Метод цветовой кампиметрии, разработанный для клиники глазных болезней, реализуется с помощью персонального компьютера с монитором типа VGA. Метод основан на исследовании световой и цветовой чувствительности по времени зрительно-моторной реакции и порогу яркостной чувствительности к стимулам различного спектрального состава в поле зрения 30-40 градусов. Метод может быть рекомендован в клинику глазных и нервных болезней, а также для профотбора.

    Исследование функции палочковой и колбочковой системы сетчатки является одним из основных в клинике глазных болезней. В настоящее время существует комплекс электрофизиологических и психофизических методов исследования, который позволяет дифференцировать локализацию патологического процесса в 1-2 и 3 нейронах сетчатки, в зрительном нерве и вышестоящих отделах зрительного анализатора. К этим методам относятся общая и локальная электроретинография, характеризующая функцию наружных слоев сетчатки в центре и на периферии, а также выделяющая, в зависимости от условий регистрации, функцию палочковых и колбочковых компонентов, паттерн электроретинография, отражающая функцию третьего нейрона сетчатки, статическая периметрия и кампиметрия, выявляющие относительные и абсолютные дефекты в поле зрения и определяющая световую чувствительность глаза, а также ряд методов исследования цветового зрения.
    Использование дисплея компьютера в качестве тестирующей системы позволило в дополнение к указанным методам исследования предложить способ исследования световой, цветовой и контрастной чувствительности в каждой точке поля зрения, выявление относительных и абсолютных дефектов в поле зрения на ахроматические и цветовые стимулы, в основе которого лежит использование времени сенсо-моторной реакции и порога световой и цветовой чувствительности в относительных единицах. Метод назван цветовой кампиметрией.
    Метод реализуется с помощью оригинальной программы "Окуляр" на IBM-совместимом компьютере в среде DOC. Эта программа производит тестирование, обработку, графическое представление и хранение полученных данных.
    Клинические эксперименты позволили сделать следующие выводы. При исследовании порога световой и цветовой чувствительности, а также времени сенсо-моторной реакции на стимулы различного спектрального состава, предъявляемые в каждой точке поля зрения (30-40 градусов), у здоровых людей выявлена максимальная чувствительность в центральной части поля зрения на красный и зеленый стимул. Чувствительность к этим стимулам постепенно снижается к периферии. На синий стимул чувствительность в центральной части поля зрения была ниже, чем в 7-9 градусах от центра (где она была максимальной) и снижалась более медленно к периферии, по сравнению с красным стимулом. Увеличение расстояния до 3-6 мм между двумя предъявляемыми хроматическими стимулами размером О.17 градуса приводило к повышению световой чувствительности, которая восстанавливалась до первоначального уровня при дальнейшем увеличении расстояния между стимулами. Аналогичные данные получены при исследовании топографии сетчатки по времени сенсо-моторной реакции. Результаты согласуются с известными представлениями о топографии распределения цветовых рецепторов в сетчатке, а также об их физиологических свойствах.
    Световые стимулы с соответствующим оппонентным фоном уравнивались по яркости достижением максимального времени сенсо-моторной реакции. Полученные данные легли в основу нового метода исследования цветовой чувствительности в норме и в начальной диагностике патологических процессов в сетчатке и зрительном нерве.

    Метод цветовой кампиметрии разработан Московским научно-исследовательским институтом глазных болезней им. Гельмгольца совместно с научно-исследовательским предприятием "Боян" на основе компьютерного программного комплекса "Окуляр", созданного канд.техн.наук Л. И. Нестерюком.
    Комплекс полностью ориентирован на персональный компьютер IBM PC AT(XT) с монитором-картой VGA(EGA), не требует дополнительных приборов и включает средства стимуляции (монитор), регистрации (клавиатура), сбора, хранения, обработки и графического представления данных (собственно компьютер).
    Программный комплекс "Окуляр" предназначен для определения параметров относительной чувствительности зрительной системы на цветовые и черно-белые стимулы в каждой точке поля зрения (до 40 градусов). Метод предусматривает использование двух подходов к оценке относительной чувствительности зрительной системы:
- по порогу яркостной чувствительности - стимул изменяется от начального (предпорогового) до порогового для пациента значения яркости, на которое он должен отреагировать нажатием на любую клавишу;
- по времени сенсо-моторной реакции - стимул имеет фиксированную яркость;
а также уравнение по яркости цветового стимула и окружающего цветового фона, путем достижения максимального времени сенсо-моторной реакции при разных яркостях стимула.
    Эти способы дополняют друг друга, позволяя оценить световую и цветовую чувствительность, а также время проведения возбуждения в зрительном анализаторе. При измерении порога световой чувствительности, которая определяется в относительных единицах, переключение яркости монитора происходит ступенчато через фиксированный промежуток времени. Если величина этого промежутка достаточно велика (в программе "Окуляр" по умолчанию она составляет 200 мсек. или 400 мсек. на два деления - верхнее значение времени моторной реакции в норме), то в случае отсутствия патологических изменений в двигательной сфере и в центральной нервной системе погрешностью времени моторной реакции можно пренебречь.

    Программа "Окуляр" представляет возможность выбора следующих параметров стимуляции:
- размер стимула (от 0.5 до 9мм)
- яркость стимула (от 0 до 63 относительных единиц градаций яркости монитора),
- цвет стимула (64*64*64 комбинации трех основных цветов)
- место предъявления стимула (схема расположения экспериментальных точек в количестве от 4 до 1024 задается в программе специальной процедурой)
- количество стимулов (1 - 2)
- яркость фона (от 0 до 63 относительных единиц градаций яркости монитора),
- цвет фона (64*64*64 комбинации трех основных цветов)

    Конфигурация и цвет стимула устанавливаются в главном меню программы. Цвет фона может быть задан в первой строке файла plt.ini.
    Стимул представляет собой точку (круг) или пару точек (два круга) равного диаметра и предъявляется заданное в меню количество раз в каждой выбранной точке монитора, имеющей соответствие в предварительно определяемой схеме.
    Размер стимула является важным параметром, существенно влияющим на параметры относительной чувствительности. Каждый автор в зависимости от задач исследования выбирает размер стимула. Однако при начальной диагностике рекомендуется использовать стимул в 1 мм, а при исследовании цветовой чувствительности размер стимула увеличить до 2-3 мм.
    Выбор цвета фона и стимула диктуется задачами исследования, а именно:
- для оценки функции колбочковой системы в норме и при функциональных колбочковых дефектах может быть использован чёрный фон, на котором предъявляются ахроматический, красный, зелёный и синий стимулы, уравненные по яркости. При более дифференцированном подходе возможно использование для этих стимулов оппонентных фонов (синезеленого, пурпурного и желтого соответственно цветам красному, зеленому и синему), уравненных по яркости со стимулом.
- для выявления органических дефектов в заднем полюсе глаза возможно использование как красного (к которому больше чувствительна колбочковая система), так и зелёного стимулов (на который в равной степени реагирует колбочковая и палочковая системы)
- для выявления начальных патологических изменений в третьем нейроне сетчатки, зрительном нерве, рекомендуется исследование как времени сенсо-моторной реакции, так и порога яркостной чувствительности на зелёный стимул на чёрном фоне, а также синего стимула на желтом фоне.

    В целях диагностики не исключается использование красного, зелёного и синего стимулов на сером фоне достаточной яркости (10-15 cd/m²), , для подавления функции палочковой системы.
    Для исследования цветовой чувствительности используется уравнение по яркости красного, зеленого и синего стимулов на оппонентных (или выбираемых исходя из задачи) фонах, когда достигается максимальное время сенсо-моторной реакции при разных яркостях стимула. При этом яркость фона начинается со значений в 2 раза выше выявленного порога яркостной чувствительности для данного пациента.
    Значение порога яркостной чувствительности и времени сенсо-моторной реакции вычисляется как среднее по значениям в каждой точке.

    Общее время исследования на яркостную чувствительность можно оценивать по формуле

    Т_и = N_т * N_пкт * Т_пя * (B_ср. - B_нач.), где

    Т_и - время исследования;
    N_т - число точек в схеме;
    N_пкт - количество предъявлений в каждой точке;
    T_пя - время переключения яркости;
    B_ср. - средний порог яркостной чувствительности;
    B_нач. - начальная яркость стимула.

    Исследование по времени зрительно-моторной реакции дает показатели среднего времени реакции и его разброс. Это учитывается в эксперименте на яркостную чувствительность при выборе параметра времени переключения яркости стимула, которая по умолчанию составляет 200 мсек (при схеме в 40 точек время исследования составляет 5 минут). Последнее означает, что если время реакции в норме не превышает 300 мсек, а разброс - 100 мсек, то погрешность в определении порога яркостной чувствительности не превысит 1 деления по шкале яркости. Это условие выполняется в течение первых пяти минут исследования. Затем параметры разброса начинают хаотически увеличиваться. И только малое число испытуемых способны их выдержать стабильными в течении 10-15 минут. Проблему можно было бы решить, установив время переключения яркости 400 мсек. Однако это увеличит время эксперимента в 1.8 раза (9 минут на исследование при схеме 40 точек), что в ряде случаев является нежелательным, особенно при исследовании детей. Другим контраргументом является ощущение субъективной усталости испытуемого. Стоит также отметить эффект временной суммации, который может внести существенную погрешность при больших временах переключения яркости.
    Рекомендуемые значения времени переключения яркости при большом разбросе времени сенсо-моторной реакции - 250 мсек (0.25 сек - устанавливается в рубрике "Параметры"). Ошибка при этом составит 1-3 деления шкалы яркости. Время исследования - 6 минут при схеме 40 точек.
    Кроме времени переключения яркости стимула имеются еще два параметра, регулируя которые можно сократить время исследования. Во-первых, очевидно, это уменьшение количества точек в схеме (исследование 1 точки занимает 6-10 секунд). Во вторых, повышение начальной яркости стимула, которая по умолчанию составляет 10 единиц яркости монитора (исследование 1 точки занимает 0.6 секунды на 1 единицу яркости). Однако, при этом начальная яркость не должна существенно превышать значение порога для нормальной чувствительности (15-20 единиц и выше).

    Пациент сидит удобно, без напряжения, внимательно выполняет задание. Задача испытуемого состоит в немедленном реагировании на стимул нажатием на произвольную клавишу. Инструкция звучит примерно следующим образом: "Глядя на точку фиксации, при обнаружении стимула нажать на клавишу".
    Для фиксации головы пациента используется подбородник. Зрительная ось глаза (монокулярное исследование) проходит через центр экрана и перпендикулярна его плоскости (право-лево и верх-низ экрана - равноудалены). Расстояние от глаза до экрана составляет 30 см.
    Исследование рекомендуется проводить в условиях искусственного мезопического освещения в связи с исследованием поля зрения в 30-40 градусов, когда функционируют как колбочковые, так и палочковые элементы сетчатки. Исследование изолированной палочковой системы с помощью дисплея компьютера затруднено, так как достижению строго скотопических условий мешает свечение экрана.
    Блики, неравномерное освещение экрана и дневной свет не допускаются. При рефракционном снижении остроты зрения в процессе исследования функционирования сетчатки и зрительного нерва рекомендуется использовать коррегирующие стекла.
    Перед началом собственно исследования пациенту следует выработать "моторный навык" при реагировании на стимул. Для этого пациенту предлагается выполнять задание бинокулярно до появления относительной стабильности реагирования (10 - 100 реакций).
    При нажатии на клавишу стимул, как правило, исчезает мгновенно. Но иногда для исчезновения стимула требуются повторные нажатия (при этом фиксируется результат первого нажатия). Это предусмотрено в программе для устранения появления эффекта "моторного стереотипа (реагирования)".

    Для запуска программы наберите: ocular2 и нажмите клавишу <Enter>. Если предполагается печать графиков на принтере (матричном типа EPSON), то перед запуском программы наберите символы: gr_ega и клавишу <Enter>. Эта последовательность команд может быть выполнена автоматически если она включена в меню пользователя систем типа "Norton Commander" (в данном случае вызывается клавишей F2).
    Выбор вида исследования производится клавишами стрелок с фиксацией клавишей <Enter>. В результате указатель должен стоять напротив требуемого вида исследования.
    Схему расположения экспериментальных точек можно, при необходимости, просмотреть или изменить нажав клавишу <F4> - карта. Редактирование позиции схемы, выбираемой нажатием клавиш <стрелка влево> или <стрелка вправо>, производится заданием требуемого числа точек (от 0 - отсутствие до 9). Для сохранения отредактированной схемы нажимается <Enter>, для сохранения схемы, предшествующей редактированию - <Esc>.
    Собственно исследование начинается после нажатия <F2> и заканчивается автоматически после выполнения испытуемым полной программы. Выход из режима (неудачное исследование или демонстрация) производится клавишей <Esc>.
    Результат успешного исследования необходимо сохранить - клавиша <F7>. Предлагается следующая система именования файлов результатов: имя пациента (первые два символа имени файла); номер исследования (третий символ); глаз, которым смотрел пациент: D - правый, S - левый, U - оба (четвертый символ); код заболевания (пятый и шестой символы); цвет стимула и фона (седьмой и восьмой символы). Девятым символом является точка, а три последние выбираются по усмотрению пользователя, кроме EXE, COM, BAT, INI. Необходимо нажать клавишу <ф> - файл, набрать имя и нажать <Enter>.
    Вывод графического представления результатов на экран осуществляется нажатием клавиши <F3> - график. В верхнем правом углу диаграммы представлен график, демонстрирующий распределение по квадрантам исследуемой величины (времени сенсомоторной реакции или порога яркостной чувствительности. Вывод графика на печать - клавиша <Print Screen> - печать экрана, будет произведен, если запуску программы предшествовала загрузка графической программы gr_ega.
    Просмотр каталога файлов результатов производится после нажатия <F6> - чтение клавишами <стрелка вверх>, <стрелка вниз>, <PgUp> - страница вверх, <PgDn> - страница вниз, <Home> - в начало, <End> - в конец каталога. Выборка требуемой совокупности файлов - при нажатии <ш> - шаблон имени. При этом, в соответствующей позиции имени файла должны стоять символы, задающие совокупность. Вопросительные знаки указывают на то, что в позиции находятся произвольные символы. <Enter> - фиксация шаблона. Окончательный выбор файла - <Enter>. Выход из каталога без чтения файла - <Esc>.
    Окончание сеанса работы с системой - клавиша <F10>.

    Фотометрия красного, зеленого и синего цветов единиц яркости монитора в центре экрана может быть произведена с помощью фотометра (типа MasterX). Ручки яркости и контраста при этом фиксируются. Кривые светимости в единицах cd/m² имеют S-образную форму с относительно линейным участком в диапазоне от 10 до 70 cd/m² (один из возможных вариантов числовых значений этой кривой смотри в приложении). Неравномерность светимости монитора в каждой точке данного участка не превышает 5%.
    Сложнее дело обстоит с колориметрией мониторов, использующих разные растровые покрытия, настройку и срок эксплуатации. Это отражается на спектральных характеристиках стимулов. Поэтому, если в конкретных условиях не удается произвести колориметрию, то мы рекомендуем зафиксировать положение ручек яркости и контраста для проведения всех видов исследования в одинаковых условиях.

    Программа "Oкуляр" предназначается для:
- диагностики начальных патологических состояний сетчатки и зрительного нерва.
- дифференциальной диагностики заболеваний сетчатки и зрительного нерва при сопоставлении данных психофизических исследований с данными электрофизиологических методов исследования.
- контроля за лечением в процессе реабилитации зрительных функций после операции и терапевтического лечения.
- профилактических осмотров населения в поликлиниках и на производствах, а также в зонах экологических катастроф с целью начальной диагностики токсических поражений зрительного анализатора.
- психофизических исследований зрительного анализатора в норме (контрастная чувствительность и пространственная суммация).
- эргономических исследований, в которых по увеличению времени сенсо-моторной реакции выявляют степень утомления зрительного анализатора и нервной системы в целом.
    Цветовая кампиметрия может быть рекомендована при заболеваниях сетчатки различной этиологии, когда необходимо получить представление о топографии снижения световой и цветовой чувствительности глаза, для дифференциации локализации патологического процесса в 1-2 или 3 нейронах сетчатки, при заболеваниях зрительного нерва различного генеза, глаукоме, в начальной диагностике, патологических состояний, для оценки функциональных дефектов палочковой и колбочковой систем.

    Заболевания зрительного нерва.

    1. При глаукоме и заболеваниях зрительного нерва рекомендуется:

а) исследование световой чувствительности глаза. С учетом первоначального поражения палочковой системы тестирование осуществляется зеленым стимулом величиной 1 мм на черном фоне (во избежание рецепторных взаимодействий).

б) исследование цветовой чувствительности глаза. Определяя вовлеченность в патологический процесс того или иного типа фоторецепторов тестирование осуществляется по цветооппонентному принципу:
- красным стимулом величиной 2 мм на сине-зеленом фоне; яркость стимула R=13, яркость фона B=14, G=8.
- зеленым стимулом величиной 2 мм на пурпурном фоне; яркость стимула G=10, яркость фона R=13, B=13.
- синим стимулом величиной 2 мм на желтом фоне; яркость стимула В=15, яркость фона R=15, G=10.

Обратите внимание на то, что при данном исследовании используется метод сенсо-моторной реакции.

в) исследование пространственной суммации. Тестирование осуществляется двумя белыми стимулами величиной 1 мм с различным расстоянием между ними (1, 3, 6, 9, 18 и 27 мм).

    2. При заболеваниях сетчатки рекомендуется:

а) исследование контрастной (световой) чувствительности глаза белым стимулом величиной 1 мм на черном фоне.
б) исследование порогов цветовой чувствительности глаза зеленым, красным и синим стимулами величиной 1 мм на черном фоне.
в) исследование цветовой чувствительности глаза по цветооппонентному принципу (параметры тестирования те же, что и при глаукоме).

    3. При альбинизме рекомендуется:

а) исследование контрастной (световой) чувствительности глаза белым стимулом величиной 1 мм на черном фоне.
б) исследование порогов цветовой чувствительности глаза зеленым, красным и синим стимулами величиной 1 мм на черном фоне.
в) исследование цветовой чувствительности глаза по цветооппонентному принципу (параметры тестирования те же, что и при глаукоме).

    4. При амблиопии рекомендуется:

а) исследование контрастной (световой) чувствительности глаза белым стимулом величиной 1 мм на черном фоне.
б) исследование порогов цветовой чувствительности глаза зеленым, красным и синим стимулами величиной 1 мм на черном фоне.
в) исследование цветовой чувствительности глаза по цветооппонентному принципу (параметры тестирования те же, что и при глаукоме).

    Необходимо помнить, что результат исследования зависит от многих факторов, которые могут нивелировать истинные значения времени сенсо-моторной реакции и световой чувствительности глаза. К ним относятся утомляемость пациента, его функциональное состояние, условия адаптации, время суток, действие используемых в лечении препаратов и пр.
    Хотя современные компьютеры обладают большими техническими возможностями, которые значительно облегчают применение психофизических методов, не следует забывать также, что достоверность получаемых результатов во многом зависит от качества используемых мониторов.

    При оценке функционального состояния сетчатки при патологических процессах различного генеза, локализованных в различных её слоях может быть рекомендовано исследование двух параметров как времени сенсо-моторной реакции, так и порога световой чувствительности глаза по меридианам необходимым для уточнения локализации, распространённости, степени выраженности патологического процесса.
    Таким образом, графическое распределение световой чувствительности по различным меридианам "сетчатки" даёт представление о топографии распространения относительных и абсолютных дефектов, локализованных на различных уровнях зрительной системы. Можно говорить о топографическом картировании функции зрительного анализатора по данным световой чувствительности и времени сенсо-моторной реакции.
    Однако окончательная локализация уровня поражения зрительной системы возможна при сопоставлении данных цветовой кампиметрии с данными контрастной чувствительности в различных частотных диапазонах, статической периметрии, а также электрофизиологических методов исследования (общей и локальной электроретинографии, паттерн электроретинографии, вызванными биопотенциалами коры головного мозга).

    Пример соответствия между единицами яркости монитора и параметром светимости цвета в физических единицах cd/m² (измерения проводились вблизи экрана фотометром MasterX)