Периметрия и периметры. Записки дилетанта

О Фонде Бортника

Поварившись какое-то время в собственном соку, на свои более чем скромные средства, я понял, что без внешней материальной поддержки дальше не продвинуться. Сподвижники еще помогали, но уже без энтузиазма. Скорее – из профессионального (если не сказать, спортивного) интереса. Нужна была финансовая подпитка. И здесь я случайно узнал о существовании Фонда Бортника (полное название – «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» или «Фонд содействия инновациям»), который поддерживает деньгами молодых (и не очень) предпринимателей в научно-технической сфере.

Угадайте с одного раза: с чего мы начали, когда узнали о Фонде? Правильно! Учитывая реалии нашей жизни, начали искать «боковую калитку», через которую можно было бы приблизится к людям, решающим, кому помочь, а кому нет. И были крайне удивлены, узнав, что можно обойтись без протекции и откатов. Даже промелькнула наивная мысль: «Неужели в этом мире еще не все продается?».

На подготовку заявки я потратил почти три месяца (была и другая работа), и чуть было не перестарался. На защите проекта один из членов комиссии сказал: «Да у вас уже все сделано». С трудом, но удалось убедить ареопаг, что работы еще непочатый край. Получили мы свой миллион. Небольшая, но очень своевременная поддержка. Спасибо Фонду и его создателям!

О призрачных надеждах и человеческом факторе

Подкормившись с руки Фонда Бортника, мы запатентовали несколько ключевых технических решений, изготовили и испытали опытный образец. То есть, довели разработку до почти товарного уровня, после чего начали предлагать ее различным профильным предприятиям. Начали, естественно, с завода, где этот проект, с подачи Офтальмолога, зародился. Но здесь сыграл свою роль так называемый человеческий фактор.

Эйфория от перспектив нового изделия у верхнего руководства уже прошла, и поэтому оценить нашу разработку директорат поручил мелкому начальнику того самого подразделения по гражданским изделиям, где лучшие «ушли на фронт». Есть там и неплохие технари, и грамотные руководители. И этот начальник был далеко не глуп, но, по причинам особенностей своего характера и некоторых личных обстоятельств, он невзлюбил периметр с самого начала проекта. Разведка донесла, что этот … (нехороший человек) заявил: «Периметр на заводе? Только через мой труп!». Воспитанные на принципах гуманизма и человеколюбия, мы решили: «Да пусть живет…», и разослали информацию другим производителям офтальмологической техники.

С несколькими предприятиями какое-то время переписывались. От одного оптико-механического завода даже приезжали гонцы-разведчики. Но дальше разговоров-переговоров дело не пошло.

Думаю, основной причиной того, что разработку никто не стал запускать в производство, явилась начавшаяся в то время «оптимизация» предприятий. Кого-то просто развалили, а кого-то п(р)оглотили появившиеся невесть откуда хищные концерны и холдинги. Очень все это напомнило 90-е годы, когда почти при каждом заводе были свои «кураторы» в спортивных штанах и красных пиджаках, забиравшие всю прибыль. Новые «хозяева жизни», как и их братья по крови (какое двусмысленное определение получилось) из 90-х, хотели быстрых денег, но периметр – это не тот случай, клинические испытания и сертификация медицинской техники – долгая история.

В нашем же коллективе не нашлось человека с предпринимательской хваткой, который смог бы продвинуть разработку. Наверное, потому, что все были технарями, умеющими создавать, но не умеющими продавать свои творения, то есть не умеющие построить бизнес. В какой-то степени это даже радовало: собрались не испорченные торгашеской философией люди. Да простят меня немногочисленные добропорядочные бизнесмены и бизнесвумены, но, думаю, что и они согласятся с Жоресом Алферовым, который сказал в одном из своих последних выступлений: «Сегодня бизнес в России в основе своей – нечестный».

Не нашлось для нас «толкача», и активная часть проекта на этом завершилась.

Но я продолжил следить за новостями о периметрии и периметрах. В том числе – за деятельностью Офтальмолога, который, придя в себя после нокдауна, с новыми силами взялся за продвижение своей идеи (немного об этом – в записке «Работа над ошибками …»). Не бросил я и теоретические изыскания по теме. Оформил несколько заявок на изобретения в области периметрии, и на устройства, и на способы. Получил несколько патентов. А еще возобновил работу над записками, и, наверное, завершил какую-то их часть, если Вы сейчас все это читаете.

Получилось вот такое весьма длинное объяснение того, почему инженер-конструктор взялся рассуждать о периметрии. Немного похоже на оправдание. Но, уж как получилось, так и получилось…

Перейдем к обсуждению заявленной темы по существу.

Лекция № 1. Базовые понятия периметрии. Поле зрения (часть 1-я)

Уважаемые товарищи^[2] офтальмологи и просто любопытствующие!

Естественно, что говорить о поле зрения мы будем в контексте периметрии. Поэтому сначала позвольте задать вопрос, который многим покажется простым: «Что такое периметрия?»

Не торопитесь поднимать руку и отвечать. Особенно, если собираетесь сослаться на чьи-то труды, без попытки самостоятельного анализа цитаты.

На мой взгляд, в освещении темы существуют две основных проблемы.

Во-первых, периметрией никто (по крайней мере – в России) серьезно не занимается. И это объяснимо. Большинство позиционирует периметрию лишь как вспомогательный инструмент в офтальмологии, и тратить на ее изучение драгоценное время считает нецелесообразным. Есть утвержденные методики и справочные материалы, есть готовые приборы и инструкции. Бери и работай. Зачем терзать себя мыслями «а правильные ли это методы и инструменты» и пытаться разобраться в теме более глубоко?

Вторая проблема заключается в том, что мало кто осмеливается подвергать сомнению общепринятые определения, сформулированные авторитетами офтальмологии. В большинстве случаев на некорректность формулировок просто не обращают внимание, считая, что все априори должны понимать, о чем идет речь. А иногда имеет место эффект «голого короля», когда никто не рискует оспаривать даже очевидные глупости, изрекаемые небожителями. Следствием же является то, что формулировки, данные прародителями науки о зрении, цитируются не всегда к месту и, к сожалению, без должного осмысления и понимания. Порой попирается даже элементарная логика.

Итак, вернемся к вопросу, поставленному в самом начале.

Что же называется периметрией?

Самым распространенным определением этого метода диагностики, встречающимся в научных трудах, учебных пособиях, руководствах и прочих источниках (включая интернет), является следующее:

«Периметрия – метод исследования поля зрения глаза».

Это уже неверно! Обоснование – на следующей лекции. Не пропустите!

Приведенное определение становится неверным вдвойне и даже абсурдным, если рядом присутствует (а присутствует почти всегда!) толкование термина «поле зрения» как «пространства, одновременно воспринимаемого глазом при неподвижном взоре и фиксированном положении головы». Очень часто при этом дается ссылка на Богословского И. А.: «Все поле, которое одновременно видит глаз, фиксируя неподвижным взором и при неподвижном положении головы определенную точку в пространстве, и составляет его поле зрения», и добавляется, что это определение поля зрения считается самым удачным.

Нет! Для поля зрения в периметрии такое определение не является удачным.

Чтобы понять некорректность этой пары определений в контексте периметрии, достаточно воспользоваться нехитрым способом подстановки. Объединим два определения в одно. Получается забавно: «периметрия – метод исследования области пространства, воспринимаемого неподвижным глазом».

Так что же исследует периметрия, в этой трактовке? Область пространства? Или поле, которое одновременно видит неподвижный глаз?

Попробуем разобраться в этом нагромождении определений.

Совершенно очевидно, что здесь перепутаны два разных понятия: поле зрения, как видимое пространство, и поле зрения, как характеристика зрительного аппарата.

Не буду пытаться что-то сочинять, а процитирую Smythies J. «A note on the concept of the visual field in neurology, psychology, and visual neuroscience», который отмечает существующую в визуальной нейробиологии и психологии путаницу в использовании терминов «визуальное поле», «поле зрения» и «стимульное поле», которые часто используются как синонимы, тогда как они относятся к совершенно разным вещам. Утверждается, что ученые-визуалисты должны правильно использовать эти термины, чтобы избежать концептуальной и инженерной путаницы.

Приведу выдержки из этого труда.

«Термин «внешнее стимульное поле» или «поле зрения» относится к материальным объектам и источникам света внешнего мира, которые отражаются сетчаткой глаз. <…>

 

Термин «визуальное поле» относится к пространственному множеству визуальных ощущений, доступных наблюдению в интроспективистских психологических экспериментах. <…>

Наконец, существует «визуальное поле», которое измеряют неврологи, чтобы определить наличие у пациента визуального дефекта, такого как односторонняя слепота или скотома».

Говоря проще, существует внешнее физическое поле – источник визуальных стимулов, и существует поле зрения – параметр зрительного аппарата.

Или немного другими словами: существует поле зрения, как пространство (видимое глазом при неподвижном взоре и неподвижной голове), и существует поле зрения глаза, как характеристика зрительной системы. Это совершенно разные понятия, которые многие путают между собой.

Следствием неправильного (для периметрии) определения и использования термина «поле зрения» являются такие устоявшиеся, но некорректные, выражения, как «периметрия – метод обследования поля зрения на сферической поверхности» и «кампиметрия – метод обследования поля зрения на плоскости». Можно было бы подумать, что в них просто «проглочены» некоторые слова, которые необходимо мысленно добавлять к определениям. То есть в полном варианте это звучало бы как «… метод обследования с помощью тестовых стимулов, предъявляемых на сферической поверхности» и «… с помощью стимулов, предъявляемых на плоскости». Но нет, определения рождены и повторяются авторами, которые призывают нас обследовать область пространства, и в этом случае все логично: обследуется пространство на сфере и пространство на плоскости. Логично (для этого случая), но неправильно.

Что же такое поле зрения, как характеристика зрительного аппарата?

Наиболее удачным из обнаруженных мною определений поля зрения как параметра физиологической функции является определение, данное в ГОСТ Р ИСО 12866–2011 (адаптированный перевод ISO 12866.99). Пункт 3.1.

«Поле зрения – совокупность всех направлений, по которым глаз человека может воспринимать визуальное воздействие в определенный момент времени и реагировать на это воздействие».

В цитируемом определении, на мой взгляд, лишним является «в определенный момент времени». Поле зрения – параметр, не зависящий от краткосрочных временны́х факторов.

Необходимо также добавить в это определение нулевую координату, точнее – направление, относительно которого определяется «совокупность всех направлений». Таковым является направление взора (зрительная ось, зрительная линия). В периметрии все угловые координаты (нецентральность) мест предъявления визуальных стимулов отсчитываются именно от зрительной линии. Добавляем в определение это важное дополнение и получаем:

«Поле зрения глаза – совокупность всех направлений относительно зрительной оси глаза, по которым глаз человека может воспринимать визуальное воздействие и реагировать на это воздействие».

Уже лучше. Смущает только то, что в этом варианте определения глаз представлен самодостаточным органом, который может и воспринимать, и реагировать. Поправим и далее (чтобы обойтись без искоренения устоявшегося выражения) договоримся, что, говоря о поле зрения глаза, мы говорим о поле зрения всего канала зрительного аппарата^[3].

Конспектируем:

«Поле зрения глаза – совокупность всех направлений относительно зрительной оси глаза, по которым глаз (один из каналов зрительного аппарата) человека может воспринимать визуальное воздействие и реагировать на это воздействие».

Привязка поля зрения к линии взора позволяет понять, что поле зрения как параметр зрительной системы не зависит от того, неподвижен глаз или находится в движении, то есть не зависит от его динамического состояния. Двигается глаз – двигается зрительная линия, двигается зрительная линия – двигается поле зрения, «привязанное» к зрительной оси. Поле зрения глаза двигается вместе с глазом, но не меняется.

Можно сказать, что поле зрения – это своеобразная «принадлежность» глаза (канала зрительного аппарата), характеристики которой определяются состоянием оптической части глаза, сетчатки, зрительного нерва и мозга. И что бы мы ни делали с глазом, как бы ни вращали глазным яблоком и ни крутили головой, поле зрения как параметр зрительного аппарата при этом не изменятся.

Неподвижность глаза и головы, присутствующие в большинстве определений поля зрения, является только условием для проведения периметрии. Подчеркну: для проведения обследования с помощью существующих периметров и методик. В периметрии важна не неподвижность глаза (а тем более – головы), а возможность предъявлять световые стимулы на заданных угловых координатах (направлениях) относительно зрительной линии. В существующих периметрах это достигается именно механической фиксацией головы и фиксацией взора, то есть обеспечивается неподвижность глаза относительно мест предъявления стимулов с известными (заданными) координатами.

Одним из альтернативных решений обеспечения постоянства координат предъявляемых стимулов относительно зрительной оси может быть перемещение координатной сетки вслед за смещением глаза, когда место предъявления светового стимула определяется в зависимости от направления взора на момент предъявления. То есть, глаз как бы «таскает» за собой координаты стимулов. Но это возможно только при контроле положения глаза с помощью видеокамеры с частотой кадров, превышающей частоту саккад и других движений глазного яблока. Причем контролировать положение глаза необходимо и до предъявления стимула (чтобы знать, где его предъявить), и во время его предъявления, и после (дабы убедиться, что стимул был предъявлен в нужном месте).

Чтобы убрать кавычки с глагола «таскает» можно разместить источники световых стимулов непосредственно на роговице, на специальной контактной линзе. Такое решение предложено мною в изобретение RU 2668462. Конечно, оно – на грани возможностей сегодняшних технологий, но вполне реализуемо в обозримом будущем.

А сейчас – перерыв, после которого мы вернемся к теме лекции.

Как говорили раньше в Советской Армии: «Можно покурить и оправиться». Отставить «покурить»! Сегодня даже курительную трубку Шерлока Холмса затуманивают на кадрах фильма, где сыщик позволяет себе размышлять с этим непотребным предметом в руке. Курить (а также смотреть на курящих, произносить все слова с корнем «кур», и так далее) НИ-ЗЯ!

Тогда, по аналогии с одним из моих любимых анекдотов: «Делайте на перемене, что хотите (алкоголь, секс, наркотики, …), только не курите!».

Лекция № 1. Базовые понятия периметрии. Поле зрения (часть 2-я)

Итак, продолжим. Продолжим разбираться с таким понятием, как поле зрения глаза.

Уверен, и смею утверждать, что на поле зрения как параметр физиологической функции не влияют и различные преграды, перекрывающие отдельные (или даже все!) направления восприятия визуальной информации. Поле зрения – неотъемлемая характеристика каждого канала зрительной системы, и, несмотря на выступающие части лица и веки, поле зрения глаза, как параметр физиологической функции, остается неизменным. При проведении обследования влияние этих препятствий можно минимизировать: повернуть глазное яблоко в сторону противоположную расположению помехи (сместить точку фиксации) или просто пошире открыть глаз. «Поднимите мне веки!». Да-да, поле зрения как параметр зрительной функции остается неизменным даже при полностью закрытом глазе. И гоголевский Вий активизировал свой уникальный зрительный анализатор (который был при нем всегда) сразу после того, как с направлений возможных визуальных воздействий убрали временные препятствия – его веки. Сегодня пациентам с проблемными веками (физиологические особенности, патологии или последствия неумеренного потребления популярного российского антидепрессанта накануне обследования) расширяют угол обзора с помощью полосок лейкопластыря. Также известен народный способ – спички-распорки, вставляемые между верхним и нижним веком.

Существует другой прием устранения ограничителей. Это предъявление визуальных раздражителей между глазом и препятствием. Самое радикальное предложение – уже упомянутое ранее размещение источников световых стимулов на контактной линзе. В этом случае исследование зрительной функции можно проводить даже с закрытыми веками глазами. Что служит еще одной иллюстрацией независимости поля зрения как параметра зрительного аппарата от различных внешних (по отношению к глазному яблоку) препятствий.

Зарубите себе на носу: нос и другие части лица, включая веки, не участвуют в формировании поля зрения, как параметра зрительной системы. Но поле зрения как видимое пространство они могут ограничивать.

Объясняя работу зрительного аппарата, часто используют сравнение с фотокамерой. Это один из немногих удивительных примеров, когда работу органа человека легче понять через работу устройства, человеком придуманного. Сходство значительно увеличилось с появлением цифровой фото и видео техники: светочувствительная матрица камеры – аналог сетчатки, процессор выполняет функции заднего отдела мозга.

Используем это сравнение для лучшего понимания приведенных выше аргументов.

Одним из параметров любой фото или видео камеры является угол поля зрения, величина которого определяется характеристиками объектива и матрицы. Этот параметр является аналогом поля зрения глаза.

Наверное, никто не будет спорить, что угол поля зрения, как техническая характеристика камеры, не изменится ни при ее движении, ни при использовании различных бленд, ни даже при закрытой крышке объектива или при размещении камеры в кофре. Этот параметр для исправной камеры является неизменным, он реализован техническими средствами и зафиксирован в паспорте на аппарат.

Естественно, что для того, чтобы запечатлеть на снимке какое-то пространство, необходимо снять крышку с объектива (открыть веки). А охватываемое (видимое) при съемке пространство будет определяться углом зрения камеры.

Когда на изображении, получаемом при съемке камерой, появляются какие-то искажения и пропуски, то это повод для проведения диагностики с целью выявления причин дефектов.

Некоторые возможные неисправности цифровых камер:

– объектив камеры загрязнен,

– треснула линза объектива,

– деградировали отдельные ячейки сенсорной матрицы,

– «глючит» процессор,

– нарушены связи между частями камеры.

Прямые аналогии с возможными патологиями зрительного аппарата очевидны почти во всех случаях.

Диагностику неисправностей в камере можно сравнить с периметрией, и наоборот.

В обоих случаях выявляются причины искажений, появившихся на «картинке», возникших из-за проблем на тех или иных направлениях поля зрения.

Конечно, поиск неисправностей в фото-видео камерах значительно проще выявления патологий в зрительном анализаторе. Камеру можно разобрать и протестировать каждый ее компонент отдельно. Для объективной диагностики зрительной системы это пока остается пределом мечтаний. Наверное, было бы замечательно, если бы была возможность разобрать зрительный аппарат на составляющие компоненты и проверить отдельно состояние роговицы, отдельно – хрусталика, отдельно – сетчатки, отдельно – зрительного нерва, и так далее. И желательно – при жизни пациента. Пока же самым точным диагностом всех заболеваний является патологоанатом.

 
»…
Выздоровленье – это радость,
Но огорчить хочу я вас:
Обычно правильный диагноз
Лишь только вскрытие и даст.
Душа уже летит куда-то
И с облегчением поет…
Тогда патологоанатом
За дело примется свое!»
 

(«Марш патологоанатомов», Алексей Фошин)

Беря за пример работы дедушки Ленина, которые многим моим ровесникам пришлось почитать в студенческие годы (инженер не имел права не знать основ марксизма-ленинизма!), и в которых одна и та же мысль повторяется неоднократно, но разными словами и с разных позиций, сделаем еще одно сравнение. Для этого возьмем другой человеческий анализатор – слуховой.

Способность слышать – важная физиологическая функция человека. У разных людей (разных ушей) она развита в различной степени. Естественно, что речь идет не о музыкальном слухе, а о способности улавливать звуки определенной громкости и частоты. Эта функция – «принадлежность» слухового анализатора, и она – постоянна (в краткосрочной перспективе).

Если вставить в ухо берухо (единственное число более привычного «беруши»), натянуть шапку на уши, закрыть ушное отверстие ладонью или заткнуть его пальцем, то образуется временное препятствие, ослабляющее или исключающее восприятие внешних звуков. Но функция при этих манипуляциях не изменится и никуда не денется. Снимите шапку, уберите руку, и вы опять слышите.

Можно покрутить или потрясти головой, попрыгать или потанцевать; характеристики слухового анализатора не изменятся и при этом.

Слух и зрение как физиологические функции не зависят ни от двигательной деятельности человека, ни от каких-либо ограничителей, включая части головы.

Слух и зрение ухудшаются при возрастных изменениях или при патологиях. В обоих случаях необходимо проводить диагностическое обследование и выявлять причину деградации функций. Возможно, достаточно лишь промыть уши или глаза, а возможно, потребуется сделать томографию мозга.

Мне очень нравится представление древних об акте зрения, осуществляемом посредством излучаемых из глаз лучей, которые «ощупывают» наблюдаемые предметы. Нравится в том плане, что оно очень наглядно демонстрировало бы поле зрения, как параметр зрительного аппарата.

Представьте, что внутри глазного яблока находится лампа, и свет, который она испускает, распространяется как широкий луч фонаря. Понятно, что будет мешать нос, отбрасывающий тень (но здесь спасибо – второму глазу, который «подсветит» с другой стороны^[4]). А веки могут совсем перекрыть дорогу лучу. Но отключить источник света они не могут!

Да перестаньте плеваться и бросаться камнями! Кто из вас со 100 % уверенностью может утверждать, что сегодняшние представления о природе зрения являются истиной? Не исключено, что еще до исчезновения человечества с многострадальной Земли гений Платона будет оценен по достоинству, а всех современных ученых объявят шарлатанами.

Возвращаясь к определению поля зрения как совокупности направлений, по которым зрительный анализатор может воспринимать визуальные объекты, остановимся на термине «скотома». В свете вышесказанного можно позиционировать скотому, как локальную совокупность направлений, по которым зрительное восприятие ослаблено или искажено (относительная скотома), или полностью отсутствует (абсолютная скотома).

Здесь хочу остановиться на одном нюансе.

Во многих источниках скотома характеризуется таким обязательным признаком, как наличие нормального зрения вокруг участка поля зрения, на котором зрительная функция ослаблена или отсутствует. То есть скотома не должна касаться границы поля зрения. Мне это ограничение в определении не совсем понятно. Если руководствоваться им, то получается, что скотома, изначально не касающаяся границы поля зрения, но слившаяся с границей (например, в результате прогрессирования заболевания) даже на небольшом участке, перестает быть скотомой. Бывшая скотома теперь будет называться сужением поля зрения?

Итак, подведем итоги лекции и законспектируем:

1. Поле зрения глаза – это один из параметров физиологической функции, называемой зрением.

2. Поле зрения глаза – это параметр всего канала зрительного аппарата.

3. Поле зрения глаза – совокупность всех направлений относительно зрительной оси глаза, по которым глаз (один из каналов зрительного аппарата) человека может воспринимать визуальное воздействие и реагировать на это воздействие.

4. Абсолютная скотома – локальная совокупность направлений, по которым один из каналов зрительного аппарата человека не может воспринимать визуальное воздействие и реагировать на это воздействие.