автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Компьютерная технология исследования зрения детей дошкольного возраста

На правах рукописи

ОД

Гарайбех Наср Юсеф

КОМПЬЮТЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Специальность: 05.13.09 - Управление в биологических и медицинских системах (включая применение вычислительной техники)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ"

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Юлдашев З.М.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Цветков Э.И. кандидат технических наук, доцент Липанова И.А.

Ведущая организация - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Защита диссертации состоится " 2000 г. в /<£> часов на

заседании диссертационного совета Д 063.36.09 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Юлдашев З.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Зрение играет большую роль в жизнедеятельности человека. Зрительная система является одной из важных сенсорных систем организма и обеспечивает человеку получение и обработку более 80% информации об окружающем его мире. Формирование зрения наблюдается в возрасте от 2 до 9 лет. В этом возрасте активно развиваются функции пространственного, бинокулярного, глубинного, стереоскопического и цветового зрения, которые в дальнейшем определяют способность человека воспринимать окружающий мир в многообразии. В процессе формирования зрения не исключены отклонения от его нормального развития, которые приводят к нарушениям аккомодации, бинокулярного и стереоскопического зрения, заболеваниям глаз. Поэтому проблема диагностики состояния и контроля уровня развития зрения детей особенно дошкольного возраста является одной из социально значимых.

Для исследования функций и оценки состояния зрения сегодня широко используют различные офтальмодиагностические приборы и системы. Однако средств исследования зрения детей и, в частности, дошкольного возраста практически нет. Это объясняется целым рядом причин: особенностями психомоторной реакции, психоэмоционального и интеллектуального развития испытуемых рассматриваемой возрастной группы, низким уровнем внимания, быстрой утомляемостью и т.д. Все это делает задачу исследования зрения весьма сложной. По этой причине традиционные методы и инструментальные средства офтальмодиагностики, успешно используемые для изучения зрения взрослого населения, в рассматриваемом случае не пригодны. Для исследования состояния зрения детей необходимо разрабатывать специальные методики и инструментальные средства, которые учитывали бы специфику объекта исследования.

Бурное развитие электронных офтальмодиагностических приборов на основе микропроцессорной техники (персональных ЭВМ) и электронных средств визуализации зрительных стимулов, и в частности дисплеев на цветных электронно-лучевых трубках (ЦЭЛТ), сегодня создает широкие возможности для разработки автоматизированных систем оценки состояния зрения детей дошкольного возраста. Такие системы позволяют использовать методики исследования зрения с учетом психофизических, психофизиологических и психоэмоциональных особенностей развития детей, полностью автоматизировать процесс обследования, включая этапы синтеза и предъявления зрительных стимулов, регистрации ответной реакции испытуемого, обработ-

ки и анализа результатов исследования, обеспечить интеллектуальную поддержку принятия решений врача-исследователя. Для снижения негативного влияния психологических факторов обследования могут быть использованы игровые методики тестирования, которые повысят уровень зрительного внимания и эффективность выполнения тестовых заданий. Использование средств микропроцессорной техники для решения эгих задач позволяет говорить о компьютерной технологии исследования зрения детей. Однако сегодня не совсем четко определены структура и элементы компьютерной технологии, остаются открытыми вопросы методического обеспечения исследований.

Цель диссертационной работы состоит в разработке и исследовании компьютерной технологии для оценки порогов зрения детей дошкольного возраста с использованием электронных устройств визуализации зрительных стимулов.

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:

- систематизация структуры и исследование элементов компьютерной технологии для оценки порогов зрения с использованием ЦЭЛТ;

- разработка математической модели зрительного восприятия для изучения порогов зрения и методов их оценки;

- разработка алгоритмов оценки порогов зрения с использованием методов статистических измерений, сокращающих продолжительность исследований при заданной точности результатов оценки;

- разработка основных элемептов компьютерной технологии - средств синтеза тестовых изображений, регистрации ответной реакции испытуемого, обработки результатов исследований и нормализации состояния испытуемого;

- реализация биотехнической системы для исследования зрения детей дошкольного возраста, методик исследования, программного обеспечения и проведение экспериментальных исследований.

Объектом исследования является биотехническая система для исследования зрения детей дошкольного возраста.

Предметом исследования являются компоненты компьютерной технологии для исследования зрения с использованием устройств визуализации

зрительных стимулов на ЦЭЛТ.

Методы исследования. Теоретические и прикладные разделы диссертации разработаны с применением теорий синтеза биотехнических систем, математического анализа, методов аналитической и проективной геометрии, аппарата теорий вероятностей и случайных процессов, теории измерений и метрологии.

Экспериментальные исследования проводились в государственном электротехническом университете и базировались на применении методов математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Оценка порогов зрения должна осуществляться при заданной вероятности обнаружения из-за их статистической природы;

2. Компоненты компьютерной технологии для исследования зрения должны использовать методы и алгоритмы статистических измерений и об-рабопси результатов; адаптивного косвенного управления параметрами стимулов; учитывать изменение характеристик погрешностей оценки порогов зрения из-за использования косвенных методов измерения.

Новые научные результаты, подтверждающие эти научные положения:

- проведена систематизация структуры и определены элементы компьютерной технологии для исследования зрения детей с использованием ЦЭЛТ;

- разработана математическая модель зрительного восприятия, раскрывающая статистическую природу порогов зрения, а также необходимость определения вероятности правильных ответов испытуемого и индекса обнаружения при их оценке;

- предложены методы оценки порогов зрения детей, основанные на методах статистических измерений при заданной вероятности обнаружения зрительных стимулов;

- получены аналитические соотношения, связывающие пространства описания зрительного образа и тестового изображения, формируемого ЦЭЛТ;

- предложен метод адаптивного косвенного управления параметрами

тестового изображения с целью сокращения продолжительности тестирования и снижения ошибок регистрации ответной реакции испытуемого;

- показано изменение характеристик распределения и появление систематических погрешностей оценки порогов зрения при их оценке по параметрам тестового изображения.

Практическая ценность работы составляют:

- структура компьютерной технологии исследования зрения детей с использованием ЦЭЛТ;

- аналитические соотношения, связывающие пороги зрительного восприятия с вероятностью и индексом обнаружения;

- алгоритмы оценки порогов зрения, основанные на методах статистических измерений и сокращающие продолжительность тестирования испытуемого;

- аналитические соотношения для синтеза тестового изображения на экране ЦЭЛТ;

- аналитические соотношения для оценки систематических погрешностей оценки порогов зрения по результатам косвенных измерений;

- рекомендации по снижению методических погрешностей исследования зрения;

- методики исследования и автоматизированный комплекс для оценки порогов зрения детей дошкольного возраста

Внедрение результатов.

Результаты диссертационной работы использовались при выполнении на кафедре Биомедицинской электроники и охраны среды Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета гранта "Компьютерная технология офтальмо-психологического контроля детей дошкольного возраста" (Ы гос. регистрации 01960013040) по НТП Минобразования "Фундаментальные проблемы приборостроения"), научно-исследовательских работ "Компьютерные технологии оценки состояния здоровья, реабилитации и развития детей" по НТП "Фундаментальные исследования в области технологии живых систем"; "Моделирование биологических процессов для информационных систем медицинского назначения", "Автоматизированный комплекс для оценки зрительной способности человека - оператора" (Ы гос. регистрации 0197 0006874) по НТП "Конверсия и высокие технологии 19982000" и внедрены в ТЭТУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях по мягким вычислениям и измерениям "8СМ-98"

и "8СМ-99" (Санкт-Петербург, 1998 - 1999 гг.), "Измерительные информационные технологии и приборы в охране здоровья" МЕТРОМЕД-99 (Санкт-Петербург, 1999 г.), международном симпозиуме "Электроника в медицине" (Санкт-Петербург, 2000 г.), Всероссийских научно-технических конференциях "Фундаментальные исследования в технических университетах" (Санкт-Петербург, 1999 г.), "Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность"(Санкт-Петербург, 1998 гг.), и на ежегодных научно-техпиче-ских конференциях профессорско-преподавательского состава ТЭТУ (Санкт-Петербург, 1998-2000 гг.).

Разработанный на основе полученных научных и практических результатов работы автоматизированный комплекс для исследования зрения детей дошкольного возраста демонстрировался на выставке достижений ТЭТУ, Санкт-Петербург, 2000 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 тезисов докладов на конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 111 наименований, и одного приложения. Основная часть работы изложена на 119 страницах машинописного текста. Работа содержит 34 рисунка и 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во - введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, приводится краткое содержание работы по главам.

В первой главе диссертации приводится обзор методов исследования зрения детей, в котором:

- подчеркивается особенность этих исследований и необходимость использования методик, учитывающих специфику психоэмоционального, психофизиологического и интеллектуального развития детей;

- приводится классификация инструментальных средств для исследования зрения и показана перспективность использования микропроцессорных средств (персональных ЭВМ) и устройств визуализации зрительных стимулов на цветной электронно-лучевой трубке (ЦЭЛТ);

- сформулированы требования, которые необходимо выполнять при разработке биотехнических измерительно-вычислительных систем для исследования зрения детей дошкольного возраста;

- сформулированы цель и задачи исследования.

Во - второй главе работы проводится систематизация структуры компьютерной технологии и осуществляется разработка математической модели зрительного восприятия, методик и алгоритмов оценки порогов зрения.

Компьютерная технология исследования зрения детей в широком смысле понимания рассматривается как совокупность знаний о методах получения информации о состоянии зрения детей с использованием микропроцессорных средств. Ее основными компонентами являются: средства синтеза тестовых изображений; регистрации ответной реакции испытуемого; обработки результатов исследований; отображения результатов; интеллектуальной поддержки принятия решений врача; поиска и хранения данных; нормализации состояния испытуемого; документирования результатов и обмена информации. Эти средства выделены в три группы - общие для медицинских диагностических систем, специфичные для систем исследования зрения и систем исследования зрения детей. Использование ЦЭЛ'Г для формирования зрительных стимулов отражается на специфике построения средств синтеза тестовых изображений; регистрации ответной реакции; обработки результатов исследования и требует особого внимания для их разработки.

При разработке биотехнической измерительно-вычислительной системы и компьютерной технологии исследования зрения необходимо учитывать свойства и характеристики объекта исследования - зрительной системы испытуемого. С этой целью проведена разработка математической модели процесса зрительного восприятия и показана статистическая природа порогов зрения. Она обусловлена собственными шумами фоторецепторов, которые являются дробовыми и носят мультипликативный характер. При кодировании зрительной информации шумы попадают в каналы обработки информации о яркости, цвете, размерах, ориентации, удаленности, местоположении и т.д. и являются причиной пороговой чувствительности.

Порог обнаружения Хп зрительного стимула по параметру х можно определить, используя критерий отношения правдоподобия Л(Х) при х=Хп-

ст,л/2я 2а^

где Р/* и Р/- соответственно вероятности пропуска и обнаружения тест-объекта испытуемым; сг/ и о^ - дисперсии шумовых флуктуаций параметра х для фонового изображения с уровнем Хэ и тест-объекта с уровнем Хъ

Порог обнаружения Хп зависит от дисперсии шумовых флуктуаций а и вероятности обнаружения Р2 тест-объекта:

" 2 д*г р;

где ЛХ=Хт - Хэ - разность параметров изображения фона и тест-объекта; <Т1=<Т2=а так как при минимально различимых изменениях параметра изображения мощность шумовых флуктуаций практически не изменна.

При вероятности обпаружения тест-объекта Р2 = 0,5 оценка порога обнаружения упрощается Хп = (Хт+Хэ)/2, а степень достоверности определения порога зрения можно характеризовать индексом обнаружения (¡=Хп/и.

Были получены аналитические соотношения и исследованы зависимости вероятности обнаружения Роб, пропуска Рцр и ложной тревоги Рдт от индекса обнаружения с1, и параметров фона Х-> и тест-объекта Хт:

^ = 0.5С{1

Учитывая статистическую природу порогов зрения, для их оценки необходимо использовать методы статических измерений. С этой целью были разработаны два метода (поразрядного уравновешивания и последовательного приближения) и алгоритмы оценки порогов зрения.

Метод поразрядного уравновешивания позволяет при минимальном количестве шагов статистических измерений определить порог обнаружения Хп при заданной величине вероятности Рое- Тестирование испытуемого начинается при максимально заданном уровне различий АХ~Хт-Хэ. По мере уменьшения величины АХ методом дихотомии вероятность обнаружения Роб уменьшается, а величина Рпр возрастает. При достижении Р0б =0,5 фиксируется величина Хп ~ (Хт+Хэ)/2. Величина и знак изменения параметра АХ, для последующего шага тестирования определяются исходя из характера изменения вероятности обнаружения Ров на предыдущем / - 1 шаге. Этот метод существенно сокращает продолжительность тестирования, однако не позволяет определить величину <у.

Метод последовательного приближения предполагает многократное тестирование испытуемого при заданном уровне различий параметра АХ ме-

жду фоном и тест-объектом и последовательное уменьшение различий между фоном и тест-объектом. Метод позволяет определить средне выборочное значение Хп, дисперсию <ги индекс обнаружения однако при этом увеличивается и продолжительность тестирования испытуемого.

Третья глава диссертации посвящена разработке основных компонент компьютерной технологии - средств синтеза тестового изображения, регистрации ответной реакции испытуемого, обработки результатов исследований и нормализации состояния испытуемого с учетом статистической природы порогов зрения и использования цветной электронно-лучевой трубки для формирования зрительных стимулов.

При проведении исследований зрения формирование зрительного образа осуществляется испытуемым в пространстве Я{<р}, где <р - параметры зрительного образа, а воспроизведение тестового изображения - в пространстве координат дисплея на ЦЭЛТ Цй}. Предложенные методики исследования зрения основаны на оценке порогов Хп по параметрам тестового изображения {Б}.

Средства синтеза тестового изображения включают совокупность знаний, связывающих параметры зрительного образа с параметрами тестового изображения, формируемого ЦЭЛТ. Для обеспечения независимости задания и изменения параметров тестового изображения, упрощения синтеза зрительного стимула произвольной формы предлагается задавать его внутри прямоугольной площадки с угловым горизонтальным и вертикальным размером (рР1 и фрв в локальной системе координат Х'ОУ'; задавать <р0 - угол поворота (ориентации) системы координат Х'ОУ' относительно системы координат экрана дисплея ХОУ; <рм - наблюдаемое испытуемым угловое отклонение начала системы координат Х'ОУ' от начала системы координат ХОУ (центра экрана); фд - полярный угол, определяющий местоположение начала координат Х'ОУ' относительно системы координат ХОУ; К - расстояние от экрана до наблюдателя. Были получены аналитические соотношения, связывающие цветовой тон Я, насыщенность рц и яркость Ь зрительного образа с цветовыми сигналами изображения 11]*,и 11в-

Например, при задании угловых характеристик {<р} зрительного стимула в виде эллипса, описывающее его уравнение в системе координат дисплея ХОУ принимает вид:

(*- 2Я С05Ф/1 )2 {у - 2К /¿гФл' вшфл)2

-1—-:-+-й-= 1/

Д2 , 2 ФЛГ.

2 2

Зрительный стимул в виде вертикальной решетки с синусоидальным распределением яркости В(х) описывается соотношением:

В(х) = ВФ + Ва бш

где Вф и Ва - яркость фона и амплитуда яркости решетки; шп - пространственная частота решетки (количество периодов решетки на 1 угловой градус поля зрения).

Средства регистрации ответной реакции испытуемого содержат совокупность знаний, обеспечивающих изменение параметров тестового изображения в зависимости от ответной реакции испытуемого. Учитывая недостаточный уровень интеллектуального развития детей дошкольного возраста для управления параметрами изображения, а также с целью обеспечения реализуемости тестовых заданий испытуемым и ограничения продолжительности их тестирования необходимо использовать косвенное управление параметрами тестового изображения (рис.1). Оно заключается в измеиении параметров тестового изображения с помощью программного модуля ПМ, который формирует совокупность сигналов эталонного Иэ и тестового изображения им, и фиксации параметров тест-объекта испытуемым Исп. при выполнении условий тестового задания. Фиксация осуществляется по командным сигналам испытуемого {11к} с помощью однокоординатного (кнопочного) манипулятора М и блока фиксации БФ. Изменение параметров тестового изображения АХ осуществляется с помощью блока дискретизации БД на основе данных статистической обработки результатов тестирования блоком проверки точности БПТ и оценки вероятности обнаружения Р0б- Пороги зрения Хц оценивается по параметрам тестовых изображений {Х^, выделенных испытуемым при выполнении условий тестового задания. Адаптивность управления обусловлена заданием величины ДХ в зависимости от эффективности выполнения тестового задания на предыдущем шаге тестирования.

Средства обработки результатов исследования содержат совокупность знаний, обеспечивающих статистическую обработку результатов тестирования и вычисление систематических и случайных погрешностей оценки порогов зрения. Так как пороги зрения оцениваются косвенным методом по параметрам тестового изображения, то при их вычислении появляются систематические погрешности. Использование методов цифровой коррекции и компенсации позволяет устранить систематические погрешности оценки параметров тестового изображения {X}, а случайные погрешности подчиняются нормальному закону распределения с пулевым математическим ожиданием и дисперсией ст. При вычислении порогов зрения {2}=¥{Х} погрешности их

-►ИМ.

АХ ит

ст

{иэД11,и2,...,1Лч}

БД

БФ <4-

I

{X]}

I

Ро М— БПТ -

УВС —► Л{Хэ,Х1,Х2,...,Х.\ Исп

I

-м -4-{Ш}

БОИ —Ь> Хп

Рис.1. Обобщенная структура адаптивного косвенного управления параметрами тестового изображения. СТ - синтезатор тестов; БОИ - блок обработки информации; Исп.- испытуемый; {Ш.и^Ш,.. .,№} - сигналы эталонного фона Ш и дискретный ряд сигналов тестовых стимулов {и 1,№,...,Ш}; {Хэ,Х1,Х2,...,Х>|} -параметры эталонного (фонового) и тестового зрительного стимула I; М- манипулятор; БФ - блок фиксации; Хп - оцениваемая пороговая характеристика зрения; ПМ- программный модуль; БПТ - блок проверки точности; БД - блок дискретизации; УВС - устройство визуализации стимулов.

оценки не будут подчиняться нормальному закону распределения. Статистические характеристики этих погрешностей - функции плотности распределения, среднее значение и дисперсию можно определить используя классический метод, основанный на вычислении Якобиана функции преобразования. Например, в результате преобразования функция плотности распределения погрешности оценки порога восприятия минимально различимых угловых перемещений определяется соотношением вида:

Я

/•>*) = /, 2

^ соб | | а • сое |

. . I 2 J 12

где а - дисперсия погрешности измерения линейных перемещений.

Показано, что при вычислении угловых характеристик зрительного восприятия по линейным параметрам тестового изображения ЦЭЛТ функция плотности распределения является асимметричной и появляется систематическая составляющая погрешности М2, которая уменьшается при увеличении расстояния между экраном и испытуемым К. Величипа систематической погрешности увеличивается по мере увеличения наблюдаемого испытуемым углового отклонения зрительного стимула от центра экрана <рм. Величина случайной погрешности зависит от дисперсии а измерения линейного параметра изображения и функции преобразования К

При оценке цветовых параметров зрения также имеет место дробно-линейное преобразование цветовых сигналов изображения Щ, Щ и ив , которые определяют яркости основных компонент тестового изображения Ь^Хо и Ьв, цветовые координаты И, в и В, координаты цветности г, g , цветовой тон X и насыщенность стимула рц. Например, функция плотности распределения погрешности оценки порога восприятия минимально различимых изменений насыщенности зрительного стимула определяется соотношением вида:

/{рц,р,стп)= , 2ап^1~Р 2ч, к\рц -2рсгпрц+ап)

иг-гп-ия-еп

где ри = —-—-——--. цветовой тон зрительного стимула, определяемый по цветовым сигналам изображения Щ и ио; гв и gD - координаты цветности источника типа О6500 ; г?, и координаты цветности спектрально-чистого цвета с цветовым тоном сгп = с^/сгг; а, и ст2 - дисперсии погрет-

ности измерения цветовых сигналов Ur и Ug; р - коэффициент корреляции сигналов Ur и Ug-

Систематические погрешности оценки порогов восприятия минимально различимых изменений цвета существенно зависят от уровня, соотношения и корреляции цветовых сигналов Ur, Uq и UB и погрешностей их измерения.

Полученные соотношения для функции плотности распределения погрешности, математического ожидания и дисперсии позволили исследовать зависимость характеристик погрешностей косвенных вычисления от целого ряда факторов и сформулировать рекомендации по их снижению.

Средства нормализации состояния испытуемого включают совокупность знаний и рекомендаций, использование которых способствуют снижению влияния факторов на погрешности оценки порогов зрения детей. Среди них особое внимание следует уделять психоэмоциональному состоянию испытуемого. Для поддержания высокого уровня зрительного внимания ребенка рекомендуется перед предъявлением тест-объекта использовать стимулы внимания, в том числе и звуковые. Для снижения страха ребенка при его визите к врачу и под держания интереса к тестированию методики исследования должны быть, организованы в форме компьютерной игры с соотнесением предъявляемых тест-объектов к одному из эталонных и поощрением правильных ответов в виде успокаивающих звуковых сигналов. Для снижения зрительного утомления, которое является причиной погрешности оценки характеристик зрения, необходимо использовать адаптивные алгоритмы исследования, позволяющие сократить количество повторных предъявлений при высокой частоте, правильных ответов и общую продолжительность тестирования.

В четвертой главе на основе полученных результатов теоретических исследований предложена биотехническая измерительно-вычислительная система для оценки порогов зрения детей дошкольного возраста.

Аппаратное обеспечение системы реализовано на базе персональной ЭВМ типа IBM "Pentium" I -160. Учитывая, что к качеству синтеза зрительных стимулов предъявляются высокие требования по точности и воспроизводимости, для формирования зрительных стимулов использован видеоконтроллер ASUS V 3800, который обеспечивает формирование зрительных стимулов в формате до 1600x1200 при частоте кадров прогрессивной развертки до 160 Гц, а также профессиональный дисплей СТС 711 F, который характеризуется высокой стабильностью модуляционной характеристики, а

растровые искажений не превышают 2%. Ответная реакция испытуемого регистрируется с помощью однокоординатного манипулятора или "мыши".

Программное обеспечение системы включает программные средства для автоматизированной оценки порогов цветового зрения, частотно-контрастной чувствительности и остроты зрения. Программный комплекс содержит модули для синтеза зрительных стимулов и изменения их параметров; автоматической регистрации ответной реакции испытуемого; статистической обработки результатов исследования; формирования базы данных; отображения результатов исследования врачу-исследователю в графическом или табличном виде.

Методики оценки порогов зрения основаны на стохастическом предъявлении испытуемому силуэтных картинок (рыбки, птицы, собаки), которые составлены:

- для случая исследования цветового зрения из цветных пятнышек и предъявляются на фоне эталонного цвета;

- для случая оценки частотно-контрастной чувствительности заполнены синусоидальными решетками и предъявляются на однородном по яркости фоне;

- для случая оценки остроты зрения составлены из фигур или колец различных угловых размеров.

При предъявлении тест-объекта испытуемый должен соотнести его с помощью манипулятора с одним из четырех эталонных вариантов. Силуэтные картинки предъявляются на эталонном фоне с заданными яркостью и цветностью.

В соответствии с предложенными в диссертационной работе алгоритмами исследования (поразрядного уравновешивания и последовательного приближения) различия по исследуемому параметру между тестовым изображением и эталонным фоном уменьшаются с максимально заданного уровня до величины, когда вероятность обнаружения тест-объекта установится на уровне Ров=0,5.

Для обеспечения необходимой достоверности результатов исследования тестирование повторяется заданное количество повторов. Исследования цветоразличительпой способности проводятся на различных эталонных цветах, охватывающих области дополнительных цветов колориметрической системы люминофоров дисплея. Исследования частотно-контрастной чувствительности проводятся с использованием синусоидальных решеток в диапазоне пространственных частот от 0,5 до 20 циклов на градус. Оценка остроты зрения осуществляется либо с использованием силуэтных картинок, либо с

использованием колец Ландольта в диапазоне изменения угловых размеров от 0.05 до 1.0 углового градуса. Продолжительность оценки одной из перечисленных характеристик зрения при 8 уровнях эталона не превышает 5 минут.

Экспериментальные исследования проводились в государственном электротехническом университете и состояли из двух частей. Первая часть исследований проводилась с целью оценки возможностей разработанной биотехнической системы, проверки алгоритмов и методик исследования. Вторая часть исследований проводилась с целью изучения характеристик зрения детей. Результаты этих исследований подтвердили правильность теоретические положения диссертации: необходимость учета вероятности и индекса обнаружения из-за стохастического характера порогов зрения; разработки компонент компьютерной технологии с учетом использования косвенного метода оценки порогов зрения по параметрам тестового изображения; учета особенностей развития психоэмоционального развития детей дошкольного возраста. Результаты исследования подтвердили эффективность разработанных методик и алгоритмов исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решение задач, сформулированных в диссертационной работе, направлено на разработку компонент компьютерной технологии оценки порогов зрения детей дошкольного возраста с использованием устройства визуализации зрительных стимулов на основе цветной электронно-лучевой трубки.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Компьютерная технология для исследования зрения детей представляет собой совокупность знаний, предназначенных для проведения исследований, и содержит средства синтеза зрительных стимулов, регистрации ответной реакции испытуемого, обработки и отображения результатов исследования, нормализации состояния обследуемого, интеллектуальной поддержки принятия решений врача, хранения, документирования и обмена данных.

2. Пороги зрения в соответствии с разработанной моделью зрительного обнаружения обусловлены собственными шумами фоторецепторов и должны определяться вероятностью обнаружения зрительных стимулов.

3. Алгоритмы оценки порогов зрения должны учитывать их статистическую природу и обеспечивать ограниченную продолжительность обследования зрения. Предложенные алгоритмы основаны на методах статистических измерений и сокращают продолжительность исследований.

4. Использование цветной электронно-лучевой трубки для оценки характеристик зрения детей должно учитываться при разработке компонент компьютерной технологии. Средства синтеза зрительных стимулов обеспечивают взаимосвязь параметров зрительного образа и тестового изображения, формируемого на экране ЦЭЛТ. Средства регистрации ответной реакции испытуемого, основанные на адаптивном косвенном управлении параметрами зрительных стимулов, сокращают продолжительность исследований зрения. Средства обработки результатов исследований должны учитывать появление систематической и случайных погрешностей при использовании косвенных методов оценки порогов зрения по параметрам тестового изображения. Средства нормализации состояния испытуемого обеспечивают снижение влияния ряда факторов па погрешности оценки порогов зрения.

5. Экспериментальные исследования по разработке автоматизированного комплекса, компонент компьютерной технологии, алгоритмов и методов оценки порогов зрения, проведенные лабораторные исследования зрения подтвердили эффективность использования компьютерной техпологии для исследования зрения детей.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Юлдашев 3. М., Гарайбех Н. Статистические методы исследования зрения детей дошкольного возраста//Труды междунар. конференции по мягким вычислениям и измерениям БСМ - 98: СПб, 1998,- С. 160 - 163.

2. Гарайбех Н. Компьютерная технология исследования зрения детей дошкольного возраста//Труды науч.- техн. конф. Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность (ДИМЭБ - 98): СПб., 1998.- С. 205 - 206.

3. Гарайбех II. Оценка пороговой чувствительности зрения детей дошкольного возраста//Труды науч.- техн. конф. Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность (ДИМЭБ -98): СПб., 1998.- С. 207-208.

4. Гарайбех II., Попечителев Е. П., Юлдашев 3. М. Статистический метод и алгоритмы оцепки порогов зрительного восприятия человека//Труды меж-

дунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям SCM - 99: СПб., 1999.-С. 177-179.

5. Гарайбех Н. Алгоритм оценки пороговых характеристик зрения детей дошкольного возраста//Труды междунар. конф. Измерительные информационные технологии и приборы в охране здоровья МЕТРОМЕД - 99: СПб., 1999,- С. 60-61.

6. Гарайбех Н. Автоматизированная система для исследования зрения детей дошкольного возраста//Труды III Всероссийской науч.-техн. конф. Фундаментальные исследования в технических университетах: СПб., 1999.- С. 152- 153.

7. Гарайбех Н. Компоненты компьютерной технологии для исследования зрения детей дошкольного возраста//Труды II междунар. симпозиума Электроника в медицине. ¿Мониторинг, диагностика, терапия: СПб., 2000.- С. 158.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ

ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА.

1.1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ ДЕТЕЙ.

1.2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ.

1.3. ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ ДЕТЕЙ

ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 2. ИНОРМАЦИОННАЯ БАЗА КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

2.1. СТРУКТУРА КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

2.2. СТРУКТУРА БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ ДЕТЕЙ.

2.3. МОДЕЛЬ ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ.

2.4. ОБОБЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ ПОРОГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗРЕНИЯ.

ВЫВОДЫ.

Глава III. КОМПОНЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

3.1. СРЕДСТВА СИНТЕЗА ЗРИТЕЛЬНЫХ СТИМУЛОВ.

3.2. СРЕДСТВО РЕГИСТРАЦИИ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ ИСПЫТУЕМОГО.

3.3. СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.4. СРЕДСТВА НОРМАЛИЗАЦИИ СОСТОЯНИЯ ИСПЫТУЕМОГО.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА IV. РАЗРАБОТКА БТС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ.

4.1. БИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ ДЕТЕЙ.

4.2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.

4.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗРЕНИЯ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Зрение играет большую роль в жизнедеятельности человека. Зрительная система является одной из важных сенсорных систем организма и обеспечивает получение и обработку более 80% информации об окружающем нас мире. Формирование зрения наблюдается в возрасте от 2 до 9 лет [31,42,43, 48]. В этом возрасте активно развиваются функции пространственного, бинокулярного, глубинного, стереоскопического и цветового зрения, которые в дальнейшем определяют способность человека воспринимать окружающий мир в многообразии. В процессе формирования зрения имеют место и отклонения от нормального развития, которые приводят к нарушениям аккомодации, развития бинокулярного зрения и другим заболеваниям глаз. Поэтому проблема диагностики состояния и контроля уровня развития зрения детей особенно дошкольного возраста является одной из социально значимых.

Для исследования функций и оценки состояния зрения сегодня широко используют различные офтальмодиагностические приборы и системы. Однако средств исследования зрения детей и, в частности, дошкольного возраста практически нет. Это объясняется целым рядом причин (особенностями психомоторной реакции, психоэмоцинонального и интеллектуального развития испытуемых рассматриваемой возрастной группы, низким уровнем внимания, быстрой утомляемостью и т.д.), которые делают задачу исследования зрения весьма сложной. По этой причине традиционные методы и инструментальные средства офтальмодиагностики, успешно используемые для изучения зрения взрослого населения, в рассматриваемом случае не пригодны. Для исследования состояния зрения детей необходимо разрабатывать специальные методики и инструментальные средства, которые учитывали бы специфику объекта исследования.

Бурное развитие электронных офтальмодиагностических приборов на основе микропроцессорной техники (персональных ЭВМ) и электронных средств визуализации зрительных стимулов, и в частности дисплеев на цветных электронно-лучевых трубках (ЦЭЛТ), сегодня создает широкие возможности для разработки автоматизированных систем оценки состояния зрения детей дошкольного возраста. Такие системы позволяют использовать методики исследования зрения с учетом психофизических, психофизиологических и психоэмоциональных особенностей развития детей, полностью автоматизировать процесс обследования, включая этапы синтеза и предъявления зрительных стимулов, регистрации ответной реакции испытуемого, обработки и анализа результатов исследования, обеспечить интеллектуальную поддержку принятия решений врача-исследователя. Для повышения точности исследования зрения могут быть использованы игровые методики тестирования, которые снизят влияние негативных психологических факторов обследования, повысят уровень зрительного внимания и эффективность выполнения тестовых заданий. Использование средств микропроцессорной техники для решения этих задач позволяет говорить о компьютерной технологии исследования зрения детей. Однако сегодня остается открытым вопрос "Что представляет собой компьютерная технология исследования зрения детей". Нет четкого представления о ее структуре и элементах. Эти вопросы сформулированы в настоящей работе и рассматриваются в ней.

Цель диссертационной работы. Целью работы является разработка и исследование компьютерной технологии исследования зрения детей дошкольного возраста с использованием электронных устройств визуализации зрительных стимулов.

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:

- систематизация структуры и исследование элементов компьютерной технологии для исследования зрения с использованием ЦЭЛТ;

- разработка математической модели зрительного восприятия для изучения порогов зрения и методов их оценки;

- разработка алгоритмов оценки порогов зрения с использованием методов статистических измерений, сокращающих продолжительность исследований при заданной точности результатов оценки;

- разработка основных элементов компьютерной технологии - средств синтеза тестовых изображений, регистрации ответной реакции испытуемого, обработки результатов исследований и нормализации состояния испытуемого;

- реализация биотехнической системы для исследования зрения детей дошкольного возраста, методик исследования, программного обеспечения и проведение экспериментальных исследований.

Объектом исследования является биотехническая система для исследования зрения детей дошкольного возраста.

Предметом исследования являются компоненты компьютерной технологии для исследования зрения с использованием устройств визуализации зрительных стимулов на ЦЭЛТ.

Методы исследования. Теоретические и прикладные разделы диссертации разработаны с применением теорий синтеза биотехнических систем, математического анализа, методов аналитической и проективной геометрии, аппарата теорий вероятностей и случайных процессов, теории измерений и метрологии.

Экспериментальные исследования проводились в государственном электротехническом университете и базировались на применении методов математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Оценка порогов зрения должна осуществляться при заданной вероятности обнаружения из-за их статистической природы;

2. Компоненты компьютерной технологии для исследования зрения должны использовать методы и алгоритмы статистических измерений и обработки результатов; адаптивного косвенного управления параметрами стимулов; учитывать изменение характеристик погрешностей оценки порогов зрения из-за использования косвенных методов измерения.

Новые научные результаты, подтверждающие эти научные положения:

- проведена систематизация структуры и определены элементы компьютерной технологии для исследования зрения детей с использованием ЦЭЛТ;

- разработана математическая модель зрительного восприятия, раскрывающая статистическую природу порогов зрения, а также необходимость определения вероятности правильных ответов испытуемого и индекса обнаружения при оценке порогов зрения

- предложены методы оценки порогов зрения детей, основанные на методах статистических измерений при заданной вероятности обнаружения зрительных стимулов;

- получены аналитические соотношения, связывающие пространства описания зрительных образов и тестового изображения, формируемого ЦЭЛТ;

- предложен метод адаптивного косвенного управления параметрами тестового изображения с целью сокращения продолжительности тестирования и снижения ошибок регистрации ответной реакции испытуемого;

- показано изменение характеристик распределения и появление систематических погрешностей оценки порогов зрения при их оценке по параметрам тестового изображения.

Практическая ценность работы составляют:

- структура компьютерной технологии исследования зрения детей с использованием ЦЭЛТ;

- аналитические соотношения, связывающие пороги зрительного восприятия с вероятностью и индексом обнаружения;

- алгоритмы оценки порогов зрения, основанные на методах статистических измерений и обеспечивающие оптимизацию объема и продолжительности тестирования испытуемого;

- аналитические соотношения для синтеза тестового изображения на экране ЦЭЛТ;

- аналитические соотношения для оценки систематических погрешностей оценки порогов зрения по результатам косвенных измерений;

- рекомендации по снижению методических погрешностей исследования зрения;

- методики исследования и автоматизированный комплекс для оценки состояния зрения детей дошкольного возраста.

Внедрение результатов.

Результаты диссертационной работы использовались при выполнении на кафедре Биомедицинской электроники и охраны среды Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета гранта "Компьютерная технология офтальмо-психологического контроля детей дошкольного возраста" (К гос. регистрации 01960013040) по НТП Минобразования "Фундаментальные проблемы приборостроения"), научно-исследовательских работ "Компьютерные технологии оценки состояния здоровья, реабилитации и развития детей" по НТП "Фундаментальные исследования в области технологии живых систем", "Моделирование биологических процессов для информационных систем медицинского назначения", "Автоматизированный комплекс для оценки зрительной способности человека - оператора" (N гос. регистрации 0197 0006874) по НТП "Конверсия и высокие технологии 1998 -2000 гг.), и внедрены в ГЭТУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях по мягким вычислениям и измерениям "SCM-98" и "SCM-99" (Санкт-Петербург, 1998 - 1999 гг.), "Измерительные информационные технологии и приборы в охране здоровья" МЕТРОМЕД-99 (Санкт-Петербург, 1999 г.), международном симпозиуме "Электроника в медицине" (Санкт-Петербург, 2000 г.), Всероссийских научно-технических конференциях "Фундаментальные исследования в технических университетах" (Санкт-Петербург, 1999 г.), "Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность"(Санкт-Петербург, 1998 гг.), и на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ГЭТУ (Санкт-Петербург, 1998-2000 гг.).

Разработанный на основе полученных научных и практических результатов работы автоматизированный комплекс для исследования зрения детей дошкольного возраста демонстрировался на выставке достижений ГЭТУ, Санкт-Петербург, 2000 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 111 наименований, и одного приложения. Основная часть работы изложена на 119 страницах машинописного текста. Работа содержит 34 рисунка и 6 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Компьютерная технология для исследования зрения детей представляет собой совокупность знаний, предназначенных для проведения исследований, и содержит средства синтеза зрительных стимулов, регистрации ответной реакции испытуемого, обработки и отображения результатов исследования, нормализации состояния обследуемого, интеллектуальной поддержки принятия решений врача, хранения, документирования и обмена данных.

2. Пороги зрения в соответствии с разработанной моделью зрительного обнаружения обусловлены собственными шумами фоторецепторов и зависят от вероятности обнаружения зрительных стимулов.

3. Алгоритмы оценки порогов зрения должны учитывать их статистическую природу и обеспечивать ограниченную продолжительность обследования зрения. Предложенные алгоритмы основаны на методах статистических измерений и сокращают продолжительность исследований.

4. Использование цветной электронно-лучевой трубки для оценки характеристик зрения детей должно учитываться при разработке компонент компьютерной технологии. Средства синтеза зрительных стимулов обеспечивают взаимосвязь параметров зрительного образа и тестового изображения, формируемого на экране ЦЭЛТ. Средства регистрации ответной реакции испытуемого, основанные на адаптивном косвенном управлении параметрами зрительных стимулов, сокращают продолжительность исследований зрения. Средства обработки результатов исследований должны учитывать появление систематической и случайных погрешностей при использовании косвенных методов оценки порогов зрения по параметрам тестового изображения. Средства норма

152 лизации состояния испытуемого обеспечивают снижение влияния ряда факторов на погрешности оценки порогов зрения. 5. Экспериментальные исследования по разработке автоматизированного комплекса, компонент компьютерной технологии, алгоритмов и методов оценки порогов зрения, проведенные лабораторные исследования зрения подтвердили эффективность использования компьютерной технологии для исследования зрения детей.

1. Айвазян С. А., Бухштабер В. М., Енюков И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика. М.: Финансы и статистика, 1989.

2. Алексеев В. В. Долидзе Р. В., Недосекин Д. Д., Чернявский Е. А. Практикум по вероятностным методам в измерительной технике, СПб.: Энерго-атомиздат, 1993.

3. Белозеров А. Е., Рогатина Е. В., Барсегян Г. Л. Контрастная чувствительность при амблиопии, абиотрофии и атрофии зрительного нерва у детей // Вестник офтальмологии, № 2, 1998. с. 36 - 39.

4. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989.

5. Березин В. П., Трифонов М. И., Романов С. С. Формальные модели зрительного обнаружения. Труды ГОИ, 1984, т. 57, Вып. 191, с. 17 29.

6. Борисова С. А. Современная компьютерная кампиметрия: Новые тенденции // Вестник офтальмологии, т. 113, № 5, 1997, с. 44 46.

7. Волков В. В. Скрининговые методики исследования поля зрения на глаукому // Вестник офтальмологии, № 1, 1998, с. 3 7.

8. Гарайбех Н. Автоматизированная система для исследования зрения детей дошкольного возраста/Труды III Всероссийской науч.-техн. конф. "Фундаментальные исследования в технических университетах", 10-11 июня 1999, СПбГТУ, с. 152 153.

9. Гарайбех Н. Алгоритм оценки пороговых характеристик зрения детей дошкольного возраста. Сборник докладов международной конференции

10. Гарайбех Н. Оценка пороговой чувствительности зрения детей дошкольного возраста/Труды науч.- техн. конф. "Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность" ДИМЭБ 98 СПб., 1998, с. 207 - 208.

11. Гарайбех Н., Попечителев Е. П., Юлдашев 3. М. Статический метод и алгоритмы оценки порогов зрительного восприятия человека/Сборник докладов международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM 99, 25 - 28 мая, СПб., с. 177 - 179.

12. Гигаури Н. К., Юлдашев 3. М. Метрологические аспекты оценки энергетических характеристик зрения в условиях операторской деятельности //Медицинская техника. 1994. - № 6. - с. 12 - 15.

13. Глезер В. Д. Зрение и мышление. Л.: Наука, 1993. 284 с.

14. Данилов М. В., Моллон Дж. Д. Что мы сравнивает, сравнивая разнесенные объекты/Юптический журнал, т. 66, № 10, 1999.

15. Дубров А. М., Мхитарян В. С., Трошин Л. И. Многомерные статические методы. М.: Финансы и статистика, 1998.

16. Егоренков Д. Л., Фрадков В. Ю., Харламов В. Ю. Основы математического моделирования. СПб., БГТУ, 1996.20.3авалишин H. В. Модели зрительного восприятия и алгоритмы анализа изображениям.: 1974.

17. Калинина В. Н., Панкин В. Ф. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1998.

18. Кирвялис Д. Й. К теоретическим основам зрительных анализаторов// Материалы всесоюзного симпозиума "Зрение организмов и роботов", Вильнюс, 1987.

19. Ковалевский Е. И. Основы приборно-аппаратные методов офтальмологической функциональной диагностики у детей М.: 1981.

20. Красильников H. Н. Теория передачи и восприятия изображений. М.: Радио и связь, 1986. 247 с.

21. Красильников H. Н., Шелепин Ю. Е. Функциональная модель зрения// Оптический журнал, 1997, т. 64., № 2, с. 72 - 82.

22. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники, М.: Советское радио, 1974.

23. Леонидов А. В., Ежов А. К. Статическая модель собственного шума зрительной системы. Биофизика, 1991, т. 36, № 3, с. 516 - 520.

24. Листопадова Н. А., Хадикова Э. В. Сравнительная оценка некоторых компьютерных методов исследования зрительных функций при ранней диагностике глаукомы//Вестник офтальмологии 1997, т. 113, № 5, с. 5 8.

25. МеерсонЯ. А. Высшие зрительные функции. Л.: Наука, 1986.

26. Орлова Е. М. Инструкция по методике исследования остроты зрения у детей дошкольного возраста М.: 1982.

27. Попечителев Е. П. Методы медико-биологических исследований. Житомир, 1997.

28. Попечителев Е. П., Юлдашев 3. М. Биотехнические комплексы для исследования функций зрения человека-оператора/ЯСонверсия. 1997. - № 10. с. 44-46.

29. Попечителев Е. П., Юлдашев 3. М. Биотехнические системы в офтальмо-диагностических исследованиях: Учеб. Пособие ТЭТУ. СПб., 1997. - 80с.

30. Попечителев Е. П., Юлдашев 3. М. Вопросы метрологического обеспечения электронных офтальмодиагностичесих систем//Труды 1 междунар. симпозиума Электроника в медицине: СПб., 1998. с. 140.

31. Попечителев Е. П., Юлдашев 3. М. Интеллектуальные биотехнические методики исследования функций зрения//Труды междунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям 8СМ 98: СПб., 1998 - с. 249 - 252.

32. Попечителев Е. П., Юлдашев 3. М. Синтез тестовых изображений для изучения характеристик зрения//Техника средства связи. Сер. от. 1982. -Вып. З.-с. 53-61.

33. Попечителев Е. П., Юлдашев 3. М. Цветная электронно-лучевая трубка в генераторах эталонных визуальных стимулов/ТРадиоэлектроника в Санкт -Петербургском электротехническом университете. СПб., 1996. - Вып. 2,-с. 105-112.

34. Проскурина О. В., Розенблюм Ю. 3., Бершанский М. И. Таблица для исследования остроты зрения у детей//Вестник офтальмологии, № 3, 1998. -с. 43-45.

35. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982.

36. Пучковская Н. А. и др. Исследование основных функций органа зрения у детей дошкольного возраста (методические рекомендации). Одесса, 1984.

37. Пучковская Н. А. и др. Методы углубленного профилактического исследования основных функций органа зрения детей и оптическая коррекция аномалий рефракции/УМетодические рекомендации. Одесса, 1988, 27 с.

38. Пэдхем Ч., Сондерс Дж. Восприятие света и цвета. М.: Мир, 1978.

39. Рабкин Е. Б. Полихроматические таблицы для исследования цветоощущения 10-е изд. М.: 1971.

40. Розенблюм Ю. 3. Оптометрия М.: Медищина, 1991.

41. Романов В. Н., Соболев В. С., Цветков Э. И. Интеллектуальные средства измерений. М.: Татьянин день, 1994.

42. Сердюченко В. И. Новые динамические методы исследования зрительных функций в клинике аномалий рефракции и нарушений бинокулярного зрения у детей. Одесса, 1995.

43. Соколов Е. Н., Измайлов Ч. А. Цветовое зрение. М.: изд-во МГУ, 1984

44. Сомов Е. Е. Актуальные проблемы детской офтальмологии//Науч. материалы, СПб.: ППМИ, 1995.

45. Сомов Е. Е. Введение в клиническую офтальмологию. СПб., ПМИ, 1993.

46. Сомов Е. Е. Методы офтальмоэргономика. Л.: Наука, 1989.

47. Сомов Е. Е. Офтальмоэргонамика операторский деятельности летного состава. СПб.: Политехника, 1992.

48. Трифонов М. И. Оптимальное обнаружение оптического сигнала на фоне случай случайных помех при наличии собственного шума приемника/Труды Всес. конф. "Оптическое изображение и регистрирование среды" 4.2, Л., 1990.-с. 129-130.

49. Федченков А. М. Анализ флуктуаций цветности в колориметрических системах с аддитивными шумами/Приборостроение, 1979, N8, С. 74-80.

50. Фирма ОЛИС. Оптика окулисту. Каталог офтальмологических приборов и систем. СПб., 1998.

51. Хухрина Л. П. Методика и организация осмотров органа зрения у детей дошкольного возраста. Уфа, 1975.

52. Хьюбелл Р. Глаз, мозг, зрение. М.: 1990.

53. Цветков Э. И. Алгоритмические основы измерений. СПб.: Энергоатомиз-дат, 1992.

54. Цветков Э. И. Методические погрешности статистических измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1984.

55. Цветков Э. И. Основы теории статистических измерений Л.: Энергоатомиздат, 1986.

56. Шамшинова А. М. Нетерюк Л. И., Ендриховский С. Н. Возможность компьютерной обработки результатов исследования зрительной системы// Вестник офтальмологии № 4, 1992. с. 29 - 34.

57. Шамшинова А. М., Белозеров А. Е. Новый метод исследования контрастной чувствительности в клинике глазных болезней//Вестник офтальмологии т. 13, № 1, 1997, с. 22.

58. Шелепин Ю. Е., Колесникова Л. Н., Левкович Ю. И. Визоконтрастомет-рия. Л.: Наука, 1985.

59. Юлдашев З.М. Электронные офтальмодиагностические системы: методология проектирования/Труды науч.-техн. конф. "Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность" ДИМЭБ-97,- СПб., 1997, С. 268269.

60. Юлдашев З.М. Методические погрешности оценки характеристик зрения в электронных офтальмодиагностических системах/Труды II межд. симпозиума "Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия", Вестник аритмологии N15, СПб., 2000, стр. 161.

61. Юлдашев 3. М. Измерительная модель зрительной системы человека // Труды науч.-техн. Конф. Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность (ДИМЭБ 98): СПб., 2998. - с. 197 - 198.

62. Юлдашев 3. М. Оценка характеристик зрения детей дошкольного возраста: методы и средства//Труды науч. техн. Конф. Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность (ДИМЭБ 97): СПб., 1997,- с. 336 -337.

63. Юлдашев 3. М., Гарайбех Н. Статические методы исследования зрения детей дошкольного возраста. Сборник докладов международной конференции по мягким вычислениям и измерениям БСМ 98, 22 - 26 июня, СПб., с. 160- 163.

64. Юлдашев З.М., Болсунов К.Н. Биотехнические методики исследования функций зрения./Труды междун. семинара "Инновации в здравоохранении",- СПб., 1997, С.81.

65. Юлдашев 3. М., Гарайбех Н. Статистические методы исследования зрения детей дошкольного возраста//Труды междунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям 8СМ- 98: СПб., 1998 с. 160 - 163.

66. Юлдашев 3. М., Любский А. В. Оценка частотно-контрастной чувствительности зрения детей дошкольного возраста//Биотехнические и медицинские системы: Сб. науч. трудов Государственного электротехнического унта. СПб., 1994. - Вып. № 468. - с. 71 - 79.

67. Юлдашев 3. М., Семаков С. В. Цветовое зрение и пороги цветоразличе-ния//Вопросы технического обеспечения медико-биологических исследований: Сб. науч. тр. государственного электротехнического ун-та. СПб., 1998, Выпуск. №518 с. 18-21.

68. Юстова Е. Н., Алексеева К. А., Волков В. В. Пороговые таблицы для исследования цветового зрения. М.: 1993.

69. Abdesselam Bouzerdoum. A hierarchical model for early visual processing// Proc. of the SPIE Vol. 2179, pp. 10 17.

70. Abraham Spierer and others. Vision screening of preverbal children coith Teller Acuity Cards // Optometry vol. 106, № 4, 1999.

71. AL mufarrej M. M., Abo - hiemed F. A., Oduntant A. O. A new Arabic distance visual acuity chart/Optometry and vision science, vol. 73, № 1, pp. 59-61.

72. Albert J. Ahumada, Bettina L. Beard. Object detection in a noisy scene/ZProc. of the SPIE, vol. 2657, pp. 190.

73. Allen DC Statistical and methodological consideration for vision screening // Am J Optom. Physiol. Opt. 1976 oct; 53 (10).

74. Andrew Carkeet, Dennis M. Levi, Ruth E. Manny. Development of Vernier Acuity in childhood/Optometry and vision science vol. 74, № 9,1997, pp.741750.

75. Bray L. C. et al. Preschool vision screening: a prospective comparative evaluation//Eye, 1996, № 10, pp. 714 718.

76. Briscoe D., et al. A new computer program for mass screening of visual defects in preschool children // Br. J Ophthalmol. 1998 Apr.; 82 (4): 415-427.

77. Brown S, et al. A new approach to visual acuity screening for pre school children // Ophthalmic Epidemol. 1998 Mar.; 5 (1): 21 - 78.

78. Chantal Tschopp, Avionam B. SafVan, Paolo Viviani. Automated visual field examination in children aged 5-8 years // Vision research, № 38, 1998, pp. 2203 -2218.

79. David Y. Lee, Susan A. Cotter, Alan L. French, Evaluation of Kojima Matsu-bara color vision test - plates: validity in young children // Optometry and vision science, vol. 4, № 9, 1997, pp. 726 - 371.

80. Dobson V. Color vision measured with pseudoisochromatic plates at five and -a - half years in eyes of children from the CRYO - ROP study // Invest ophthal-mol vision science. 1996 Nov.; 37(12): 2467 - 74.

81. Elise B. Ciner, Eileen Schanel Klitsch, Chaya Herzberg. Stereoacuity development: 6i months to 5 years. A new tool for testing and screening // Optometry and vision science vol. 73, № 1,1996, pp. 43-48.

82. Friendly DS, et al. An Automated visual acuity testing computer program using the Apple II system // Am J Ophthalmol. Sco. 1985 Feb 15; 99 (2).

83. Haegerstrom Portony G. New procedures for evaluating vision function of special populations. // Optom. vis. sci. 1993 Apr; 70 (4): 306 - 320.

84. Harold A. S., Jerome Feldman, Laura Tujak. Developing visual and reading efficiency in older // Optometry and vision science, vol. 72, № 2, pp. 139 145.

85. Ian R. Moorhead, Fort Halstead, Sevenoaks, Kent. A spatiochromatie model of vision // Proc. of the SPIE, vol. 2657, 19, pp. 10 17.

86. Jayatunga R., Sonksen P. M., Bliide A., Wade A. Measures of acuity in primary school children and their abilty to detect minor errors of vision // Developmental Medicine and child neurology, 1995, 37, pp. 515 - 527.

87. Kerr C. Vision screening of primary school children // Nurs Stand. 1997 Dec 17 1998 Jan 6; 12 (13 - 5): 46 - 54.

88. Lennerststrand G., et al. Screening for ocular dysfunction in children: approaching a common program. // Acta ophthalmol. Scand. 1995; 73 Suppl 214: 26 38.

89. Lew B. Stelmach, Wa James Tam, Stereo anomalous vision in Sample of young adults // Proc. of the SPIE, vol. 265, 199 , 199 , pp. 302 - 305.

90. Michaev Bach, The freiburg visual acuity test automatic measurement of visual acuity // Optometry and vision science, vol. 73, № 1, pp. 49-53.

91. Mo Veigh J. S., Siegel M. W., Jordan A. G. Algorithm for automated eye strain reduction in real stereoscopic images and sequences//Proc. of the SPIE, vol. 2657, 199, pp. 307 315.

92. Popechitelev E.P., Yuldashev Z.V. Instrument Errors of Ophtalmo-Diagnostic Systems./ Phisikalisch Technische Bundestalt "Metrological Aspects of Data Processing and Information Systems in Metrology", PTB-IT-7, Berlin, 1999, pp. 178-188.

93. Robert Siminoff. Use of a model of the human visual system to determine the attributes of aperture colors hue, brightness, and saturation // Proc. of the SPIE, vol.2179, 199, pp. 378 - 387.

94. Ryberg A., et al. Assessment of vision acuity in children aged 1 '/2 6 years // Strabismus. 1999 Mar.; 7 (1): 1 - 24.

95. Simons K. Preschool vision screening: rationale, methodology and outcome // Surv ophthalmol. 1996 Jul Aug; 41 (1): 3 - 30.163

96. Trefford Lee Simpson, David Regant. Test retest variability and Correlations Between tests of texture processing, motion processing visual acuity, and contrast sensitivity // Optometry and vision science, vol. 72, № 1, 1996, pp. 11-16.

97. Trifonov M. I., Ugolev D. A. Noisy visual filter explains visual discrimination f spatial (nontemporal) noise.//Perception, 1996, v. 25, suppl., pp. 109.

98. Trifonov M. I., Danilov Y. P. Modeling amplitude discrimination of visual signals.//Perception, 1994, v. 23, suppl., pp. 82.

99. O.Wong D, et al. Computer automated visual acuity testing for visual screening.// Trans Ophthalmol. Sco. U. K. 1986; 105: 498 503.

100. Настоящий акт подтверждает внедрение в практику научных исследований государственного электротехнического университета результатов диссертационной работы Гарайбех Наср Юсеф "КОМПЬЮТЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРЕНИЯ ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА".

101. ГР/БЭС-28 "Компьютерная технология офтальмо-психологического контроля детей дошкольного возраста", N гос. регистрации 01960013040;

102. ТЖС/БЭС-45 "Компьютерные технологии оценки состояния здоровья, реабилитации и развития детей";

103. ГБ/БЭС-41 "Моделирование биологических процессов для информационных систем медицинского назначения";

104. КВ/БЭС-34 "Автоматизированный комплекс для оценки зрительной способности человека оператора", N гос. регистрации 0197 0006874.

105. Разработанный Гарайбех Наср Юсеф "Автоматизированный комплекс для оценки характеристик зрения детей " демонстрировался на выставке достижений ГЭТУ- "ЛЭТИ", март 2000 г.

106. Заведующий кафедрой БМЭиОС

107. Д.т.н., профессор Попечителев Е.П.1. Начальник ОНТИ ГЭТУ1. Романова О.Л.