ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2010, том 36, № 3, с. 135-137
= МЕТОДИКА
УДК 612.843+617.7
КОМПЬЮТЕРНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ФУЗИОННЫХ РЕЗЕРВОВ С ОБЪЕКТИВНЫМ КОНТРОЛЕМ НАРУШЕНИЯ ФУЗИИ
© 2010 г. Г. И. Рожкова*, Н. Н. Васильева**
*Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, Москва **Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева, Чебоксары
Поступила в редакцию 28.05.2009 г.
Разработан и апробирован метод оценки фузионных резервов при помощи интерактивной компьютерной программы, позволяющей контролировать отчет испытуемого о моменте нарушения фузии при искусственном увеличении конвергенции или дивергенции зрительных осей в процессе измерения. Контроль достигается за счет использования чисто бинокулярных стимулов — случайно-точечных стереограмм, а также динамических маркеров, добавляемых к основному тест-объекту в случайном порядке по ходу процедуры измерения и меняющих вид тест-объекта. Тест-объект с маркером, закодированный в стереограмме, воспринимается только за счет действия бинокулярных механизмов и при нарушении фузии перестает быть видимым. Его исчезновение помогает испытуемому установить момент срыва фузии, а вид объекта с маркером перед этим моментом позволяет экспериментатору проверить испытуемого. Статистический анализ данных первичного и повторного измерения фузионных резервов у 72 испытуемых подтвердил достаточную надежность метода.
Ключевые слова: бинокулярное зрение, фузионные резервы, компьютерные тесты, циклопические стимулы, объективный контроль, динамические маркеры.
Фузия — это сложный процесс совместной обработки двух сетчаточных изображений в центральных отделах зрительной системы. Успешная фузия завершается формированием единого бинокулярного объемно-пространственного видимого образа рассматриваемого объекта. Слабость фузионных механизмов может послужить причиной астенопических явлений, пониженной работоспособности и ограничений в профессиональной деятельности, поэтому их состояние должно регулярно проверяться.
Для количественной оценки фузионных способностей используют несколько показателей, в том числе — фузионные резервы, которые позволяют судить о том, сколь успешно человек может сохранять достигнутое состояние фузии в условиях рассогласования аккомодации и вергенции. Измерение фузионных резервов обычно проводят при помощи призм и синоптофора — прибора, имеющего отдельные оптические каналы для предъявления тест-объектов (ТО) каждому глазу, с возможностью изменения угла между этими каналами [1—5].
В основе нашего метода лежит использование интерактивной компьютерной программы, обеспечивающей: 1) генерацию левого и правого стимулов на экране монитора в условиях применения оптического или цветового метода сепарации для раздельного восприятия каждого стимула со-
ответствующим глазом; 2) относительное движение левого и правого стимулов по горизонтали (схождение и расхождение); 3) добавление к ТО по ходу движения небольших маркеров, привлекающих внимание испытуемого и позволяющих отмечать момент распада бинокулярного образа; 4) регистрацию момента распада бинокулярного образа щелчком мыши или нажатием клавиши по субъективному отчету испытуемого; 5) объективный контроль субъективного ответа путем предъявления испытуемому контрольного набора вариантов ТО, получающихся при добавлении различных маркеров ("детектора лжи"), для выбора варианта, воспринимаемого непосредственно перед моментом распада; 6) расчет фузионных резервов на основе зарегистрированного момента распада бинокулярного образа и введенных данных об условиях тестирования: параметрах монитора и ТО, расстоянии наблюдения, межзрачковом расстоянии испытуемого; 7) автоматическое сохранение полученных результатов.
В качестве зрительных стимулов нами предложено использовать случайно-точечные стерео-граммы (СТС), кодирующие простые ТО. Преимущество таких ТО перед обычными при оценке фузионных резервов состоит в том, что СТС позволяют более точно регистрировать момент распада бинокулярного образа. Хорошо известно, что испытуемым бывает трудно понять, в какой
136
РОЖКОВА, ВАСИЛЬЕВА
Левый стимул
Правый стимул
Рис. 1. Пояснения к структуре стимула и процедуре контроля: а — стереограмма, кодирующая основной тест-объект (ТО) — вертикальную полоску; б — вид экрана после измерения с остановленной стерео-граммой, кодирующей ТО в виде буквы Т; в — "детектор лжи", на котором стрелка показывает букву Т (правильный ответ).
Л
Рис. 2. Схемы расположения левого (Л) и правого (П) стимулов в исходный момент (а) и при измерении конвергентных (б) и дивергентных (в) фузионных резервов.
момент они должны зафиксировать потерю фузии: когда два образа разошлись слегка, наполовину или полностью? При использовании СТС такой вопрос не встает, так как при потере фузии ТО просто перестает быть видимым.
На рис. 1, а приведен пример СТС, использованной нами в большой серии измерений. Данная СТС кодирует ТО в виде вертикальной полоски, выступающей из фоновой плоскости. К этому основному ТО в процессе измерений добавляются небольшие маркеры, несколько меняющие вид объекта. На рис. 1, б приведен пример СТС, кодирующей ТО с маркером — поперечной полоской
сверху, а на рис. 1, в показан "детектор лжи" (все варианты формы ТО, наблюдаемые в процессе измерения: без маркеров и с маркерами).
В начале измерений левый и правый стимулы, изображенные на рис. 1, а рядом друг с другом, на самом деле совмещены в центре экрана (оптически или механически), что создает условия для успешной фузии (рис. 2, а). Когда испытуемый начинает видеть полоску и сообщает о своей готовности к измерениям, запускается программа медленного движения левого и правого стимулов в разных направлениях от центра: для увеличения конвергентной нагрузки левый стимул перемещается вправо, а правый — влево (рис. 2, б), для увеличения дивергентной нагрузки каждый стимул движется в одноименную сторону (рис. 2, в).
Основная задача испытуемого состоит в констатации момента потери фузии и исчезновения бинокулярного ТО. Получив от испытуемого сигнал о пропадании ТО, экспериментатор нажатием кнопки мыши останавливает движение стимулов и выводит на экран "детектор лжи". В случае верного указания испытуемым формы ТО перед нарушением фузии на экране появляется результат расчета конвергентных или дивергентных фу-зионных резервов. При неправильном ответе измерение повторяется.
Разработанный метод был апробирован на старших дошкольниках и школьниках (всего 580 детей 5.5—17 лет) и студентах (59 человек 18—19 лет). Было обнаружено, что даже дошкольники четко выполняют инструкцию и демонстрируют неплохие фузионные способности. Во всех возрастных группах разброс индивидуальных результатов был весьма значителен, что характерно для любых методов измерения фузионных резервов. Однако благодаря повышению точности измерений нам удалось получить данные о возрастной динамике [6, 7], относительно которой у специалистов не было определенного мнения.
Надежность нового метода оценки фузионных резервов оценивалась по результатам тест-ретест анализа у 72 испытуемых 7—16 лет (средний возраст 12.10 ± 2.75 лет), имеющих не очень высокие показатели, чтобы не внести погрешность из-за попадания значений на край диапазона. Средние показатели фузионных резервов в тесте и ретесте оказались близкими. При первичном и вторичном тестировании конвергентные резервы составили 13.59 ± 4.59° и 13.40 ± 4.50°; а дивергентные --7.46 ± 2.35° и -7.33 ± 2.29° соответственно. Различия между средними значениями не были статистически значимыми. Коэффициенты корреляции показателей первичного и повторного измерений были достаточно высоки: 0.74 (р < 0.05) для конвергентных значений и 0.67 (р < 0.05) для дивергентных. Коэффициенты ранговой корре-
а
ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА том 36 № 3 2010
КОМПЬЮТЕРНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ФУЗИОННЫХ РЕЗЕРВОВ
137
ляции Спирмена составили 0.74 (р = 0.01) для конвергентных значений и 0.65 (р = 0.01) для дивергентных, что свидетельствует о хорошей воспроизводимости результатов измерения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предложенный компьютерный метод измерения фузионных резервов: a) доступен пониманию даже дошкольников и может быть использован для тестирования детей с 5 лет; б) позволяет более точно оценить фузионные резервы благодаря применению чисто бинокулярных стимулов и объективного контроля субъективных отчетов испытуемых; в) по своей надежности не уступает традиционным методам, используемым в практике.
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант № 09-04-90700).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Розенблюм Ю.З. Оптометрия. СПб.: Гиппократ, 1996. 320 с.
2. Cooper J.S., Burns C.R., Cotter S.A. et al. Care for the patient with accommodative and vergence dysfunction. Optometric clinical practice guideline. U.S.A.: Healthy Vision, 2000. 83 p.
3. Evans B.J.W. Pickwell's binocular vision anomalies. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997.
4. Сомов Е.Е. Методы офтальмоэргономики. Л.: Наука, 1989. 157 с.
5. Кащенко Т.П., Долбищева В.М. Набор тест-объектов для синоптофора // Новости медицинской техники. 1977. № 2. С. 14.
6. Vasiljeva N.N., Rozhkova G.I. Age dynamics of fusion capabilities assessed by means of RDS with markers for objective control of binocular image splitting // Perception. 2008. V. 37. Suppl. P. 102.
7. Васильева Н.Н., Рожкова Г.И. Возрастная динамика фузионных резервов, измеренных при помощи циклопических тест-объектов с маркерами // Сенсорные системы. 2009. Т. 23. № 1. С. 40.
Computer Method for Fusional Reserves Evaluation with Objective Control of Fusion Break
G. I. Rozhkova, N. N. V&silyeva
A method of assessing fusional reserves using an interactive computer program, which allows to monitor the subjects report on the moment of fusion break with artificial increase of convergence or divergence of the visual axes in the measurement process was developed and tested. Control is achieved through the use of a purely binocular stimuli - random-dot stereograms, as well as dynamic markers, which are added to the main test object in a random order in the course of the measurement procedure to change the ty
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.