Корнилова Л.Н., Екимовский Г.А., Наумов И.А., Глухих Д.О.,
Хабарова Е.В.
Существующие на данный момент методы диагностики (Рис. 1) требуют значительных финансовых и временных затрат и могут быть проведены исключительно в специализированных стационарах, имеющих мощное диагностическое оборудование (магнитно-резонансная томография (МРТ), компьютерная томография (КТ), электроэнцефалография (ЭЭГ) и т.д.).
Анамнез и осмотр неврологом | Видеоокулография и видеонистагмография | Калорические тесты |
Ротационные тесты (кресло и центрифуга) | Томография | Гальваническая вестибулярная стимуляция |
Рис. 1. Наиболее распространенные методы исследования вестибулярной функции
В связи с имеющимися большими временными, финансовыми затратами и техническими трудностями, возникает необходимость разработки и создания более доступных аппаратно-программных комплексов (АПК) и способов объективизации субъективных жалоб на головокружение и возможности предварительной дифференциации их причин, в том числе на этапе первичной медицинской помощи.
Актуальной задачей является создание экспертно-диагностического компьютерного метода, позволяющего с помощью портативного АПК получать первичную объективную, достоверную информацию о состоянии вестибулярной системы по показателям спонтанных и индуцированных вестибулярными и зрительными стимулами движений глаз.
АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ» для объективизации системных и несистемных головокружений и дифференциации вестибулопатий разного генеза
В лаборатории «ВЕСТИБУЛЯРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ» ГНЦ РФ – ИМБП РАН создан комплексный компьютерный метод диагностики, терапии и профилактики головокружений, который не имеет аналогов в отечественной и зарубежной литературе и клинической практике.
Рис. 3. Компьютерный способ комплексной оценки состояния вестибулярной функции, межсенсорных взаимодействий и следящей функции глаз (Корнилова Л.Н. и др., патент РФ № 2307575 от 2007 г.)
На основе разработанной сотрудниками лаборатории методологии совместно с ООО Научно-медицинская фирма «Статокин» и ООО Научно-производственное объединение «Инновационные медицинские технологии» были созданы портативные, мобильные АПК «СЕНСОМОТОР», «ВИРТУАЛ», «ОКУЛОСТИМ» и клинически-модифицированный «ОКУЛОСТИМ – КМ», основу которых составляют:
- Автоматизированное рабочее место врача (персональный компьютер/ноутбук + 2й монитор для предъявления зрительной стимуляции обследуемому) – основа комплекса.
- USB-Окулотахогониограф на постоянном токе – 4-х канальная регистрация движений глаз методом электроокулографии (ЭОГ), регистрация скоростей и углов движения головы (3-х осевые акселерометры и датчики угловой скорости). Возможно дополнительное использование метода видеоокулографии – ВОГ.
- Джойстик – регистрация реакций руки при исследовании зрительно-мануального слежения и иллюзорных реакций при исследовании векций.
- Программное обеспечение – стимуляция, регистрация, централизованное хранение и обработка регистрируемых сигналов и данных.
Рис. 4. Обследование на АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ»
Созданные АПК позволяют проводить исследования:
- спонтанных движений глаз с закрытыми и открытыми глазами;
- зрительно-индуцированных глазодвигательных реакций – зрительного слежения (статические и динамические саккады, удержание взора, плавное слежение) в отсутствие и на фоне дополнительных зрительных помех (ретинальной оптокинетической стимуляции – РОКС);
Рис. 5. Зрительные тесты АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ»
- вестибулярно-индуцированных глазодвигательных реакций;
Рис. 6. Вестибулярные тесты АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ»
- глазодвигательных реакций при сочетанной зрительной + вестибулярная стимуляции
По жалобам пациента и его анамнезу, выбирается оптимальный курс диагностики и выбор подходящих контрольно-диагностических тестов (Рис. 7).
Рис. 7. Плавное слежение в отсутствие (А) и на фоне РОКС (Б) у больных с разным типом вестибулопатии
Таким образом, стимуляционные программы и комплекс компьютерных тестов АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ» позволяют исследовать:
- спонтанные движения глаз;
- нистагм (спонтанный, оптокинетический, вестибулярный и др. природы);
- следящую функцию глаз (статические и динамические саккады, фиксацию и удержание взора, плавное слежение);
- иллюзорные реакции (векции);
- восприятие субъективной оптической вертикали;
- статический торсионный отолито-шейно-окулярный и отолито-окулярный рефлекс (при использовании дополнительного видеоокулографического комплекса);
- динамические вестибуло-окулярные реакции и вестибулярную реактивность.
Все исследования могут проводиться в отсутствие и на фоне РОКС.
При обработке движений глаз и головы оцениваются следующие параметры:
- амплитуды и скорости компенсаторных противовращений глаз при активных вращениях головой, отношение скорости движений глаз к скорости движения головы (коэффициент усиления);
- амплитудно-скоростные, временные и частотные показатели нистагменных реакций (в т.ч. относительная длительность – отношение суммарной длительности нистагма к длительности всего теста, частота нистагма, амплитуда быстрой фазы, скорость медленной фазы);
- латентное и общее время реакции, амплитудные и скоростные показатели фиксационных саккад и плавных следящих движений глаз (в т.ч. отношение амплитуд фиксационных саккад к амплитуде движения стимула – коэффициент эффективности, отношение скорости плавных следящих движений глаз к скорости движения стимула – коэффициент усиления, процент и амплитуда коррекционных саккад).
Для каждого показателя рассчитываются выборочные характеристики (математическое ожидание, дисперсия, коэффициент вариации и т.д.). Количественная оценка и сравнительный анализ параметров осуществляются параметрическими и непараметрическими методами дисперсионного и корреляционного анализа. При проверке статистических гипотез (нормальность распределений, гомогенность (равенство) дисперсий, достоверность отличий и т.п.) критический уровень значимости α принимается, как правило, равным 0,05.
В последние годы специалистами лаборатории «ВЕСТИБУЛЯРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ» проводятся работы по определению достоверных диагностических критериев для дифференциальной диагностики вестибулярных расстройств разного генеза по характеристикам движений глаз, а также анализ и разработка диагностических критериев для диагностики изменений в вестибуло-зрительной системе при вестибулопатиях в клинике и у космонавтов.
При этом используется известный метод математической статистики – дискриминантный анализ, позволяющий различать (классифицировать) субъектов по определённым признакам (дискриминантным переменным). Применение дискриминантного анализа позволило определить принадлежность обследуемого к здоровой группе или к той или иной группе вестибулопатий (периферической, центральной, психогенной, функциональной).
Разработанные АПК «СЕНСОМОТОР», «ВИРТУАЛ», «ОКУЛОСТИМ» и клинически-модифицированный «ОКУЛОСТИМ – КМ» успешно прошли апробацию в следующих ведущих медицинских и научных центрах:
- ФГБУН Государственный научный центр Российской Федерации Институт Медико-Биологических Проблем Российской академии наук (отдел «Сенсомоторной физиологии и профилактики»)
- ФГБУ «Научно-исследовательский испытательный Центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина» (в рамках предполетных, полетных и послеполетных обследований космонавтов)
- Первый МГМУ им. И.М. Сеченова (кафедра нервных болезней и отдел патологии вегетативной нервной системы НИЦ)
- ФГУЗ Клиническая больница № 83 ФМБА России (Центр неврологии и нейрореабилитации)
- ФГБУ «Научно-клинический центр оториноларингологии ФМБА России»
- Клиника лечения головной боли и вегетативных расстройств академика Александра Вейна
- Московский городской психолого-педагогический университет
- Специальный детский сад-школа №27 для детей с нарушениями зрения (г. Гомель, Республика Беларусь)
АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ» успешно применяется:
- в клинической практике (неврология, оториноларингология, офтальмология);
- при проф. отборе и мед. контроле (в т.ч., космонавты долговременных экспедиций на МКС, высококвалифицированные спортсмены);
- в научных экспериментальных исследованиях (иммерсия, гипокинезия);
- для оценки эффективности применения лекарственных средств (бетагистиновые и др. фармакологические препараты);
- при реабилитации после неврологических заболеваний и травм.
Ниже представлены некоторые данные и фрагменты нативных кривых, полученные при проведении исследований на АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ».
Рис. 8. Слежение за линейнообразным движением стимула у больных с разным типом вестибулопатий
А – больной с психогенной вестибулопатией, Б – больной с периферической вестибулопатией
1 – движение стимула, град.; 2 – движение глаз (ЭОГ), град.
Рис. 9. Слежение за скачкообразным (ФС) и линейнообразным (ПС) движением стимула у больных с разным типом вестибулопатий
ВЦ – центральная вестибулопатия, ВП – периферическая вестибулопатия
1 – движение стимула, град.; 2 – движение глаз (ЭОГ), град.
Рис. 10. Глазодвигательные реакции (вестибулярная реактивность) при активных вращениях головой у больных с разным типом вестибулопатии
ВП – периферическая вестибулопатия, ВЦ – центральная вестибулопатия
1 – движение головы, град.; 2 – движение глаз (ЭОГ), град.
Для проверки адекватности предлагаемых подходов к объективизации головокружений и дифференциации вестибулопатий и валидизации разработанного метода на АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ» была дополнительно обследована контрольная группа пациентов, чьи клинические диагнозы были известны по результатам нейровизуальных и клинико-инструментальных обследований с применением МРТ. Точность классификации для здоровых лиц составила 95,5%, для групп больных с органической (центральной и периферической) вестибулопатией – 81,0%, для группы с психогенной вестибулопатией – 70,8%.
Разработанная методология и созданные АПК позволяют проводить:
- экспертно-диагностическую оценку состояния вестибулярной функции и объективизацию жалоб на головокружение с помощью разработанных компьютерных тестов, основанных на регистрации спонтанных, зрительно- и вестибулярно-индуцированных движений глаз;
- формирование достоверных диагностических критериев для дифференциальной диагностики вестибулярных расстройств разного генеза по характеристикам движений глаз;
- определение наличия и типа вестибулопатии у разных категорий больных в клинике и у лиц специальных профессий.
Исследования выполнялись в рамках «Программа космических исследований» (1990-2000 гг), а также в рамках проектов Целевой программы РАН «Фундаментальные науки – медицине» № 6001/4, 6001/5, 6001/6, 6001/7 (2009-2013 гг).
За совместное участие в работах по данному направлению авторы выражают благодарность академикам Вейну А.М. и Пальчуну В.Т., профессорам, д.м.н. Соловьевой А.Д., Зайцевой О.В., Шваркову С.Б., Филатовой Е.Г., Федоровой В.И., Акарачковой Е.С.
Особую благодарность авторы выражают врачу-неврологу, бывшему сотруднику лаборатории «ВЕСТИБУЛЯРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ» Темниковой Валентине Витальевне.
Учитывая положительные отзывы отечественных и зарубежных коллег на опубликованные результаты исследований, полагаем, что проводимые работы целесообразно продолжать. Результаты, получаемые при использовании созданных компьютерных методов, необходимы для своевременного проведения экспресс-диагностики и эффективного, адекватного лечения, а также минимизации использования дополнительных нейровизуальных и инструментальных средств при обследовании пациентов в досимптомной (субклинической) или ремиссионной фазе заболевания, что необходимо для своевременного проведения эффективного лечения.
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АПК «ОКУЛОСТИМ – КМ»