автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Методы и устройства для измерения частотно-временных параметров зрительной системы человека

На правах рукописи

ЛЕЖНИНА ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА

МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА

Специальность: 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Казань - 2004

Работа выполнена на кафедре проектирования и производства электронно-вычислительных средств Марийского государственного технического университета

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Роженцов Валерий Витальевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Песошин Валерий Андреевич

кандидат технических наук Сапаров Игорь Борисович

Ведущая организация: Институт проблем информатики

АН РТ, г. Казань

Защита состоится «6 » 2004 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.079.04 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева в зале заседаний ученого Совета по адресу: 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

В.А. Козлов

№0Б

ШГ

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Зрительная система - одна из важнейших сенсорных систем организма человека, участвующих в процессе отображения окружающего мира. Исследованиям зрительной системы посвящено большое количество работ в области сенсорной физиологии, нейрофизиологии, офтальмологии и офтальмоэргономики.

В связи с широким внедрением информационных технологий в трудовую и повседневную деятельность человека особую значимость приобретают такие характеристики зрения, как временная и частотная разрешающая способность. При несоответствии информационной нагрузки функциональному состоянию зрительного анализатора (ЗА) возникает зрительное утомление, снижается работоспособность, увеличивается вероятность ошибок.

Исходя из этого, разработка методов и устройств вычислительной техники (ВТ) для исследования функционального состояния ЗА, определения его временных и частотных параметров является важной и актуальной задачей и имеет большое теоретическое и практическое значение.

Результаты диссертационного исследования могут представлять интерес в офтальмологии, офтальмоэргономике, а также в физиологии и медицине труда для определения степени зрительного утомления в процессе трудовой деятельности, в спортивной медицине для определения функционального состояния при занятиях физической культурой и спортом.

Цель работы. Целью диссертационной работы является развитие методов и создание устройств ВТ, обеспечивающих повышение точности измерения частотно-временных параметров зрительной системы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующий ряд взаимосвязанных частных задач:

- выполнить анализ существующих методов исследования зрительных функций человека;

- разработать модели критической частоты световых мельканий (КЧСМ) и дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий (ДЧСМ);

- разработать метод определения оценки точности измерения КЧСМ и метод определения ДЧСМ;

- разработать методику определения оценки точности измерения КЧСМ и методики измерения ДЧСМ;

-разработать устройства ВТ для определения оценки точности измерения КЧСМ, измерения ДЧСМ и аппаратно-программные средства для автоматизации измерений ДЧСМ;

- провести экспериментальные исследования по определению оценки

точности

точности изм

Я|ЬНЫ1 анализ

Методы исследования. Для решения обозначенных задач в диссертационной работе использовались аналитические методы, аппарат теории электрических цепей, математической статистики, численные методы, методы алгоритмизации, прикладные программы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложены модель КЧСМ в виде фильтра нижних частот и модель ДЧСМ в виде полосового фильтра;

- впервые разработан метод оценки точности измерения КЧСМ, защищенный патентом РФ на изобретение;

- впервые разработан метод определения ДЧСМ, реализуемый тремя способами: с непрерывным изменением частоты световых мельканий (ЧСМ), с поочередным формированием начальной и инкрементной или декрементной ЧСМ, с поочередным формированием инкрементной и декрементной ЧСМ. Способы защищены патентами РФ на изобретение, первый их них не имеет аналогов и прототипа, второй не имеет прототипа;

- разработаны методика определения оценки точности измерения КЧСМ и методики измерения ДЧСМ;

- по результатам экспериментальных исследований установлено, что способ определения ДЧСМ с поочередным формированием инкрементной и декрементной ЧСМ имеет большую точность по сравнению с двумя другими способами, точность измерения ДЧСМ выше точности измерения КЧСМ.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработаны и внедрены опытные экземпляры устройств ВТ для определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий ИКЧСМ-Т, измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий - ИДЧСМ-1, ИДЧСМ-2, ИДЧСМ-3, практическая ценность которых подтверждена 3 патентами РФ на изобретение;

- разработаны и внедрены аппаратно-программные средства для автоматизации измерения ДЧСМ. На программные средства получено свидетельство РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Результаты проведенных исследований использованы:

- при выполнении госбюджетной НИР «Методы и средства исследования функционального состояния зрительной системы и организма человека» в Марийском государственном техническом университете (МарГТУ), номер госрегистрации № 01.2.00306970;

- при выполнении договоров о научно-техническом содружестве, заключенных между МарГТУ и Московским НИИ глазных болезней им. Гельмгольца (г. Москва), ОАО «Биомашприбор» (г. Йошкар-Ола), Казанским государственным медицинским университетом (г. Казань), Марийским государственным педагогическим институтом (г. Йошкар-Ола);

-результаты проведенных исследований используются в учебном процессе специальности 220500 «Конструирование и технология электронно-вычислительных средств» кафедрой «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств» МарГТУ.

Использование результатов диссертационной работы при выполнении договоров и в учебном процессе подтверждается актами об использовании.

На защиту выносятся:

- модель КЧСМ в виде фильтра нижних частот и модель ДЧСМ в виде полосового фильтра;

- метод определения оценки точности измерения КЧСМ;

- метод определения ДЧСМ, реализуемый тремя способами;

- методика определения оценки точности измерения КЧСМ и методики измерения ДЧ СМ;

- структура устройств ВТ для определения оценки точности измерения КЧСМ и измерения ДЧСМ.

Апробация работы. С целью апробации основные результаты исследований докладывались и обсуждались на:

республиканской научно-практической конференции «Интеллектуальные системы и информационные технологии», г. Казань, 2001 г.; Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии дополнительного профессионального образования в сфере физической культуры, спорта и туризма / Инновационные аспекты совершенствования подготовки спортсменов», г. Москва, 2002 г.; научно-технической конференции «Тренажерные технологии и симуляторы -2002», г. Санкт-Петербург, 2002 г.; III международной научно-практической конференции «Современная техника и технологии в медицине и биологии», г. Новочеркасск, 2002 г.; III международной научно-практической конференции «Моделирование. Теория, методы и средства», г. Новочеркасск, 2003 г.; международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2004», г. Мурманск, 2004 г.; IV международной научно-практической конференции «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения», г. Новочеркасск, 2004 г.; международном конгрессе «Здоровье, обучение, воспитание детей и молодежи в XXI веке», г. Москва, 2004 г.; на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МарГТУ (2000 - 2004 г.г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 21 публикации, из них 7 патентов РФ, 3 свидетельства РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программ для ЭВМ, 3 статьи и 8 работ в материалах и трудах конференций.

Личный вклад автора состоит в следующем:

- выполнен анализ существующих методов исследования зрительных функций человека;

- выполнен анализ существующих моделей зрительного анализатора и КЧСМ, предложена модель КЧСМ в виде фильтра нижних частот и модель

ДЧСМ в виде полосового фильтра, выполнена корректировка алгоритмов и отладка программ построения моделей;

- разработаны метод определения оценки точности измерения КЧСМ и метод определения ДЧСМ, реализуемый тремя способами;

- разработаны методика определения оценки точности измерения КЧСМ и методики измерения ДЧСМ;

- разработаны структурные схемы устройств ВТ для определения оценки точности измерения КЧСМ и измерения ДЧСМ, аппаратно-программные средства для автоматизации измерений ДЧСМ;

- проведены экспериментальные исследования, статистическая обработка и анализ данных, сделаны выводы.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 163 машинописных страницах и содержит введение, четыре главы основного текста, заключение, список использованной литературы и приложения. Иллюстративный материал содержит 26 рисунков и 7 таблиц. Библиография включает 197 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель, решаемые задачи, перечислены основные положения, выносимые на защиту. Приведена структура диссертации, формы апробации и внедрения ее результатов.

Первая глава содержит обзор существующих методов исследования зрительных функций человека и постановку задачи исследования.

Анализ литературных источников показал, что одним из широко используемых показателей временной разрешающей способности зрения является КЧСМ. Частотная разрешающая способность характеризуется пространственной контрастной чувствительностью, отражающей зависимость порогового контраста от пространственной частоты стимула, под которой понимается число периодов распределения яркости на один градус поля зрения. Пространственная частота используется для характеристики полосы пропускания рецептивных полей нейронов и пространственно-частотных фильтров зрительной системы и для других целей. Показано, что за количественную оценку полосы пропускания зрительной системы наряду с пространственной частотой (цикл/град) можно использовать циклическую частоту (Гц).

Сопоставлены возможности и выполнен сравнительный анализ существующих электрофизиологических и психофизиологических методов исследования зрительных функций, временной и частотной разрешающей способности зрения.

Отмечен ряд организационных мер и методов, направленных на повышение точности измерения КЧСМ, однако установлено, что оценка точности определения КЧСМ в методологическом плане отсутствует.

Установлено, что временные и частотные показатели, такие как КЧСМ, контрастная чувствительность являются информативными индикаторами возникновения и развития зрительного утомления ЗА и организма человека в целом, а также нарушений и заболеваний зрительно-нервной системы. Однако отсутствует надежный метод определения зрительного утомления лиц, занятых зрительно-напряженным трудом.

Вторая глава посвящена разработке модели КЧСМ, метода определения оценки точности измерения КЧСМ, модели и метода определения ДЧСМ.

В качестве модели КЧСМ предложен фильтр нижних частот (рис. 1).

|Н0о))|2

О ®п С03 ю

-1--)—{

О ршт Ртах

гкчсм гкчсм

Рис. 1. Модель КЧСМ обозначения величин - в тексте

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) такого фильтра имеет аналитическую зависимость вида:

1, 0<со<сап, со, 1

----Сй--, С0п<С0<С03, (1)

С03-шп со3-соп

О, со > о) з.

Действительное значение КЧСМ находится внутри полосы перехода фильтра от граничной частоты Юп полосы пропускания (ПП), равной

Ркчсм - минимальному значению КЧСМ в серии измерений, до граничной

/тто\ " г-шах

частоты полосы задерживания (ПЗ), равной - максимальному

значению КЧСМ в серии измерений.

При аппроксимации АЧХ полиномами Баттерворта и Чебышева

индивидуальная вариабельность КЧСМ характеризуется порядком фильтра,

определяемым по формулам:

- для фильтра Баттерворта, (2)

|НОсо)|2=.

пбат>1в((10°'1А™ -1)/е2)/21ёО

ё

Пчеб > АгсЬу(10°'1Аго,л - 1)/е2 /АгсЬОз - для фильтра Чебышева. (3)

Впервые разработан метод определения оценки точности измерения КЧСМ, защищенный патентом РФ на изобретение, по которому испытуемому предъявляют световые мелькания с изменяющейся частотой и определяют методом последовательного приближения минимальное

допустимое надпороговое значение КЧСМ и максимальное

допустимое подпороговое значение КЧСМ Р^3* (рис. 2). Оценка точности измерения КЧСМ определяется как разность между этими значениями по формуле:

др_ рШт ртах аг гнп гпп •

(4)

Рис. 2. Временная диаграмма изменения ЧСМ при опродолонии оцонки точности изморошш КЧСМ I

Недостатком метода КЧСМ является отсутствие четкого перехода от различения световых мельканий к их слиянию, что объясняется неразличением зрительной системой близких ЧСМ. Для исследования частотных свойств зрительной системы предложено определять разрешающую способность зрения по частоте световых мельканий путем определения порога различения двух ближайших ЧСМ (рис. 3). Этот порог принят за значение ДЧСМ, равен минимальной разности ЛБ между «верхней» Рв и «нижней» рн ЧСМ, вызывающей ощущение различения этих частот, и вычисляется по формуле:

ДР = Рв-Рн.

ДР

Рис. Змджетрания'к понятию ДЧсМчсм

обозначения величин - в тексте

Предложена модель ДЧСМ в виде полосового фильтра (рис. 4).

Рис. 4. Модель Д ЧСМ обозначения величин - в тексте

АЧХ такого фильтра имеет аналитическую зависимость вида:

(6)

Действительное значение ДЧСМ находится внутри полосы перехода фильтра от граничных частот и ПП, ширина которой равна минимальному значению ДЧСМ в серии измерений

дрПип _ртш_ри агДЧСМ ~ ГВ ГН

(7)

до граничных частот и ПЗ, ширина полосы перехода и ПП равна максимальному значению ДЧСМ в серии измерений ;шах _ршах_ршт

др'

1 ДЧСМ ~ ' В 1 Н (8)

За количественную оценку вариационного размаха значений ДЧСМ принят порядок фильтра п, который для фильтров Баттерворта и Чебышева вычисляется по соответствующим формулам (2) и (3), где нормированная частота полосового фильтра определяется по формуле:

П3 = (ю32 - <031)/(<Вго -

(9)

Впервые разработан метод определения ДЧСМ, реализуемый тремя способами: с непрерывным изменением ЧСМ, с поочередным формированием начальной и инкрементной или декрементной ЧСМ, с поочередным формированием инкрементной и декрементной ЧСМ.

Способы защищены патентами РФ на изобретение, первый из них не имеет аналогов и прототипа, второй не имеет прототипа.

По первому способу испытуемому предъявляют световые мелькания с заданной начальной частотой Рн (рис. 5). Затем непрерывно изменяют ЧСМ, увеличивая или уменьшая ее, до значения при котором у испытуемого возникает ощущение изменения частоты. Величину ДЧСМ определяют как абсолютную разность между конечной и начальной частотами по формуле:

(10)

Рис. 5, Временные диаграммы изменения ЧСМ а) в режиме увеличения частоты, б) в режиме уменьшения частоты

По второму способу (рис. 6) испытуемому вначале предъявляют поочередно световые мелькания с начальной и инкрементной ри частотами, затем с начальной и декрементной частотами, разность между частотами изменяют до тех пор, пока испытуемый не зафиксирует ощущение различения соответствующих пар частот пороги

различения вычисляют по формулам:

= (И)

ДРд = |Рд-Рн|. (12)

Величину ДЧСМ определяют как среднее арифметическое значений полученных порогов по формуле:

М1 = (ДРи + А¥р)12 .

(13)

Ри Ин

" -.Л т| "гг гти^Т А I' '11 М I л

А ( I I I I | 11 I

Ал и и и и и! и и*.

ДИи

а)

-I

Гн

г\п п п п п п п птг

N I I I I I I I I I I I I .р \| 111 I 111 11 I I Ард

411,1 У-У-Ул.^

—-V

V*

б)

Рис. 6. Временные диаграммы изменения ЧСМ а) первый этап с формированием начальной и инкрементной частот, б) второй этап с формированием начальной и декрементной частот, обозначения величин - в тексте

По третьему способу испытуемому предъявляют поочередно световые мелькания с инкрементной Рн и декрементной Рд частотами (рис. 7), разность между которыми изменяют методом последовательного приближения, пока испытуемый не зафиксирует порог различения частот и Рд, значение ДЧСМ вычисляется по формуле:

ДР = Р„-Рд.

(14)

Ри Рн Рд

Рис

.„^ДйЬ-Ьь*_______г.

/I г11ГГ Г Г11 м! п п п П П

7. Временная^иаТрамма изменения ЧСМ при измерении ДЧСМ

ДР

с формированием инкрементной и декрементной Обозначения величин - в тексте

ЧСМ

В третьей главе разработаны структуры устройств ВТ для определения оценки точности измерения КЧСМ и измерения ДЧСМ.

Для определения оценки точности измерения КЧСМ разработано устройство ИКЧСМ-Т (рис. 8). Блок управления устройства содержит органы управления, одновибраторы и предназначен для задания режимов изменения ЧСМ. Блок формирования ЧСМ содержит генератор линейно изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-частота, формирователь импульсов и предназначен для формирования ЧСМ.

Блок управления Блок формиров. чем Источник световых мельканий

Ж

Блок Блок

вычислений индикации

Рис. 8. Структурная схема устройства ИКЧСМ-Т

Устройство работает следующим образом. При включении питания по сигналам с блока управления на выходе блока формирования ЧСМ устанавливается начальная ЧСМ, которая поступает на источник световых мельканий. Затем ЧСМ изменяется в соответствии с временной диаграммой, приведенной на рис. 2, определяются минимальное

допустимое надпороговое и максимальное допустимое подпороговое

РГ значения КЧСМ. В вычислительном устройстве определяется разность этих значений по формуле (4), результат вычисления выводится на блок индикации.

Для измерения ДЧСМ разработано устройство ИДЧСМ-1, структурная схема которого соответствует рис. 8. В устройстве ИДЧСМ-1, в отличие от устройства ИКЧСМ-Т, блок управления содержит вместо одновибраторов демультиплексор, ЧСМ изменяется в соответствии с временной диаграммой, приведенной на рис. 5, фиксируются значения начальной Рн и конечной ЧСМ, значение ДЧСМ определяется в вычислительном устройстве по формуле (10).

Для увеличения точности измерения ДЧСМ разработано устройство ИДЧСМ-2, структурная схема которого также соответствует рис. 8. В устройстве, в отличие от устройства ИДЧСМ-1, блок управления содержит генератор секундных импульсов, запоминающее устройство аналоговое, регистр, триггеры, одновибраторы, вентили и логические элементы ИЛИ и НЕ, ЧСМ изменяется в соответствии с временной диаграммой, приведенной на рис. 6. Блок формирования ЧСМ содержит дополнительно мультиплексор аналоговый, блок вычислений - измеритель начальной частоты и вычислитель порогов различения частот. В блоке формирования ЧСМ формируются световые мелькания с начальной Бн, инкрементной и декрементной частотами, в блоке вычислений вычисляются пороги различения пар частот Рн, Гц И Рн>Рд по формулам (11) и (12), значение ДЧСМ-по формуле (13).

Для уменьшения времени измерения ДЧСМ разработано устройство ИДЧСМ-3 (рис. 10). Блок управления устройства содержит органы управления, генератор секундных импульсов, триггер, одновибраторы, вентили и логический элемент НЕ. Блоки формирования и содержат генераторы линейно изменяющегося напряжения, блок формирования ЧСМ - мультиплексор аналоговый, преобразователь напряжение-частота и формирователь импульсов, блок вычислений - измеритель начальной частоты и вычислитель ДЧСМ.

Рис 9 Структурная схема устройства ИДЧСМ-3

Устройство работает следующим образом. После включения питания в соответствии с временной диаграммой, приведенной на рис. 7, по сигналам с блока управления устанавливается начальная ЧСМ, значение которой определяется в блоке вычислений и отображается на блоке индикации. Затем в блоках формирования и задаются режимы изменения инкрементной и декрементной ЧСМ, значение ДЧСМ определяется в блоке вычислений по формуле (14).

В четвертой главе предложены методика определения оценки точности измерения КЧСМ и методики измерения ДЧСМ, приведены результаты экспериментальных исследований, результаты сравнительного анализа точности методов КЧСМ и ДЧСМ, представлены модели экспериментальных данных, отображающие индивидуальные результаты измерений КЧСМ и ДЧСМ. Приведены результаты использования метода ДЧСМ при исследовании динамики зрительного утомления, функциональных изменений ЗА при посттравматической патологии, функционального состояния человека.

Экспериментальные исследования по определению оценки точности измерения КЧСМ в группе из 30 испытуемых показали, что методическая точность определения КЧСМ равна 1 Гц, поэтому рекомендуется шаг дискретного изменения ЧСМ при измерении КЧСМ, равный 0,5 Гц.

На основе экспериментальных данных, полученных в группе из 15 испытуемых с использованием разработанных методик и опытных экземпляров устройств ВТ для измерения ДЧСМ, вычислены значения среднеквадратических отклонений (СКО). Диаграмма значений СКО для начальной частоты 10 Гц приведена на рис. 10. Анализ различий выборок значений СКО по критерию Вилкоксона с уровнем значимости 0,01%, показал, что способ с поочередным формированием инкрементной и декрементной ЧСМ обеспечивает более высокую точность измерений, поэтому данный способ рекомендуется для измерения ДЧСМ.

0,700 0,600 0,500 -О 0,400 - ! О 0,300 -0,200 - _ 0,100 ^ || 0,000 -|Я1|И1,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Испытуемые

Щ1 способ ■ 2 способ 03 способ

Рис. 10. Диаграмма значений СКО по 10 ичмерениям, выполненным группой из 15 испытуемых по трем способам определения ДЧСМ на начальной частоте 10 Гц

Сравнительный анализ точности результатов измерений КЧСМ и ДЧСМ, проведенный по результатам экспериментальных исследований в группе из 15 испытуемых, показал, что точность метода ДЧСМ в худшем случае, на начальной частоте 25 Гц, на 50% выше точности метода КЧСМ, что отражено на диаграмме рис. 11.

Рис. 11. Диаграмма значений СКО для группы из 15 испытуемых По оси абсцисс - символы, обозначающие: KCSM - КЧСМ, от F5 до F35 - начальные частоты при измерении ДЧСМ от 5 до 35 Гц; по оси ординат - значения СКО; пояснения справа внизу: min-max - минимальное и максимальное значения в группе, 25% - 75% -нижний и верхний квартили, median value - медиана.

По результатам измерений КЧСМ и ДЧСМ с помощью программ моделирования построены модели фильтров, отображающих индивидуальную вариабельность КЧСМ и ДЧСМ. Анализ точности, аппроксимации АЧХ фильтров полиномами Баттерворта и Чебышева по методу наименьших квадратов показал, что для моделирования КЧСМ предпочтителен полином Чебышева, для моделирования ДЧСМ - полином Баттерворта.

Исследования, выполненные на кафедре медицины и гигиены труда Казанского государственного медицинского университета, показали, что метод ДЧСМ может использоваться как индикатор зрительного утомления при зрительно-напряженном труде. Исследования, проведенные в лаборатории клинической физиологии зрения Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца, установили, что динамика изменения ДЧСМ отражает функциональные изменения ЗА при посттравматической патологии. Исследования, выполненные на кафедре теоретических основ физического воспитания Марийского государственного педагогического института, выявили, что динамика ДЧСМ отражает изменения функционального состояния человека.

В заключении формулируются выводы и приводится перечень основных результатов, полученных в диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Впервые разработан метод определения оценки точности измерения КЧСМ, защищенный патентом РФ на изобретение. По результатам экспериментальных исследований установлено, что среднее арифметическое оценки точности измерения КЧСМ в группе из 30 испытуемых составляет 1 Гц, поэтому рекомендуется шаг дискретного изменения частоты световых мельканий при измерении КЧСМ, равный 0,5 Гц.

2. Предложены модели КЧСМ в виде фильтра нижних частот и ДЧСМ в виде полосового фильтра. На программы построения моделей КЧСМ и ДЧСМ по экспериментальным данным получены свидетельства РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программ для ЭВМ.

3. Впервые разработан метод определения ДЧСМ тремя способами: с непрерывным изменением частоты световых мельканий, с поочередным формированием начальной и инкрементной или декрементной частот световых мельканий, с поочередным формированием инкрементной и декрементной частот световых мельканий. Способы защищены патентами РФ на изобретение, первый из них не имеет аналогов и прототипа, второй не имеет прототипа. По результатам экспериментальных исследований точности измерения ДЧСМ по разработанным способам в группе из 15 испытуемых установлено, что способ с поочередным предъявлением инкрементной и декрементной частот световых мельканий отличается большей точностью, поэтому рекомендуется для измерения ДЧСМ. По критерию точности рекомендуется измерять показатель ДЧСМ относительно начальных частот в диапазоне от 5 до 10 Гц. Среднее значение ДЧСМ, полученное в группе из 15 испытуемых относительно начальной частоты 10 Гц, оцениваемое медианой, составляет 1,4 Гц.

4. Разработаны методика определения оценки точности измерения КЧСМ и методики измерения ДЧСМ.

5. Разработаны и внедрены опытные экземпляры устройств ВТ для определения оценки точности измерения КЧСМ и измерения ДЧСМ. Устройства ИКЧСМ-Т, ИДЧСМ-1 и ИДЧСМ-3 защищены патентами РФ на изобретение. Разработаны и внедрены аппаратно-программные средства, позволяющие автоматизировать измерения ДЧСМ. На программное обеспечение получено свидетельство РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ.

6. Выполнен сравнительный анализ точности измерения КЧСМ и ДЧСМ. По результатам экспериментальных исследований в группе из 15 испытуемых установлено, что точность измерения ДЧСМ, в диапазоне

начальных частот световых мельканий от 5 до 35 Гц, в худшем случае на 50% выше точности измерения КЧСМ.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1. Роженцов В.В., Лежнина Т.А., Петухов И.В. Автоматизация исследований зрительных функций человека // Интеллектуальные системы и информационные технологии: Труды республ. научно-практ. конф. 30 октября - 1 ноября 2001 г. - Казань: Отечество, 2001. - С. 133.

2. Роженцов В.В., Полевщиков М.М., Лежнина Т.А. Критическая частота и дифференциальная чувствительность к световым мельканиям в диагностике утомления спортсменов // Современные технологии дополнительного профессионального образования в сфере физической культуры, спорта и туризма / Инновационные аспекты совершенствования подготовки спортсменов / Под общ. ред. проф. А.Н. Блеера, проф. И.Д. Свищева. - М.: СпортАкадемПресс. - Часть III. - 2002. - С. 76-81.

3. Роженцов В.В., Лежнина ТА., Петухов И.В. Аппаратно-программный комплекс контроля функционального состояния пользователя тренажерной системы / Тренажерные технологии и симуляторы-2002: Материалы научно-технической конференции / Под ред. Е.И. Юревича. -СПб.: Изд-во СПбГПУ,2002.-С. 160-161.

4. Патент 2195153 РФ, МПК7 А 61 В 3/00, 5/16. Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий / В.В. Роженцов, ТА. Лежнина (РФ). - Опубл. 27.12.2002, Бюл. № 36.

5. Лежнина Т.А. Разрешающая способность зрения по частоте световых мельканий // Современная техника и технологии в медицине и биологии: Материалы III Междунар. науч.-практ. конф., Новочеркасск, 20 декабря 2002 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ООО НПО «ТЕМП», 2003.-С. 16-17.

6. Роженцов В.В., Лежнина ТА, Лапин М.А. Моделирование зрительной функции критической частоты слияния мельканий //Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы III Междунар. науч.-практ. конф., Новочеркасск, 11 апреля 2003 г.: В 5 ч. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - Ч. 5. - С. 6-7.

7. Свидетельство №2003611081 РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программа моделирования зрительной функции критической частоты слияния мельканий / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина, М.А. Лапин (РФ). - Опубл. 7.05.2003.

8. Патент 2204932 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Способ оценки точности определения критической частоты световых мельканий / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина, И.В. Петухов (РФ). - Опубл. 27.05.2003, Бюл. № 15.

9. Патент 2204933 РФ, МПК А 61 В 3/00. Устройство для измерения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий / В.В. Роженцов, ТА Лежнина (РФ). - Опубл. 27.05.2003, Бюл. №15.,

10. Патент 2209027 РФ, МПК7 А 61 В 3/00.Способ определения полосы пропускания пространственно-частотного канала зрительной системы / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина (РФ). - Опубл. 27.07.2003, Бюл. № 21.

11. Патент 2209029 РФ, МПК' А 61 В 5/00. Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина (РФ). - Опубл. 27.07.2003, Бюл. № 21.

12. Лежнина Т.А. Оценка точности измерения критической частоты слияния мельканий // Физическая культура, спорт и здоровье: Сборник научных статей. - Йошкар-Ола, 2003. - С. 50-54.

13. Свидетельство №2003612115 РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программа определения дифференциальной чувствительности зрения к частоте световых мельканий/В.В. Роженцов, ТА Лежнина, А.В.Новиков (РФ). Опубл. 9.09.2003.

14. Лежнина Т.А. Устройство для исследования разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий // Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения: Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф., Новочеркасск, 27 фев. 2004 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - С. 63-66.

15. Роженцов В.В, Лежнина Т.А. Исследование дифференциальной чувствительности зрения к частоте световых мельканий // Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева.-2004.-№ 1.-С. 19-22.

16. Лежнина Т.А. Аппаратно - программный комплекс для исследования дифференциапьной чувствительности зрения к частоте световых мельканий // Наука и образование - 2004: Материалы междунар. науч.-тех. конф., Мурманск, 7-15 апреля 2004 г.: В 6 ч. -Мурманск: МГТУ, 2004.-Ч. 1.-С. 165-168.

17. Патент 2223693 РФ, МПК7 А 61 В 5/16. Устройство для определения точности измерения критической частоты слияния мельканий / В.В. Роженцов, ТА. Лежнина (РФ). - Опубл. 20.02.2004, Бюл. № 5.

18. Лежнина Т.А. Индивидуализация физической нагрузки с использованием методов КЧСМ и ДЧСМ // Физическая культура, спорт, здоровье: Сб. науч. статей / Под ред. М.М. Полевщикова. - Йошкар-Ола: МГПИ, 2004. - С. 34-38.

19. Ситдикова И.Д., Роженцов В.В., Лежнина ТА, Малеев М.В., Карпова М.В. Совершенствование методического обеспечения оценки степени зрительного утомления // Здоровье, обучение, воспитание детей и молодежи в XXI веке: Матер. Междунар. конгресса (Москва, 12-14 мая 2004). - М.: Издатель НЦЗД РАМН, 2004. - Ч. III. - С. 143-145.

20. Свидетельство № 2004612020 РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программа моделирования дифференциальной чувствительности зрения к частоте световых мельканий / ТА Лежнина, В.В. Роженцов, О.Л. Егошин, СВ. Фокин (РФ). - Опубл. 3.09.2004.

21. Патент 2237425 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Устройство для измерения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий / ТА Лежнина (РФ). - Опубл. 10.10.2004, Бюл. № 28.

ПЛД№ 2018 от 06.10.99 Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 2907

ООП МарГТУ. 424006 Йошкар-Ола, Панфилова, 17

»22 277

РНБ Русский фонд

2005-4 18905

ПРИНЯТЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ

ФУНКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА.

1.1. Роль зрительной системы в жизнедеятельности человека.

1.2. Морфологические элементы зрительного анализатора человека.

1.3. Нейрофизиологические характеристики зрительного анализатора человека.

1.4. Зрительные функции человека.

1.5. Методы и средства исследования зрительных функций человека.

1.5.1. Электрофизиологические методы и средства исследования зрительных функций человека.

1.5.2. Психофизиологические методы и средства исследования зрительных функций человека.

1.6. Временная и частотная разрешающая способность зрения человека.

1.6.1. Показатели временной разрешающей способности зрения.

1.6.2. Показатели частотной разрешающей способности зрения.

1.6.3. Точность определения показателя критической частоты световых мельканий.

1.6.4. Частотные и временные характеристики зрения как диагностические параметры функционального состояния зрительного анализатора.

1.7. Выводы.

2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.

2.1. Модель критической частоты световых мельканий.

2.2. Метод определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий.

2.3. Дифференциальная чувствительность зрения к частоте световых мельканий.

2.4. Модель дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий.

2.5. Разработка метода определения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий.

2.5.1. Способ с непрерывно изменяющейся частотой световых мельканий.

2.5.2. Способ с поочередным формированием начальной и инкрементной или декрементной частот световых мельканий.

2.5.3. Способ с поочередным формированием инкрементной и декрементной частот световых мельканий.

2.6. Выводы.

3. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.

3.1. Анализ существующих устройств для измерения частотно-временных параметров зрительной системы.

3.2. Устройство для определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий.

3.3. Устройства для измерения дифференциальной чувствительности зрения к частоте световых мельканий.

3.3.1. Устройство, реализующее способ с непрерывно изменяющейся частотой световых мельканий.

3.3.2. Устройство, реализующее способ с формированием начальной и инкрементной или декрементной частот световых мельканий.

3.3.3. Устройство, реализующее способ с формированием инкрементной и декрементной частот световых мельканий.

3.4. Выводы.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА.

4.1. Разработка методик измерения частотно-временных параметров зрительной системы.

4.1.1. Методика определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий.

4.1.2. Методики измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий.

4.2. Условия проведения экспериментальных исследований.

4.3. Результаты экспериментальных исследований по оценке точности измерения критической частоты световых мельканий.

4.4. Результаты экспериментальных исследований по определению дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий.

4.5. Результаты экспериментальных исследований по сравнительному анализу методов критической частоты световых мельканий и дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий.

4.6. Построение моделей зрительных функций на основе экспериментальных данных.

4.7. Результаты апробации метода дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий.

4.8. Выводы.

Зрительная система - одна из важнейших сенсорных систем организма человека, участвующих в процессе отображения окружающего мира. Исследованиям зрительной системы посвящено большое количество работ в области сенсорной физиологии, нейрофизиологии, офтальмологии и офтал ьмоэргономики.

При исследовании функционального состояния зрительного анализатора (ЗА) различают ряд зрительных функций, аналитический обзор которых приведен в главе 1 диссертационной работы. В связи с широким внедрением информационных технологий в трудовую и повседневную деятельность человека особую значимость приобретают такие характеристики зрения, как временная и частотная разрешающая способность. Частота смены информации на устройствах ее отображения, объем выводимой информации должны соответствовать функциональным возможностям ЗА.

При несоответствии информационной нагрузки функциональному состоянию ЗА возникает зрительное утомление, снижение работоспособности и производительности труда, увеличивается вероятность ошибок.

Исходя из этого, разработка методов и устройств вычислительной техники (ВТ) для исследования функционального состояния ЗА, определения его временных и частотных параметров с целью контроля в процессе трудовой деятельности, при занятиях физической культурой и спортом, является важной н актуальной задачей и имеет большое теоретическое и практическое значение.

Известны многочисленные работы в области исследования зрительной системы, ее функций и параметров, ряд авторских свидетельств СССР и патентов, методов и методик, инструментальных средств их реализации. Исследованию временных и частотных параметров посвящены работы

Э.С. Аветисова, А.И. Богословского, В. В. Волкова, В.Д. Глезера, М.В. Зуевой, С. В. Кравкова, Ю.Г. Кратина, А.В. Луизова, Н.Ф. Подвигина, Ю.З. Розенблюма, Е.Н. Семеновской, Е.Е. Сомова, А.Я. Супина, A.M. Шамшиновой, И.А. Шевелева, Ю. Е. Шелепина и других авторов.

Анализ известных методов и средств измерения функций и параметров f зрительной системы выполнен в подразделе 1.5 диссертационной работы.

Анализ литературных источников показал, что одним из параметров, характеризующих временную разрешающую способность зрения, является критическая частота световых мельканий (КЧСМ), то есть частота световых мельканий, при которой достигается субъективное ощущение их слияния.

Частотная разрешающая способность характеризуется пространственной контрастной чувствительностью, которая определяет ij, минимальный контраст, необходимый для обнаружения изображений различных размеров. Она отражает зависимость порогового контраста от пространственной частоты стимула. При этом под пространственной частотой понимается число периодов распределения яркости на один градус поля зрения. Пространственная частота используется для исследования полосы пропускания рецептивных полей нейронов и пространственно-частотных фильтров зрительной системы.

Анализ показал, что для исследования частотно-временных параметров зрительной системы используются электрофизиологические и психофизиологические методы. Электрофизиологические методы достаточно трудоемки, проводятся в лабораторных условиях, отличаются сложностью физиологической интерпретации результатов измерений, отсутствует простой и комфортный для испытуемого метод исследования в условиях повседневной деятельности.

Одним из широко известных психофизиологических методов исследования зрения является КЧСМ. Из литературных источников известно, (*т что изменение КЧСМ при воздействии внешних факторов не превышает

1-3 Гц, что приводит к необходимости повышения точности измерений.

Проблема обеспечения точности измерений КЧСМ рассмотрена в работах Н.Ю. Гарайбеха, И.М. Логай, И.В. Петухова, В.В. Роженцова, Э.П. Шайтора, но в методологическом плане оценка точности измерения КЧСМ не осуществлена.

Цель работы. Целью диссертационной работы является развитие методов и создание устройств ВТ, обеспечивающих повышение точности измерения частотно-временных параметров зрительной системы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующий ряд взаимосвязанных частных задач:

- выполнить анализ существующих методов исследования зрительных функций человека;

- разработать модель критической частоты световых мельканий;

- разработать метод определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий,

- разработать модель дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- разработать метод определения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- разработать методику определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий и методики измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- разработать устройства ВТ для определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий, измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий и аппаратно-программные средства для автоматизации измерений дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- провести экспериментальные исследования по определению оценки точности измерения критической частоты световых мельканий и измерению дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- провести сравнительный анализ точности измерения критической частоты световых мельканий и дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий.

Для решения обозначенных задач в диссертационной работе использовались аналитические методы, аппарат теории электрических цепей, математической статистики, численные методы, методы алгоритмизации, прикладные программы.

В процессе решения вышеперечисленных задач в диссертационной работе получены новые научные результаты:

- предложена модель критической частоты световых мельканий в виде фильтра нижних частот;

- впервые разработан метод определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий, защищенный патентом РФ на изобретение;

- предложена модель дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий в виде полосового фильтра;

- впервые разработан метод определения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий, реализуемый тремя способами: с непрерывным изменением частоты световых мельканий, с поочередным формированием начальной и инкрементной или декрементной частот световых мельканий, с поочередным формированием инкрементной и декрементной частот световых мельканий. Способы защищены тремя патентами РФ на изобретение, первый из них не имеет аналогов и прототипа, второй не имеет прототипа;

- разработаны методика определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий и методики измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- по результатам экспериментальных исследований установлено, что способ определения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий с поочередным формированием инкрементной и декрементной частот световых мельканий имеет большую точность по сравнению с двумя другими способами, а точность измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий выше точности измерения критической частоты световых мельканий;

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:

- разработаны и внедрены опытные экземпляры устройств ВТ для определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий ИКЧСМ-Т, измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий - ИДЧСМ-1, ИДЧСМ-2, ИДЧСМ-3, практическая ценность которых подтверждена тремя патентами РФ на изобретение;

- разработаны и внедрены аппаратно-программные средства для автоматизации измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий. На программные средства получено свидетельство РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Результаты проведенных исследований использованы:

- при выполнении договора о научно-техническом содружестве от 30.05.1996 г., заключенном между МарГТУ и Марийским государственным педагогическим институтом (г. Йошкар-Ола);

- при выполнении договора о научно-техническом содружестве от 24.02.2000 г., заключенном между МарГТУ и ОАО «Биомашприбор» (г. Йошкар-Ола);

- при выполнении договора о научно-техническом содружестве от 21.01.2003 г., заключенном между МарГТУ и Казанским государственным медицинским университетом (г. Казань);

- при выполнении договора о научно-техническом содружестве от 28.01.2003 г., заключенном между МарГТУ и Московским НИИ глазных болезней им. Гельмгольца (г. Москва);

- при выполнении госбюджетной НИР «Методы и средства исследования функционального состояния зрительной системы и организма человека» в Марийском государственном техническом университете (МарГТУ), номер госрегистрации № 01.2.00306970;

- результаты проведенных исследований используются в учебном процессе специальности 220500 «Конструирование и технология электронно-вычислительных средств» кафедрой «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств» МарГТУ при курсовом проектировании по дисциплине ОПД.Ф.Ю «Схемотехника электронных средств» и проведении занятий по дисциплине ФТД.01 «Учебная научно-исследовательская работа студентов».

Использование результатов диссертационной работы при выполнении договоров и в учебном процессе подтверждается актами об использовании.

По результатам выполнения диссертационной работы сформулированы научные положения, выносимые на защиту:

- модель критической частоты световых мельканий в виде фильтра нижних частот и модель дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий в виде полосового фильтра;

- метод определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий;

- метод определения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий, реализуемый тремя способами;

- методика определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий и методики измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- структура устройств ВТ для определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий и измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий.

С целью апробации основные результаты исследований докладывались и обсуждались на:

- республиканской научно-практической конференции «Интеллектуальные системы и информационные технологии», г. Казань, 2001 г.;

- Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии дополнительного профессионального образования в сфере физической культуры, спорта и туризма / Инновационные аспекты совершенствования подготовки спортсменов», г. Москва, 2002 г.;

- научно-технической конференции «Тренажерные технологии и симуляторы - 2002», г. Санкт-Петербург, 2002 г.;

- III международной научно-практической конференции «Современная техника и технологии в медицине и биологии», г. Новочеркасск, 2002 г.;

- III международной научно-практической конференции «Моделирование. Теория, методы и средства», г. Новочеркасск, 2003 г.;

- международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2004», г. Мурманск, 2004 г.;

- IV международной научно-практической конференции «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения», г. Новочеркасск, 2004 г.;

- международном конгрессе «Здоровье, обучение, воспитание детей и молодежи в XXI веке», г. Москва, 2004 г.;

- на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Марийского государственного технического университета (2000 - 2004 г.г.).

Основное содержание диссертационной работы отражено в 21 публикации, из них 7 патентов РФ на изобретение, 3 свидетельства РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программ для ЭВМ, 3 статьи, одна из которых опубликована в рецензируемом научно-техническом журнале, две другие — в сборниках научных статей, 8 работ в материалах и трудах конференций.

Личный вклад автора состоит в следующем:

- выполнен анализ существующих методов исследования зрительных функций человека;

- выполнен анализ существующих моделей зрительного анализатора, критической частоты световых мельканий, предложены модель критической частоты световых мельканий в виде фильтра нижних частот и модель дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий в виде полосового фильтра, выполнена корректировка алгоритмов и отладка программ построения моделей;

- разработаны метод определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий и метод определения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий, реализуемый тремя способами;

-разработаны методика определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий и методики измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- разработаны структурные схемы устройств ВТ для определения оценки точности измерения критической частоты световых мельканий и измерения дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий, аппаратно-программные средства для автоматизации измерений дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий;

- проведены экспериментальные исследования, статистическая обработка и анализ данных, сделаны выводы.

Роженцовым Валерием Витальевичем были поставлены задачи исследований, сформулированы требования к моделям, методикам проведения измерений, структуре устройств, аппаратно-программным средствам.

Полевщиковым М.М. и Ситдиковой И.Д. осуществлялось методическое руководство апробацией метода дифференциальной чувствительности к частоте световых мельканий в научных исследованиях по определению функционального состояния организма человека и зрительного утомления.

Соавторами публикаций оказана помощь в проведении экспериментальных исследований по определению оценки точности измерения критической частоты световых мельканий (И.В. Петухов), зрительного утомления (М.В. Карпова, М.В. Малеев), разработке программного обеспечения (O.JL Егошин, М.А. Лапин, А.В. Новиков, С.В. Фокин).

Структура диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 163 машинописных страницах и содержит введение, четыре главы основного текста, заключение, список использованной литературы из 197 наименований и приложения. Иллюстративный материал содержит 26 рисунков и 7 таблиц.

4.8. Выводы

1. Разработаны методика определения оценки точности измерения КЧСМ и методики измерения ДЧСМ.

2. Разработаны аппаратно-программные средства, позволяющие автоматизировать измерения ДЧСМ и провести сравнительное исследование по измерению частотно-временных параметров зрительной системы - КЧСМ и ДЧСМ.

3. Выполнены экспериментальные исследования по определению оценки точности измерения КЧСМ в группе из 30 испытуемых, которые показали, что методическая точность определения КЧСМ находится в пределах от 0,7 до 1,3 Гц. Исходя из результатов проведенного исследования рекомендован шаг дискретизации при измерении критической частоты световых мельканий, равный 0,5 Гц.

4. Проведены экспериментальные исследования с использованием разработанных методик и опытных экземпляров устройств по определению ДЧСМ по трем разработанным способам в группе из 15 испытуемых. По результатам анализа полученных экспериментальных данных для проведения исследований ДЧСМ рекомендован к использованию третий способ — с поочередным формированием инкрементной и декрементной частот световых мельканий, как обеспечивающий более высокую точность измерений.

5. Выполнены экспериментальные исследования по определению КЧСМ и ДЧСМ в группе из 15 испытуемых. Сравнительный анализ точности результатов измерений КЧСМ и ДЧСМ показал, что точность метода ДЧСМ выше точности метода КЧСМ.

6. На основе полученных экспериментальных данных построены модели фильтров, отображающих функции КЧСМ и ДЧСМ, проведен анализ точности аппроксимации линейного участка спада полиномами Чебышева и Баттерворта. Анализ результатов расчета оценок 8 показал, что модель КЧСМ лучшим образом аппроксимируется полиномами Чебышева, а модель ДЧСМ - полиномами Баттерворта.

7. Исследования, проведенные на кафедре гигиены и медицины труда Казанского государственного медицинского университета, показали, что

ДЧСМ является диагностическим параметром зрительного утомления человека и более достоверно, по сравнению с КЧСМ, характеризует степень зрительного утомления. Исследования, выполненные в лаборатории клинической физиологии зрения Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца, показали диагностические возможности ДЧСМ в выявлении функциональных изменений в сетчатке и вышележащих зрительных путях при травмах органа зрения. Кроме того, показатель ДЧСМ используется в исследованиях функционального состояния человека, которые выполняются на кафедре теоретических основ физического воспитания Марийского государственного педагогического института.

121

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ проблемы исследования временных и частотных параметров зрительной системы человека выявил значительное количество электрофизиологических и психофизиологических методов и инструментальных средств их определения. Электрофизиологические методы отличаются сложностью проведения исследований, необходимостью применения специального медицинского оборудования и сложностью физиологической интерпретации результатов измерений.

Актуальна проблема разработки новых психофизиологических методов и средств ВТ, обеспечивающих повышение точности измерения частотных и временных параметров зрительной системы человека.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе сформулированы задачи, решение которых позволило получить следующие основные научные и практические результаты:

1. Впервые разработан метод определения оценки точности измерения КЧСМ, защищенный патентом РФ на изобретение. По результатам экспериментальных исследований установлено, что среднее арифметическое оценки точности измерения КЧСМ в группе из 30 испытуемых составляет 1 Гц, поэтому рекомендуется шаг дискретного изменения частоты световых мельканий при измерении КЧСМ, равный 0,5 Гц.

2. Предложены модели КЧСМ в виде фильтра нижних частот и ДЧСМ в виде полосового фильтра. На программы построения моделей КЧСМ и ДЧСМ по экспериментальным данным получены свидетельства РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программ для ЭВМ.

3. Впервые разработан метод определения ДЧСМ тремя способами: с непрерывным изменением частоты световых мельканий, с поочередным формированием начальной и инкрементной или декрементной частот световых мельканий, с поочередным формированием инкрементной и декрементной частот световых мельканий. Способы защищены тремя патентами РФ на изобретение, первый из них не имеет аналогов и прототипа, второй не имеет прототипа. По результатам экспериментальных исследований точности измерения ДЧСМ по разработанным способам в группе из 15 испытуемых установлено, что способ с поочередным формированием инкрементной и декрементной частот световых мельканий отличается большей точностью, поэтому рекомендуется для измерения ДЧСМ. По критерию точности рекомендуется измерять показатель ДЧСМ относительно начальных частот в диапазоне от 5 до 10 Гц. Среднее значение ДЧСМ, полученное в группе из 15 испытуемых относительно начальной частоты 10 Гц, оцениваемое медианой, составляет 1,4 Гц.

4. Разработаны методика определения оценки точности измерения КЧСМ и методики измерения ДЧСМ.

5. Разработаны и внедрены опытные экземпляры устройств ВТ для определения оценки точности измерения КЧСМ и измерения ДЧСМ. Устройства ИКЧСМ-Т, ИДЧСМ-1 и ИДЧСМ-3 защищены патентами РФ на изобретение. Разработаны и внедрены аппаратно-программные средства, позволяющие автоматизировать измерения ДЧСМ. На программное обеспечение получено свидетельство РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ.

6. Выполнен сравнительный анализ точности измерения КЧСМ и ДЧСМ. По результатам экспериментальных исследований в группе из 15 испытуемых установлено, что точность измерения ДЧСМ в диапазоне начальных частот световых мельканий от 5 до 35 Гц в худшем случае на 50% выше точности измерения КЧСМ.

Результаты диссертационной работы используются для определения степени зрительного утомления на кафедре медицины и гигиены труда в Казанском государственном медицинском университете, функциональных изменений зрительного анализатора при посттравматической патологии в лаборатории клинической физиологии Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца, функционального состояния человека на кафедре теоретических основ физического воспитания Марийского государственного педагогического института, при выполнении договора о научно-техническом содружестве, заключенном между Марийским государственным техническим университетом и ОАО «Биомашприбор», в учебном процессе Марийского государственного технического университета. Практическое использование результатов диссертационной работы подтверждает достоверность основных научных и практических результатов.

Результаты диссертационного исследования могут представлять интерес в офтальмологии, офтальмоэргономике, а также в физиологии и медицине труда для определения степени зрительного утомления в процессе трудовой деятельности, в спортивной медицине для определения функционального состояния при занятиях физической культурой и спортом.

1. Грюссер, О.-Й. Зрение / О.-Й. Грюссер, У. Грюссер-Корнельс // Физиология человека. В 3-х томах. Т1. Пер. с англ. / Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. - С. 235-276.

2. Глезер, В. Д. Зрение и мышление / В.Д. Глезер. 2-е изд., испр. и доп. - СПб.: Наука, 1993. - 284 с.

3. Сомов, Е.Е. Методы офтальмоэргономики / Е.Е. Сомов. Л.: Наука, 1989.-157 с.

4. Психофизиологические исследования функционального состояния человека-оператора: Сб. статей / Отв. ред. М.В. Фролов. М.: Наука, 1993. -110с.

5. Аветисов, Э.С. Как уберечь зрение / Э.С. Аветисов. М.: ГЭОТАР1. МЕДИЦИНА, 2000. 118 с.

6. Многотомное руководство по глазным болезням: В 5 т. Т. 1. Кн. 1. История офтальмологии. Анатомия и физиология органа зрения. Оптическая система глаза и рефракция. — М.: Медгиз, 1962. 519 с.

7. Островский, М.А. Механизмы фоторецепции позвоночных / М.А. Островский, В.И. Говардовский // Физиология зрения. М.: Наука, 1992.-С. 5-59.

8. Густов, А.В. Практическая нейроофтальмология / А.В. Густов, К.И. Сигрианский, Ж.П. Столярова. В 2-х т. Т.1. - Н.Новгород: НГМА, 2000. -264 с.

9. Вызов, А.Л. Нейрофизиология сетчатки / А.Л. Вызов // Физиология зрения.-М.: Наука, 1992.-С. 115-162.

10. Подвигин, Н.Ф. Элементы структурно-функциональной организации зрительно-глазодвигательной системы / Н.Ф. Подвигин, Ф.Н. Макаров, Ю.Е. Шелепин. Л.: Наука, 1986. - 252 с.

11. Куффлер, С. От нейрона к мозгу / С. Куфлер, Дж. Николе. — М.: Мир, 1979-440 с.

12. Хьюбел, Д. Глаз, мозг, зрение / Д. Хьюбел. М.: Мир, 1990. - 297 с.

13. Физиология сенсорных систем / Под ред. А.С. Батуева. — М.: Медицина, 1976.-400 с.

14. Супин, А.Я. Нейрофизиология зрения млекопитающих / А .Я. Супин. М.: Наука, 1981. - 251 с.

15. Hubel, D.H. Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat's visual cortex / D.H. Hubel, T.N. Wiesel // J. Physiology. -1962.-Vol. 160.-P. 106.

16. De Valois, R.L. The orientation and direction selectivity of cells in Macaque visual cortex / R.L. De Valois, E.W. Yund, N. Hepler // Vision Res. — 1982.-Vol. 22.-P. 531.

17. Sillito, A.M. Visual cortical mechanisms detecting focal orientation discontinuities / A.M. Sillito, K.L. Grieve, H.E. Jones et al. // Nature. 1995. -Vol. 378.-P. 492.

18. Watt, R.J. The primal sketch in human vision / R.J. Watt // Al and the Eye. -N.Y.: John Wiley et sons, 1990. P. 147.

19. Семеновская, E.H. Электрофизиологические исследования в офтальмологии / E.H. Семеновская. М.: Медгиз, 1963. - 279 с.

20. Кравков, С. В. Глаз и его работа. Психофизиология зрения, гигиена освещения / С.В. Кравков. 4-е изд., перераб. и доп. - M.-JL: Изд-во АН СССР, 1950.-531 с.

21. Вартанян, И.А. Физиология сенсорных систем: Руководство / Серия «Мир медицины» / И.А. Вартанян. — СПб.: Лань, 1999. — 224 с.

22. Шамшинова, A.M. Функциональные методы исследования в офтальмологии / A.M. Шамшинова, В.В.Волков. М.: Медицина, 1999. -416с.

23. Ковалевский, Е.И. Офтальмология: Учебник. -М.: Медицина, 1995. -480 с.

24. Богословский, А.И. Зрение / А.И. Богословский, В.В. Волков, Ю.Г. Григорьев и др. // Большая медицинская энциклопедия / Гл. ред. Б.В. Петровский 3 изд. - В 30-ти т. — М.: Советская энциклопедия, 1978. — Т. 8.-С. 479-485.

25. Луизов, А.В. Глаз и свет / А.В. Луизов. Л.: Энергия, 1983. - 140 с.

26. Роженцов, В.В. Устройства для измерения критической частоты световых мельканий с использованием линейно-точечного источника света: Дис. канд. тех. наук: 05.13.05 / В.В. Роженцов. -Йошкар-Ола, 1999. 148 с.

27. Петухов, И.В. Методы и устройства для измерения временных параметров зрительного восприятия человека: Дис. канд. тех. наук: 05.13.05 / И.В. Петухов. Йошкар-Ола, 2003. - 176 с.

28. McKee, S. Improvement in vernier acuity with practice / S. McKee, G. Westheimer // Perception and Psychophys. 1978. - Vol.24, №3. -P. 258-262.

29. Fiorentini, A. Perceptual learning specific for orientation and spatial frequency / A. Fiorentin, N. Berardi // Nature. 1980. - Vol. 287. - P. 43-44.

30. Dorais, A. Contrast masking effects change with practice / A. Dorais, D. Sagi//Vision Research. 1997.-Vol. 37.-P. 1725-1733.

31. Невская, А.А. Асимметрия полушарий и опознание зрительных образов / А.А. Невская, Л.И. Леушина. Л.: Наука, 1990. - 152 с.

32. Бондарко, В.М. Изменение контрастных порогов обнаружения узкой полосы в процессе тренировки / В.М. Бондарко, В.Е. Гаузельман, В.Н. Чихман // Сенсорные системы. 1999. - Т. 13, № 3. - С. 189-194.

33. Ларюхина, Г.М. Светоощущение / Г.М. Ларюхина // Большая медицинская энциклопедия / Гл. ред. Б.В. Петровский 3 изд. - В 30-ти т. — М.: Советская энциклопедия, 1984. - Т. 23. - С. 20-21.

34. Alpern, V. The kinetics of cone visual pigments in man / V. Alpern // Vis. Res. 1971.-Vol. 11.-P. 539.

35. Hart, W.M. Visual adaptation / W.M. Hart // Adler's Physiology of the Eye. Clinical application. St. Louis: Mosby Co., 1987. - P. 389-414.

36. Яковлев-Будников, А.А. Цветовое зрение / А.А. Яковлев-Будников // Большая медицинская энциклопедия / Гл. ред. Б.В. Петровский — 3 изд. — В 30-ти т. -М.: Советская энциклопедия, 1986. Т. 27. - С. 146-148.

37. Цветовое зрение человека (Колориметрические, офтальмоэргономические и клинические аспекты) / МНИИГБ им. Гельмгольца. М., 1993. - 63 с.

38. Mollon, J.D. Seeing color / J.D. Mollon // Color: art and science / Ed. T. Lamb and J. Bourrian. Cambridge University Press, 1995. — 230 p.

39. Современная офтальмология: руководство для врачей / Под ред.

40. B.Ф. Даниличева. СПб.: Питер, 2000. - 672 с.

41. Шелепин, Ю.Е. Визоконтрастометрия: Измерение пространственных передаточных функций зрительной системы / Ю.Е. Шелепин, JI.H. Колесникова, Ю.И. Левкович. — Л.: Наука, 1985. 103 с.

42. Кемпбел, Ф.В. Возможности фовеолы в различении объектов / Ф.В. Кемпбел, Ю.Е. Шелепин // Сенсорные системы. — 1990. Т. 4, № 2. —1. C. 181-185.

43. Campbell, F.W. Psychophysical measurments of the intercone separation and object recognition in the human foveola / F.W. Campbell, Y.E. Shelepin, N.N.Pavlov, et al. // Ophthalmol. Physiol. Optic. 1992. - Vol. 12, № 1. -P. 101-102.

44. Бондарко, B.M. Пространственное зрение / B.M. Бондарко, М.В. Данилова, Н.Н. Красильников и др. СПб.: Наука, 1999. - 218 с.

45. Шелепин, Ю.Е. Разрешающая способность и дискретизация изображений в зрительной системе / Ю.Е. Шелепин, В.М. Бондарко // Рос. физиолог, журн. им. И.М. Сеченова. 2002. - Т. 88, № 9. - С. 1116-1132.

46. Rovamo, J. Critical flicker frequency and M-scaling of stimulus size and retinal illuminance / J. Rovamo, A. Raninen // Vision Res. 1984. - Vol.24, № 10.-P. 1127-1131.

47. Williams, R.A. Flicker detection in the albino rat following light — induced retinal damage / R.A. Williams, C.H. Pollitz, J.C. Smith et al. // Physiol, and Behav. 1985. - Vol. 34, № 2. - P. 259-266.

48. Raninen, A. Critical flicker frequency as a friction of eccentricity in human rod and cone vision / A. Raninen, J. Rovamo // Acta physiol. scand. — 1985. Vol. 124 (Suppl), № 542. - P. 252.

49. Raninen, A. Perimetry of critical flicker frequency in human rod and cone vision / A. Raninen, J. Rovamo // Vision Res. 1986. - Vol. 26, № 8. -P. 1249-1255.

50. Аветисов, Э.С. Бинокулярное зрение: клинические методы исследования и восстановления / Э.С. Аветисов, Т.П. Кащенко // Клиническая физиология зрения: Сборник трудов МНИИГБ им. Гельмгольца. М.: Руссомед, 1993. - С. 199-209.

51. Bishop, P.O. Binocular vision. In Adler's Physiology of the Eye / P.O. Bishop; Ed. Moses and Hart. St. Louis: Mosby Co., 1987. - P. 619-689.

52. Simons, K.A. A comparison of the Frisby, Random-Dot E., TNO and Randot circles stereotests in screening and office use / K.A. Simons // Arch. Ophthalmol. 1981. - Vol. 99. - P. 446.

53. Heckenlively, J.R. The evolving role of visual electrodiagnostics / J.R. Heckenlively // Brit. J. Ophthalmol. 1993. - Vol. 77, № 7. - P. 397-398.

54. Богословский, А.И. Электрический фосфен в офтальмологии / А.И. Богословский, Н.А. Ковальчук // Офтальмологическаяэлектродиагностика. М., 1980.-С. 150-166.

55. Carr, R.E. Electrodiagnostic testing of the visual system: a clinical guide / R.E.Carr, I.M. Siegel. Philadelphia: Davis, 1990. - 252 p.

56. Sieving, P.A. Photopic on- and off-pathway abnormalities in retinal dystrophies // Trans. Amer. Ophthalmol. Soc. 1993. - Vol. 91. - P. 701-773.

57. Зуева, M.B. Методика регистрации ритмической ЭРГ и перспективы ее развития в клинике глазных болезней / М.В. Зуева, И.В. Цапенко // Клиническая физиология зрения: Сборник трудов МНИИГБ им. Гельмгольца.-М.: Руссомед, 1993.-С. 83-101.

58. Funkhauser, A. Adaptation of a fundus camera permiting complex stimulation and observation in the visible and the infrared / A. Funkhauser, G. Niemeyer // Docum. Ophthalmol. Proceed. Ser. 1982. - Vol. 32. - P. 53-56.

59. Clinical evaluation of multifocal electroretinogram / M. Kondo, Y. Miyake, M. Horiguchi, et al. // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1995. - Vol. 36, № 10.-P. 2146-2151.

60. Biersdorf, W.R. The clinical utility of the foveal electroretinogram: A review / W.R. Biersdorf// Doc. Ophthalmol. 1990. - Vol. 73. - P. 313-325.

61. Шамшинова, A.M. Электроретинография в клинике глазных болезней / A.M. Шамшинова // Клиническая физиология зрения: Сборник трудов МНИИГБ им. Гельмгольца. М.: Руссомед, 1993. - С. 57-82.

62. Arden, G.B. Electroretinograms evoked in man by local uniform of pattern stimulation / G.B. Arden, P.P.T. Vaegan // J. Physiol. 1983. - Vol.341. -P. 85-104

63. Ikeda, H. Electrodiagnosis of the primary afferent visual system. Past, present, future / H. Ikeda // Zdrav. Vestn. 1993. - Vol. 62, Suppl. 1. - P. 57-65.

64. Методы и устройства для оценки функционального состояния и уровня работоспособности человека-оператора / В.Г. Волков, В.М. Машкова. -М.: Наука, 1993.-208 с.

65. Шпак, А.А. Исследование зрительных вызванных потенциалов в офтальмологии и офтальмохирургии / А.А. Шпак. М.: МНТК «Микрохирургия глаза», 1993. - 192 с.

66. Федотчев, А.И. Динамические характеристики резонансных ЭЭГ-реакций человека на ритмическую фотостимуляцию / А.И. Федотчев, А.Т. Бондарь, И.Г. Акоев // Физиология человека. 2000. - Т. 26, № 2. — С. 64-72.

67. Шамшинова, A.M. Возможности компьютерной обработки результатов исследования зрительной системы / A.M. Шамшинова, Л.И. Нестерюк, С.Н. Ендриховский // Вестн. Офтальмол. 1992. - № 2. -С. 29-35.

68. Эскин, В.Я. Клиническая электроокулография / В.Я. Эскин, О.И. Щербатова, Р.А. Толмачев // Клиническая физиология зрения: Сборник трудов МНИИГБ им. Гельмгольца. М.: Руссомед, 1993. - С. 130-145.

69. Митькин, А.А. Электроокулография в инженерно-психологических исследованиях / А.А. Митькин. М.: Наука, 1974. - 133 с.

70. Gilem, Н. Das Electrooculogramm / Н/ Gilem. Leipzig: Thieme, 1971. -106 s.

71. Arden, G.B. New clinical test of retinal function based upon the standing potential of the eye / G.B. Arden, A. Barrada, G.H. Kelsey // Brit. J. Ophthalmol. -1962. Vol. 46. - P.449-467.

72. Visual electrodiagnostics: a guide to procedures. Nottingham: ISCEV Publications, 1995. - 13 p.

73. D. van Norren. The technical limitations of clinical electro-retinography / D. van Norren // Docum. Ophthalmologics 1982. - Vol. 31. - P. 3-12.

74. Батуев, А.С. Введение в физиологию сенсорных систем: Учеб. пособие для студентов биолог, спец. ун-тов / А.С. Батуев, Г.А. Кулик. — М.: Высш. школа, 1983. 247 с.

75. Забродин, Ю.М. Психофизиология и психофизика / Ю.М. Забродин, А.Н. Лебедев. М.: Наука, 1977. - 288 с.

76. Робинсон, Дж. Г. Психофизические методы / Дж. Г. Робинсон // Психологическая энциклопедия / Под ред. Р. Корсини, А. Ауэрбаха. — 2-е изд. -СПб.: Питер, 2003.-С. 712-713.

77. Лупандин, В.И. Психофизическое шкалирование / В.И. Лупандин. — Свердловск: Изд-во Уральского ун-та, 1989. — 240 с.

78. Ратанова, Т.А. Субъективное шкалирование и объективные физиологические реакции человека / Т.А. Ратанова,- М.: Педагогика, 1990. -352 с.

79. Бардин, К.В. Проблема порогов чувствительности и психофизические методы / К.В. Бардин. М.: Наука, 1976. - 296 с.

80. Колбанов, В.В. Динамические характеристики зрительных функций / В.В. Колбанов, В.И. Медведев // Физиология человека. 1979. -Т. 5, №4.-С. 687-693.

81. Сомов, Е.Е. Введение в клиническую офтальмологию / Е.Е. Сомов. СПб.: Петербург, пед. ин-т, 1993. - 198 с.

82. Немцеев, Г.И. Актуальные вопросы современной клинической периметрии / Г.И. Немцеев // Клиническая физиология зрения: Сб. науч. трудов МНИИГБ им. Гельмгольца. М.: Руссомед, 1993. - С. 277-295.

83. Aulhorn, E. Einfache perimetrische Methoden fur die Erfassung der glaucomatosen Fruhaus falle / E. Aulhorn // Glaucoma. Wursburg, 1974. — S. 117-130.

84. Шамшинова, A.M. Цветовая кампиметрия новый метод исследования функций зрительного анализатора / A.M. Шамшинова, С.Н. Ендриховский, В.П. Еричев и др. // Глаукома: Сб. науч. трудов МНИИГБ им. Гельмгольца. - М., 1994. - С. 26-36.

85. Arden, G.B. Electroretinograms evoked in man by local uniform of pattern stimulation / G.B.Arden, P.P.T. Vaegan // J.Physiol. 1983. - Vol. 341. -P. 85-104.

86. Волков, В.В. Частотно-контрастные характеристики и острота зрения в офтальмологической практике / В.В. Волков, JI.H. Колесникова, Ю.Е. Шелепин // Офтальмол. журн. 1983. - № 3. - С.148-151.

87. Волков, В.В. Методика клинической визоконтрастометрии / В.В. Волков, JI.H. Колесникова, Ю.Е. Шелепин // Вестник офтальмол. — 1983. -№ 3. — С.59-61.

88. Волков, В.В. Показатели визо- и рефрактометрии в оценке зрительной работоспособности / В.В. Волков // Офтальмол. журн. — 1986. — № 8. С.455-458.

89. Симакова, И.Л. Визоконтрастометрия как один из диагностических критериев в раннем выявлении глаукомы и в оценке стабилизации глаукоматозного процесса / И.Л. Симакова // Вест. Офтальмол. 2002. — Т. 118, № 3. - С.7-9.

90. Даниличев, В.Ф. Визоконтрастометрия как современный способ определения тяжести повреждений сетчатки / В.Ф. Даниличев, Ю.Е. Шелепин // Воен.-мед. журн. 1992. - № 3. - С.33-34.

91. Патент 2026008 РФ, МПК7 А 61 В 5/16. Устройство для исследования критической частоты слияния мельканий / В.В. Роженцов (РФ). Опубл. 10.01.95, Бюл. № 1.

92. Патент 2141253 РФ, МПК7 А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты световых мельканий / В.В. Роженцов (РФ). — Опубл. 20.11.99, Бюл. №32.

93. Патент 2204931 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Устройство для измерения критической частоты слияния световых мельканий / В.В. Роженцов (РФ). — Опубл. 27.05.2003, Бюл. № 15.

94. Роженцов, В.В. Исследование времени зрительного восприятия /

95. B.В. Роженцов, И.В. Петухов // Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах: Матер. III Междунар. науч.-прак. конф., г. Новочеркасск, 2002. — Новочеркасск. — 2002. — Ч. 2. —1. C. 6-8.

96. Костандов, Э.А. Принятие решения и «средний член» рефлекса по И.М. Сеченову / Э.А. Костандов, Ю.Л. Арзуманов, Т.Н. Важнова и др. // Физиология человека. 1979. - Т. 5, № 3. - С. 415-426.

97. Campbell, F.W. Application of Fourier analysis to the visibility of gratings / F.W.Campbell, J. Robson // J.Physiol. 1968. - Vol. 197, №3. -P. 551-561.

98. Blakemore, C.B. On the existence in the human visual system of neurons selectively sensitive to the orientation and size of retinal images / C.B. Blakemore, F.W. Campbell //J. Physiol. 1969. - Vol. 203, № 1. - P. 237-260.

99. Campbell, F.W. The transmission of spatial information through the visual system / F.W. Campbell // Neurosciences. Boston: MIT press, 1974. — P. 95-103.

100. Kelly, D.H. Adaptation effects on spatio-temporal sine-wave thresholds /

101. D.H. Kelly//Vision Res. 1972.-Vol. 12.-P. 89-101.

102. Hess, R.F. Temporal frequency discrimination in human vision: evidence for an additional mechanism in the low spatial and high temporal frequency region / R.F. Hess, G.T. Plant // Vision Res. 1985. - Vol. 25, № 10. -P. 1493-1500.

103. Carrasco, M. Visual space-time interactions: Effects of adapting to spatial frequencies on temporal sensitivity / M. Carrasco // Percept, and Psycho-phys. 1990. - Vol. 48, № 5. - P. 488-496.

104. Шевелев, И.А. Временная переработка сигналов в зрительной коре / И.А. Шевелев // Физиология человека. 1997. - Т. 23, № 2. - С. 68-79.

105. Зрительные пути и система активации мозга / Ю.Г. Кратин, Н.А. Зубкова, В.В.Лавров и др.; Под ред. Ю.Г. Кратина. — Л.: Наука, 1982. 156 с.

106. Супин, А.Я. Нейронные механизмы зрительного анализа /

107. A.Я. Супин. М.: Наука, 1974. - 192 с.

108. Жужгин, С.М. Лабильность зрительного анализатора как показатель функционального состояния человека / С.М. Жужгин, Т.М. Семешина // Физиология человека. 1991. - Т. 17, № 6. — С. 147-150.

109. ГОСТ 16263-70. ГСИ. Метрология. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1987. — 54 с.

110. Логай, И.М. К вопросу о точности офтальмологических измерений / И.М. Логай, В.Л. Пекелис, Г.Р. Лернер и др. // Офтальмол. журн. — 1990, №8.-С. 449-451.

111. Шайтор Э.П. Описание стандартной методики измерения критической частоты слияния мельканий / Э.П. Шайтор, А.И. Шабанов,

112. B.М. Ухин // Физиология человека. 1975. -Т. 1, № 3. - С. 570-572.

113. Гарайбех, Н.Ю. Средства нормализации состояния испытуемого при исследовании зрительной системы детей / Н.Ю. Гарайбех // Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы

114. Биомедсистемы-2000): Тез. докл. Всеросс. научн.-техн. конф. молод, ученых и специал. Рязань, 2000. — С. 61-62.

115. Макарова, Г.А. Практическое руководство для спортивных врачей / Г.А. Макарова. Краснодар: Кубанпечать, 2000. - 678 с.

116. Портных, Ю. И. Динамика показателей КЧСМ в зависимости от направленности тренировочной нагрузки / Ю.И. Портных, Ю.М. Макаров // Теория и практика физической культуры. — 1987. — № 1. С. 46-47.

117. Патент 2164779 РФ, МПК7 А 61 В 5/16, 3/06. Способ оценки критической частоты слияния световых мельканий / В.В. Роженцов (РФ). — Опубл. 10.04.2001, Бюл. № 10.

118. Патент 2164778 РФ, МПК7 А 61 В 5/16, 3/06. Способ оценки критической частоты слияния световых мельканий /В.В. Роженцов (РФ). -Опубл. 10.04.2001, Бюл. № 10.

119. Патент 2164777 РФ, МПК7 А 61 В 5/16, 3/06. Способ оценки критической частоты слияния световых мельканий /В.В. Роженцов (РФ). — Опубл. 10.04.2001, Бюл. № 10.

120. Аветисов, Э.С. Астенопия / Э.С. Аветисов // Большая медицинская энциклопедия / Гл. ред. Б.В. Петровский 3 изд. — В 30-ти т. - М.: Советская энциклопедия, 1975. -Т. 2.-С. 281-282.

121. Psychological and physiological correlates of work and fatique / Ed. by E. Simonson, P.S. Weiser. Springfield, 1976. - 445 p.

122. Медведев, В.И. Классификационные признаки зрительного утомления и методов его исследования / В.И. Медведев, В.В. Колбанов,

123. Е.Е. Сомов, В.И. Шостак // Проблемы создания и применения аппаратуры для массового исследования зрения и средств коррекции: Тез. докл. советско-франц. симп. М., 1980. - С. 28-29.

124. Агафонов, И.В. Офтальмоэргономические исследования и их значение в профессиональном отборе операторов современного листопрокатного производства: Автореф. дис.канд. мед. наук / И.В. Агафонов Ростов-на-Дону, 1998. - 22 с.

125. Охременко, О.Р. Особенности зрительного утомления, развивающегося в процессе выполнения прецизионных работ /

126. Р. Охременко // Офтальмологический журнал. 1989. - № 5. - С. 272-275.

127. Ситдикова, И.Д. О влиянии соединений фталевых кислот на функциональное состояние зрительного анализатора / И.Д. Ситдикова, Н.Х. Амиров, Н.А. Гайнутдинова // Материалы 3-го Съезда физиологов Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск, 1997. - С. 48-51.

128. Корнюшина, Т.А. Физиологические механизмы развития зрительного утомления при выполнении зрительно-напряженных работ / Т.А. Корнюшина//Вестник офтальмологии. 2000. - Т. 116, № 4. — С. 33-36.

129. Мещеряков, В.А. Методика автоматической тахистоскопии с обратной связью / В.А. Мещеряков, В.В Шабаев, И.А. Казановская // Физиология человека. 1977.-Т. 3,№3.-С. 549-552.

130. Многотомное руководство по глазным болезням: В 5-ти томах. Т.

131. Кн. 2. Методы исследования глаза и зрительных функций. Гигиена зрения и профессиональные заболевания глаза. Врачебно-трудовая экспертиза и трудоустройство слепых. М.: Медгиз, 1962. - 346 с.

132. Яковлев, А.А. Новое в клинической физиологии органа зрения /

133. A.А. Яковлев, Ю.З. Розенблюм // VI Всесоюзный съезд офтальмологов: Тез. докл. М., 1985. - Т. V. - С. 3-11.

134. Autzen, Т. The effect of learning and age on short-term fluctuation and mean sensitivity of automated static perimetry / T. Autzen, R. Work // Acta Ophthalmol (Copenh.). 1990. - Vol. 68, № 3. - P. 327-330.

135. Tandon, O.P. Visual evoked potential in rubber factory workers / O.P. Tandon, V. Kumar//Occup. Med.- 1997.-Vol. 47, № 1.-P. 11-14.

136. Розенблюм, Ю.З. Пути развития офтальмоэргономики / Ю.З. Розенблюм, А.А. Фейгин, Т.А. Корнюшина // Медицина труда и промышл. экология. — 2002. № 6. — С. 1-5.

137. Кисляков, Ю.Ю. Компьютерная методика диагностики и профилактики зрительного утомления у операторов персональных компьютеров / Ю.Ю. Кисляков, И.Г. Овечкин, С.Н. Пасечный и др. // Медицина труда и промышл. экология. 2002. - № 6. - С. 39-42.

138. Казарян, Э.Э. Причины и профилактика утомляемости зрительного анализатора у пользователей компьютерных видеодисплеев / Э.Э. Казарян,

139. B.Р. Мимиконян // Вестник офтальмологии. 2003. - №3. — С. 50-53.

140. Шостак, В.И. Зрительное утомление и его оценка / В.И. Шостак // Военно-медицинский журнал. 1979. - №5. - С. 43-45.

141. Середняков, В.Е. Методика определения ошибочности при оценке величины тест-объекта / В.Е. Середняков // Физиология человека. — 1988. — Т. 14, №2. С. 340-341.

142. Мойкин, Ю.В. Психофизиологические основы профилактики перенапряжения / Ю.В. Мойкин, А.И. Киколов, В.И. Тхоревский, JI.E. Милков. М.: Медицина, 1987. - 256 с.

143. Голубев, С.Ю. Влияние физических нагрузок на контрастную чувствительность / С.Ю. Голубев, Н.Н. Павлов // Физиология человека. — 1993.-Т. 19, № 1.-С. 169-171.

144. Wiemeyer, J. Flimmervershcmelzungsfrequenz. Ein multifaktorieller psychophysischer Indikator im Sport / J. Wiemeyer // ZPA: Z. Prakt. Augenheilk. und Augenarzt. Fortbild. 2001. - Vol. 22, № 11. - S. 426-432.

145. Болсунов, K.H. Метод и средства визоконтрастометрии для задач ранней диагностики нарушений зрения: Автореф. дисс.канд.техн.наук / К.Н. Болсунов. СПб., 1997. - 16 с.

146. Campbell, F. W. Orientational selectivity of the human visual system / F.W Campbell, J.J. Kulikowski // J.Physiol. 1966. - Vol.187, №2. -P. 437-445.

147. Campbell, F. W. The angular selectivity of visual cortical cells to moving gratings / F.W. Campbell, B.G. Cleland, G.F. Cooper et al. // J. Physiol. -1968.-Vol. 198, № 1.-P. 237-250.

148. Savoy, R. L. Low spatial frequencies and low number of cycles at low luminances / R.L. Savoy // Photogr. Sci. and Engineering. 1978. - Vol. 22, № 2. - P. 76-79.

149. Savoy, R. L. Visibility of low-spatial-frequency sine-wave targets: Dependence of number of cycles / R.L. Savoy, J. McCann // J. Opt. Soc. Amer. -1975. Vol. 65, № 3. - P. 343-350.

150. Cohen, R. W. Applying psychophysics to display design / R.W. Cohen // Photogr. Sci. and Engineering. 1978. - Vol. 22, № 2. - P. 56-59.

151. Методы математической биологии. В 8 кн. Кн. 1. Общие методы анализа биологических систем: Учеб. пос. для вузов. — Киев: Вища школа, 1980.-240 с.

152. Кадыров, Х.К. Синтез математических моделей биологических и медицинских систем / Х.К. Кадыров, Ю.Г. Антомонов. — Киев: Наукова думка, 1974.-224 с.

153. Камилов, Х.М. Системный подход при исследовании зрительной системы / Х.М Камилов, X.А. Туракулов. Ташкент: Фан, 1990. - 104 с.

154. Линдсей, П. Переработка информации человеком (Введение в психологию) / П. Линдсей, Д.Норман. М.: Мир, 1974. — 550 с.

155. Белецкий, А.Ф. Теория линейных электрических цепей / А.Ф. Белецкий. М.: Радио и связь, 1986. - 544 с.

156. Карни, Ш. Теория цепей. Анализ и синтез / Ш. Карни. М.: Связь, 1973.-368 с.

157. Зернов, Н.В. Теория радиотехнических цепей / Н.В. Зернов, В .Г. Карпов. Л.: Энергия, 1972. - 816 с.

158. Зевеке, Г.В. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил и др. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 528 с.

159. Пейсахов, Н.М. Саморегуляция и типологические свойства нервной системы / Н.М. Пейсахов. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1974. -253 с.

160. Van Laethem, A. Comparabilite de differentes measures de la frequence critique de fusion visuelle / A. Van Laethem, G. Lories, J. Gaussin // Trav. hum. 1987. - Vol. 50, № 3. - P. 267-273.

161. Luczak A., Sobolewski A. Wyniki dlugookresowych observwacji progu krytycznej czectotliwosci-migotania swiatla (CFF) / A. Luczak, A. Sobolewski // Ergonomia.- 1995.-Vol. 18, №2.-P. 179-187.

162. Патент 2204932 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Способ оценки точности определения критической частоты световых мельканий /В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина, И.В. Петухов (РФ). Опубл. 27.05.2003, Бюл. № 15.

163. Патент 2195153 РФ, МПК7 А 61 В 3/00, 5/16. Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий / В.В.Роженцов, Т.А.Лежнина (РФ). Опубл. 27.12.2002, Бюл. № 36.

164. Патент 2209027 РФ, МПК7 А 61 В 3/ОО.Способ определения полосы пропускания пространственно-частотного канала зрительной системы / В.В.Роженцов, Т.А. Лежнина (РФ). Опубл. 27.07.2003, Бюл. №21.

165. Патент 2212182 РФ, МПК7 А 61 В 3/00.Способ определения полосы пропускания пространственно-частотного канала зрительнойсистемы / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина (РФ). Опубл. 20.09.2003, Бюл. №26.

166. Патент 2209029 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Способ определения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий /

167. В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина (РФ). Опубл. 27.07.2003, Бюл. №21.

168. Патент 2209028 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Способ определения полосы пропускания рецептивных полей нейронов зрительной системы / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина (РФ). Опубл. 27.07.2003, Бюл. №21.

169. Патент 2204931 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Устройство для измерения критической частоты слияния световых мельканий / В.В. Роженцов (РФ). -Опубл. 27.05.2003, Бюл. № 15.

170. Патент 2219821 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Устройство для измерения критической частоты световых мельканий / В.В. Роженцов (РФ). Опубл. 27.12.2003, Бюл. № 36.

171. Патент 2205596 РФ, МПК7 А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты световых мельканий / В.В. Роженцов, И.В. Петухов (РФ). Опубл. 10.06.2003, Бюл. № 16.

172. Приборы и комплексы для психофизиологических исследований. Исследования, разработка, применение. М.: ЗАО «ВНИИМП-ВИТА», 2002. - 228 с.

173. А. с. 1333307 СССР, МКИ4 А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / Г.Г. Баранов, Р.Г. Вагапов, Р.Ш. Марданов, М.Н. Шевцов (СССР). Опубл. 30.08.87, Бюл. № 32.

174. Патент 2223693 РФ, МПК7 А 61 В 5/16. Устройство для определения точности измерения критической частоты слияния мельканий / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина (РФ). Опубл. 20.02.2004, Бюл. № 5.

175. Патент 2204933 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Устройство для измерения ■-щ разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий /

176. В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина. Опубл. 27.05.2003, Бюл. № 15.

177. Патент 2237425 РФ, МПК7 А 61 В 3/00. Устройство для измерения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий / Т.А. Лежнина. Опубл. 10.10.2004, Бюл. № 28.

178. Ендриховский, С.Н. Время сенсомоторной реакции в исследовании зрительных функций / С.Н. Ендриховский // Клиническая физиология зрения: Сб. науч. трудов МНИИГБ им. Гельмгольца. М.: Руссомед, 1993. — С. 261-276.

179. Тароян, Н.А. Межполушарные функциональные отношения в процессе решения человеком зрительно-пространственной задачи / Н.А. Тароян, В.В. Мямлин, О.А. Генкина // Физиология человека. — 1992. — Т. 18, №2- С. 5-14.

180. Дженсен, А.Р. Время реакции / А.Р. Дженсен // Психологическая энциклопедия / Под ред. Р. Корсини, А. Ауэрбаха. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2003.-С. 96-99.

181. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М. Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов и др. — Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1976. -239 с.

182. Лежнина, Т.А. Оценка точности измерения критической частоты слияния мельканий / Т.А. Лежнина // Физическая культура, спорт и здоровье: Сборник научных статей. Йошкар-Ола, 2003. - С. 50-54.

183. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. — М.: Изд-во стандартов, 1986. 10 с.

184. Гланц, С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. — М.: Практика, 1999.-459 с.

185. Боровиков, В. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов / В.Боровиков. — СПб.: Питер, 2001. -656 с.

186. Айвазян, С.А. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное изд. / С.А. Айвазян, И.С. Енюков, Л.Д. Мешалкин. М.: Финансы и статистика, 1983. - 471 с.

187. Иванов, Ю.И. Статистическая обработка результатов медико-биологических исследований на микрокалькуляторах по программам / Ю.И. Иванов, О.Н. Погорелюк. -М.: Медицина, 1990. 224 с.

188. Роженцов, В.В. Исследование дифференциальной чувствительности зрения к частоте световых мельканий / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева. 2004. - № 1. - С. 19-22.

189. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 304 с.

190. Платонов, А.Е. Статистический анализ в медицине и биологии: задачи, терминология, логика, компьютерные методы / А.Е. Платонов,. М.: Изд-во РАМН, 2000. - 52 с.

191. Свидетельство №2003612115 РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программа определения дифференциальной чувствительности зрения к частоте световых мельканий / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина, А.В. Новиков (РФ). Опубл. 9.09.2003.

192. ГОСТ Р 8.563-96. Методики выполнения измерений. — М.: Изд-во стандартов, 1996. 20 с.

193. Лежнина, Т.А. Индивидуализация физической нагрузки с использованием методов КЧСМ и ДЧСМ / Т.А. Лежнина // Физическая культура, спорт, здоровье: Сб. науч. статей / Под ред. М.М. Полевщикова. -Йошкар-Ола: МГПИ, 2004. С. 34-38.

194. Свидетельство №2003611081 РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программа моделирования зрительной функции критической частоты слияния мельканий / В.В. Роженцов, Т.А. Лежнина, М.А. Лапин (РФ). Опубл. 7.05.2003.

195. Свидетельство №2004612020 РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программа моделирования дифференциальной чувствительности зрения к частоте световых мельканий /

196. Т.А. Лежнина, В.В. Роженцов, О.Л. Егошин, С.В. Фокин (РФ). Опубл. 3.09.2004.

197. Черноокова, В.А. Функциональные изменения парного глаза после тяжелой механической травмы / В.А. Черноокова, И.В. Цапенко, М.В. Зуева и др. // Материалы I конфер. офтальмологов Русского Севера, Вологда, 10-11 июня 2004 г. Вологда, 2004. - С. 92-93.