7 Разработка алгоритма функционирования офтальмологического периметра
7.1 Контроль ошибок и потерь фиксации взора пациента
В ряде автоматических периметров реализованы различные способы контроля фиксации взгляда на точке фиксации: по методу Heijl-Krakau (периодическое предъявление зрительных стимулов в зону слепого пятна) и с помощью ай-трекера (устройство, используемое для определения ориентации оптической оси глазного яблока в пространстве). Если пациент «отвечает», при подаче стимула в слепое пятно, регистрируется потеря фиксации взора. Основным недостатком метода Heijl-Krakau является его низкая точность, которая объясняется большими размерами слепого пятна (в норме примерно 6 на 8°), что при проецировании на него стимула размером 0,43° дает погрешность определения координат, недопустимую по требованиям ИСО 12866.99 [16]. Следует также отметить субъективную составляющую метода (наличие ложноположительных реакций) и дополнительное время, которое требуется на проведение обследования с использованием метода Heijl-Krakau. Также чем ниже уровень потери фиксации, тем надежней результат периметрии. Если положение слепого пятна было правильно определено в начале исследования и потери фиксации составляют более 20-30%, то тест в целом недостоверен [9, 17].
В периметрах Octopus для слежения за фиксацией взора используется функция Fixation Control, она прерывает тестирование, когда происходит потеря фиксации (мигание, перевод взгляда на стимул и т. д.), тест перезапускается, когда пациент снова переводит взгляд на точку фиксации. Это гарантирует, что каждая точка поля зрения надежно проверена. Другим важным условием для проведения тестирования является размер зрачка, для периметрии идеальным является размер зрачка 3,5-4 мм. Проведение исследования при очень узком или очень широком зрачке может привести к ошибкам диагностики и неправильной оценке прогрессирования заболевания, поэтому в точных системах производится измерение диаметра зрачка [18].
7.2 Регистрация отклика пациента на тест-объект
Среди всех случаев глазных заболеваний наибольшее количество приходится на возрастную группу старше трудоспособного возраста, что в целом соответствует тенденции мировой статистике к росту числа глазной патологии, связанной с возрастом. Доля лиц пожилого возраста превалирует как в структуре общей заболеваемости (рис. 9), так и в структуре наиболее часто встречающихся заболеваний. Например, доля лиц старше трудоспособного возраста составляется 80,2% среди всех случаев глаукомы. (рис. 28) [19].
Рисунок 28 – Доли возрастных категорий в структуре заболеваемости на 2014 год
Зачастую данная возрастная категория сталкивается с неспособностью длительное время концентрировать внимание на нескольких задачах: нажимать кнопку при предъявлении светового стимула, не отводить взгляд от фиксационной метки в центре периметра и не моргать. Стоит ещё раз упомянуть, что если потери фиксации взора составляют более 20-30% от исследуемых точек, то тест в целом считается недостоверным, даже не учитывая утраченное внимание к нажатию кнопки. Необходимость переделывать тест несколько раз увеличивает продолжительность этой процедуры на порядок. По этой причине компьютерные периметры не стали столь эффективными и востребованными на практике среди медицинского персонала.
Для уменьшения влияния субъективных ошибок пациента на результат исследования, необходимо повысить показатели качества, проектируемой системы. Проектно-конструкторский метод повышения качества основан на рациональном перераспределении параметров, изменении конструкции отдельных деталей и узлов, схемы, принципа функционирования прибора и его функциональных устройств. Повышение качества прибора не обязательно связано с полной заменой принципа его работы, положительный эффект создается при изменении принципов функционирования его основных преобразователей. Например, замена визуальных оптических отсчетных устройств на фотоэлектрические позволила повысить производительность измерений в 3-4 раза и улучшила комфорт работы с приборами [20].
Описав психофизические особенности целевой группы периметрии, а также наличие маломобильных пациентов, необходимо осуществить техническое решение, в котором учтены эти особенности. Такое решение было представлено в периметре, в котором вместо светодиодного купола используются очки виртуальной реальности (рис. 29) [20].
Рисунок 29 – Очки виртуальной реальности для периметра VirtualEye
Режим визуального восприятия использует естественную тенденцию смотреть на новый, движущийся или преходящий визуальный стимул. Этот режим не требует ручного ввода от пациента и не требует обработки коры головного мозга и принятия решений, необходимых для ручного режима. Ай-трекер используется для обнаружения изменений направления взгляда, связанных с предъявлением стимулов. Положительное обнаружение определяется из анализа данных ай-трекера: если изменение взгляда пациента согласуется с положением стимула относительно текущей точки фиксации, определяется положительное обнаружение. Когда стимул обнаружен, точка фиксации перемещается в положение обнаруженного стимула (то есть местоположение стимула становится новой точкой фиксации). Если стимул не обнаружен, точка фиксации остается в том же месте, и появляется другой стимул [21].
7.3 Исследование поля зрения на глазах с отсутствием центральной фиксации
В современных периметрах для контроля за направлением взора используют ай-трекер, серьезным ограничением для проведения периметрии является отсутствие центрального зрения на обследуемом глазу, в результате чего исчезает возможность стабильного удерживания взора в нужном положении на точке фиксации.
В ситуациях, когда мы имеем дело с пациентами без центрального зрения, портативный периметр может быть использован как для работы в выездных условиях, так и для использования в лечебных учреждениях наравне со стационарными аналогами.
При обследовании глаз используется эффект формирования «условной точки фиксации взора», что позволило достичь большей объективности обследования. Для этого задействовали чувство глубокой проприоцепции обследуемого (понимание организма о расположении в пространстве частей собственного тела без визуального контроля за ними), что является свойством здорового организма [21]. Вопросы алгоритмизации контроля за направлением взора будут рассмотрены в следующем подразделе.
7.4 Использование среды MATLAB для окулографии
Исследование движений глаз является одним из наиболее интересных направлений анализа в нейронауках, включающих в себя и эмоциональную проблематику. Действительно, глаза – релевантный канал для сбора данных о текущем состоянии и реакциях человека на стимулы внешней среды, важный источник информации о физиологии, эмоциях, когнитивных аспектах жизнедеятельности в естественных, повседневных условиях, в контексте коммуникаций разного рода, происходящих между людьми [22, 25].
Идея айтрекинга является довольно простым процессом (рис. 30): осветитель излучает свет ближнего инфракрасного излучения, свет отражается в глазах, эти отражения улавливаются камерой ай-трекера, путем фильтрации и расчетов устройство определяет положение взгляда [24].
Рисунок 30 – Принцип работы ай-трекера
Для определения положения взгляда необходимо производить покадровый анализ видеосъемки, для текущего этапа исследования были использованы записи движения глаз с web-камеры, а как инструмент обработки видеоданных – среда MATLAB и прикладные программы (toolboxes) – профессиональные расширения системы и ее адаптации под решение определенных классов математических и научно-технических задач.
Для извлечения информации о положении взора пациента, был реализован алгоритм, который определяет области кадра, где находится правый или левый глаз, бинаризует кадры с определенным порогом, удаляет темные объекты такие как ресницы и брови с помощью морфологических операций и записывает видеоданные, в которых присутствует только информация о положении зрачка человека (рис.31).
Рисунок 31 – Блок-схема алгоритма
Было замечено, что в случае, когда человек на записи моргает или закрывает глаза на длительное время, информация о зрачке пропадает (рис.32), что может использоваться для управляющего сигнала о приостановке тестирования.
Рисунок 32 – Обработанные алгоритмом видеоданные
Массив единиц, несущий информацию о зрачке пациента можно использовать не только для определения координат или угла отклонения взора, но и для подсчёта диаметра зрачка, что является важным информационным параметром для проведения исследования.
Вывод. В предложенном периметре, созданном на основе шлема VR, контроль фиксации взора также осуществляется с помощью окулографов, ай-трекеров. В разделе были описаны основы окулографии и предложен алгоритм, на основе которого можно разработать программу для контроля ошибок и потерь фиксации взора пациента.
8 Расчет надежности офтальмологического периметра
Целью расчета является нахождение интенсивности отказов и среднего времени безотказной работы всего прибора.
Расчет будем проводить отдельно для следующих блоков: модуль управления системой, проецирующая система и блок ай-трекера.
Все вышеперечисленные блоки разрабатываемого периметра офтальмологического находятся в последовательной связи, так как сбой любого из них приведет к недееспособности или неполноценной работе прибора в целом. Резервация блоков отсутствует.
1) Расчет параметров надежности проецирующей системы
Проецирующая система состоит из экрана и его платы коммутации и двух линз. Перечень элементов проецирующей системы и их интенсивность отказов представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Параметры надежности элементов проецирующей системы
| Элемент | Количество, шт | Интенсивность отказов λ, час-1 |
| AMOLED экран | 1 | 0,5·10-5 |
| Плата коммутации экрана | 1 | 0,001·10-5 |
| Линза | 2 | 0,1·10-5 |
2) Расчет параметров надежности блока ай-трекера
Ай-трекер состоит из двух светодиодов, однолинзового объектива камеры Raspberry, матрицы Sony и платы захваты изображения. Перечень элементов ай-трекера и их интенсивность отказов представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Параметры надежности элементов ай-трекера
| Элемент | Количество, шт | Интенсивность отказов λ, час-1 |
| Светодиод | 2 | 0,05·10-5 |
| Линза | 1 | 0,1·10-5 |
| Матрица Sony IMX219 | 1 | 0,01·10-5 |
| Плата захвата изображения | 1 | 0,015·10-5 |
Суммарная интенсивность отказов рассчитывается по формуле:
3) Расчет параметров надежности свей системы
Вывод. По итогам расчета надежности были вычислены средняя интенсивность отказов и средняя продолжительность безотказной работы офтальмологического периметра .
9 Разработка технологического процесса настройки офтальмологического периметра
Технология сборки очков периметра офтальмологического заключается в последовательном выполнении следующих инструкций, где номера позиций взяты со сборочного чертежа представленном на рисунке 27:
- на корпус 11 крепится шурупами 12 платы светодиодов 5;
- втулка направляющая 7 вставляется в паз корпуса 11 и закручивается гайкой направляющей 6;
- далее переходим к подсборке регулировки межзрачкового расстояния: вставляем в планку регулировочную винт регулировочный 1 и навинчиваем гайку 14, этот узел крепим шурупами к корпусу
- подсборку оправы 3 устанавливаем во втулку направляющую 7;
- узел регулировки фокусного расстояния 2 крепится к корпусу и оправе посредством шайбы 15 и гайки 13, также к с узлом 2 устанавливается ролик регулировочный 8;
- камера 16 крепится шурупами к держателю 10, который тоже в свою очередь устанавливается в корпус;
- в последнюю очередь устанавливается подсборка крышки 4, содержащая в себе экран 17 вместе со своей платой;
Вывод. Процесс технологического процесса настройки состоит из последовательной сборки элементов, описанной в инструкции. Юстировка линзы в оправе не требуется, так выполняется условие самоцентрирования.
10 Технико-экономическое обоснование и расчёт экономической эффективности проекта
Целевой аудиторией разрабатываемого устройства являются компании и предприятия, заинтересованные в развитии сферы медицинского приборостроения. Экономическое обоснование разработки является важным этапом любой проектной деятельности, так как позволяет избежать финансовых потерь и повысить привлекательность для инвесторов.
Для оценки экономической эффективности разрабатываемой оптико-электронной системы для исследования поля зрения глаза (периметра офтальмологического), необходимо учитывать все виды расходов и рассчитать прогнозируемую прибыль от ее реализации.
10. 1 Расчет сметы затрат на производство
В состав сметной стоимости продукции входят следующие статьи затрат:
- Затраты на основные и вспомогательные материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (рассчитываются с учетом плана годовой потребности на них), (этап 1);
- Стоимость топлива и энергии для технологических целей (этап 2);
- Зарплата персоналу (основная и дополнительная), (этап 3);
- Взносы во внебюджетные фонды (этап 4);
- Амортизационные отчисления (этап 5);
- Другие расходы (контрагентские работы, затраты на командировки и др.), (этап 6);
- Накладные расходы (этап 7).
1) Стоимость материалов, покупных изделий и полуфабрикатов
Для расчета сметы проекта, необходимо учесть стоимость всего оборудования, изделий и материалов, применяемых в проекте, а также амортизацию оборудования, используемого для разработки системы. Затраты на сырье и материалы рассчитываются путем умножения нормы расхода на данное изделие на цену соответствующего вида материальных ресурсов. К результату прибавляют транспортно-заготовительные расходы и вычитают стоимость возвратных отходов. Расчетные данные заносятся в таблицу 7.
Таблица 7 – Стоимость материалов, покупных изделий и полуфабрикатов
| №
п/п |
Наименование материалов, покупных изделий и полуфабрикатов | Ед. измерения | Цена единицы (руб.) | Количество
(ед. измер.) |
Сумма
(руб.) |
Итого затрат с учетом трансп.-загот. расх. (руб.) |
| 1 | Камера Raspberry Pi V2.1 | шт. | 2490 | 1 | 2490 | 2790 |
| 2 | Экран 5.5″ Raspberry Pi 3 | шт. | 6037 | 1 | 6037 | 6037 |
| 3 | Контроллер Raspberry Pi Zero W1 | шт. | 2300 | 1 | 2300 | 2450 |
| 4 | Блок питания LPS-50-5 | шт. | 1 280 | 1 | 1280 | 1430 |
| 5 | Светодиод Wurth Elektronik 15412094A3060 | шт. | 36 | 2 | 72 | 72 |
| 6 | Шурупы 1-1,5х7 | упак. | 415 | 1 | 415 | 490 |
| 7 | Гайка квадратная М3 DIN562 | шт. | 2 | 2 | 4 | 79 |
| 8 | Гайка М4 | шт. | 147 | 1 | 147 | 224 |
| 9 | Шайба А.4 | шт. | 79 | 1 | 79 | 79 |
| 10 | Кабель micro USB | шт. | 130 | 2 | 260 | 410 |
| 11 | Литье деталей из abc пластика | шт. | 28000 | 1 | 28000 | 28000 |
| 12 | Изготовление комплектующих на токарно-фрезерном станке | шт. | 1100 | 12 | 13200 | 13200 |
| 13 | Ноутбук Lenovo | шт. | 38395 | 1 | 38395 | 38395 |
| ИТОГО | 93656 |
2) Амортизационные отчислений и затраты на энергию оборудования, для разработки системы
Затраты на электроэнергию учитываются следующей формулой:
Э = [Вт] ∙ РД ∙ РЧ,
где РД = 247 – количество рабочих дней в году, РЧ = 8 – количество рабочих часов в день.
Разработка системы велась на оборудовании, предоставленном Университетом ИТМО.
Таблица 8 – Расчеты амортизационных отчислений и затраты на энергию оборудования, для разработки системы
| Наименование оборудования | Первоначальная балансовая стоимость
(амортизируемая стоимость) |
Норма амортизации по группе износа | Время фактического использования, лет | Амортизационные отчисления
А (2×3×4) |
Потребляемая мощность (по техпаспорту) | Стоимость единицы мощности, руб/кВт | Затраты на энергию
Э (6×7) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Монитор PHILIPS 223V7QSB | — | — | — | — | 500 | 4,8 | 2371,2 |
| Системный блок LENOVO V330-15IGM | — | — | — | — | 1500 | 4,8 | 7113,6 |
| 3D принтер MakerBot replicator 5 | 120 000 | 0,2 | 0,1 | 2400 | 500 | 4,8 | 474,24 |
| ИТОГО: | 2400 | 9959,04 |
Так как для разработки системы необходимо специализированное программное обеспечение, необходимо учесть стоимость лицензионного ПО.
Таблица 9 – Специализированное программное обеспечение
| Наименование продукта | Цена, руб. | Количество | ИТОГО, руб |
| MatLab | 18000 | 1 | 18000 |
| MsOffice | 3500 | 1 | 3500
|
| Kompas 3D V16 | 1490 | 1 | 1490
|
| ИТОГО | 22990 |
Из полученных результатов можно сделать заключение, что сумма затрат на содержание, ремонт и эксплуатацию специального оборудования составит: Соб = ∑ ( + Э + Топл) × × Кобсл , где А – амортизационные отчисления, руб.; Э – затраты на энергию, руб.; Топл – затраты на топливо, руб.; j — количество групп оборудования; Оj – количество оборудования j-й группы; Кобсл – коэффициент, учитывающий расходы на заработную плату, обслуживание и ремонт оборудования; Кобсл = 1,1÷1,15.
Соб = ∑ ( + Э + Топл) × × Кобсл = (2400+9959,04+ 0) × 1 × 1,1 = 13596 руб.
3) Основная заработная плата
Фонд оплаты труда сотрудников определяется, исходя из установленного должностного оклада:
ФОТповрем = Кквалификац × Тквалификац× Фэ × Ч,
где Кквалификац – квалификационный коэффициент, Тквалификац – тарифная ставка по квалификации; Фэ – эффективный фонд времени в плановом периоде; Ч – среднесписочная численность работников-повременщиков.
Таблица 10 – Расчет оплаты труда рабочих-повременщиков
| № | Наименование этапа разработки | Исполнитель этапа разработки | Длительность этапа, рабочих дней | Кол-во чел. | Трудоемкость этапа разработки, чел.-час | Зарплата, руб./час | Затраты, руб. |
| 1 | Анализ
технического задания |
Руководитель | 1 | 1 | 8 | 300 | 2400 |
| Инженер | 3 | 1 | 24 | 180 | 4320 | ||
| 2 | Обзор существующих разработок по данному классу приборов
|
Руководитель | 1 | 1 | 8 | 300 | 2400 |
| Инженер | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| 3 | Выбор и обоснование структурной схемы
|
Руководитель | 2 | 1 | 16 | 300 | 4800 |
| Инженер | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| 4 | Проведение габаритно-энергетического расчёта | Руководитель | 2 | 1 | 16 | 300 | 4800 |
| Инженер | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| 5 | Разработка принципиальных схем системы
|
Руководитель | 3 | 1 | 24 | 300 | 7200 |
| Инженер | 12 | 1 | 96 | 180 | 17280 |
Продолжение таблицы 10
| 6 | Разработка конструкции системы
|
Руководитель проекта | 4 | 1 | 32 | 300 | 9600 |
| Инженер | 15 | 1 | 120 | 180 | 21600 | ||
| 7 | Разработка программного обеспечения системы
|
Руководитель проекта | 3 | 1 | 24 | 300 | 7200 |
| Программист | 15 | 1 | 120 | 180 | 21600 | ||
| 8 | Сборка прототипа и испытание всех модулей
|
Руководитель проекта | 3 | 1 | 24 | 300 | 7200 |
| Инженер | 10 | 1 | 80 | 180 | 14400 | ||
| Программист | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| Сборщик | 10 | 1 | 80 | 150 | 12000 | ||
| 9 | Анализ результатов испытаний, доработка системы
|
Руководитель проекта | 5 | 1 | 40 | 300 | 12000 |
| Инженер | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| Программист | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| Сборщик | 5 | 1 | 40 | 150 | 6000 | ||
| 10 | Исследование погрешности и надежности работы системы
|
Руководитель проекта | 3 | 1 | 24 | 300 | 7200 |
| Инженер | 10 | 1 | 80 | 180 | 14400 | ||
| Программист | 10 | 1 | 80 | 180 | 14400 | ||
| 11 | Проработка технологической части проекта и вопросов безопасности жизнедеятельности
|
Руководитель проекта | 2 | 1 | 16 | 300 | 4800 |
| Инженер | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| Программист | 3 | 1 | 24 | 180 | 4300 | ||
| Сборщик | 2 | 1 | 16 | 150 | 2400 | ||
| 12 | Оформление необходимой проектной документации
|
Руководитель проекта | 5 | 1 | 40 | 300 | 12000 |
| Инженер | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| Программист | 5 | 1 | 40 | 180 | 7200 | ||
| Сборщик | 5 | 1 | 40 | 150 | 6000 | ||
| Итого | Σ179 | Σ1432 | Σ285100 |
4) Дополнительная заработная плата
Дополнительная заработная плата (ЗПдоп) включает в себя оплату очередных отпусков, оплату труда отдельных категорий льготников в соответствии с ТК РФ, компенсацию выполнения работ, связанных с государственной необходимостью или общественным долгом и т.п.). Для целей настоящей работы для определения размера дополнительной заработной платы используется коэффициент – 10-15% от фонда основной заработной платы всех категорий работающих.
ЗПдоп=285100×0,10 =28510 руб.
5) Отчисления в социальные фонды
Это обязательные отчисления с суммарного фонда заработной платы в соответствии с установленными законодательством нормам в пенсионный фонд (26%), фонд социального страхования (2,9%), федеральный и территориальный фонд медицинского страхования (2,1% и 3%):
Рсоц.фонд=94083 руб.
6) Накладные расходы
Накладные расходы принимаются в размере 70-80% от основной заработной платы:
накл = 199570 руб.
7) Прочие научно-производственные затраты
В статье «Прочие научно-производственные затраты» учитываются затраты, неучтенные ранее (например, обучение персонала, переквалификация, обучение эксплуатационных рабочих при внедрении новой техники, приобретение дополнительных материалов, оборудования, инструмента, лицензий, разрешений и т.п.). Расходы определяются ориентировочно на основе статистической информации в размере 10% от суммы предыдущих статей или оговаривается их конкретная договорная стоимость:
Рпр= руб.
8) Сметная стоимость проекта
Сметная стоимость проекта составит:
Таблица 11 – Сметная стоимость производства
| № | Статьи расходов | Затраты, руб. | Доля, % |
| 1 | Затраты на основные и вспомогательные материалы, покупные изделия и полуфабрикаты | 11,9 | |
| 2 | Амортизационные отчисления отчислений и затраты на энергию оборудования, для разработки системы | 13596 | 1,7 |
| 3 | Основная заработная плата | 285100 | 36,2 |
| 4 | Дополнительная заработная плата | 28510 | 3,6 |
| 5 | Отчисления в социальные фонды | 94083 | 11,9 |
| 6 | Накладные расходы | 199570 | 25,3 |
| 7 | Прочие научно-производственные затраты | 72020 | 9,1 |
| Итого | 786535 | 100,0 |
После разработки Сед= 200 + 93656 + 9366 = 103222 руб.
10.2 Определение аналогов объекта разработки, определение товарного типа товара-разработки
- Содержательную оценку экономической значимости объекта разработки: основная выгода для производителя – продажа продукта, как и государственным медицинским учреждениям, так и частным медицинским учреждениям, основная выгода для потребителя – уменьшение затрат на техническое оснащение диагностических кабинетов.
- Аналог объекта разработки, под которым понимается объект, имеющий аналогичное функциональное назначение и являющийся лучшим по своим технико-эксплуатационным характеристикам на рассматриваемый момент времени: ограничивая выборку российскими производителями, ближайшим аналогом объекта разработки был выбран периметр ПЕРИТЕСТ-300.
- Тип товара-разработки: разработка выполняется с коммерческой целью.
10.3 Определение экономической эффективности
- Определение конкурентной цены объекта разработки
Конкурентная цена рассчитывается, если объект разработки предназначен для реализации на рынке и имеет конкурентов (аналоги).
Формула «Берим»:
где Ца — рыночная цена аналога объекта разработки, руб.;
А, В, … — оценки значимости технико-эксплуатационных характеристик (параметров конкурентоспособности), А+В+ . . . = 1;
Xo, Yo, … — численные значения технико-эксплуатационных характеристик объекта разработки;
Xа, Ya — численные значения технико-эксплуатационных характеристик объекта аналога;
n — параметр нелинейности измерения цены (усиления конкурентоспособности), n = 0,4…0,7.
где 0,7 кг/7 кг = Xo/Xа – отношение масс систем, =Yo/Yа – отношение диапазонов для измерения поля зрения, 5 мин/10 мин= Zo/Zа – отношение продолжительностей тестирования одного пациента.
- Определение нормативной цены
Нормативная цена рассчитывается, когда организация ориентируется на принятую финансовую политику, предполагающую установление цен не ниже установленных норм.
- Анализ безубыточности производства изделия
В рамках анализа безубыточности рассчитывается критический объем производства, обеспечивающий безубыточную работу организации и величину нормативной прибыли.
где Dкр — критический объем производства при нормативной цене товара Цнорм, нат.ед.изм.;
ПЗ — постоянные затраты на производство;
ПРЗ — переменные затраты на единицу товара.
Перечислим затраты, не зависящие от изменения объема производства: затраты на зарплату вспомогательных рабочих, управленческого персонала, амортизацию. Переменные затраты пропорциональны объему производства в течение определенного отрезка времени, к ним можно отнести: затраты на сырье, материалы, комплектующие изделия, затраты на заработную плату производственных рабочих с отчислениями в социальные фонды. Так как период разработки занимает половину года, возьмем расходы за аналогичный период.
ПЗ: зарплата руководителя проекта, инженера, программиста, отчисления в соц. фонды (30%), накладные от их зарплаты (70%), амортизационные отчислений и затраты на энергию оборудования, для разработки системы и прочие научно-производственные затраты (10%) (89760+126720+68090+85371+13596+181090+25879=590506 руб.).
ПРЗ: стоимость материалов, покупных изделий и полуфабрикатов за единицу товара, затраты на заработную плату сборщика за единицу товара (принимаем, что один сборщик собирает систему за один рабочий день, и учитывая дополнительную плату 150руб/ч×8ч×1,1=1320 руб.), отчисления в соц. фонды за единицу товара (93656+1320+396=95372 руб.).
- Определение экономической эффективности разработки.
Прибыль (П) отражает конечный результат проекта (выполняемой разработки), для расчета возьмем конкурентную цену и объём продаж за полгода:
Выручка = Объем продаж * Цена=
Прибыль = Выручка – Затраты=
Срок окупаемости определяет период времени, за который окупятся первоначальные затраты:
где СР – сметная стоимость разработки, руб.; ПР – планируемая прибыль за период (год, квартал, месяц), руб.
Вывод. При определении эффективности проекта по сроку окупаемости данный показатель сравнивается с нормативным сроком службы объекта разработки: согласно годовым нормам износа медицинского оборудования учреждений и организаций аппараты и приборы для офтальмологии: аппараты для исследования глаза, диатермокоагуляторы, диоптриметры, диплоскопы, лампы щелевые, магниты глазные, офтальмоскопы, периметры, светокоагуляторы, офтальмометры имеют годовую норму износа в 11,1 лет, что меньше срока окупаемости проекта, следовательно проект экономически эффективен.
11 Вопросы безопасности жизнедеятельности
По безопасности аппарат соответствует ГОСТ Р 50267.0-92 (МЭК 601-1-88) «Изделия медицинские электрические. Часть 1. Общие требования безопасности» и ГОСТ Р 50267.0.2-2005 (МЭК 60601-1-2:2001) «Изделия медицинские электрические. Часть 1-2. Общие требования безопасности. Электромагнитная совместимость. Требования и методы испытаний». Согласно этим стандартам яркость световых стимулов не превышает значения, указанные в таблице 12.
Таблица 12 – Дифференциальные яркости по Гольдману
Офтальмологические периметры выполняются в части электробезопасности как изделие класса I с рабочей частью типа В: изделие, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается не только основной изоляцией, но и дополнительными мерами безопасности, предусматривающими средства для соединения изделия с защитным заземляющим проводом стационарной проводки таким образом, что доступные металлические части не могут оказаться под напряжением в случае нарушения основной изоляции. Изделие, обеспечивающее определенную степень защиты от поражения электрическим током, в частности в отношении: допустимого тока утечки, надежности соединений защитного заземления.
Обработка результатов измерения проводится с использованием персонального компьютера. Правила безопасной работы на компьютере описываются СанПиН 2.2.2.542-96.
Для обеспечения комфортной работы сотрудника в процессе эксплуатации системы экран должен находиться от глаз оператора на оптимальном расстоянии 500 — 700 мм.
На основе выполненного анализа можно сформулировать требования к персоналу, обслуживающему установку, и примерные правила техники безопасности на рабочем месте.
К работе на установке допускаются:
— лица старше 18 лет после прохождения вводного инструктажа и имеющие I группу допуска по электробезопасности;
— лица, прошедшие необходимый медицинский осмотр для работы с электроустановкой;
— лица, прошедшие обучение по работе и обслуживанию прибора [40].
Вывод. В ходе рассмотрения вопросов безопасности жизнедеятельности были необходимые требования и нормы, приведены стандартные значения яркости, которые не могут быт превышены при исследовании пациента, а также приведены правила работы оптометриста за персональным компьютером.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По итогам аналитического обзора методов и средств для исследования поля зрения человека в офтальмологии был сделан вывод о том, что производители стремятся к более мобильным устройствам, эксплуатация которых не требует специальных помещений, и создаёт для пациентов наиболее комфортные условия для восприятия световых стимулов. Исходя их перечисленных диагностических преимуществ очков виртуальной реальности, как средства для измерения ПЗ человека, эта схема была взята за основу для построения структурной схемы.
С помощью алгоритмов Zemax была подобрана оптика с оптимальными параметрами качества для проецирующей система. Учитывая результаты габаритно-энергетического расчета, были выбраны следующие элементы: Raspberry PI – Amoled 5.5″ 1920×1080, рассчитанная в Zemax линза-мениск с фокусным расстояние f’=50 мм, и световым диаметром d=40 мм, два ИК излучателя Wurth Elektronik 15412094A3060 с длиной волны 940 нм, уголом излучения 30 °, силой излучения 5 мВт/ср и камера Raspberry Pi NoIR Camera v2.
В качестве комплектующих схемы питания электрической схемы блока питания офтальмологического периметра были выбраны следующие компоненты: выпрямительный диод Д226, конденсаторы К50-35, стабилизатор линейный LM350T и трансформатор Feron 21004.
Разработана конструкция офтальмологического периметра, представлена на сборочном чертеже ИТМО.943114.001 СБ, в данной сборке имеются следующие сборочные единицы: оправа, узел регулировки, винт регулировки, плата светодиода и подсборка крышки. Остальные элементы являются деталями и стандартными и прочими изделиями.
Погрешность офтальмологического периметра состоит из погрешности проецирующей системы и из погрешности измерительной системы, телевизионной камеры. Была оценена погрешность телевизионной камеры (0,15 мм) как сумма следующих составляющих: ошибка определения координаты изображения матрицей и погрешность фокусного расстояния объектива. Так как наибольший вклад имеет погрешность фокусного расстояния объектива камера, в дальнейшем можно использовать методы её коррекции.
В предложенном периметре, созданном на основе шлема VR, контроль фиксации взора также осуществляется с помощью окулографов, ай-трекеров. В разделе были описаны основы окулографии и предложен алгоритм, на основе которого можно разработать программу для контроля ошибок и потерь фиксации взора пациента.
По итогам расчета надежности были вычислены средняя интенсивность отказов и средняя продолжительность безотказной работы офтальмологического периметра .
При определении эффективности проекта по сроку окупаемости данный показатель сравнивается с нормативным сроком службы объекта разработки: согласно годовым нормам износа медицинского оборудования учреждений и организаций аппараты и приборы для офтальмологии: аппараты для исследования глаза, диатермокоагуляторы, диоптриметры, диплоскопы, лампы щелевые, магниты глазные, офтальмоскопы, периметры, светокоагуляторы, офтальмометры имеют годовую норму износа в 11,1 лет, что меньше срока окупаемости проекта, следовательно проект экономически эффективен.
В ходе рассмотрения вопросов безопасности жизнедеятельности были необходимые требования и нормы, приведены стандартные значения яркости, которые не могут быт превышены при исследовании пациента, а также приведены правила работы оптометриста за персональным компьютером.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
- Маринчев В. Н. Поле зрения // Большая медицинская энциклопедия, 3-е изд. Т. 20. — М.: Советская энциклопедия.
- Оптические офтальмологические приборы и системы. Часть 1: учебное пособие / Д.Н. Черкасова, А.В. Бахолдин; М-во образования РФ; СПбГУ ИТМО. — СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. — 159 с.
- Офтальмология: учебник для вузов /Под ред. Е.А. Егорова – 2010,240 с.
- Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ) / Под ред. Петровского Б.В., 3-е издание, 19 том.
- Диагностика и лечение первичной открытоугольной глаукомы. Федеральные клинические рекомендации: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://mz19.ru/upload/iblock/744/pog.pdf
Дата обращения: 18.05.2020
- Медицинская энциклопедия, Медикал Энц (Medical-Enc.ru): [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.medical-enc.ru/1/anomaloskop.shtml
Дата обращения: 18.05.2020
- Офтальмологический портал «Всё о глазах»: [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.vseoglazah.ru/eye-exams/perimetry/
Дата обращения: 20.05.2020
- Исследование поля зрения на глазах с отсутствием центральной фиксации при помощи портативного периметра. Ермолаев А.П. Антонов А.А.: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://organum-visus.ru/encyclopedia/newspdf/issledovanie-polya-zreniya-portativnyy-perimetr-ermolaev-ap-s-soavt Дата обращения: 20.05.2020
- Клиническая периметрия в диагностике и мониторинге глаукомы.
- Еричев В.П., Антонов А.А. — 2016. – 90 c.
- Основные функции зрительного анализатора и методы их исследования: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://eyepress.ru/article.aspx?19333
Дата обращения: 20.05.2020
- Чувств наших логарифмы: [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/theory/767/ Дата обращения: 20.05.2020
- Периметрия при глаукоме: практика диктует условия. XV Юбилейный конгресс Российского глаукомного общества. Сателлитный симпозиум компании «Герофарм»: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://umedp.ru/articles/perimetriya_pri_glaukome_praktika_diktuet_usloviya_xv_yubileynyy_kongress_rossiyskogo_glaukomnogo_ob.html
Дата обращения: 20.05.2020
- Приборы для исследования поля зрения: [Электронный ресурс] URL: http://www.optimed-sktb.ru/index.php?id=29
- Виртуальная периметрия. Диагностические возможности шлема виртуальной реальности (VR)/ Ермолаев А.П., Антонов А.А., Григорян Л.А., Григорян Г.Л. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://eyepress.ru/article.aspx?22518 Дата обращения: 10.06.2020
- Эффективность методики лечения нистагма с использованием видеоокулографа при длительном наблюдении/ Дорошенко А.А.
- Радевич С.Б. : [Электронный ресурс] Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/effektivnost-metodiki-lecheniya-nistagma-s-ispolzovaniem-videookulografa-pri-dlitelnom-nablyudenii
Дата обращения: 10.06.2020
- Сайт производителя «Ximea» : [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.ximea.com/products/usb3-vision-cameras-xiq-line/board-level-cameras/mq013rg-e2-brd Дата обращения: 10.06.2020
- Способ офтальмологического исследования поля зрения /Бетин В. Н.: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://findpatent.ru/patent/264/2648204.html Дата обращения: 10.06.2020
- Octopus Perimetry, Fixation Control: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.haag-streit.com/haag-streit-usa/products/haag-streit-diagnostics/octopus-perimetry/
Дата обращения: 15.06.2020
- The Raspberry Pi Camera Modules [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/camera/
Дата обращения: 15.06.2020
- Анализатор поля зрения АПЗ-30/50/100 ПЕРИТЕСТ Режим доступа: https://medpribori.ru/_mod_files/ce_images/eshop/manuals/peritest300/peritest300_ru.pdf Дата обращения: 10.06.2020
- Доклад на VIII Российском общенациональном офтальмологическом форуме (РООФ). Нероев В.В. 2014.
- Конструирование точных (оптических) приборов. Латыев С. М.: Учебное пособие. – СПб.: Политехника, 2007. – 579 с.: ил.
- Универсальный мобильный анализатор поля зрения на базе шлема виртуальной реальности VR: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://docplayer.ru/74360891-Universalnyy-mobilnyy-analizator-polya-zreniya-na-baze-shlema-virtualnoy-realnosti-vr.html
Дата обращения: 21.06.2020
- Айтрекинг: доступные решения и их особенности: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://habr.com/ru/company/neurodatalab/blog/339424/
Дата обращения: 21.06.2020
- Способ офтальмологического исследования поля зрения и контроля фиксации взгляда // 2648204: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://findpatent.ru/patent/264/2648204.html Дата обращения:25.06.2020
- Сайт производителя «tobii» : [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.tobii.ru/informatsiya/ Дата обращения: 25.06.2020
- Физиология зрения : [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.bio.bsu.by/phha/19/19_text.html Дата обращения:25.06.2020
- Шлем виртуальной реальности против глазных болезней: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.if24.ru/shlem-vr-protiv-glaznyh-boleznej/ Дата обращения: 03.07.2020
- Очки виртуальной реальности своими руками: Этиленвинилацетат + ПВХ: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://habr.com/ru/post/378589/
Дата обращения: 03.07.2020
- Романова Г.Э., Парпин М. А., Серегин Д. А. Конспект лекций по курсу «Компьютерные методы контроля оптики». – СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. – 185 с.
- Кирилловский В.К., Точилина Т.В. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. Учебноепособие. – СПб: НИУИТМО, 2012. – 125 с.
- Иванова Т.В., Вознесенский Н.Б., Вознесенская А.О. Основы оптики. Конспект лекций. (второе издание) — СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. — 156с.
- Руководство пользователя Zemax «Приобретение первых навыков работы с ZEMAX».
- Каталог Master Glasses: [Электронный ресурс] Режим досупа: https://masterglasses.ru/catalog/spectacle_lenses/item_74427.html?gclid=EAIaIQobChMInqL6tIq-6gIVBtiyCh0hYAQ6EAQYAyABEgK2ufD_BwE
Дата обращения: 03.07.2020
- Каталог LightPhotos: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://lightphotos.ru/teleskop/lupy/veber-fresnel-lens-3x-300x190mm.html
Дата обращения: 03.07.2020
- «Новые линзы Wearality сделают очки виртуальной реальности меньше»: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://holographica.space/news/wearality-11520 Дата обращения: 08.07.2020
- А.С. Ковалёва Оптотехника апланатического мениска: [Электронный ресурс] Режим доступа: https://openbooks.itmo.ru/ru/file/166/166.pdf
Дата обращения: 08.07.2020
- Цуканова О. А. Основы финансовой культуры – СПб.: Университет ИТМО, 2016.
- Экономическая часть дипломных разработок /Васюхин О.В., Кустарев В.П., Голубев А.А. и др.
- Павлова Е.А. Методические указания по выполнению экономической части выпускных квалификационных работ
- ГОСТ Р 50267.0-92 (МЭК 601-1-88) «Изделия медицинские электрические. Часть 1. Общие требования безопасности»
- ГОСТ Р 50267.0.2-2005 (МЭК 60601-1-2:2001) «Изделия медицинские электрические. Часть 1-2. Общие требования безопасности. Электромагнитная совместимость. Требования и методы испытаний».
- СанПиН 2.2.2.542-96 Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ.
- А. Л. Андреев, В. В. Коротаев Особенности расчета оптико-электронных систем позиционирования на основе готовых телевизионных модулей, 2010
- Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. — М: Высш. шк., 2005. — 478 с.