Математическое моделирование и оценка качества системы зрительной ориентации в горизонтальной плоскости

• Автор: Штефанова, Ольга Юрьевна
• Шифр специальности: 01.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Система зрительной ориентации
§ 1. Понятие зрительной ориентации
§ 2. Вестибулярный аппарат, его связи с центральной нервной системой и глазодвигательным аппаратом
Строение вестибулярного аппарата
Связи вестибулярного аппарата с центральной нервной системой
Связи вестибулярного аппарата со зрительной системой и спинным мозгом
§ 3. Глазодвигательный аппарат. Классификация движений глаз
§ 4. Механизмы стабилизации картины окружающего мира. Оптокинетический и вестибуло-окулярный рефлексы
§ 5. Нистагм как механизм стабилизации взора
§ 6. Характеристика мышц шеи, головы и глаза
§ 7. Строение и процесс сокращения поперечно-полосатых мышц
§ 8. Математическое моделирование мышечного сокращения
Модель миозинового мостика A.F. Huxley
Модель В.И. Дещеревского
Модель Д.А. Черноуса и С.В. Шилько генерации силы при изометрическом возбуждении ....57 Модель мышц J. Liu, R. Brown с учетом эффектов активации, усталости и восстановления
Модели мышечного сокращения с учетом вязкоупругих свойств мышцы
Модель М. Egerstedt и С. Martin работы мышц глаза и головы
§ 9. Обзор моделей оптокинето-вестибуло-цервикального взаимодействия
Глава 2. Оценка качества системы зрительной ориентации
§ 1. Физиологические ограничения при зрительной ориентации. Оценка свойств зрения человека по опыту создания кинопроекционной техники .
§ 2. Критерий качества зрительной ориентации. Коэффициент стабилизации взора
§ 3. Подготовка обследования с участием здоровых и больных
Создание лабораторной базы и план обследования
Устройство для калибровки. Электронистагмография
Программа обработки записей нистагма
§ 4. Оценка качества зрения по записям нистагма
Оценка записей ОВЦН и ОВН
Оценка записей ВЦН и ВН
§ 5. Результаты обработки данных обследования
Глава 3. Математическое моделирование системы зрительной ориентации в горизонтальной плоскости
§ 1. Постановка задачи
§ 2. Динамика движения головы с учетом работы мышц
§ 3. Динамика движения глаза с учетом работы мышц
§ 4. Моделирование работы вестибулярной системы
Полукружные каналы
Отолитовый аппарат
§ 5. Моделирование программной работы саккадического механизма
§ 6. Математическая модель системы зрительной ориентации в горизонтальной плоскости
§ 7. Сравнительный анализ модельных записей и данных обследования.
Заключение
Литература
Введение
Актуальность темы
Каждый человек постоянно сталкивается с необходимостью решать задачи персональной навигации и ориентации в пространстве. В ответ на движение тела или головы зачастую возникают согласованные движения глаз и головы. Благодаря взаимодействию вестибулярного аппарата, центральной нервной системы и мышц головы, шеи и глаза осуществляется сохранение зрительной ориентации
Определим зрительную ориентацию как процесс зрительного восприятия окружающего мира, обеспечивающий стабилизацию картины окружающего мира. Под зрительным восприятием будем понимать построение зрительного образа объекта, на который направлен взор наблюдателя.
Учитывая то, что глаз человека способен поворачиваться лишь на относительно небольшие углы, стабилизация взора была бы невозможной без совершения нистагмических движений глаз. Нистагм представляет собой серию непроизвольных ритмических содружественных движений глаз, состоящих из двух фаз: медленного компенсаторного отклонения глаза в одном направлении и сменяющего его быстрого возвратного скачка в исходную позицию (саккады).
Вестибулярный аппарат человека расположен в толще височной кости, поэтому оценить его работу можно лишь косвенным образом. Небольшое число элементов в цепочке, по которой проводится вестибулоокулярный рефлекс, уменьшает влияние на него других систем. Поэтому различные типы нистагма и другие вестибулоокулярные реакции издавна используются для оценки работы вестибулярного аппарата, его взаимодействия с глазодвигательной системой; для оценки функционального состояния оператора; при диагностике и мониторинге динамики течения различных

§ 4: Механизмы стабилизации картины окружающего.мира;
Оптокинетический и вестибуло-окулярный рефлексы?
Вестибулярный аппарат выполняет три основные функции: ориентация, в пространстве, управление равновесием ■ и стабилизация изображения. Оценим важность зрения для обеспечения стабилизации изображения и ориентации человека в пространстве.
. Если мы попробуем двигаться с закрытыми глазами, то обнаружим; что
очень скоро-полностью теряем ощущение направления и расстояния: По этой
причине нам нужно время от времени заново определять наше положение в
пространстве, чтобы исправлять ошибки оценки абсолютного' положения
(аналогичные проблемы возникают при навигации самолетов, когда для
уточнения абсолютного положения используются внешние ориентиры,.
например, маяки и радары или спутниковая навигация). Для этой-цели нам
служит зрение: постоянное визуальное наблюдение нашего положения* в
окружающей среде помогает определить абсолютное положение и
ориентацию в пространстве. У здоровых людей при шаткой опоре под
ногами роль визуальной информации также возрастает. Стабилизация*
изображения является важным результатом совместной работы зрительной и
вестибулярной систем. Изображение, перемещающееся по сетчатке быстрее,
чем 3-4 °/с, не может быть обработано зрительной системой без его
размывания [54]. По этой причине движущееся изображение должно быть
стабилизировано на сетчатке. Изображение будет перемещаться по сетчатке
в двух случаях: при движении зрительной мишени, либо в ситуации, когда
человек совершает движение головой. Если мишень движется, то благодаря
оптокинетическому рефлексу глазодвигательный аппарат обеспечивает
изменение направления взора, добиваясь стабилизации изображения мишени
на сетчатке. Если человек совершает движение головой, стабилизация
изображения, в зависимости от угла поворота и скорости движения головы,
достигается путем движения- глаз в направлении, противоположном тому, в