Метод биологической обратной связи в структуре современных подходов к решению проблем диагностики и лечения различных форм нарушения зрения

Пространственное зрение, связанное с восприятием формы, размера, ориентации, взаиморасположения объектов, обеспечивает возможность активной деятельности человека. Известно, что до 90% от общего количества поступающей в мозг информации приходит именно по каналам зрительного анализатора. Современный научно-технический прогресс дает широкие возможности для качественного улучшения представления видеоинформации, способов ее обработки, развития методов оценки сохранности зрительной функции, совершенствования диагностики и лечения зрительной системы человека. С этой точки зрения, одним из наиболее перспективных направлений в офтальмологии является метод биологической обратной связи (БОС), который широко используется в клинике для нормализации центральной регуляции дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а также коррекции работы других систем организма.

Как правило, для измерения возможностей зрения наблюдателя на пределе разрешения, т.е. оценки остроты зрения в режиме распознавания, определяются контрастные пороги обнаружения и опознания тестовых знаков по таблицам Головина-Сивцева. При этом было показано, что буквенные знаки общепринятой испытательной таблицы не позволяют однозначно определить остроту зрения именно из-за сложности их пространственно-частотного спектра. Этот метод позволяет судить лишь о качестве передачи пространственной информации от глаза к мозгу, но для клинической оценки того, как мозг использует эту информацию для построения целого образа (иными словами, для оценки того, как мозг распознает данный объект), необходимы другие методы.

Еще в 1956 г. O.H.Schade для исследования зрительной функции разработал и применил тестовые изображения в виде решеток с синусоидальным распределением освещенности на экране электроннолучевых трубок. Однако формирование таких тестирующих изображений на экранах осциллоскопов с помощью генераторов функций требует дорогостоящей аппаратуры и квалифицированного инженерного обслуживания, поэтому метод не нашел широкого применения в клинической практике.

В конце 60-х годов F.W.Campbell и соавтор предложили принципиально новый способ оценки качества и сохранности зрительных функций человека на основании изучения спектральных характеристик предъявляемой видеоинформации. Фундаментальные исследования этих авторов показали возможность узкополосной фильтрации в зрительной системе и обосновали применение спектрального анализа в офтальмологии. Этот метод позволил создать новую систему диагностики, функционального лечения и коррекции пространственного зрения человека. В дальнейшем этими авторами были разработаны и типографским способом отпечатаны изображения тестовых решеток переменного контраста, пригодные для практического применения.

В России на основании исследований, выполненных в Институте физиологии им. И.П.Павлова РАН и в Военно-Медицинской Академии им. С.М.Кирова (Санкт-Петербург), был разработан и изготовлен набор решеток в виде атласа. Решетки различаются между собой по пространственной частоте, лежащей в диапазоне от 0,5 до 20 цикл/угл. град. Каждая решетка определенной частоты устроена так, что в ее пределах контраст (К) плавно (логарифмически) меняется от 0 до 1,0. Принято, что на участке равномерно освещенного поля К=0, если периодичности не видно совсем, и К=1, если периодичность видна отчетливо. На тестовой решетке параллельно периодическим полосам дана шкала значений К. Измерение порогового контраста выполняется следующим образом. Изображение решетки определенной частоты предъявляется пациенту не целиком, а путем перемещения маски, открывающей лишь часть изображения в направлении от минимального к максимальному контрасту. Пороговый контраст фиксируется по ответам пациента на основании положения маски. Замеры повторяются несколько раз, и на основании ответов пациента производится построение частотно-контрастных характеристик (рис.1). По оси абсцисс откладывается пространственная частота, а по оси ординат - значения контраста тестирующих решеток (кривая сохранности зрительной функции), при этом характер кривых сохраняется независимо от способа и последовательности предъявления тестирующих решеток. Кривая частотно-контрастной характеристики имеет максимум в области средних частот, снижаясь как в области высоких, так и в области низких частот. Для удобства изложений эту кривую принято называть шкалой сохранности зрительной функции. За 100% сохранности принят пороговый контраст для офтальмологически здоровых людей; естественно, при этом К близок к нулю. Если при максимальном К=1,0 больной совсем не определяет периодичности решетки, то считается, что у него 0% сохранности зрительной функции.

Шкала сохранности зрительной функции является важным приспособлением для реализации предложенного способа. Тяжесть заболевания оценивается по принципу сохранности зрительной функции. Видеограмма строится на специально разработанных стандартизированных бланках. По оси ординат отложен процент сохранности зрительных функций, а по оси абсцисс идут три параллельные шкалы: первая шкала - номера предъявляемых рисунков, вторая шкала - значения пространственных частот, третья шкала - значения эксцентриситета, удаленности от центра поля зрения области сетчатки, преимущественно воспринимающей данную пространственную частоту.

Широкое использование в исследовательской работе компьютерной техники, оснащенной мониторами с высокой разрешающей способностью, предоставило новые перспективные возможности для быстрой и точной диагностики сохранности зрительной функции на основе синтеза как пространственно-частотных решеток с синусоидальным распределением освещенности, так и тестирующих стимулов, адресованных к разным уровням зрительной системы. Шкала сохранности зрительной функции после предъявления каждого теста может выводиться на экран монитора и сразу же заноситься на видеограмму отдельно для правого и левого глаз. Однако до сих пор офтальмологические кабинеты не оборудованы техникой и программным обеспечением для диагностики сохранности зрительной функции и лечения различных форм зрительных нарушений.