СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ТРЕНИНГА ОСТРОТЫ ЗРЕНИЯ

1

• Авторы
• Файлы

Пятакович Ф.А. Курлов Ю.А. Статья в формате PDF 130 KB В настоящее время актуальными являются не медикаментозные методы коррекции состояния здоровья, основанные на технологиях с биологической обратной связью (БОС).

Суть БОС-метода состоит в «возврате» пациенту на экран компьютерного монитора или в аудио-форме текущих значений его физиологических показателей, определяемых клиническим протоколом.

В этом смысле все БОС-протоколы разделяются на две большие группы - во-первых, это направление, обозначаемое в англоязычной литературе понятием «neurofeedback», в рамках которого осуществляется модификация различных параметров ЭЭГ головного мозга (амплитуды, мощности, когерентности и т.д. основных ритмов ЭЭГ - обозначается также термином «neurotherapy»), и другое направление, обозначаемое понятием «biofeedback», в рамках которого подвергаются изменению показатели вегетативной (симпатико-парасимпати­чес­кой) активации (проводимость кожи, кардиограмма, частота сердечных сокращений, дыхание, электромиограмма, температура, фотоплетизмограмма и др.).

Схематично БОС-процеДypa заключается в непрерывном мониторинге определенных электрофизиологических показателей и «подкреплением» с помощью мультимедийных, игровых и других приемов заданной области значений. Другими словами, БОС-интерфейс пред­ставляет для человека своего рода «физиологическое зеркало», в котором отражаются его внутренние процессы. Таким образом, в течение курса БОС-сеансов возможно усилить или ослабить данный физиологический показатель, а значит, уровень тонической активации той регуляторной системы, чью активность данный показатель отражает. Например, обучение с помощью БОС-метода произвольно повышать температуру кончиков пальцев приводит к снижению симпатикотонии, а значит к снижению спазма периферических сосудов. Необходимым компонентом и условием проведения БОС-обучения является мотивация на достижение результата, умение формирования которой у испытуемого является важным элементом профессионализма БОС-терапевта.

Существует и другая группа методов, использующих биологическую обратную связь, как параметр усиления эффективности воздействия при помощи электромагнитных излучений оптического диапазона длин волн.

К таким методам относят и цветоимпульсную терапию - немедикаментозный метод лече­ния, включающий хронобиологические методы биоуправления. Ее использование обеспечивает эффективное воздействие при лече­нии и профилактике заболеваний внутренних органов, функци­ональных расстройств нервной системы, глазных болезней [С.А. Туманян, О.В. Богданов, Е.А. Михайленок, С.А. Мовсисянц и др., 1993; С.А. Туманян, А.Г. Кечек,1996].

Цветоимпульсная терапия используется в комплексном лечении пациентов, поскольку хо­рошо сочетается с другими методами лечения. Эту методику хаpaктеризуют неинвазивность, физиологичность и отсутствие аллер­гических реакций [В.С Гойденко, Н.А. Загорская, А.М. Лугова, В.А. Зверев, А.В. Котровский, 1996].

Однако использование различных приемов цветотерапии требуют решения вопросов оптимизации воздействия. В разработанных за последнее десятилетие компьютерных биотехнических системах цветостимуляции была предусмотрена синхронизация цветостимулов с основными биоритмами пациента, которая позволяла авторам получить у больных отклик, как на внутрисистемном, так и на межсистемном уровнях регуляции [Ф.А.Пятакович, Т.И. Якунченко, 1994, 2003; Н.И.Куриленко, Ю.Х. Хашана, 1999; А.В. Сидоренко, 2002].

Следует отметить, что все приемы цветотерапии, направлены на получение эффекта у больных с дистрофическими нарушениями сетчатки, или нарушениями центрального восприятия, как, например, при амблиопии.

Вопросы же тренинга глаз направленного на увеличение остроты зрения с использованием стереоскопических изображений мало изучены и являются актуальными.

Настоящее исследование выполнено в соответствии с планами проблемной комиссии по хронобиологии и хрономедицине РАМН.

Работа базируется на использовании методологии системного анализа, включающего декомпозицию целей и функций, математического моделирования патологических процессов и алгоритмизации управления системой тренинга.

Цель исследования: увеличение эффективности управления процессом автоматизированного тренинга глаз, направленного на усиление остроты зрения человека посредством использования стереоскопических сюжетов.

Задачи исследования:

1. Разработать модели определения остроты зрения, включая стереоскопическое предъявление информации.
2. Разработать модели определения цветового зрения человека в виде цветовосприятия и цветоощущения.
3. Сформировать стереоскопические модели предъявляемых объектов для тренинга глаз.
4. Создать алгоритмы управления в автоматизированной системе тренинга глаз.
5. Разработать и реализовать программное средство, в виде автоматизированной системы (АС) технологии компьютерного управления тренинга глаз.

К разpaбатываемой АС были сформулированы следующие медико-технические требования:

1. АС должна функционировать в ОС семейства Windows 95 и выше;
2. АС должна осуществлять определение остроты зрения пациента;
3. АС должна осуществлять снятие медико-биологической информации и формирование заключения о функциональном состоянии пациента;
4. АС должна осуществлять тренинг остроты зрения пациента; в процессе тренинга АС должна вести мониторинг функционального состояния пациента в фоновом режиме;
5. в АС должны быть использованы визуально-графические средства, наглядно демонстрирующие медико-биологическую информацию пациента, позволяющие врачу оценить динамику его функционального состояния;
6. на этапе диагностики, а так же тренинга пациента должен присутствовать цветостимулирующий компонент;
7. АС должна обеспечивать хранение учетных карт пациентов.

Учитывая сформулированные требования, была произведена декомпозиция программного средства АС на следующие программно-аппаратные компоненты:

1. подсистема определения остроты зрения;
2. подсистема определения функционального состояния пациента;
3. подсистема цветостимуляции;
4. подсистема тренинга остроты зрения;
5. подсистема хранения учетных карт пациентов.

Подсистема определения остроты зрения регистрирует и получает от пациента медико - биологическую информацию об имеющейся у него степени остроты зрения и регистрирует эту информацию в подсистеме хранения учетных карт пациентов.

Подсистема определения функционального состояния пациента в режиме диагностики регистрирует медико-биологическую информацию, предназначенную для определения функционального состояния пациента, наглядно отображает данную информацию, а так же формирует заключение о функциональном состоянии пациента.

В подсистеме хранения учетных карт регистрируется снятая с пациента медико-биологическая информация. В режиме просмотра медико - биологическая информация о функциональном состоянии берется из подсистемы хранения учетных карт.

Подсистема цветостимуляции, в режиме диагностики регистрирует степень цветовосприятия графической информации пациента, сохраняет ее в подсистеме хранения учетных карт пациента.

В режиме тренинга данная подсистема корректирует процесс тренинга остроты зрения пациента, учитывая его особенности цветовосприятия.

Подсистема тренинга остроты зрения производит тренинг остроты зрения, используя стереоскопический вид графической информации, а так же обеспечивает функциональность по созданию, редактированию и сохранению тренинговых курсов врачом.

Подсистема хранения учетных карт пациентов обеспечивает сбор, хранение, редактирование учетной информации о пациенте, а так же обеспечивает целостность хранимой информации и защиту от сбоев и несанкционированного доступа.

Был проведен обзор и анализ существующих средств разработки, а так же систем управления баз данных (СУБД). На основании наличия визуальных средств разработки, гибкости языка разработки, а также богатой библиотеки программных компонент, как собственных, так и сторонних разработчиков, был сделан выбор в пользу средства Borland C++Builder.

В качестве СУБД была выбрана ПС InterBase.

Разработанная нами автоматизированная система (АС) тренинга остроты зрения относится к разновидностям БОС-технологий. Рассматриваемая автоматизированная система обеспечивает диагностику и лечение, направленное на повышение остроты зрения пациента.

Для оценки эффективности процедуры воздействия до начала и после сеанса тренинга проводится мониторинг функционального состояния пациента. Для оценки успешности сеанса тренинга проводится сравнение с оптимизационными моделями управления.

Перед каждым сеансом тренинга у пациента снимается медико-биологическая информация, хаpaктеризующая уровень цветоощущения и цветовосприятия, в зависимости от которой принимается решение о проведении тренинга в черно-белой или цветной виртуальной среде.

В результате проведенного исследования были получены следующие результаты, отличающиеся новизной:

1. Способ автоматизированного определения остроты зрения, включающий компьютер, монитор, программное средство, отличающийся предъявлением тестирующего светового объекта в виде цветовых решеток.
2. Способ определения цветоощущения и цветовосприятия, включающий компьютер, монитор, программное средство, отличающийся автоматизированным хаpaктером предъявления колориметрической информации.
3. Алгоритм управления сюжетами тренинга глаз, направленный на усиление остроты зрения человека и отличающийся стереоскопическим хаpaктером предъявления информации;
4. Структура управления в компьютерном модуле тренинга глаз, включающая компьютер, монитор и программное средство, отличающаяся визуализацией стереоизображений.

---