Спосіб нейропупілометрії

Спосіб нейропупілометрії, що включає виклик пульсацій зіниці ока шляхом її освітлення світловими спалахами, одночасну реєстрацію відбитого світлового потоку, реєстрацію пупілограм, цифрове вимірювання розмірів зіниці в кожному файлі та оцінку реакції зіниць на світлове подразнення, який відрізняється тим, що додатково з відбитим світловим потоком реєструють наявність та ступінь виразності реакції активації ритмів кори головного мозку на електроенцефалографічному обладнанні, при цьому світлові спалахи формують джерелом червоного світла, з частотою мерехтіння 1 Гц, здійснюють цифровий відеозапис пульсацій райдужної оболонки ока, зберігають отримані дані у вигляді послідовності комп'ютерних файлів, при цифровому вимірюванні розмірів зіниці в кожному файлі детектують ступінь її звуження шляхом програмного сканування значень забарвлення пікселів зображення у RGB-форматі та визначення пара U 2 (19) 1 3 оцінку реакції зіниць на світлове подразнення за критеріями втомлюваності та припинення реакції зіниць при повторних світлових спалахах [2]. Причини, які перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату, полягають у нестандартності частоти спалахів і проміжків між ними, неврахуванні малоінтенсивних і деяких парадоксальних форм реакцій зіниць на початковому рівні, а від того стримують об'єктивну оцінку астенічної реакції. Іншій спосіб, що зв'язаний з реєстрацією реакції зіниці ока, полягає у створенні площини дійсного зображення зіниці ока і реєстрації моргання у площині її дійсного зображення, з використанням розсіяного і дзеркально відбитого від поверхні роговиці випромінювання [3]. Використання об'єкта стримується ігноруванням при оцінці особливостей реакції функціональних характеристик рухів і виснаження динаміки зіниці, які у певній мірі також впливають на об'єктивність кінцевого результату, а реєстрація реакції зіниці пов'язується з необхідністю залучення складного апаратного забезпечення та джерела лазерного висвітлення. Найбільш близьким за кількістю істотних ознак до корисної моделі, що заявляється, є спосіб реєстрації зіничних реакцій, що включає виклик пульсацій зіниці ока шляхом її освітлення світловими спалахами, одночасну реєстрацію відбитого світлового потоку, цифрове вимірювання розмірів зіниці в кожному файлі (кадрі), реєстрацію пупілограм та оцінку реакції зіниць на світлове подразнення, що придатний до здійснення нейропупілометрії. Окрім того, освітлення очей за цим способом здійснюють інфрачервоним випромінюванням, а реєстрацію відбитого світлового потоку за допомогою телекамер, при цьому цифрове вимірювання розмірів зіниці в кожному кадрі телевізійного зображення здійснюють вручну, в абсолютних одиницях по сукупності пупілограм і формуванню індивідуальних нормативів. Здійснення способу вимагає використання спеціально передбаченого пристрою з фіксатором голови, джерел інфрачервоного освітлення і стимулювання реакцій, калібратора, блоку реєстрації інфрачервоночутливих камер і перетворювача сигналу [4]. За цих умов можливе посилення об’єктивності кінцевого результату, наприклад, за рахунок прийнятної точності вимірів, інформативності, покращення інтерпретації масиву даних. Проте відоме технічне рішення не дозволяє вимірювати потужність скорочень зіниці, відсутність одночасної реєстрації реакції активації електричної активності мозку в динаміці з правилами виведення висновків щодо характеру і ступіні вегетативних порушень, що унеможливлює повноцінний аналіз нейромедіаторного дефіциту, а залучення специфічного, складного високовартісного обладнання обмежує межі використання та знижує функціональні можливості об'єкту, при цьому обчислення динамічних параметрів зіниці без алгоритму детектування центру та кайми зіниці займає забагато часу. До основи корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу вдосконалити спосіб нейропупілометрії, який шляхами сукупної оцінки станів вегетативної та нейрональної астенії, оптимізації 40589 4 процесів реєстрації та обробки масивів даних, пупілограм і нейрональних показників, верифікації оцінних критеріїв нейромедіаторного стану центральної і вегетативної нервових систем, підвищує об'єктивність, покращує функціональні можливості та розширює межі використання. Вищезазначений технічний результат досягається тим, що при здійсненні відомого способу нейропупілометрії, що включає виклик пульсацій зіниці ока шляхом її освітлення світловими спалахами, одночасну реєстрацію відбитого світлового потоку, цифрове вимірювання розмірів зіниці в кожному файлі, реєстрацію пупілограм та оцінку реакції зіниць на світлове подразнення, у відповідності з винаходом, додатково з відбитим світловим потоком реєструють наявність та ступінь виразності реакції активації ритмів кори головного мозку на електроенцефалографічному обладнанні, при цьому світлові спалахи формують джерелом червоного світла, з частотою мерехтіння 1Гц, здійснюють цифровий відеозапис пульсацій райдужної оболонки ока, зберігають отримані дані у вигляді послідовності комп'ютерних файлів, при цифровому вимірюванні розмірів зіниці в кожному файлі детектують ступень її звуження шляхом програмного сканування значень забарвлення пікселів зображення у RGB-форматі та визначення параметрів світлової гами райдужної оболонки, обчислюють потужність її пульсацій по відношенню різниці радіуса зіниці у фазах найбільших скорочень і розширень до часу одного циклу пульсації, визначають їх достовірне ослаблення шляхом порівняння вихідних даних і характеристик затухання пульсацій зіниці з нормативними, визначають наявність та ступінь кореляцій затухання пульсацій зіниці з депресією амплітуди альфа-ритму ЕЕГ протягом серії послідовних спалахів, ступінь астенізації вегетативної регуляції за показниками потужності та затухання пульсацій, оцінюють сукупну вегетативну та нейрональну астенії, при цьому встановлюють наявність значного виснаження нейромедіаторних ресурсів, якщо ступінь як вегетативної, так і нейрональної астенії високий, або нестійку нейромедіаторну астенію, якщо вегетативна та нейрональна астенія відсутня або низька, або зниження тонусу парасимпатичної нервової системи, якщо ступінь вегетативної та нейрональної астенії високий або низький, але з перевагою вегетативної астенії, або зниження парасимпатичної медіації центральної нервової системи і напруження нейромедіації центральних та периферійних відділів симпатичної системи, якщо потужність пульсацій зіниці є високою. Відмітну особливість пропонованого об'єкта являє оцінка потужності скорочень зіниці, що характеризує як працездатність вегетативної системи в цілому, так і тонус симпатичної нервової системи. Вимірювання радіуса зіниці у послідовності зображень істотно скорочено розробкою його алгоритму за параметрами кольорів зображення (отвір зіниці має більш темні кольори). Одночасність реєстрації реакції активації електричної активності мозку та її затухання при електроенцецефалографії (ЕЕГ) надає можливість здійснити сукупну оцінку нейромедіаторного дефіциту. Залучення ЕЕГ обладнан 5 ня для відтворення способу розширює межі його використання та функціональні можливості і водночас забезпечує здійснення пупілометричних вимірів. З пульсацією зіниць реєструється наявність реакції активації на електроенцефалограмі та ступінь її ослаблення, що виявляється у зниженні депресії амплітуди альфа-ритму ЕЕГ протягом серії послідовних спалахів світла та надає можливість оцінити сукупний стан як вегетативної так і нейрональної астенії. Спосіб здатний виділити не тільки наявність і рівень затухання пульсацій зіниці, але й потужність останньої, як відношення різниці радіуса зіниці у фазі найбільшого скорочення та найбільшого розширення до часу одного циклу пульсації, при цьому детектування центру та кайми зіниці здійснюється шляхом визначення параметрів світлової гами райдужної оболонки, з використанням алгоритму комп'ютерної обробки, що включає сканування значень забарвлення пікселів зображення у комп'ютерному RGB-форматі. Показники потужності та рівень затухання пульсацій, на думку авторів, характеризують ступінь астенізації вегетативної регуляції. Для більш ефективного виснаження вегетативного нейромедіаторного забезпечення використовується тривала серія із 100 стимуляції з постійною частотою спалахів (1Гц) матриці діодів стандартного фотостимулятора електроенцефалографу, а реєстрація викликаних пульсацій здійснюється цифровим фотоапарат, що виключає використання складного високовартісного обладнання. Пропоновані алгоритми (правила) виведення розширеної низки можливих висновків про характер та ступінь вегетативних порушень, з урахуванням нейрофізіологічних знань, підвищують водночас об'єктивність і функціональні можливості способу, оскільки встановлюють значне виснаження нейромедіаторних ресурсів, якщо ступінь вегетативної та нейрональної астенії високий та рівний, або нестійку нейромедіаторну астенію, якщо ступінь вегетативної та нейрональної астенії відсутній чи низький та рівний, або зниження тонусу парасимпатичної нервової системи, якщо ступінь вегетативної та нейрональної астенії високий або низький з перевагою вегетативної астенії, або зниження парасимпатичної медіації центральної нервової системи і напруження нейромедіації центральних та периферійних відділів симпатичної системи, якщо потужність пульсацій зіниці є високою. Алгоритм обробки даних складає nowhow заявника. Сутність способу нейропупілометрії пояснюється фотозображеннями зіниці, де на Фіг.1 показана фаза скорочення, а на Фіг.2 - фаза релаксації зіниці. Відомості, що підтверджують можливість відтворення способу із досягненням заявленого технічного результату полягають в наступному. Для здійснення способу нейропупілометрії залучають стандартний медичний енцефалограф з програмованим фотостимулятором, що має USBзв'язок з комп'ютером, відповідне програмне забезпечення, цифровий фотоапарат чи відеокамеру, кронштейн для фіксації фотообладнання та алгоритм обробки даних, що складає nowhow. 40589 6 Сутність способу нейропупілометрії полягає в тому, що пацієнта розташовують у розслабленому стані з відкритими очима біля фотостимулятора, який знаходиться на відстані значно більшій за рекомендовану виробником апаратури. Внаслідок того, що очі є відкритими, синхронно з початком фотостимуляції починається відеозапис. Пульсації зіниці ока викликають освітленням світлових спалахів, які формують джерелом червоного світла, з частотою мерехтіння 1Гц. Одночасно з відбитим світловим потоком реєструють ступінь виразності реакції активації зіниць на електроенцефалографічному обладнанні, здійснюють цифровий відеозапис пульсацій райдужної оболонки та зберігають отримані дані у вигляді послідовності комп'ютерних файлів і пупілограм. У кожному файлі цифровим шляхом вимірюють розміри зіниці, детектують ступень її звуження за допомогою програмного обчислення. Сканують забарвлення пікселів зображення у RGB-форматі та визначають параметри світлової гами райдужної оболонки. Обчислюють потужність пульсацій зіниці по відношенню різниці радіуса у фазах найбільшого скорочення і розширення до часу одного циклу пульсації та визначають їх достовірне ослаблення шляхами верифікації вихідних даних і характеристик затухання пульсацій зіниці з нормативними. Визначають наявність та ступінь затухання пульсацій зіниці по зниженню депресії амплітуди альфа-ритму ЕЕГ протягом серії послідовних спалахів, ступінь астенізації вегетативної регуляції за даними потужності та затухання пульсацій, оцінюють вегетативну та нейрональну астенії. В разі відсутності артефактів за допомогою алгоритмів формують кінцевий висновок: встановлюють значне виснаження нейромедіаторних ресурсів, якщо ступінь вегетативної та нейрональної астенії високий та рівний, або нестійку нейромедіаторну астенію, якщо ступінь вегетативної та нейрональної астенії відсутній чи низький та рівний, або зниження тонусу парасимпатичної нервової системи, якщо ступінь вегетативної та нейрональної астенії високий або низький з перевагою вегетативної астенії, або зниження парасимпатичної медіації центральної нервової системи і напруження нейромедіації центральних та периферійних відділів симпатичної системи, якщо потужність пульсацій зіниці є високою. Приклад. Пацієнт Логвиненко О.С., 30 років, звернувся зі скаргами на загальну слабкість, втомлюваність, зрідка тривогу, страх, безсоння, пітливість. Хворіє біля 1 року. Раніше переносив стресові навантаження. Неврологічний статус: вогнищевої патології не виявлено. Виражений вегетативний, астенічний синдром. За умов пропонованого способу нейропупілометрії виявили рівномірну ширину зіниць справа й зліва (4,9 одиниць за масштабуємою шкалою вимірювання). Первинне максимальне скорочення, що показане на Фіг., до 2,3 за цією шкалою, швидкість скорочення 0,3с, зворотне розширення 0,5с, умовна потужність скорочення становила 8,66, з (розрахунку (4,92,3):0,3). На закінчення серії світлових спалахів ширина зіниць дорівнювала 4,9 за шкалою на правому й лівому очах, максимальне 7 40589 скорочення на фото-стимул - до 2,9, швидкість скорочення - 0,4с, зворотне розширення - 0,5с, умовна потужність скорочення 5,00 одиниць (з розрахунку (4,92,9):0,4). Різниця потужності до і після проби складала 3,66 одиниць (з розрахунку 5,008,66). При ЕЕГ амплітуда a-ритму становила 60мкВ, його модуляція спостерігалась як слабка виражена, патологічних ритмів не виявили. Проведення проби активації на фотостимул показувало: первинна реакція - депресія a-ритму до 20мкВ протягом 2,5с, реакція на 100й стимул - депресія a-ритму 45мкВ протягом 1,2с. Пропонований алгоритм обробки даних зазначив: ступінь вегетативної астенії як помірний, нейрональної астенії як високий, потужність скорочень зіниці первинна висока, рівень зниження високий. За наведеними правилами встановили високий рівень виснаження нейромедіаторних ресурсів та помірний для вегетативної медіації. Встановлене зниження тонусу симпатичної та парасимпатичної нервової системи з напруженням нейромедіації центральних та периферійних відділів симпатичної системи. Загальна оцінка - стан відповідає неврастенії II ступеня. У 87% обстежених пацієнтів була підтверджена відповідність клінічного та встановленого статусу, що інформує про підвищення об'єктивності отримуваного результату. Практичне здійснення способу забезпечило можливість здійснення одночасної реєстрації ЕЕГ і пупілограм, покращити інформативність, інтерпретацію вихідних даних, збільшуючи номенклатуру можливих висновків, що доводить про покращення функціональних можливостей, без будь-яких технологічних утруднень при виконанні, а спрощення апаратно-приладової ос Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 нови - про істотне розширення меж використання, без негативних наслідків. Показання до використання способу нейропупілометрії: астенічні стани в рамках вегетосудинної дистонії, неврози, неврастенія, соматичні захворювання з виснаження компенсаторних ресурсів тощо. Умовне протипоказання - епілепсія, оскільки фотостимуляція здатна викликати підвищену збудливість. Тож, надані відомості підтверджують можливість відтворення заявленого процесу в практичній нейрофізіології із забезпеченням важливого технічного результату. Джерела інформації: 1. Береснев В.А., Быстров В.В. и др. Справочник по клинической нейровегетологии. К.:3доровье, 1990. - 229с. 2. Заболевания вегетативной нервной системы / под ред. проф. А.М. Вейна. - М.: Медицина, 1991. - 623с. 3. Способ регистрации зрачка глаза и устройство для его осуществления: Пат. 2208377 России, МПК А61В 3/00 / Георгиади В.В., Дёмин А.В., Нечипоренко В.В., Карасёва И.А., Лукашвили В.А., Черкасова Д.Н. (Россия); ЦНИИ "Центр перспективных исследований" (Россия). - №2001111202; заявл. 23.04.01; опубл. 10.03.03. 4. Способ регистрации зрачковых реакций и устройство для его осуществления: Пат. 2207040 России, МПК А61В 3/00 / Грачев В.И., Казенашев В.Ф., Киселев М.Ф., Мишин В.В., Пелищук В.К. (Россия). - №2001134712/14; заявл. 24.12.01; опубл. 27.06.03. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601