки зрения, содержащем оптические элемен 3 ты, заключенные в корпус, закрепленный неподвижно относительно глаз человека, оптические элементы имеют зоны с различными оптическими характеристиками, связанные между собой линиями перехода, и расположены в корпусе с возможностью обеспечения перехода зрительной оси каждого глаза от зоны к зоне соответствующего оптического элемента на любом уровне по горизонтали, при этом разница значений характеристик зон каждого оптического элемента лежит в пределах между объективной чувствительностью глаза и субъективной чувствительностью человека к изменению данной оптической характеристики. В частном случае в устройстве для оптической коррекции и тренировки зрения, содержащем оптические элементы, имеющие зоны с различными оптическими характеристиками,поставленная задача решается тем, что зоны сформированы линзами или призмами или светофильтрами или их комбинацией в любом сочетании. При этом оптические центры и/или оси оптической симметрии соответствующих зон оптических элементов могут находиться в одной горизонтальной плоскости или в параллельных плоскостях, или во взаимно пересекающихся плоскостях, линия перехода оптических характеристик от зоны к зоне оптического элемента может иметь форму прямой линии или линии,отличной от прямой, а линии перехода характеристик зон оптических элементов могут быть расположены зеркально или параллельно, или под углом друг к другу. Кроме того, в частном случае поставленная задача решается тем, что в устройстве для оптической коррекции и тренировки зрения,содержащем оптические элементы, имеющие зоны с различными оптическими характеристиками, последние сформированы линзами, при этом среднее значение оптической силы зон элемента соответствует величине рефракции глаза человека, а разность оптических сил указанных зон меньше субъективной чувствительности человека к изменению рефракции. Кроме того, в частном случае оптические элементы могут быть выполнены в виде перфорированных пластин, оптические зоны которых сформированы отверстиями разного проходного сечения. Кроме того, оптические элементы, имеющие зоны с различными оптическими характеристиками, могут быть установлены в очковую оправу или в сменную бинокулярную или монокулярную насадку на очки. Краткое описание чертежей На фиг. 1 изображено устройство для оптической коррекции и тренировки зрения, выполненное в виде очков; на фиг. 2 показан график изменения характеристики оптического элемента в зависимости от угла поворота зрительной оси глаза в устрой 001182 4 стве, предназначенном преимущественно для лечебных целей; на фиг. 3 показан график изменения характеристики оптического элемента в зависимости от угла поворота зрительной оси глаза в устройстве, предназначенном преимущественно для профилактики нарушений зрения; на фиг. 4 схематически изображено устройство с различными вариантами формы и взаимного расположения линий перехода характеристик оптических элементов; на фиг. 5 схематически изображено устройство с оптимальным расположением оптических центров и осей оптической симметрии зон; на фиг. 6 и 7 схематически изображено устройство с различными вариантами взаимного расположения оптических центров зон оптических элементов, сформированных линзами; на фиг. 8 схематически изображено устройство с различными вариантами взаимного расположения осей оптической симметрии зон оптических элементов, сформированных призмами; на фиг. 9 схематически изображено устройство, в котором оптические элементы выполнены в виде перфорированных пластин; на фиг. 10 показана схема, поясняющая принцип работы устройства с оптическими элементами, сформированными линзами; на фиг. 11 показана схема, поясняющая принцип работы устройства с оптическими элементами, сформированными призмами. Устройство содержит (см. фиг. 1) очковую оправу (корпус) 1 с оптическими элементами 2 и 3. Каждый оптический элемент выполнен монолитным и имеет две оптически прозрачные зоны - левую 4 и 6 и правую 5 и 7 соответственно, связанные друг с другом по соответствующим линиям перехода 8 и 9. Зоны оптических элементов выполнены таким образом, что разница значений их оптических характеристик Рх (см. фиг. 2 и 3) лежит в пределах между объективной чувствительностью глаза Оч и субъективной чувствительностью человека Сч к величине изменения данной оптической характеристики Хо. В зависимости от назначения устройство для оптической коррекции и тренировки зрения выполняют, формируя зоны оптических элементов только из линз, или только из призм, или только из светофильтров, или из их комбинации в любом сочетании. Кроме того, оптические элементы устройства могут быть выполнены из перфорированных пластин. Во всех перечисленных выше случаях в устройстве возможны различные варианты формы выполнения и взаимного расположения линий перехода, а также взаимного расположения оптических центров и осей оптической симметрии элементов и зон. Так, в случае выполнения зон оптических элементов из линз, разность значений их оптических сил выбирается в пределах Рх=(0,1-0,5) 5 диоптрий и применяют в основном для профилактики и лечения нарушений аккомодационной способности. При этом меньшие значения (до 0,3) используют в устройствах, предназначенных преимущественно для постоянного ношения, а большие (свыше 0,3) - в устройствах,предназначенных преимущественно для проведения сеансов лечебных тренировок. При выполнении оптических зон из призм разность значений их оптических сил выбирают в пределах Рх = (1-4) сантирадиан и применяют в основном для профилактики и лечения нарушений бинокулярного зрения, используя меньшие значения (до 2) в устройствах для постоянного ношения, а большие (свыше 2) - в устройствах для лечебных тренировок. Аналогично выбирают характеристики оптических зон из светофильтров, формируя оптические зоны 4 и 5, 6 и 7 (фиг. 5) требуемой плотности и цвета. Устройство с оптическими элементами, сформированными из светофильтров, используют для профилактики и лечения нарушений цветового зрения. При использовании в качестве оптических элементов перфорированных пластин, их оптические зоны формируют за счет разного диаметра диафрагмирующих отверстий (см. фиг. 9). Так, например, одна зона выполняется с диаметром отверстий 1 мм, а другая - с диаметром отверстий 1,2 - 1,5 мм, что соответствует Рх =(0,2-0,5) мм. Это способствует тренировке аккомодации за счет изменения глубины резкости при переходе линии взора глаза из одной зоны оптического элемента в другую. Абсолютные значения характеристик зон оптических элементов выбирают в зависимости от вида зрительного расстройства. При близорукости (миопия) зоны формируют таким образом, чтобы оптическая сила одной из зон оптического элемента соответствовала рефракции глаза человека (участок Н на графике фиг. 2), а другой - была бы больше на величину Рх (участок В), что способствует расслаблению ресничной мышцы аккомодационного аппарата глаза. При дальнозоркости (гиперметропия или пресбиопия) оптическая сила одной из зон должна соответствовать рефракции глаза человека (участок В на графике фиг. 2), а оптическая сила другой зоны должна быть меньше на величину Рх (участок Н), что способствует усилению ресничной мышцы. При нормальном зрении (эмметропия) используют оптические элементы, суммарная оптическая характеристика которых равна 0, при этом одна из зон выполняется с характеристикой плюс Рх/2 (участок В на фиг. 3), а другая с характеристикой минус Рх/2 (участок Н на фиг. 3). Устройство с такими характеристиками оказывает тренирующие воздействия на мышечный аппарат глаза и используется преимущественно 6 для активной профилактики зрительных расстройств. По характеру перехода оптических характеристик от зоны к зоне (см. фиг. 2 и 3) оптические элементы могут быть выполнены как со скачкообразным переходом, так и с плавным(показано пунктиром). При скачкообразной характеристике перехода на поверхности оптического элемента видна линия, разделяющая его зоны, однако она не вызывает неудобств при применении устройства, поскольку человек к этому быстро привыкает и линию "не замечает". Такой переход оказывает наибольшее тренирующее воздействие, но из-за возможности появления ощутимого "скачка изображения", его применяют преимущественно при малых значениях Рх в устройствах,предназначенных для постоянного ношения. При плавной характеристике линия перехода на поверхности оптического элемента не видна. Поскольку при плавном изменении характеристик снижается ощущение "скачка изображения", это дает возможность увеличить тренирующее воздействие за счет формирования зон с разностью характеристик, соответствующей максимальному значению Рх, что используется в устройствах, предназначенных для проведения сеансов лечебных тренировок зрения. В зависимости от назначения устройства,линия перехода 8 и/или 9 может иметь различную форму. В устройствах, предназначенных для лечебных тренировок, зоны формируются преимущественно с линией перехода в виде прямой вертикальной линии (фиг. 4, линии 8 а и 9b), поскольку такие тренировки проводятся при практически постоянном расстоянии от глаз до рассматриваемых предметов, т.е. при постоянном угле конвергенции. В устройствах, предназначенных для постоянного ношения, с целью согласования расположения точек линии перехода с углом конвергенции при взгляде вдаль и вблизи (например, при чтении) линию перехода выполняют по форме, отличной от прямой (фиг. 4, линия 8b или 8 с). В случае необходимости использования бифокальных очков для достижения аналогичного эффекта, они могут быть выполнены с разделением оптических элементов на зоны как раздельно в верхней (для дали) или нижней (для близи) части, так и одновременно в обеих частях. Для тренировок при бинокулярном зрении линии перехода зон оптических элементов выполняют зеркально отраженными и располагают элементы в устройстве симметрично относительно вертикальной оси (например, линии 8 а и 9b или 8b и 9 а на фиг. 4). При наличии нарушений бинокулярного зрения, в зависимости от поставленной лечебной задачи (например, при необходимости 7 обеспечить одновременный переход из зоны в зону при повороте зрительных осей глаз) форма линий перехода на оптических элементах и их взаимное расположение могут быть различными. Так, например, в устройствах, предназначенных для лечения косоглазия, линию перехода на одном из элементов выполняют в виде прямой вертикальной линии (8 а на фиг. 4), а линию перехода на втором элементе выполняют по форме, отличной от прямой, и располагают ее так, как показано на фиг. 4 (линия 9 а - при сходящемся косоглазии, линия 9 с - при расходящемся косоглазии). При выполнении зон оптических элементов из линз, для уменьшения "скачка изображения" при переходе из зоны в зону, оптические центры зон одного элемента совмещают и располагают на линии перехода, а оптические элементы устанавливают так, чтобы их оптические центры находились в одной горизонтальной плоскости (линия П на фиг.5). При выполнении зон из призм, в случае необходимости исключения вертикальных смещений, оси оптической симметрии зон оптических элементов располагают в одной горизонтальной плоскости (линия П на фиг.5). Для тренировки зрения людей с астигматизмом зоны оптических элементов формируют из астигматических линз. Для этой же цели может быть использовано устройство с оптическими элементами, которые сформированы из линз, обеспечивающими заданное компенсирующее искажение пространства за счет смещения оптических центров зон оптических элементов (фиг. 6 и 7). При этом в зависимости от требуемых параметров искажения, линии центров соответствующих оптических зон могут быть параллельны (линии П 5-6 и П 4-7 на фиг. 6), либо пересекаться (линии П 5-6 и П 4-7 на фиг. 7). При необходимости включения косых мышц в процесс тренировки (например, при нарушениях вертикальной фузии) используют устройство с оптическими элементами, обеспечивающими смещение изображения по вертикали за счет формирования оптических зон из призм с расположением осей оптической симметрии соответствующих оптических зон под углом к горизонтали, при этом оси оптической симметрии могут находиться в параллельных плоскостях(линии П 4 и П 7" на фиг. 8) или в пересекающихся плоскостях (линии П 4 и П 7" на фиг . 8). В частном случае оптические элементы устройства могут быть выполнены и с большим количеством зон (например, из трех, средняя из которых - корректирующая, а крайние - корректирующе-тренирующие). С целью уменьшения номенклатурного ряда оптических элементов устройство может быть выполнено в виде сменных бинокулярных или монокулярных насадок на очки. Принцип работы предложенного устройства состоит в том, что при рассматривании пред 001182 8 метов в пространстве за счет поворота зрительных осей глаз по горизонтали в пределах физиологического угла зрения (без поворота головы) происходят кажущиеся смещения предметов в пространстве, вынуждающие соответствующие мышцы глаз каждый раз "подстраиваться" под новые условия видения, благодаря чему мышцы непрерывно работают, т.е. тренируются. Однако при выбранных характеристиках устройства смещения предметов не превышают предела субъективной чувствительности человека к этому смещению, поэтому процесс тренировки человеком практически не ощущается, что позволяет использовать устройство в повседневной жизни, сочетая при этом необходимую коррекцию зрения с его лечением и профилактикой. На фиг. 10 и 11 показаны схемы работы устройства с оптическими элементами, сформированными соответственно из линз и призм (физические явления, происходящие при рассматривании предметов через линзу или призму,общеизвестны и не рассматриваются). При поочередном рассматривании (без поворота головы) предметов А и В зрительные оси глаз проходят соответственно то через зоны 4 и 6 (при рассматривании предмета А), то через зоны 5 и 7 (при рассматривании предмета В) оптических элементов 2 и 3. Если зоны 4 и 6 положительные линзы, а зоны 5 и 7 - отрицательные (фиг. 10), то изображение предмета А смещается по линии взгляда каждого глаза (точки А 1 и А 2), в результате человек видит четкое изображение предмета в точке А 0. То же происходит при рассматривании предмета В с той лишь разницей, что человек видит четкое изображение предмета в точке В 0. При рассматривании предметов через призмы (см. фиг. 11, где зоны 4 и 6 - призмы основаниями "к носу", а зоны 5 и 7 - призмы основаниями "к вискам") происходит смещение изображений по линиям,перпендикулярным к линиям взгляда, что приводит к раздвоению изображений (точки А 1 и А 2 для предмета А и точки В 1 и В 2 для предмета В) с последующим их "слиянием" (точки А 0 и В 0 соответственно). Во всех случаях четкость и слияние изображений достигается за счет "подстройки" мышц глаз, что при многократном повторении оказывает тренирующее воздействие на мышцы и глаза в целом. Конструктивно все предложенные варианты выполнения устройства согласно изобретения учитывают особенности строения глаза и исполнены таким образом, что при каждом горизонтальном перемещении зрительных осей глаз в пределах физиологического угла взора(без поворота головы) в поле зрения попадают зоны с различными оптическими характеристиками. Вследствие чего происходит практически не ощущаемая человеком "подстройка" глаз под конкретные условия видения. Другими словами 9 происходит "подстройка" аккомодационноконвергентного аппарата, обеспечивающая резкое изображение на сетчатке, но человек не ощущает "скачок изображения", так как его субъективная чувствительность к смещению изображения значительно ниже физиологической. При длительной работе глаз в таком режиме исключаются застойные явления, приводящие к развитию функциональных нарушений зрения. При этом поддерживается и непрерывно развивается тонус глазных мышц, обеспечивается высокая работоспособность глаз. В результате этого при использовании данного устройства с оптическими элементами предложенной конструкции осуществляется непрерывный процесс тренировки аккомодационно-конвергентного аппарата, что способствует эффективной профилактике и лечению функциональных расстройств зрения. Промышленная применимость Это устройство, обладая всеми качествами традиционных устройств для коррекции зрения,обеспечивает постоянную, не ощущаемую человеком тренировку глазных мышц, благодаря чему нормализуется работа зрительного аппарата, восстанавливается зрение и практически исключаются его функциональные расстройства. Клиническая проверка экспериментальных образцов устройства для коррекции и тренировки зрения показала, что устройство весьма эффективно при лечении таких расстройств зрения, как близорукость (спазм аккомодации),дальнозоркость, астенопия, пресбиопия, нистагм, косоглазие. Но главное их достоинство это профилактика зрительных расстройств. Все дело в том, что глаз человека исторически не приспособлен для длительной работы на близком расстоянии, а прогресс человечества вынуждает его это делать. Данное изобретение позволяет изменить режим работы глаза, заставляя его непрерывно и, что очень важно, практически незаметно для человека, осуществлять физиологический микромассаж мышц глаз. Это приводит к расширению кровеносных сосудов, усилению обменных процессов, восстановлению нормальных биоритмов, обеспечивая тем самым высокую работоспособность глаз. Практически принцип тренировки зрения,заложенный в данном устройстве, предназначенном для согласования режима работы глаз с условиями современной зрительной нагрузки,позволяет использовать его как высокоэффективное средство в повседневной жизни людей как с нарушениями зрения, так и с нормальным зрением, независимо от вида их деятельности. 10 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для оптической коррекции и тренировки зрения, содержащее оптические элементы, заключенные в корпусе, закрепленном неподвижно относительно глаз человека,отличающееся тем, что оптические элементы имеют правые и левые зоны с различными оптическими характеристиками, разделенные между собой линиями перехода и расположенные с возможностью обеспечения перехода зрительной оси каждого глаза от зоны к зоне на любом уровне по горизонтали, при этом разница значений соответствующих оптических характеристик зон каждого оптического элемента лежит в пределах между объективной чувствительностью глаза и субъективной чувствительностью человека к изменению данной оптической характеристики. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что оптические зоны сформированы линзами,или призмами, или светофильтрами, или их комбинацией в любом сочетании. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем,что оптические элементы выполнены в виде перфорированных пластин, а отверстия их оптических зон различны по проходному сечению. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем,что среднее значение оптической силы зон оптического элемента, сформированного линзами,соответствует величине рефракции глаза человека, а разность оптических сил зон меньше субъективной чувствительности человека к изменению рефракции. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем,что оптические центры и/или оси оптической симметрии соответствующих зон расположены в одной плоскости. 6. Устройство по п.2, отличающееся тем,что оптические центры и/или оси оптической симметрии соответствующих зон расположены в параллельных плоскостях. 7. Устройство по п.2, отличающееся тем,что оптические центры и/или оси оптической симметрии соответствующих зон расположены во взаимно пересекающихся плоскостях. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем,что линия перехода оптических характеристик от зоны к зоне оптического элемента представляетсобой прямую линию или линию, отличную от прямой. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем,что линии перехода оптических элементов расположены зеркально или симметрично или под углом друг другу. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем,что корпус представляет собой очковую оправу или очковую оправу со сменной насадкой для установки оптических элементов.