RU2736808C1

RU2736808C1 - Device for excitation and registration of corneal reflex

Info

Publication number: RU2736808C1
Application number: RU2020101539A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Кулаков
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2020-11-20

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to ophthalmology, neurology. Device for excitation and registration of a corneal reflex consists of an irritant source. Source of stimulation is a source of pulsed air supply in the form of an air chamber communicating with the external environment, wherein the air chamber has the form of a cone with an opening at the top of the cone, and the flexible membrane is the base of the cone, to which the non-magnetic rod is connected, passing through the solenoid and ending with the other side of the solenoid with a magnetic tip protruding from the solenoid. Device additionally comprises a recorder, a controller which controls the relay by moving the rod, simultaneously connected to the light-emitting diode, and the recorder is a video camera, the viewing angle of which captures the eye of the person being tested, a rod and a light-emitting diode. Device is configured to record a corneal reflex, which is a record of movement of the rod, LED illumination and eyelid movement of the eye of the person being tested, to determine latent time of the corneal reflex - from the beginning of supplying the air pulse to the subsequent flashing of the eye.

EFFECT: use of this invention will make it possible to increase accuracy of registration of a corneal reflex with the possibility of determining its characteristics.

1 cl, 2 ex, 3 dwg

Description

Устройство относится к медицине, а точнее к офтальмологии, нейрологии, а также к физиологии человека и животных.The device relates to medicine, or rather to ophthalmology, neurology, as well as to human and animal physiology.

Известен способ определения мигательного рефлекса (Л.А. Медведева, А.В. Сыровегин, Г.Н. Авакян, А.В. Гнездилов, О.И. Загорулько, Методология исследования мигательного рефлекса и его нормативные параметры / Журнал неврологии и психиатрии, 2011, т. 111, вып 1 с. 62-67). Для реализации этого способа используют электроды, из которых, стимулирующие, накладываю! на лобную поверхность над бровями, а другие электроды, отводящие, накладывают под глазами. От источника питания на стимулирующие электроды подают электрический импульс, а на отводящих электродах измеряют напряжение. В результате сокращения мышц происходи! смыкание век, и это вызывает появление на отводящих электродах изменений напряжения. Величина временного интервала между стимулирующим импульсом и ответной реакцией, определяющейся как начало изменений потенциала в ответ на стимулирование, называется латентным временем мигательного рефлекса.A known method for determining the blink reflex (L.A. Medvedeva, A.V. Syrovegin, G.N. Avakyan, A.V. Gnezdilov, O.I. Zagorulko, Methodology for the study of the blinking reflex and its normative parameters / Journal of Neurology and Psychiatry, 2011, vol. 111, issue 1 p. 62-67). To implement this method, electrodes are used, of which, stimulating, I apply! on the frontal surface above the eyebrows, and other diverting electrodes are applied under the eyes. An electrical impulse is applied to the stimulating electrodes from the power source, and the voltage is measured at the discharge electrodes. As a result, muscle contractions occur! closing of the eyelids, and this causes voltage changes on the lead electrodes. The length of the time interval between the stimulating impulse and the response, which is defined as the onset of potential changes in response to stimulation, is called the latent time of the blink reflex.

Устройство, реализующее способ, имеет ряд недостатков - высокая трудоемкость и значительные траты времени для проведения собственно измерения: необходимо 1) наложить электроды, 2) выбрать величин) стимулирующего сигнала, 3) провести измерения при закрытых глазах с целью убеждения, что система работает, и только потом проводить измерение, причем временной интервал между повторными измерениями должен быть не менее 10-20 секунд во избежание привыкания. Далее характер изменений напряжения на отводящих электродах имеет сложный вид в виде переменного сигнала, и поэтому в определении латентного времени есть неопределенность.The device that implements the method has a number of disadvantages - high labor intensity and significant waste of time for the actual measurement: it is necessary 1) to apply electrodes, 2) to select the values) of the stimulating signal, 3) to take measurements with closed eyes in order to make sure that the system is working, and only then carry out the measurement, and the time interval between repeated measurements should be at least 10-20 seconds in order to avoid addiction. Further, the nature of voltage changes at the lead electrodes has a complex form in the form of an alternating signal, and therefore there is uncertainty in determining the latent time.

Для сравнения с заявляемым изобретением выбрано устройство в виде мягкой бумажки или ваты и блока регистрации закрывания век (корнеального рефлекса). Определение корнеального или роговичного рефлекса осуществляют путем осторожного касания роговицы мягкой бумажкой или кусочком ваты (Большая медицинская энциклопедия, По; ред. акад. Б. В. Петровского / М, 1979, т. 11), в результате этого касания веки смыкаются. Наличие рефлекса определяют по наличию закрывания век.For comparison with the claimed invention, a device in the form of a soft piece of paper or cotton wool and a block for registering eyelid closure (corneal reflex) is selected. The determination of the corneal or corneal reflex is carried out by gently touching the cornea with a soft piece of paper or a piece of cotton wool (Great Medical Encyclopedia, Po; ed. Academician B.V. Petrovsky / M, 1979, vol. 11), as a result of this touch, the eyelids close. The presence of a reflex is determined by the presence of closing the eyelids.

Это устройство, имеет ряд недостатков. Во-первых, работа устройства не автоматизирована, т.е. зависит от исполняющего манипуляции человека. Во-вторых, оно позволяет говорить о наличии рефлекса без определения его характеристик, что бывает важно для диагностики заболевания.This device has several disadvantages. Firstly, the operation of the device is not automated; depends on the person performing the manipulation. Secondly, it allows us to talk about the presence of a reflex without determining its characteristics, which is important for diagnosing a disease.

Заявляемое устройство позволяет учесть вышеприведенные трудности. В результате его функционирования стимулируются непосредственно рецепторы, и наблюдается движение век.The claimed device makes it possible to take into account the above difficulties. As a result of its functioning, receptors are directly stimulated, and eyelid movement is observed.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении точности регистрации корнеального рефлекса с возможностью определения его характеристик, что бывает важно для диагностики заболевания.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to increase the accuracy of registration of the corneal reflex with the possibility of determining its characteristics, which is important for the diagnosis of the disease.

Технический результат достигается тем, что в устройстве возбуждения и регистрации корнеального рефлекса, состоящем из источника раздражения, новым является то, что источник раздражения представляет собой воздушную камеру, сообщающуюся с внешней средой, причем одна из стенок камеры - гибкая мембрана, к которой присоединен немагнитный шток, проходящий через соленоид и заканчивающийся с другой стороны соленоида магнитным наконечником, выступающим из соленоида, при этом устройство дополнительно содержит регистратор, контроллер, управляющий через реле движением штока, одновременно соединенный со светодиодом, а регистратор представляет собой видеокамеру, угол зрения которой захватывает глаз испытуемого, шток и светодиод, причем регистрация представляет собой запись движений штока, свечения светодиода и движения век глаза испытуемого, что позволяет соотносить между собой начало подачи воздушного импульса и последующее за этим мигание глаза.The technical result is achieved by the fact that in the device for excitation and registration of the corneal reflex, consisting of a source of irritation, it is new that the source of irritation is an air chamber communicating with the external environment, and one of the walls of the chamber is a flexible membrane to which a non-magnetic rod is attached passing through the solenoid and ending on the other side of the solenoid with a magnetic tip protruding from the solenoid, while the device additionally contains a recorder, a controller that controls the movement of the rod through a relay, simultaneously connected to the LED, and the recorder is a video camera, the angle of view of which captures the subject's eye, rod and light-emitting diode, and registration is a record of rod movements, LED glow and eyelid movements of the subject's eye, which makes it possible to correlate the beginning of the air pulse and the subsequent blinking of the eye.

В устройстве воздушная камера имеет вид конуса с отверстием на вершине конуса, а гибкая мембрана является основанием конуса, светодиод прикреплен к воздушной камере в поле видимости видеокамеры.In the device, the air chamber looks like a cone with a hole at the top of the cone, and the flexible membrane is the base of the cone, the LED is attached to the air chamber in the field of view of the video camera.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1.The essence of the invention is illustrated in FIG. 1.

Здесь: 1 - камера, 2 - шток, 3 - соленоид, 4 - реле, 5 - контроллер 6 - светодиод, 7 - видеокамера.Here: 1 - camera, 2 - rod, 3 - solenoid, 4 - relay, 5 - controller 6 - LED, 7 - video camera.

Устройство состоит из источника импульсной подачи воздуха, видеокамеры 7, а также устройства регулирования подачи воздуха. Источник импульсной подачи воздуха состоит из камеры 1, представляющей собой коническую емкость с отверстием на вершине конуса. Основание конуса представляет собой гибкую мембрану. В центре мембраны закреплен шток 2 из немагнитного материала. Шток 2 проходит через соленоид 3, на другом конце штока 2 прикреплен стальной стержень так, что он находится с другой стороны соленоида (зачернено). На штоке 2 расположены метки. Соленоид 3 питается от источника тока через реле 4. Устройство регулирования подачи воздуха представляет собой контроллер 5, который подает синхронизованные импульсы напряжения на реле 4 и светодиод 6. Видеокамера 7 закреплена таким образом, чтобы ее угол зрения захватывал шток 2, светодиод 6 и глаз испытуемого.The device consists of a source of pulsed air supply, a video camera 7, and an air supply control device. The source of pulsed air supply consists of chamber 1, which is a conical container with a hole at the top of the cone. The base of the cone is a flexible membrane. A rod 2 made of non-magnetic material is fixed in the center of the membrane. The rod 2 passes through the solenoid 3, at the other end of the rod 2 a steel rod is attached so that it is on the other side of the solenoid (blackened). There are marks on the rod 2. Solenoid 3 is powered from a current source through relay 4. The air supply control device is a controller 5, which supplies synchronized voltage pulses to relay 4 and LED 6. Video camera 7 is fixed in such a way that its angle of view captures the rod 2, LED 6 and the subject's eye ...

Устройство работает следующим образом. При подаче импульса напряжения по программе от контроллера на реле 4, последнее замыкает силовую цепь соленоида 3, в катушке которого возникает импульсное магнитное поле, которое втягивает стальной конец штока в соленоид 3, в результате шток 2 вталкивает гибкую мембрану внутрь конической камеры 1, и воздух выходит из отверстия на вершине конуса. Одновременно контроллер по программе подает импульсы напряжения на светодиод 6, который испускает свет синхронно с движением штока. Устройство импульсной подачи воздуха располагают таким образом, чтобы импульс воздуха попадал на глаз. В результате подачи импульсов напряжения от контроллера одновременно движется шток 2 и светится светодиод 6. По окончании импульса шток 2 возвращается на место в силу упругости мембраны, и светодиод 6 гаснет. Для регистрации движений штока 2, свечения светодиода 6 и движения глаз используется видеокамера 7. Она располагается таким образом, чтобы в поле зрения камеры были движущийся шток 2, светодиод 6 и глаз испытуемого. Величина воздушного импульса подбирается такой, чтобы на расстоянии 4-7 см от глаза наблюдался корнеальный рефлекс, так как импульс воздуха, попадая на роговицу, вызывает раздражение тактильных рецепторов, а затем и мигание.The device works as follows. When a voltage pulse is applied according to the program from the controller to relay 4, the latter closes the power circuit of solenoid 3, in the coil of which a pulsed magnetic field arises, which draws the steel end of the rod into solenoid 3, as a result, rod 2 pushes the flexible membrane inside the conical chamber 1, and air comes out of the hole at the top of the cone. At the same time, according to the program, the controller supplies voltage pulses to LED 6, which emits light synchronously with the movement of the rod. The impulse air supply device is positioned so that the air impulse hits the eye. As a result of supplying voltage pulses from the controller, rod 2 moves at the same time and LED 6 lights up. At the end of the pulse, rod 2 returns to its place due to the elasticity of the membrane, and LED 6 goes out. To register the movements of the rod 2, the glow of the LED 6 and the movement of the eyes, a video camera 7 is used. It is positioned in such a way that the moving rod 2, LED 6 and the subject's eye are in the field of view of the camera. The magnitude of the air impulse is selected such that a corneal reflex is observed at a distance of 4-7 cm from the eye, since the air impulse, falling on the cornea, irritates the tactile receptors, and then blinks.

В результате видеокамера 7 регистрирует изменение свечения светодиода 6, движение штока 2 и изменение положения век у глаза испытуемого.As a result, the video camera 7 registers the change in the luminescence of the LED 6, the movement of the rod 2 and the change in the position of the eyelids near the subject's eye.

Пример 1. Испытуемому (кошка 3 месяца от рождения) укладывается на брюхо и удерживается руками хозяина. Проводится серия раздражений с диапазоном величин времен между импульсами воздуха от 100 до 4000 мсек. Тогда время ожидания - это временной интервал от предыдущего мигания до стимулирующего импульса воздуха, а латентное время корнеального рефлекса - от стимулирующего импульса до следующего мигания. Результаты представлены на Фиг. 2.Example 1. The subject (cat 3 months from birth) is laid on the belly and held by the hands of the owner. A series of stimuli is carried out with a range of times between air impulses from 100 to 4000 msec. Then the waiting time is the time interval from the previous blinking to the stimulating impulse of air, and the latent time of the corneal reflex is from the stimulating impulse to the next blinking. The results are shown in FIG. 2.

Как видно из фиг. 2, латентное время корнеального рефлекса у кошки на зависит от времени ожидания. Среднее латентное время, вычисленное из данных фиг. 1, равно 14,6±4,76 мсек.As seen in FIG. 2, the latent time of the corneal reflex in a cat does not depend on the waiting time. Average latency calculated from the data in FIG. 1 is equal to 14.6 ± 4.76 msec.

Пример 2. Измерения проводились у человека (испытуемый К.). Испытуемый располагался так, чтобы импульс воздуха подавался на край глаза, и ему предлагалось смотреть в противоположную сторону, чтобы импульс не попадал на зрачок.Example 2. Measurements were carried out in humans (subject K.). The subject was positioned so that the air impulse was applied to the edge of the eye, and he was asked to look in the opposite direction so that the impulse would not hit the pupil.

На фиг. 3 представлены результаты испытаний на человеке (испытуемый К.)FIG. 3 shows the results of tests on humans (subject K.)

На фигуре видно, что наблюдается зависимость времени корнеального рефлекса от времени ожидания: при коротком времени ожидания латентное время больше, а при длительном времени ожидания - меньше.The figure shows that there is a dependence of the time of the corneal reflex on the waiting time: with a short waiting time, the latent time is longer, and with a long waiting time, it is less.

Таким образом, продемонстрирована возможность регистрации корнеального рефлекса и у животных, и у человека. При этом имеется возможность определять отдельные характеристики корнеального рефлекса, например, латентное время этого рефлекса. Предложенное устройство просто в исполнении и надежно в работеThus, the possibility of recording the corneal reflex in both animals and humans has been demonstrated. In this case, it is possible to determine individual characteristics of the corneal reflex, for example, the latent time of this reflex. The proposed device is simple in execution and reliable in operation.

Claims

1. A device for excitation and registration of the corneal reflex, consisting of a source of irritation, characterized in that the source of irritation is a source of pulsed air supply in the form of an air chamber communicating with the external environment, while the air chamber has the form of a cone with a hole at the top of the cone, and a flexible membrane is the base of the cone, to which a non-magnetic rod is connected, passing through the solenoid and ending on the other side of the solenoid with a magnetic tip protruding from the solenoid, while the device additionally contains a recorder, a controller that controls the movement of the stem through a relay, simultaneously connected to the LED, and a recorder is a video camera, the angle of view of which captures the subject's eye, the rod and the LED, and the device is made with the ability to register the corneal reflex, which is a recording of the rod movements, the LED glow and the movement of the eyelids of the subject's eye to determine the latent the time of the corneal reflex - from the beginning of the air impulse to the subsequent blinking of the eye.

2. A device according to claim 1, characterized in that the LED is attached to the air chamber in the field of view of the video camera.