ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2015, том 41, № 2, с. 5-13
УДК 612.843.721
ЧАСТОТНЫЕ ПОРОГИ ВОСПРИЯТИЯ СТЕРЕООБРАЗОВ ПРИ ПОПЕРЕМЕННОМ ПРЕДЪЯВЛЕНИИ ЛЕВОГО И ПРАВОГО ИЗОБРАЖЕНИЙ СТЕРЕОПАРЫ У ДЕТЕЙ С ОФТАЛЬМОПАТОЛОГИЕЙ
© 2015 г. С. И. Рычкова
ФГБУНИнститут проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, Москва
E-mail: lana.rych@mail.ru Поступила в редакцию 23.02.2014 г.
Приведены результаты оценки минимальной частоты попеременного предъявления левого и правого изображений стереотестов, при которой возможно возникновение стереоэффекта у детей с оф-тальмопатологией, включающей или не включающей бинокулярные расстройства. Показано, что у всех испытуемых без нарушений бинокулярного зрения при определенных частотах стимуляции возникал стереоэффект, как с линейными, так и со случайно-точечными изображениями. При этом для восприятия случайно-точечных стереотестов требовалась более высокая частота попеременного предъявления стимулов, чем для простых линейных изображений. Установлено, что около 90% детей с нарушениями бинокулярного зрения, несмотря на отрицательные результаты исследования стереозрения по стандартным статическим стереотестам, были способны к восприятию объема в условиях попеременного предъявления простых линейных стереоизображений. Однако для получения стереоэффекта таким пациентам требовалась более высокая частота предъявления стимулов, чем испытуемым с сохранными бинокулярными функциями. К восприятию объема при тестировании случайно-точечными изображениями была способна лишь небольшая часть (около 30%) детей с нарушениями бинокулярного зрения и для этого требовалась высокая частота (больше 30 Гц) попеременного предъявления стимулов.
Ключевые слова: бинокулярное зрение, попеременное предъявление стимулов, стереовосприятие.
DOI: 10.7868/S0131164615010129
Возможности использования попеременного предъявления изображений раздельно правому и левому глазу для развития бинокулярных зрительных функций и повышения остроты зрения давно привлекают внимание офтальмологов и физиологов [1—3]. Классическим, широко известным в офтальмологии прибором, позволяющим предъявлять изображения в альтернирующем режиме, является синоптофор [4]. Недостатком данного способа является не только фазовое (по времени), но и механическое разделение полей зрения, а также ограниченный диапазон частот предъявления стимулов. В связи с этим, в последние годы в лечении косоглазия и амблиопии офтальмологи с успехом используют жидкокристаллические очки, действие которых основано на фазовом (по времени) разделении полей зрения правого и левого глаза [5]. Данный способ не предусматривает механического разделения полей зрения и имеет гораздо больший диапазон варьирования частоты предъявления стимулов по сравнению с синоптофором. Показано, что использование принципа фазовой гаплоскопии в
консервативном лечении косоглазия позволяет уменьшать или полностью устранять остаточный угол девиации, развивать фузионную способность и бинокулярное зрение у большинства пациентов. У пациентов с амблиопией занятия с жидкокристаллическими очками позволяют существенно повысить остроту зрения.
Принцип фазовой гаплоскопии используют и в некоторых специальных компьютерных программах, созданных для тренировки бинокулярных функций. В комплексе жидкокристаллические очки — компьютер альтернирующий режим предъявления изображений правому и левому глазу создается за счет координированной работы процессора и жидкокристаллических очков [6]. При этом данные компьютерные программы работают только на высоких частотах (72 Гц и выше), что обеспечивает хороший стереоэффект, но не позволяет определить минимальные (пороговые) значения частот, необходимые для возникновения ощущения объема при использовании стереоизображений с различными характеристиками.
Таблица 1. Данные офтальмологического обследования испытуемых
Показатели зрительных функций Дети без нарушений бинокулярного зрения (32 человека) Дети с нарушениями бинокулярного зрения (34 человека)
число пациентов % число пациентов %
Миопическая 21 65.6 18 52.9
Рефракция Гиперметропическая 8 25 13 38.2
Эмметропическая 4 12.5 3 8.8
Косоглазие Сходящееся 0 0 25 73.5
Расходящееся 0 0 9 26.5
Бинокулярный 32 100 0 0
Характер зрения Бинокулярный неустойчивый 0 0 10 29.4
Одновременный 0 0 22 70.6
Состояние фузионной способности Нормальная корреспонденция сетчаток 32 100 34 100
Функциональная скотома 0 0 0 0
Наличие стереозрения Lang-test 32 100 0 0
Fly-test 32 100 0 0
Таким образом, несмотря на востребованность принципа фазовой гаплоскопии, до сих пор отсутствует серьезное физиологическое обоснование режимов его использования. Данный способ применяется в офтальмологической практике без четкого представления о том, какие частоты необходимы для восприятия определенных характеристик стереоизображений и какие режимы альтернирующего предъявления стимулов при этом лучше использовать для тренировки бинокулярных функций. В связи с этим исследование пороговой частоты попеременного предъявления стереоизображений в норме и при нарушениях зрительных функций является актуальной проблемой и имеет большое значение для дальнейшего развития способов коррекции различных нарушений бинокулярного зрения.
В предыдущих публикациях [7, 8] мы сообщали о результатах изучения пороговых частот попеременного предъявления стереоизображений у взрослых испытуемых, не имеющих нарушений зрительных функций.
Цель настоящей работы — оценка пороговых частот попеременного предъявления стереоизображений у детей с офтальмопатологией.
МЕТОДИКА
Исследование проводили в группе пациентов с патологией рефракции без нарушений бинокулярного зрения (32 человека в возрасте от 10 до 15 лет) и в группе пациентов с патологией рефракции и нарушениями бинокулярных функций (34 человека в возрасте также от 10 до 15 лет). Стандартное офтальмологическое обследование включало определение остроты зрения, рефракции, положения зрительных осей, характера зрения по цветотесту, состояния фузионной способности при помощи синоптофора, состояния стереозрения при помощи классических стереотестов (Lang-test и Fly-test).
В первой группе пациентов (без нарушений бинокулярных функций) корригированная острота зрения для расстояния 40 см от глаз составляла в среднем 0.65 ± 0.03. При этом разница в остроте зрения правого и левого глаза была не более 0.1. Во второй группе пациентов острота зрения составляла в среднем 0.52 ± 0.03 и разница в остроте зрения правого и левого глаза также не превышала 0.1. Другие данные офтальмологического обследования пациентов обеих групп пред-
Блок 1
(I) Ф
Блок 2
I-W-I
Ш(|)
Рис. 1. Блок 1 — стереопары, включающие две дуги и центральную полоску. В результате фузии стереопар данного блока возникают следующие эффекты: смещение вертикальной (а) / горизонтальной (б) полоски вперед или назад относительно плоскости, в которой воспринимаются дуги; наклон вертикальной (в) / горизонтальной (г) полоски относительно плоскости, в которой воспринимаются дуги.
Рис. 2. Блок 2 — стереопары, содержащие одинаковые центральные кружки и дополнительные элементы в виде периферических кружков и отрезков, соответствующих вершинам (а), вертикальным сторонам (б), горизонтальным сторонам (в) и полным изображениям четырехугольников (г). В результате фузии стереопар данного блока возникает впечатление, что вершины четырехугольника располагаются на разной глубине.
ставлены в табл. 1. Дети второй группы имели остаточную микродевиацию (угол косоглазия меньше 10 градусов) после оперативного лечения содружественного косоглазия (12 человек) или непостоянный угол аккомодационного косоглазия (22 человека). Как видно из табл. 1, у всех детей с нормальным бинокулярным зрением результаты исследования стереозрения при помощи классических стереотестов были положительными, а у всех детей с нарушениями бинокулярного зрения — отрицательными.
Определение частоты альтернирующего предъявления стереоизображений, при которой у испытуемого появляется ощущение объема, проводили при помощи специальной компьютерной программы и тестовых изображений, разработанных J. Ninio (Laboratoire de Physique Statistique, Ecole Normale Supérieure. Paris, France).
Тестовые изображения представляли собой пять блоков стереопар (по четыре стереопары в каждом блоке). Каждое тестовое изображение первого блока стереопар включало две дуги, соответствующие нулевому значению диспаратности, и полоску между дугами, относительное смещение которой на левом и правом изображении обеспечивало стереоэффект в процессе фузии стереотестов. При этом центральные полоски двух первых стереопар (рис. 1, а, б) блока 1 воспринимались как фронтопараллельные, т.е. расположенные во фронтальной плоскости ближе или дальше двух дуг. Центральная вертикальная полоска третьей стереопары (рис. 1, в) этого блока при слиянии изображений воспринималась наклонной относительно плоскости изображения из-за немного различной ориентации ее в ле-
вом и правом тестовых изображениях. В последней стереопаре (рис. 1, г) центральная горизонтальная полоска воспринималась наклонной относительно плоскости изображения вследствие разной длины горизонтальных полосок в левом и правом тестовых изображениях.
Четыре стереопары второго блока содержали центральный элемент в виде маленького кружка, соответствующего нулевой диспаратности, и четыре периферических кружка, соответствующие вершинам четырехугольника. Стереограммы данного блока отличались характером соединения периферических элементов между собой. В первой стереопаре (рис. 2, а) блока 2 вершины четырехугольника не связаны, в следующей стереопаре (рис. 2, б) — соединены вертикальными отрезками, в третьей стереопаре (рис. 2, в) — горизонтальными отрезками, и в последней стереопаре (рис. 2, г) — горизонтальными и вертикальными отрезками.
Стереопары третьего блока представляли собой четыре периферических элемента (как в блоке 2), соединенных перекрещенными линиями. В первой стереопаре (рис. 3, а) данного блока перекрещенные линии воспринимались при слиянии изображений расположенными во фронтальных плоскостях на р
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.