Способ определения функциональной активности глазодвигательных мышц

Способ определения функциональной активности глазодвигательных мышц

Реферат

Способ определения функциональной активности глазодвигательных мышц относится к области офтальмологии, в частности к паретическому и паралитическому косоглазию.

Глазодвигательные нарушения встречаются в 3-5% среди всей структуры глазной патологии. Патологические изменения глазодвигательного аппарата, реализующие клиническую картину паралитического (паретического) косоглазия, приносят больным различные тягостные ощущения: двоение, ограничение поля взора, затруднения при работе, косметический дискомфорт, и как следствие нарушение социальной адаптации.

В клинической практике для исследования глазодвигательных мышц используются визуальные субъективные методы оценки их функции. Исследование провоцированной диплопии по Хаабу, коордиметрия Гесса, визуальное исследование амплитуды подвижности глазного яблока, способ оценки гипофункции горизонтальных мышц по методу Кистенбаума - лимбусный тест (Хаппе В., 2004 г.).

В клинической медицине используются различные методы диагностики и оценки степени поражения вообще мышц, например посредством электромиографии - метод исследования функционирования скелетных мышц различных отделов сердца, регистрируя их электрическую активность биотоков, биопотенциалов, благодаря поверхностных (накладных) или игольчатых электродов. В результате фиксируя данные исследования на электромиограмме. Но способ электромиографии для диагностики функций глазодвигательных мышц не эффективен, в глазную внутреннюю мышцу нельзя воткнуть игольчатый электрод, аппаратура очень громоздкая, экономически - дорогая. Известен метод электроэнцефалографии при использовании диагностики различного состояния головного мозга с использованием также накладных электродов. Регистрация электроэнцефалограмм различных слоев коры больших полушарий не позволяет анализировать колебания биопотенциалов отдельных клеток и мышц и также не годится для диагностики функционирования глазодвигательных мышц.

В офтальмологии в отличие от электроэнцефалограммы, отражающей активность коры головного мозга, зрительные вызванные корковые потенциалы (ЗВКП) представляют собой суммарный ответ больших популяций нейронов коры на приходящий к ним синхронный поток импульсов. Разность потенциалов, возникающая между вне- и внутриклеточной средой, называется потенциалом покоя. При воздействии света сопротивление на мембране меняется, она деполяризуется или гиперполяризуется и тогда возникает потенциал действия. Методом главных компонент показано, что ЗВКП на вспышку, мелькания, выключение паттерна, его реверсию и движение генерируется преимущественно в стриарной коре (первичных зрительных центров). В клинической практике для диагностики заболеваний зрительных путей, в том числе и при амблиопии, предложено использовать ЗВКП на вспышку света и контрастную стимуляцию на реверсивный паттерн. Характерной чертой ЗВКП при амблиопии является снижение амплитуды компонентов преимущественно при предъявлении шахматных паттернов. Адекватным методом анализа физического ЗВКП является анализ Фурье, с помощью которого выделяют гармонические составляющие, различающиеся функциональными свойствами и распределением по коре. Для регистрации ЗВКП применяют стандартные специализированные системы на основе современных компьютеров, которые позволяют выделять потенциалы малой величины из шума, использовать усреднения, нивелировать различные артифакты. Оценивают амплитудные и временные параметры компонентов ЗВКП, анализируют частотный спектр по картам распределения мощности частот в определенном спектральном диапазоне, характерном для ЗВКП, см. монографию А.М.Шамшинова, В.В.Волков «Функциональные методы исследования в офтальмологии» М., «Медицина». 1999 г., с.222-253.

Недостатками метода зрительных вызванных корковых потенциалов являются: невозможность использования метода при определении функционального состояния и активности глазодвигательных мышц, неэффективно использование вспышек света и шахматных паттернов, размещать датчик на роговицу глаза и опасно и также не приносит существенных результатов. Метод в основном применяется для определения функционального состояния.сетчатки и в частности анализируется состояние макулы.

Также неэффективны и другие методики исследования и диагностики различных частей тела, при использовании их для определения функционального состояния и активности глазодвигательных мышц, таких как рентгенография, термография (тепловизоры) и другие.

Для определения функционального состояния глазодвигательных мышц предложено использовать осцилляторный эффект - это экстратермический эффект, обладающий нетепловым действием, совокупность изменений в организме, вызванных действием переменного электромагнитного поля с определенной частотой, используя электромагнитные колебания электрического - Е - и магнитного - Н полей, составляющих единое электромагнитное поле. Электрические колебания в виде суперпозиции мод с дискретным или непрерывным спектром можно использовать и для системы диэлектриков. Глазодвигательная мышца - это эквивалент натянутой струны. В системах, где существуют электрические и магнитные поля, могут быть пространственно разделены и сосредоточены в отдельных элементах электрический заряд «Е» в емкостях С (конденсаторы) и магнитная напряженность «Н» - в индуктивностях L. В качестве такой системы с сосредоточенными параметрами является колебательный контур, где происходит колебания зарядов на обкладках конденсаторов и током в катушках самоиндукции.. Электрические колебания в системах с распространенными параметрами L и С, имеющие дискретный спектр собственных частот, могут быть представлены как электрические колебания в связанных колебательных контурах - электромагнитных осцилляторах, число которых равно числу мод.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности диагностики функционального состояния глазодвигательных мышц, их активности посредством повышения точности, надежности и наглядности определения степени их действия.

Технический результат достигается тем, что в способе определения функционального состояния глазодвигательных мышц, заключающемся в считывании электромагнитного поля автоколебаний глазодвигательных мышц датчиками суперпозицонного электромагнитного сканера суперпозиционных осцилляторов со сосредоточенными параметрами колебательного контура электрического заряда емкости конденсатора и токов катушки самоиндуктивности при размещении сканера при считывании в области лба реципиента над его бровями и в области виска около глаза и регистрации результатов считывания при приеме сигналов датчиками суперпозиционного электромагнитного сканера, подключенного к двум персональным компьютерам с цифровым, регистрирующим и калибровочным блоками, обрабатывая полученные результаты амплитудных, временных и частотных сигналов на выводном осциллографическом устройстве с получением трехмерного распределения плотности осцилляторов, определяя функциональную активность глазодвигательных мышц, сравнивая с калибровочными сигналами, фиксируя пространственное положение глазодвигательных мышц в виде цветных двухмерных томограмм и присваивая степень амплитудной активности глазодвигательных мышц в относительных единицах, при этом при определении степеней гипофункции глазодвигательных мышц диапазон амплитуд их активности составляет от 29 до менее 14 относительных единиц, а при определении степеней гиперфункции глазодвигательных мышц диапазон амплитуд их активности составляет от 35 до более 48 единиц, причем при определении степеней гипофункции глазодвигательных мышц амплитуды активности первой степени составляют 29-26 относительных единиц, второй степени - 25-20, третьей - 14-19 и четвертой - менее 14 единиц, а при определении степеней гиперфункции глазодвигательных мышц амплитуды активности первой степени составляют 35-37 относительных единиц, при второй степени - 38-42, третьей 43-48 и четвертой более 48 относительных единиц.

Сущность изобретения как технического решения выражается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.

Существенными признаками изобретения являются: А - считывание электромагнитного поля автоколебаний глазодвигательных мышц датчиками суперпозицонного электромагнитного сканера суперпозиционных осцилляторов со сосредоточенными параметрами колебательного контура с электрическим зарядом емкости конденсатора и токов катушки сомоиндуктивности при размещении сканера при считывании в области лба реципиента над его бровями и в области виска около глаза; Б -регистрация результатов считывания при приеме сигналов датчиками суперпозиционного электромагнитного сканера, подключенного к двум персональным компьютерам с цифровым, регистрирующим и калибровочным блоками, обрабатывая полученные результаты амплитудных, временных и частотных сигналов на выводном осциллографическом устройстве с получением трехмерного распределения плотности осцилляторов, определяя функциональную активность глазодвигательных мышц, сравнивая с калибровочными сигналами, фиксируя пространственное положение глазодвигательных мышц в виде цветных двухмерных томограмм и присваивая степень амплитудной активности глазодвигательных мышц в относительных единицах; В - при определении степеней гипофункции глазодвигательных мышц диапазон амплитуд их активности составляет от 29 до менее 14 относительных единиц; Г - при определении степеней гиперфункции глазодвигательных мышц диапазон амплитуд их активности составляет от 35 до более 48 единиц.

Частные (зависимые) существенные признаки: Д - при определении степеней гипофункции глазодвигательных мышц амплитуды активности первой степени составляют 29-26 относительных единиц, второй степени - 25-20, третьей - 19-14 и четвертой - менее 14 единиц; Е - при определении степеней гиперфункции глазодвигательнйх мышц амплитуды активности первой степени составляют 35-37 относительных единиц, при второй степени - 38-42, третьей 43-48 и четвертой более 48 относительных единиц.

Способ определения функциональной активности глазодвигательных мышц заключается в следующих действиях. Размещают в области лба над бровями и в области виска около глаза реципиента суперпозицонный электромагнитный сканер и считывают с него электромагнитные поля автоколебаний глазодвигательных мышц датчиками суперпозиционного электромагнитного сканера суперпозиционных осцилляторов со сосредоточенными параметрами колебательного контура с электрическим зарядом емкости конденсатора и токов катушки самоиндуктивности. Суперпозиционный электромагнитный сканер (СПЭМС-4) - прибор цилиндрической формы содержит 128 каналов датчиков, через которые считывают электромагнитные колебания - суперпозицонные осцилляторы. К сканеру подсоединены выводное осциллографическое устройство, два персональных компьютера, цифровой, регистрирующий и калибровочный блоки. Прибор подсоединяют к электрической сети переменного тока. Торец сканера, на который выходят приемные каналы датчиков, прикладывают к лбу реципиента над бровью глаза, включают сканер, считывают электромагнитные колебания через каналы приемных датчиков сканера. Затем прикладывают сканер в области виска около глаза и считывают автоколебания электромагнитного поля глазодвигательных мышц в плоскости перпендикулярной первому полю (т.е. считывают низкочастотные электромагнитные колебания мышц глаза в меридиональной и сагиттальной плоскостях). В выводном осйиллографическом устройстве осуществляется обработка полученных результатов амплитудных, временных и частотных сигналов с получением трехмерного распределения плотности осцилляторов и определением функциональной активности глазодвигательных мышц, сравнивая их с калибровочными сигналами, фиксируя пространственное положение глазодвигательных мышц в виде цветных двухмерных томограмм и присваивая степень амплитудной активности глазодвигательных мышц в относительных единицах. При определении степеней дисфункции глазодвигательных мышц были сопоставлены клинические признаки визуализации остаточного объема силы действия пораженной мышцы: по 4 степеням гипофункции и 4 степеням гиперфункции контрлатерального синергиста и ипсилатерального антагониста. Клинические данные сопоставлялись с данными суперпозиционного электродинамического сканирования глазодвигательных мышц. При определении степеней гипофункции глазодвигательных и мышц диапазон амплитуд их активности составляет от 29 до менее 14 относительных единиц, а при определении степеней гиперфункции глазодвигательных мышц диапазон амплитуд их активности составляет от 35 до более 48 единиц.. При определении степеней гипофункции глазодвигательных мышц их амплитуды активности первой степени составляют диапазон 29-26 относительных единиц, при определении второй степени гипофункции амплитуды активности составляют 25-20 относительных единиц, третьей степени - 19-14 единиц, при четвертой степени - менее 14 единиц. При определении степеней гиперфункции глазодвигательных мышц их амплитуды активности первой степени составляют 35-37 относительных единиц, при определении второй степени гиперфункции амплитуды активности составляют 38-42 относительных единиц, третьей степени - 43-48 единиц, четвертой степени - более 48 относительных единиц.

Датчики 128 канального сканера позволяют одновременно считывать с поверхности головы пациента в широком диапазоне частотные - 1-1000 Гц, временные и амплитудные калибровочные сигналы и показатели электродинамической активности глазодвигательных мышц. Инерционность датчиков составляет 10-20 сек. Полученные значения с помощью программ компьютерного обеспечения группируются в первичные и калибровочные матрицы на каждом уровне электромагнитных полей. Суперпозиция матриц с учетом времени прохождения и ослабления калибровочных сигналов позволяет построить трехмерное распределение активности тканей глазодвигательных мышц. Суперпозиционные матрицы после математической обработки выводились в виде двухмерных томограмм с присвоением значения цвета в зависимости от степени активности. Компьютерная обработка информации позволяет определить значения амплитуд сигналов в относительных единицах и ее пространственное положение.

В исследуемую группу было включено 167 пациентов, не имевших клинических признаков глазодвигательных нарушений, и 212 пациентов в возрасте от 1 до 69 лет с различными видами паралитического косоглазия. Взрослые - 52,15%, дети 47,85%. 192 пациента имели частичное или полное поражение n.abducens, из них 68 двустороннее (частичное 138, полное 54), 78 пациентов имели поражение комбинированное (сочетанное с парезом или параличом вертикаломоторов), у 11 человек отмечено полное поражение n.oculomotorius, парез конвергенции 9 пациентов. Диплопию имели 20%, тортиколес 14% из всех пациентов, из них 77,47% имели врожденный характер или выявлен до 1 года, 22,53% приобретенный. На момент проведения исследования все пациенты имели наличие патологии более 1 года и достоверную стабилизацию положительной динамики восстановления функции глазодвигательных мышц.

Клинические пример №1.

Пациент Б., 50 лет. Диагноз. Паретическое сходящееся косоглазие - частичное поражение n.n. abducens). Диплопия. Тортиколес.

Острота зрения, среды, глазное дно в норме.

Страболсугический статус: Dev. OS+15° OD+20(40Δ). Компенсирующая проба вдаль 40Δ. Движение гипоабдукция 2 ст. OD, гипоабдукция 1 ст.OS, гипераддукция 2 ст. OD, 2 ст. OS, вынужденное положение головы, поворот вправо (тортиколес). Характер зрения - одноименная диплопия, компенсирующая проба: с 34Δ - бинокулярное. Синоптофор ОУ=СУ=16°conv. Совмещение, слияние фузионные резервы +15°, -.9°.

Суперпозиционное электромагнитное сканирование глазодвигательных мышц - наружные прямые мышцы 28 ед. OD - гипофункция 1 степени, 21 ед. OS - гипофункция 2 ст. и внутренние прямые мышцы 41 ед. OD - гиперфункция 2 ст., 39 ед. OS - гиперфункция 2 степени.

Пример №2.

Пациентка К., 54 года. Диагноз. Паралитическое сходящееся косоглазие - полное поражение n.abducens справа. Диплопия. Тортиколес.

Острота зрения, среды, глазное дно в норме.

Страбологический статус: Dev. OD+30° (90Δ), OS+65°. Движение: гипоабдукция 4 ст. OD (не доводит до средней линии при движении вправо на 10°, гипераддукция 2 ст. OD, 3 ст. OS. Характер зрения - одноименная диплопия, компенсирующая проба: с 84Δ - бинокулярное. Суперпозиционное электромагнитное сканирование глазодвигательных мыщц - наружные прямые мышцы 10 ед. OD, 31 ед OS и внутренние прямые мышцы 41 ед. ОД, 49 ед. OS.

В результате Анализа проведенных исследований выявлено, что амплитуда активности всех глазодвигательных мышц в диапазоне 30-34 относительных единиц соответствует идеальному мышечному равновесию. Показатели менее 30 единиц свидетельствуют о гипофункции глазодвигательных мышц - парезе или параличе, показателе выше 35 единиц - о гиперфункции.

Результаты проведенных исследований выявили достаточную информативность предложенного метода суперпозиционного электромагнитного сканирования для диагностики функционального состояния глазодвигательных мышц.

Использование технического решения «Способ определения функциональной активности глазодвигательных мышц» повышает эффективность диагностики действий мышц глаза и их активности, т.к. повышает информативность, надежность и точность результатов обследования.. Метод неинвазивен, абсолютно безопасен, безвреден, не требует обезболивания и фиксации обследуемого, что позволяет выполнить его амбулаторно у пациента любого возраста и неврологического статуса. Разработаны критерии оценки парализованных (паретичных) и гиперфункционирующих мышц, которые основаны на оценках клинической, бальной (в виде степени) и амплитудной активности по данным суперпозиционного электромагнитного сканирования. Осуществленный и исследованный на нескольких сотнях реципиентах способ диагностики позволяет определить степень гипо- и гиперфункции глазодвигательных мышц, определись их пространственное положение, зафиксировать эти мышцы в виде паспорта - томограммы. На базе глазной клиники ВМА и лаборатории исследования мозга НИЦ эволюции человека Северо-Западного центра биологии, физики и прикладных технологий РАЕН были проведены научные исследования предлагаемого способа на многих пациентах разного возраста от детского до пожилого, получены качественные результаты, повышена эффективность диагностики функционального состояния глазодвигательных мышц. Следовательно предложенный способ диагностики функционального состояния глазодвигательных мышц отвечают критерию изобретения «промышленная применимость».

1. Способ определения функциональной активности глазодвигательных мышц, заключающийся в считывании электромагнитного поля автоколебаний глазодвигательных мышц датчиками суперпозиционного электромагнитного сканера суперпозиционных осцилляторов со сосредоточенными параметрами колебательного контура электрического заряда емкости конденсатора и токов катушки самоиндуктивности при размещении сканера при считывании в области лба реципиента над его бровями и в области виска около глаза и регистрации результатов считывания при приеме сигналов датчиками суперпозиционного электромагнитного сканера, подключенного к двум персональным компьютерам с цифровым, регистрирующим и калибровочным блоками, обрабатывая полученные результаты амплитудных, временных и частотных сигналов на выводном осциллографическом устройстве с получением трехмерного распределения плотности осцилляторов, определяя функциональную активность глазодвигательных мышц, сравнивая с калибровочными сигналами, фиксируя пространственное положение глазодвигательных мышц в виде цветных двухмерных томограмм и присваивая степень амплитудной активности глазодвигательных мышц в относительных единицах, при этом при определении степеней гипофункции глазодвигательных мышц диапазон амплитуд их активности составляет от 29 до менее 14 относительных единиц, а при определении степеней гиперфункции глазодвигательных мышц диапазон амплитуд их активности составляет от 35 до более 48 единиц.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении степеней гипофункции глазодвигательных мышц амплитуды активности первой степени составляют 29-26 относительных единиц, второй степени - 25-20, третьей - 19-14 и четвертой - менее 14 единиц.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении степеней гиперфункции глазодвигательных мышц амплитуды активности первой степени составляют 35-37 относительных единиц, при второй степени - 38-42, третьей 43-48 и четвертой более 48 относительных единиц.