[aarrttiiccllee]

Всем привет!

Как известно, макулотестер – это прибор, незаменимый для диагностики функции макулы и тренировки зрительной фиксации. Пациентам с амблиопией и нецентральной фиксацией нужны ежедневные занятия на макулотестере. Но далеко не в каждом городе имеется клиника, оказывающая данную услугу, а приобрести такой аппарат бывает затруднительно.

Предлагаю простой способ, как сделать такой прибор своими руками из подручных материалов. Здесь не будет Arduino, шаговых двигателей и светодиодных драйверов, а будут только самые простые и доступные детали. Хотя при желании конструкцию можно существенно улучшить, например, установив контроллер скорости и изготовив корпус на 3D-принтере.

e835b884Forum_IMG20230108185713.jpg

Принцип работы таков: глаз смотрит через линзу и вращающийся поляризационный фильтр на экран, освещённый синим светом, и наблюдает вращающуюся щётку Гайдингера (вертушку, бабочку, пропеллер) чёрно-синего цвета, которая всегда следует за направлением взгляда. Сам факт наблюдения щетки Гайдингера указывает на сохранность функции макулы, а её положение, воспринимаемое пациентом (центральное или эксцентричное), зависит от характера зрительной фиксации.

Для изготовления прибора понадобятся:

• Материал для корпуса: фанера или пластик толщиной 3-5 мм, а также соответствующий крепёж.
• Чёрная матовая краска.
• Линза, с оптической силой от +4 до +8 дптр (очковая линза или лупа).
• Поляризационная плёнка (например, от сломанного ЖК-дисплея).
• Круглое стекло или круглая рамка, к которой можно приклеить плёнку.
• Мотор с напряжением питания 5 вольт.
• Реостат (переменный резистор 100-220 Ом) или ШИМ-модулятор.
• Переключатель типа DPDT или DPCO для изменения полярности питания мотора.
• Ролики из резины или любого мягкого материала.
• Короткая пружина.
• Светодиоды синие (2-3 шт.) с резисторами 100 Ом, а также 1 белый с резистором 1,0-3,3 кОм (подробнее – см. далее).
• Разъём Micro USB для питания нашего устройства.
• Провода, припой с флюсом.
• Полоски металла для держателя слайдов, бумага и тонкий картон для изготовления самих слайдов.

887ad578Forum_IMG_20210221_164948.jpg

Данное руководство впервые опубликовано на forum.vseoglazah.ru, при копировании ссылка обязательна.

Размеры прибора в первую очередь зависят от используемой линзы, а точнее – от её фокусного расстояния. Линза нужна для того, чтобы изображение слайда находилось «бесконечно далеко» и глаз не аккомодировал. Если линза плосковыпуклая или одна из её поверхностей более выпуклая, рекомендуется её располагать выпуклой стороной от глаза.

Для расчёта длины корпуса нужно измерить фокусное (точнее, вертексное) расстояние линзы. Проще всего это сделать, подойдя к окну с линзой, металлической линейкой и куском картона и получив чёткое изображение далёких объектов (но не самого окна) на картонном экране. Линзу следует держать выпуклой стороной к экрану, так же, как она будет стоять в аппарате. Измеряем минимальное расстояние от задней поверхности линзы до экрана, при котором изображение остаётся чётким, и записываем его – в готовом аппарате оно должно быть соблюдено с точностью до 2-3 мм. В нашем случае с часовой лупой получилось 137 мм.

На этом этапе следует подумать, как вы будете крепить линзу. Например, она будет вставлена в отверстие в лицевой панели или прижата к ней изнутри. Нужно прикинуть, насколько будет заглублён задний полюс линзы относительно лицевой панели. Прибавляем это значение к фокусному расстоянию, и получаем длину корпуса.

Далее вычисляем ширину аппарата. Оптимальный угол обзора – 25-30°. Поэтому делим фокусное расстояние на 2 и получаем ширину слайда. Добавляем ещё 5-10 мм с каждой стороны и получаем ширину корпуса. Если линза большого диаметра, то ширину можно соответственно увеличить.

Теперь нужно изготовить поляризационный фильтр. Он будет располагаться сразу за линзой и вращаться, опираясь на 3 ролика, один из которых – ведущий, находящийся на валу мотора, а два других – ведомые, закреплённые в корпусе. Фильтр проще всего сделать из поляризационной плёнки от матрицы сломанного ЖК-монитора, которую можно попросить в любой фирме, занимающейся ремонтом техники. На дисплее с двух сторон наклеена тонкая пластиковая плёнка серого цвета. Аккуратно отслаиваем её острым ножом. Она легко рвётся, поэтому если у дисплея есть матовая сторона, лучше потренироваться на ней. Нам нужна прозрачная плёнка без следов клея.

Убедиться, что это действительно поляризационный фильтр, можно двумя способами: 1 – посмотреть сквозь него на свет лампы, отражённый от стекла или воды, при вращении фильтра отражение тускнеет; 2 – посмотреть через два куска плёнки на любой источник света; при вращении фильтров, когда их плоскости поляризации станут перпендикулярны, свет погаснет.

969d5910Forum_polar.jpg

Вырезаем подходящий круглый кусок и приклеиваем на стекло или рамку. В нашем случае ровно приклеить плёнку к стеклу не удалось – постоянно получались пузыри и неоднородности, поэтому оказалось проще напечатать круглую пластиковую рамку на 3d-принтере. Поскольку пластик PETG скользкий, на него пришлось наклеить резиновый обод.

e0910e60Forum_IMG20230102212606.jpg

Мотор, который будет вращать фильтр, должен быть по возможности тихим и маломощным – он не должен потреблять слишком большой ток. От блока питания USB мы можем гарантированно получить 5 В 500 мА. Идеально подошёл мотор от сломанного DVD-привода, у него пусковой ток при 5 В составил 290 мА. Мотор от китайской игрушки скорее всего не подойдёт, так как его пусковой ток может достигать 1,5 А и более – маломощный БП просто уйдёт в защиту.

0d76f533Forum_IMG_20210328_171322.jpg

Опорные ролики можно изготовить из резиновых колпачков или прокладок, или также напечатать (мягким пластиком). На этом этапе рекомендуется продумать схему расположения роликов и мотора и окончательно определить габариты всего устройства.

9548899eForum_IMG_20210228_210306.jpg e835b884Forum_IMG20230108185713.jpg

Вырезаем детали корпуса и красим чёрной матовой краской. Собираем корпус без боковой стенки, делаем отверстия для линзы, слайда, переключателя, переменного резистора, разъёма питания. К задней стенке крепим винтами две металлические полоски, которые будут держать слайд из картона.

65949c20Forum_IMG20230108185827.jpg

Электрическая схема прибора проста: к контактам VCC и GND разъёма USB, на которые поступает напряжение 5 В, подключён переменный резистор. К его среднему выводу и «земле» подсоединён переключатель типа DPDT (например, советский ТП1-2) или DPCO (он отличается тем, что имеет фиксированное среднее положение «выкл.») по схеме переключения полярности, а к нему – электромотор. Для сглаживания помех по питанию рекомендуется установить конденсатор ёмкостью от 100 мкФ.

5b912b37circuit.png 619b92f5Forum_IMG_20210328_171035.jpg

Также к питанию подключены синие светодиоды последовательно с резисторами 100 Ом и белый светодиод последовательно с резистором 1,0-3,3 кОм.

Основную подсветку создают синие светодиоды. Благодаря ей возникает феномен Гайдингера. Количество их подбирается так, чтобы подсветка была достаточно яркой, но не слепящей. Для типовых 3-мм или 5-мм синих светодиодов на 3,2 В 20 мА с силой света 3000 мкд нужно примерно 1 шт. на 20 см² площади слайда.

Но одного синего света недостаточно, нужен также и белый свет. Как известно, острота зрения человеческого глаза в синем свете очень низка, из-за того что в сетчатке глаза «синих» колбочек гораздо меньше, чем «красных» и «зелёных», а в центральной ямке их нет совсем. Яркость белой подсветки должна быть в 20-40 раз ниже, чем у синей. Она должна только чуть улучшить читаемость слайда, но не испортить чёрный фон щётки Гайдингера. Сине-чёрная «вертушка» гораздо лучше различима, чем сине-серая. Поэтому ток белого светодиода нужно понизить до значений порядка 1 мА. Для этого последовательно с ним нужно включить резистор номиналом около 3 кОм при наличии одного синего светодиода, 1,5 кОм при двух синих, 1 кОм при трёх синих и т.д. Желательно устанавливать резистор в легкодоступном месте, чтобы иметь возможность его замены (см. далее).

3926cd67Forum_IMG20230106211538.jpg

Проверяем работоспособность схемы: при подаче питания светодиоды должны гореть, мотор – вращаться с разной скоростью в зависимости от положения ручки переменного резистора, а переключатель должен менять направление его вращения. В корпус вначале устанавливаем линзу и два ролика на осях на подходящие опоры (в нашем случае опора выполнена одной деталью в виде пластины с круглым окном), затем примеряем положение светофильтра и мотора, чтобы ведущий ролик был хорошо прижат к фильтру и мог его вращать. Изготавливаем опору для мотора (в нашем случае её роль играет перегородка). Она должна быть подпружинена снизу, чтобы обеспечить равномерный прижим ролика. Проверяем, легко ли вращается фильтр и не проскальзывает ли он. Рекомендуемая скорость его вращения – 1-2 оборота в секунду.

da8b6c92Forum_IMG20230106211724.jpg

Устанавливаем схему в корпус, направляем синие светодиоды на экран, вместо которого пока прикрепим кусок белой бумаги. Включаем питание. Если всё собрано правильно, то фильтр должен начать вращаться, а в окуляр вы должны увидеть на синем фоне «вертушку», которая всегда следует за взглядом. Если у вас получилось – поздравляю! Вы видите феномен Гайдингера, который невозможно запечатлеть никаким фотоаппаратом.

Осталось настроить положение светодиодов и яркость белой подсветки. Вначале направляем все светодиоды точно в центр экрана (закрываем все, кроме одного, и поправляем его пинцетом). Затем устанавливаем в качестве слайда любую бумажку белого цвета с мелким текстом. Включаем прибор и смотрим, насколько разборчив текст и хорошо ли выражен контраст между синим и чёрным у щётки Гайдингера.

Если «вертушку» видно плохо из-за того, что чёрный фон пересвечен, а при закрывании пальцем белого светодиода она видна лучше, то яркость белого нужно снизить (увеличить номинал резистора).

Если текст при синем свете читается плохо, а при открывании белого светодиода его разборчивость не улучшается, то яркость белого нужно повысить (уменьшить номинал резистора).

Окончательно крепим все детали и закрываем корпус. Изготавливаем слайд из квадратного куска белой бумаги. Ставим в центре квадрата маленькую чёрную точку и ещё 4 точки ближе к краям – сверху, снизу, слева, справа. Первый слайд готов! Аппарат уже можно использовать для тренировки фиксации.

Методика проведения тренировок

Упражнения следует делать с полной коррекцией амблиопичного глаза для дали (очковой или контактной). Взглянув в аппарат неамблиопичным глазом, пациент должен увидеть «вертушку» и обратить внимание, что она всегда следует за взглядом – если посмотреть в любую точку, то она должна вращаться вокруг неё. Взглянув амблиопичным глазом, пациент должен найти «вертушку» и определить, где она расположена при взгляде на центральную точку. Если она вращается вокруг точки, это указывает на центральную зрительную фиксацию, а если она смещена – на нарушение центральной фиксации. Поскольку это субъективный тест, очень важно установить доверительный контакт с пациентом и убедиться, что он понимает поставленную перед ним задачу.

Для более точной диагностики фиксации можно сделать двусторонний слайд и дать пациенту в руки маломощную лазерную указку, которой он будет подсвечивать сзади точку, где он видит щётку Гайдингера. Будьте осторожны, не оставляйте детей наедине с лазерной указкой. Светить лазером в глаз при отсутствии слайда строго запрещается!

Если требуется измерить угол отклонения фиксации, то это можно сделать, изготовив слайд с координатной сеткой. Слайды удобно рисовать в векторном редакторе (например, Inkscape) тонкими линиями и распечатывать на лазерном принтере. Сетка должна иметь шаг 1°. Чтобы вычислить это значение в миллиметрах, нужно умножить фокусное расстояние аппарата на tg 1° ≈ 0,017. Заполняем слайд горизонтальными и вертикальными линиями с указанным шагом, затем ставим в центре точку (чёрный кружок) и распечатываем. Пациент, глядя в макулотестер на центральную точку, должен найти «вертушку» и показать, где он её видит. Показывать местоположение он может либо непосредственно на экране указкой из тонкой проволоки, если снять боковую стенку прибора, либо подсвечивать лазерной указкой двусторонний слайд сзади (осторожно, не позволяйте детям играть с лазером!). Интерпретация показаний проста: если пациент видит «вертушку» справа, то глаз отклонён вправо и фиксирует участком сетчатки справа от фовеа (для правого глаза – височным, для левого глаза – назальным, ближе к ДЗН). Если пациент видит «вертушку» сверху, то глаз отклонён кверху и фиксирует участком сетчатки выше фовеа (ближе к верхне-височной аркаде). И наоборот. Угол отклонения до 4° соответствует парафовеальной фиксации, от 4° до 8° – перифовеальной, от 8° до 12° – парамакулярной, свыше 12° – периферической. Фиксация может быть как устойчивой (центральной или нецентральной), так и неустойчивой (блуждающей в неких пределах), либо отсутствовать.

Тренировка фиксации заключается в том, что пациент должен научиться контролировать «вертушку» амблиопичным глазом, удерживая взгляд так, чтобы она вращалась вокруг центральной точки и никуда не смещалась. Кому-то это удаётся сразу, кому-то после нескольких попыток. Если трудно удерживать взгляд на точке, то можно попытаться «загнать» её в окружность. Для этого рисуем слайд с окружностью диаметром около 5° (фокусное расстояние, мм * 0,09). Помимо этого, для развития интереса к занятиям можно изготовить слайды с различными картинками-силуэтами: самолёт (удерживаем «пропеллер» на месте, там, где он должен быть у самолёта); цветок (сажаем «бабочку» в середину цветка), ёлка (удерживаем мерцающую «звезду» на макушке) и т. д.

Для более успешного обучения полезно также начать развивать сенсорно-моторную координацию. Для этого снимаем боковую стенку аппарата и даём пациенту в руки проволочную петлю (на конце проволоки делаем круглую петлю диаметром 5°). Пациент должен научиться выполнять три задачи: движением руки поймать «бабочку» петлёй; движением глаза загнать «бабочку» в петлю; совместными движениями руки и глаза провести «бабочку» в петле по прямой, вертикально и горизонтально.

Когда пациент сможет устойчиво фиксировать взгляд в течение хотя бы 3-5 секунд, начинаем тренировку остроты зрения. Распечатываем слайды с буквами и словами с разным размером шрифта. Текст должен быть разреженным, между буквами желательно делать пробелы шириной с букву. Пациент должен разглядывать буквы, начиная с самых больших, для этого он должен удерживать взгляд так, чтобы «вертушка» вращалась вокруг буквы. Это упражнение можно делать от 5 до 15 минут ежедневно. Не стоит ставить цель сразу увидеть самые мелкие буквы, так как острота зрения повышается не сразу, а в течение нескольких недель или месяцев.

Для улучшения контроля взора проводим динамические упражнения (на слежение). Изготавливаем слайды с геометрическими фигурами, нарисованными тонкой линией (крест, окружность, квадрат, звезда и т.д.) и даём пациенту задачу – провести взглядом «вертушку» вдоль линии, вначале в прямом, затем в обратном направлении.

Продолжительность упражнений зависит от внимательности пациента, от его утомляемости и может составлять от 5 минут до 1 часа. Желательно проводить сеансы ежедневно или даже 2 раза в день, но не допуская переутомления глаз. Регулярность тренировки – залог успеха. Упражнения проводятся до достижения устойчивой центральной фиксации глаза, а дальнейшее повышение остроты зрения достигается постоянным ношением очков или МКЛ и окклюзией.