RU2480155C1 - Method of estimating state of vestibular-motor projection and system for its realisation - Google Patents
Method of estimating state of vestibular-motor projection and system for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2480155C1 RU2480155C1 RU2011148774/14A RU2011148774A RU2480155C1 RU 2480155 C1 RU2480155 C1 RU 2480155C1 RU 2011148774/14 A RU2011148774/14 A RU 2011148774/14A RU 2011148774 A RU2011148774 A RU 2011148774A RU 2480155 C1 RU2480155 C1 RU 2480155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- subject
- glasses
- movements
- eyes
- computer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии и нейрохирургии, а именно к диагностике (инструментальной документации), мониторингу, экспертизе, лечению и реабилитации нервных структурных и функциональных нарушений, приводящих к появлению таких симптомов, как головокружение, боли головы, нарушения координации движений, и может быть также использовано в военной, авиационной, морской, спортивной, семейной медицине.The invention relates to medicine, in particular to neurology and neurosurgery, namely to diagnosis (instrumental documentation), monitoring, examination, treatment and rehabilitation of nervous structural and functional disorders, leading to the appearance of symptoms such as dizziness, headaches, impaired coordination of movements , and can also be used in military, aviation, marine, sports, family medicine.
По данным Кокрановских отчетов головокружение встречаются у 20% общего количества населения Земного шара. Оно оказывается третьей по частоте причиной обращений к врачу в США (Desmond AL. 2004). В Германии от него страдает до 22.9% общего количества населения, причем у лиц с такими жалобами качество жизни значительно снижается (Neuhauser HK, et al., 2008). Приступы болей головы периодически переживает 90-95% общего количества населения, среди которых у 20% встречаются боли выраженной интенсивности (Ropper АН., Brown RH., 2005). Во многих случаях эти боли формируются при участии вестибулярной системы. У 12% населения Земного шара интенсивные боли головы носят мигренозный характер (Harker L.A., 1994). В последнее время начали обращать внимание на тот факт, что у лиц, страдающих от мигрени, риск сосудистых катастроф, в том числе инфарктов и инсультов, значительно повышен (Мищенко Т.С., 2009). В Украине ситуация еще хуже в результате неблагоприятной экологической ситуации, в частности вызванной аварией на ЧАЭС (Здесенко И.В., 2001). Для решения этой проблемы в развитых странах созданы Лаборатории исследования головокружения и боли головы (Claussen C.F., Franz В., 2006; Graybiel A., Fregly A.R., 1966).According to Cochrane reports, dizziness occurs in 20% of the total population of the globe. It turns out to be the third most frequent cause of seeking medical attention in the United States (Desmond AL. 2004). In Germany, up to 22.9% of the total population suffers from it, and the quality of life of individuals with such complaints is significantly reduced (Neuhauser HK, et al., 2008). 90-95% of the total population periodically experiences bouts of headaches, among which 20% have pains of pronounced intensity (Ropper AN., Brown RH., 2005). In many cases, these pains are formed with the participation of the vestibular system. In 12% of the world's population, intense headaches are migraine in nature (Harker L.A., 1994). Recently, they began to pay attention to the fact that people suffering from migraine have a significantly increased risk of vascular accidents, including heart attacks and strokes (Mishchenko T.S., 2009). In Ukraine, the situation is even worse as a result of an unfavorable environmental situation, in particular, caused by the Chernobyl accident (Zdesenko I.V., 2001). To solve this problem in developed countries, Laboratories for the study of dizziness and headache were created (Claussen C.F., Franz V., 2006; Graybiel A., Fregly A.R., 1966).
Известен способ ультразвуковой кранио-корпографии, согласно которому определяют движения шеи обследуемого. Движения головы/плеч регистрируют с помощью маркеров, расположенных на плечах и голове, таким образом, что они двигаются вместе с обследуемым. Кривая положения каждого маркера в трех координатах пространства потом определяется в зависимости от времени и запоминается как набор данных. Движение шеи потом выделяют из движений головы и торсионных движений за счет определения разницы между средними двух кривых, представляющих движения плеч и кривой положения головы. Паттерн движения, определенный с помощью кранио-корпографии, оценивают и анализируют с помощью устройства для обработки данных. Метод особенно полезен для установления наличия и степени поражения шейной части позвоночника вследствие хлыстовой травмы в результате автокатастрофы [6789044 Method and apparatus for determining a neck movement pattern Date Issued: September 7, 2004 Claussen; Claus-Frenz (Bad Kissingen, DE)].A known method of ultrasonic cranio-corpography, according to which determine the movement of the neck of the subject. Head / shoulder movements are recorded using markers located on the shoulders and head, so that they move with the subject. The position curve of each marker in three space coordinates is then determined depending on time and stored as a data set. The neck movement is then isolated from head movements and torsion movements by determining the difference between the average of the two curves representing the movements of the shoulders and the head position curve. The motion pattern determined using cranio-corpography is evaluated and analyzed using a data processing device. The method is especially useful for determining the presence and degree of damage to the cervical spine due to a whiplash injury as a result of a car accident [6789044 Method and apparatus for determining a neck movement pattern Date Issued: September 7, 2004 Claussen; Claus-Frenz (Bad Kissingen, DE)].
Указанный способ осуществляют с помощью устройства, состоящего из набора маркеров, расположенных соответственно на плечах и голове обследуемого, системы обработки данных, присоединенной к конфигурации приемника для регистрации положения каждого из маркеров. Система обработки содержит модуль анализа и вычитающего блока, сконфигурированного таким образом, чтобы использовать зарегистрированные результаты для формирования разности между средним значением мест расположения плеч и местом расположения головы и генерировать профиль движения шеи, выделенный из, по меньшей мере, одной из трех координат пространства [6789044 Method and apparatus for determining a neck movement pattern Date Issued: September 7, 2004 Claussen; Claus-Frenz (Bad Kissingen, DE)].The specified method is carried out using a device consisting of a set of markers located respectively on the shoulders and head of the subject, a data processing system attached to the configuration of the receiver to record the position of each of the markers. The processing system contains an analysis module and a subtracting unit configured in such a way as to use the recorded results to form the difference between the average value of the location of the shoulders and the location of the head and generate a neck movement profile extracted from at least one of the three space coordinates [6789044 Method and apparatus for determining a neck movement pattern Date Issued: September 7, 2004 Claussen; Claus-Frenz (Bad Kissingen, DE)].
Указанный способ ограничен регистрацией движений лишь в 4-х точках.The specified method is limited to registration of movements only in 4 points.
В устройстве отсутствуют технические средства для регистрации движений глаз, движений конечностей и их взаимодействия с движениями головы, движений корпуса - наклонов, сгибаний и тому подобное.The device lacks technical means for recording eye movements, limb movements and their interaction with head movements, body movements - bending, bending, and the like.
Известны также система и устройство для тестирования вестибулярной и окуломоторной функций. Устройство включает прибор для направления луча, поддерживаемый несколькими опорами, двигатель, сконфигурированный для селективного смещения луча и компонент, согласовывающий движения головы с движениями луча и служащий для передачи генерируемых двигателем движений на голову больного по одной или нескольким осям стимуляции [US 2011/0152711 A1, A61B 5/0496, A61B 5/11, 2011].Also known is a system and device for testing vestibular and oculomotor functions. The device includes a beam guiding device supported by several bearings, an engine configured to selectively displace the beam, and a component that matches head movements with beam movements and serves to transmit motor-generated movements to the patient’s head along one or more axis of stimulation [US 2011/0152711 A1, A61B 5/0496, A61B 5/11, 2011].
Способ обеспечивает тестирование вестибулярной и окуломоторной функций, не учитывая состояние вестибуло-спинальной функции, оценивая движения глаз и головы в ответ на движение простого светового стимула, не давая возможности оценивать движения глаз в ответ на сложные картинки или видеопрезентации. Отсутствует возможность оценки перемещений и движений корпуса, регистрации движений конечностей и их взаимодействия, с корпусом. Не предусматривается также изучение взаимодействия сенсорных систем: зрительной, вестибулярной, соматосенсорной, слуховой, ольфакторной и магнитной.The method provides testing of the vestibular and oculomotor functions, not taking into account the state of the vestibulo-spinal function, evaluating the movements of the eyes and head in response to the movement of a simple light stimulus, preventing the ability to evaluate eye movements in response to complex pictures or video presentations. There is no possibility of assessing the movements and movements of the body, recording the movements of the limbs and their interaction with the body. Nor is it envisaged to study the interaction of sensory systems: visual, vestibular, somatosensory, auditory, olfactory and magnetic.
Ближайшими к заявляемому изобретению являются устройство и способ для осуществления селективной стимуляции окуломоторних рефлексов, задействованных в стабилизации зрительного образа на сетчатке.Closest to the claimed invention are a device and method for performing selective stimulation of oculomotor reflexes involved in the stabilization of the visual image on the retina.
Согласно способу в режиме реального времени осуществляют модификацию слуховых и зрительных стимулов в соответствии с движениями головы больного и генерацию стимулов, интегрирующих вестибулярные и зрительные рефлексы, основанные на ответе больного. Использование дополнительных комплектующих позволяет модифицировать соматосенсорные стимулы для усиления селективной возможности устройства.According to the method, in real time, auditory and visual stimuli are modified in accordance with the patient’s head movements and stimuli are generated that integrate vestibular and visual reflexes based on the patient’s response. The use of additional components allows you to modify somatosensory stimuli to enhance the selective ability of the device.
Устройство, с помощью которого осуществляют указанный способ, содержит шлем, включающий затемненные очки и наушники, блок вестибулярной реабилитации (БВР) и отдаленный тренировочный блок (ОТБ), тензодатчики для измерения центра гравитации, компьютер. Для записи движений головы предусмотрены акселерометр или другое устройство, включая инерционное, электромагнитное, инфракрасное, ультразвуковое. Могут быть использованы дополнительные комплектующие, например веб-камера, смонтированная на очках, или в другом месте, подобно случаю, в котором используют экран телевизора. В устройство предлагают также ввести постурографию (ПГ) и видеонистагмографию (ВНГ) для записи движений глаз, генерируемых зрительной стимуляцией [US 2009/0240172 A1, A61B 5/11, A61M 21/00, 2009].The device with which the indicated method is carried out comprises a helmet, including darkened glasses and headphones, a vestibular rehabilitation unit (VVR) and a remote training unit (OTB), strain gauges for measuring the center of gravity, a computer. An accelerometer or other device, including inertial, electromagnetic, infrared, ultrasound, is provided for recording head movements. Additional accessories can be used, such as a webcam mounted on glasses, or elsewhere, similar to the case in which a television screen is used. It is also proposed to introduce posturography (PG) and video histogram (VNG) into the device to record eye movements generated by visual stimulation [US 2009/0240172 A1, A61B 5/11, A61M 21/00, 2009].
Указанные устройство и способ относятся к вестибулярным реабилитационным системам и методам лечения только вестибулярного невронита, головокружения и ощущения возникающей впоследствии нестабильности. Механизмом описанного авторы считают дефицит вестибуло-окуломоторного рефлекса. Используют селективную стимуляцию окуломоторных рефлексов, задействованных в стабилизации изображения на сетчатке благодаря сочетанию зрительной вестибулярной и соматосенсорной функций. Основной параметр - движения головы больного. Индивидуальный подбор зрительных стимулов не имеет стандартизации параметров. Движения головы предусмотрено высчитывать с помощью акселерометра или любого другого устройства для записи движений головы. Измерения могут быть осуществлены с помощью дополнительных комплектующих. Центр гравитации рассматривают как функцию позиций и масс, составляющих тело. Это не объясняет конкретную стратегию поведения больного при движении центра гравитации, например, вперед. Возможны следующие варианты: шаг вперед, наклон в суставах ступней голени вперед, наклон вперед в поясничном участке корпуса и движение рук вперед или руки вперед в противоположный стороны по диагонали, то же ноги, приседание. Поэтому вестибуло-спинальная информация, такая как центр давления подошвы ноги на платформу, зарегистрированная с помощью силовой платформы, общеизвестна, а центр гравитации измеряют с помощью тензодатчиков, его измерения с помощью видео обойдутся дорого, точность будет недостаточная.These devices and methods relate to vestibular rehabilitation systems and methods for treating only vestibular neuronitis, dizziness, and sensations of subsequent instability. The authors consider the mechanism of the described deficiency of the vestibulo-oculomotor reflex. Use selective stimulation of oculomotor reflexes involved in image stabilization on the retina due to a combination of visual vestibular and somatosensory functions. The main parameter is the movement of the patient’s head. Individual selection of visual stimuli does not have standardization of parameters. Head movements are intended to be calculated using an accelerometer or any other device for recording head movements. Measurements can be carried out using additional components. The center of gravity is considered as a function of the positions and masses that make up the body. This does not explain the specific strategy for the patient’s behavior when the center of gravity moves, for example, forward. The following options are possible: step forward, tilt in the joints of the feet of the tibia forward, tilt forward in the lumbar portion of the body and move the arms forward or arms forward in the opposite direction diagonally, the same legs, squat. Therefore, vestibulo-spinal information, such as the center of pressure of the sole of the foot on the platform, recorded using the power platform, is well known, and the center of gravity is measured using strain gauges, its measurements with the help of video will be expensive, the accuracy will be insufficient.
В патенте тело рассматривают как систему, имеющую три основных входа - зрительный, вестибулярный и соматосенсорный, и с помощью ПГ и ВНГ предлагают выполнять оценку или функциональный диагноз системы равновесия, стимулируя зрительную, слуховую, соматосенсорную или вестибулярную системы. Во-первых, ни ПГ, ни ВНГ не используют слуховые стимулы. Во-вторых, использованы слуховые синтетические стимулы, не влияющие на функцию восприятия пространства. В-третьих, названные устройства не дают возможности оценивать состояние функции локомоции. Наконец, указанные системы не дают возможности изучения функции взаимодействия с пространством.In the patent, the body is considered as a system having three main inputs - visual, vestibular and somatosensory, and with the help of PG and VNG they suggest performing an assessment or functional diagnosis of the equilibrium system, stimulating the visual, auditory, somatosensory or vestibular systems. Firstly, neither GHG nor VNG use auditory stimuli. Secondly, auditory synthetic stimuli are used that do not affect the function of perception of space. Thirdly, these devices do not allow to evaluate the state of the locomotion function. Finally, these systems do not allow the study of the interaction function with space.
Следуя принципам вестибулярной реабилитации пациента, авторы успешно стимулируют сенсорную информацию, являющуюся триггером расстройства равновесия, - это не факт, что больному станет лучше. Все зависит от того, как у больного протекает заболевание. При прогредиентном течении болезни постоянное стимулирование расстройств равновесия приведет к инвалидизации больного.Following the principles of vestibular rehabilitation of a patient, the authors successfully stimulate sensory information, which is a trigger for an imbalance - this is not a fact that the patient will feel better. It all depends on how the patient has the disease. With the progressive course of the disease, constant stimulation of equilibrium disorders will lead to disability of the patient.
Способ не учитывает всех 20 типов головокружений и нозологических единиц, связанных с ними, не учитывает концепцию сенсорного тетрады, где восприятие пространства происходит за счет четырех систем: зрительной, слуховой, вестибулярной и соматосенсорной. Для того, чтобы стабилизировать изображение на сетчатке, следует сначала найти локализацию поражения систем, формирующих восприятие пространства, передвижения и взаимодействующих с пространством (открытие дверей) с целью индивидуального подбора оптимального лечения. Устройство не дает возможности осуществлять одномоментно запись движений глаз, корпуса, конечностей и их взаимодействия. Не учитываются механизмы того, как слух принимает участие в ориентации и передвижении в пространстве, - мы чувствуем направление, откуда доходит звук. На ориентацию в пространстве влияет также запах. Магнитное излучение влияет на состояние координации движений. Постурография ограничена выполнением пробы Ромберга. Устройство не дает возможности выполнять локомоторные тесты, такие как Унтербергера или Фукуди. Реабилитационные программы принято разрабатывать с учетом клинического течения болезни: реституции, адаптации супрессии, габитуации или компенсации.The method does not take into account all 20 types of dizziness and nosological units associated with them, does not take into account the concept of sensory notebooks, where the perception of space occurs due to four systems: visual, auditory, vestibular and somatosensory. In order to stabilize the image on the retina, you must first find the localization of the lesion of the systems that form the perception of space, movement and interacting with space (opening doors) in order to individually select the optimal treatment. The device does not make it possible to simultaneously record the movements of the eyes, body, limbs and their interaction. The mechanisms of how the hearing takes part in the orientation and movement in space are not taken into account - we feel the direction from where the sound comes. The orientation in space is also affected by the smell. Magnetic radiation affects the state of coordination of movements. Posturography is limited to performing the Romberg test. The device does not allow to perform locomotor tests, such as Unterberger or Fukudi. It is customary to develop rehabilitation programs taking into account the clinical course of the disease: restitution, adaptation of suppression, habituation or compensation.
В основу изобретения поставлена задача расширения функциональных возможностей способа оценки состояния вестибуло-моторной проекции и повышения точности диагностики.The basis of the invention is the task of expanding the functionality of the method for assessing the condition of the vestibulomotor projection and improving the accuracy of diagnosis.
Вторая задача, поставленная в основу изобретения, - это усовершенствование системы оценки состояния вестибуло-моторной проекции для расширения ее функциональных возможностей и повышения точности диагностики.The second task, which is the basis of the invention, is the improvement of the system for assessing the condition of the vestibulomotor projection to expand its functionality and improve the accuracy of diagnosis.
Поставленную задачу решают тем, что в способе оценки состояния вестибуло-моторной проекции, заключающемся в видеомониторинге движений глаз, на которые надевают затемненные очки, на которых фиксируют акселерометр, движений головы, на которую надевают наушники, движений корпуса и конечностей при выполнении неврологических тестов и исследовании неврологических рефлексов, физиологичных и патологических, согласно изобретению, в затемненных очках размещают видеокамеры, на голове дополнительно фиксируют лазерную указку, на глаза обследуемого направляют по два инфракрасных светодиода для подсветки глаз и создания иллюзии движения при включении экранов виртуальной реальности, включают программное обеспечение, получая на экране компьютера изображения от всех видеокамер и сигнал от акселерометра, осуществляют биологическое калибрование всех составляющих устройства, для чего регистрируют стандартные метрологически поверенные единицы - расстояния, углы, ускорения, потом проводят исследования при надетых и снятых очках на обследуемом, при размещении его на твердом полу и на мягкой платформе, оценку результатов осуществляют сначала по показателям движений головы, которые регистрируют с помощью лазерной указки, учитывая разницу разброса движений при выполнении разных тестов, также оценивают наличие спонтанного нистагма или саккад или их появление при выполнении исследований, причем при проведении каждого из тестов включают запись видео, а записанные в память компьютера видеофайлы хранят как документы и анализируют по соответствующим параметрам.The problem is solved by the fact that in the method of assessing the state of the vestibulomotor projection, which consists in video monitoring of eye movements, on which dark glasses are put on, on which the accelerometer is fixed, head movements, on which headphones are put on, body movements and limbs when performing neurological tests and research neurological reflexes, physiological and pathological, according to the invention, video cameras are placed in the darkened glasses, a laser pointer is additionally fixed on the head, we examine the eyes two infrared LEDs are sent to illuminate the eyes and create the illusion of movement when the virtual reality screens are turned on, turn on the software, receive images from all cameras and a signal from the accelerometer on the computer screen, carry out biological calibration of all components of the device, for which standard metrologically verified units are recorded - distances, angles, accelerations, then conduct research when wearing and removed glasses on the subject, when placing it on a hard floor and and on a soft platform, the results are evaluated first by indicators of head movements, which are recorded using a laser pointer, taking into account the difference in the spread of movements when performing different tests, they also assess the presence of spontaneous nystagmus or saccades or their appearance during studies, and each of the tests includes video recording, and video files recorded in the computer’s memory are stored as documents and analyzed according to the relevant parameters.
В способе могут дополнительно использовать излучатель запаха.The method may additionally use an odor emitter.
В способе могут дополнительно использовать магнитный излучатель.The method may additionally use a magnetic emitter.
Вторую поставленную задачу решают тем, что в системе оценки состояния вестибуло-моторной проекции, включающей затемненные очки, наушники, зафиксированные на голове обследуемого и присоединенные к проигрывателю или аудиовыходу компьютера, акселерометр, зафиксированный на темных очках и соединенный со входом компьютера, имеющего программное обеспечение, согласно изобретению, на затемненных очках размещены видеокамеры, выходы которых присоединены к плате видеозахвата, выход которой соединен с входом видеокарты компьютера, на голове обследуемого зафиксирована лазерная указка, соединенная с компьютером, для биологического калибрования и задания направления взгляда глаз на них направлены экраны виртуальной реальности, входы которых присоединены к выходам компьютера, в затемненных очках на глаза обследуемого направлены также по два инфракрасных светодиода для подсветки глаз.The second task is solved by the fact that in the system for assessing the condition of the vestibulomotor projection, including darkened glasses, headphones fixed on the head of the subject and connected to the player or the audio output of the computer, an accelerometer fixed on dark glasses and connected to the input of a computer that has software according to the invention, on the darkened glasses placed cameras, the outputs of which are connected to a video capture card, the output of which is connected to the input of the computer's video card, on the head researched fixed laser pointer, coupled with a computer for calibration and reference biological view directions are directed to the eye of a virtual reality displays, inputs of which are connected to the computer outputs a darkened glasses on eyes of the subject are directed as two infrared LEDs for illuminating the eye.
При использовании четырех видеокамер три из них смонтированы на корпусе затемненных очков, а четвертая - на штативе спереди, сзади или сбоку от обследуемого, чаще всего сзади наверху.When using four cameras, three of them are mounted on the case of darkened glasses, and the fourth on a tripod in front, behind or to the side of the subject, most often at the back above.
При использовании шести и более видеокамер они размещены так, чтобы обследуемый был в исходной точке декартовой трехмерной системы координат.When using six or more cameras, they are placed so that the subject is at the starting point of the Cartesian three-dimensional coordinate system.
Устройство может содержать излучатель запаха, размещенный рядом с обследуемым.The device may include an odor emitter located next to the subject.
Устройство может содержать магнитный излучатель, размещенный рядом с обследуемым.The device may contain a magnetic emitter located next to the subject.
Устройство дополнительно содержит мягкую платформу, размещенную на полу, где находится обследуемый при проведении тестов.The device further comprises a soft platform placed on the floor where the subject is located during the tests.
В заявляемой системе соединено оборудование для компьютерной видеонистагмографии, видео-постурографии и видео-кранио-корпографии, дающее возможность при осуществлении способа использовать широкий арсенал неврологических тестов: Ромберга, Уемури (стояние на одной ноге с закрытыми глазами), Унтербергера-фукуди, диадохокинез, Гарсия (защитный рефлекс) и тому подобное. При этом есть возможность оценки движений глаз при проведении проб Бабинского, Барани, пальценосовой пробы. Система дает возможность оценить тонкое взаимодействие при движениях глаз, конечностей и отдельных частей конечностей, разных частей корпуса, головы и глаз, в режиме реального времени, в свою очередь, позволяет обнаруживать не только патологические движения названных составляющих туловища, но несовершенные физиологичные движения, возникающие при изучении новых операций (освоение новой трассы гонщиками), разрабатывать на основе полученной диагностики специальные тренировочные и реабилитационные процедуры и значительно совершенствовать операторскую деятельность.The claimed system combines equipment for computer video histogram, video posturography and video cranio-corpography, which makes it possible to use a wide arsenal of neurological tests in the method: Romberg, Uemuri (standing on one leg with eyes closed), Unterberger-fukudi, diadochokinesis, Garcia (protective reflex) and the like. At the same time, it is possible to evaluate eye movements during the tests of Babinsky, Barani, and finger-bearing test. The system makes it possible to evaluate the subtle interaction during the movements of the eyes, limbs and individual parts of the limbs, different parts of the body, head and eyes, in real time, in turn, allows you to detect not only pathological movements of these components of the body, but imperfect physiological movements that occur when the study of new operations (the development of a new route by racers), to develop on the basis of the received diagnostics special training and rehabilitation procedures and significant improvements operator activities.
Начиная с 2000 года, с использованием описанной системы и способа было обследовано свыше 500 больных, в которых другими неврологическими методиками практически не было обнаружено патологических изменений, что указывает на значительное повышение точности диагностики заявляемыми способом и системой.Since 2000, using the described system and method, more than 500 patients have been examined, in which other neurological methods practically no pathological changes were detected, which indicates a significant increase in the accuracy of diagnosis of the claimed method and system.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На Фиг.1 изображена схема системы оценки состояния вестибуло-моторной проекции;Figure 1 shows a diagram of a system for assessing the state of the vestibulomotor projection;
на Фиг.2 - очки с видеокамерами, вид спереди;figure 2 - glasses with video cameras, front view;
на Фиг.3 - очки с видеокамерами, вид сзади;figure 3 - glasses with video cameras, rear view;
на Фиг.4-6 - примеры исследования вестибуло-моторной проекции пациентов;figure 4-6 are examples of studies of the vestibulomotor projection of patients;
на Фиг.7 - окуло-моторное ядро.Fig.7 - oculomotor core.
Система оценки состояния вестибуло-моторной проекции (Фиг.1) содержит затемненные очки 1 (Фиг.2, Фиг.3), на которых размещены видеокамеры (на Фиг.1 изображены четыре видеокамеры). При использовании четырех видеокамер три из них 2, 3, 4 смонтированы на корпусе затемненных очков 1 (Фиг.2, Фиг.3), а четвертая видеокамера 5 (Фиг.1) - на штативе спереди, сзади или сбоку от обследуемого, чаще всего сзади наверху. Видеокамеры 2, 4 (Фиг.2) направлены на глаза обследуемого, а видеокамера 3 - в направлении взгляда глаз обследуемого (Фиг.3). При использовании шести и более видеокамер (не показано) они размещены так, чтобы обследуемый был в исходной точке декартовой трехмерной системы координат. Выходы видеокамер 2, 3, 4, 5 соединены с платой 6 видеозахвата, выход какой соединен с входом видеокарты компьютера 7, имеющего программное обеспечение (Фиг.1). На очках 1 (Фиг.3) зафиксирован акселерометр 8, соединенный с входом компьютера 7. На голове обследуемого зафиксирована лазерная указка 9. соединенная с компьютером 7, и объемные или стереофонические наушники 10, присоединенные к проигрывателю или аудиовыходу компьютера 7. В затемненных очках 1 на глаза обследуемого направлены также по два инфракрасных светодиода 11 для подсветки глаз. Для биологической калибровки и задания направления взгляда глаз на них направлены экраны 12 виртуальной реальности, входы которых присоединены к видеовыходам компьютера 7.The system for assessing the state of the vestibulo-motor projection (Fig. 1) contains darkened glasses 1 (Fig. 2, Fig. 3), on which video cameras are placed (Fig. 1 shows four video cameras). When using four cameras, three of them 2, 3, 4 are mounted on the case of darkened glasses 1 (Figure 2, Figure 3), and the fourth camera 5 (Figure 1) is mounted on a tripod in front, behind or on the side of the subject, most often back upstairs.
Рядом с обследуемым может быть размещен излучатель 13 запаха, а также магнитный излучатель, 14, соединенные с компьютером 7. На полу, где находится обследуемый при проведении тестов, дополнительно может быть размещена мягкая платформа 15.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
На глаза обследуемого надевают затемненные очки 1 с видеокамерами 2, 3, 4, на голову - стереофонические наушники 10 и лазерную указку 9. На глаза обследуемого направляют по два инфракрасных светодиода 11 для подсветки глаз и создания иллюзии движения при включении экранов 12 виртуальной реальности. Включают программное обеспечение, получая на экране компьютера 7 изображение от всех видеокамер 2, 3, 4, 5 и сигнал от акселерометра 8. Проводят биологическое калибрование всех составляющих устройства, для чего регистрируют стандартные метрологически проверенные единицы - расстояния, углы, ускорения.
Дополнительно могут также использовать излучатель 13 запаха и магнитный излучатель 14.Additionally,
В дальнейшем, в зависимости от задач, выполняют следующие исследования.In the future, depending on the tasks, the following studies are performed.
1. По Ромбергу: твердый пол, глаза смотрят вперед (очки 1 сняты).1. According to Romberg: hard floor, eyes looking forward (
2. По Ромбергу: твердый пол, глаза смотрят вперед (очки 1 надеты).2. According to Romberg: hard floor, eyes look forward (
3. По Ромбергу: твердый пол, глаза смотрят вперед (в очках 1 за счет поочередного включения инфракрасных светодиодов 11 создается иллюзия движения).3. According to Romberg: hard floor, the eyes are looking forward (in
4. По Ромбергу: мягкая платформа 15 на полу, глаза смотрят вперед (очки 1 сняты).4. According to Romberg:
5. По Ромбергу: мягкая платформа 15 на полу, глаза смотрят вперед (очки 1 надеты).5. According to Romberg:
6. По Ромбергу: мягкая платформа 15 на полу, глаза смотрят вперед (в очках за счет поочередного включения инфракрасных светодиодов 11 создается иллюзия движения).6. According to Romberg: a
7. То же повторяют с подачей музыки из одного стереофонического наушника 10 во второй.7. The same is repeated with the supply of music from one
8. Тот же набор тестов выполняют с наклонами головы вперед, назад, в стороны, поворотами головы для выявления позиционного головокружения или вертебробазилярной недостаточности.8. The same set of tests is performed with the head tilted forward, backward, sideways, by turning the head to detect positional dizziness or vertebrobasilar insufficiency.
9. Тот же набор тестов выполняют с движениями глаз в стороны, вверх, вниз.9. The same set of tests is performed with eye movements to the sides, up, down.
Оценку результатов осуществляют сначала по показателям движений головы, регистрируемых лазерной указкой 9, учитывают разницу разброса движений при выполнении разных тестов (нормативные данные опубликованы: Claussen C.-F. Cranio-Corpo-Graphy (CCG) - 30 years of equilibriometric measurements of spatial and temporal head, neck and trunk movements. In: Equilibrium Research, Clinical Equilibriometry and Modem Treatment. (Eds.) Claussen C.-F., Haid C.T., Hofferberth В., Exerpta Medica, International Congress Series 1201, Elsevier Science B.V., Amsterdam, Netherland. 2000 г., 245-259; Nashner L.M., Black F.O., Wall С III. Adaptation to altered support and visual conditions during stance: patients with vestibular deficits. J. Neurosci, 1982, 2, 536-544). Также оценивают наличие спонтанного нистагма или саккада или их появление при выполнении исследований.Evaluation of the results is carried out first according to the head movement indices recorded by the laser pointer 9, taking into account the difference in the spread of movements when performing different tests (regulatory data published: Claussen C.-F. Cranio-Corpo-Graphy (CCG) - 30 years of equilibriometric measurements of spatial and Temporal head, neck and trunk movements. In: Equilibrium Research, Clinical Equilibriometry and Modem Treatment. (Eds.) Claussen C.-F., Haid CT, Hofferberth B., Exerpta Medica, International Congress Series 1201, Elsevier Science BV, Amsterdam Netherland. 2000, 245-259; Nashner LM, Black FO, Wall C. III. Adaptation to altered support and visual conditions during stance: patients with vestibular deficits. J. Neurosci, 1982, 2, 536-544). The presence of spontaneous nystagmus or saccade or their appearance during studies is also assessed.
10. Те же тесты используют с позой Уемури (стояние на одной ноге, поочередно на левой и правой) (нормативные данные опубликованы: Trinus K.F. Chornobyl vertigo. 10 years of monitoring. Neurootology Newsletter, 1996, Suppl. 1, 140 p.).10. The same tests are used with the Uemuri pose (standing on one leg, alternately on the left and right) (regulatory data published: Trinus K.F. Chornobyl vertigo. 10 years of monitoring. Neurootology Newsletter, 1996, Suppl. 1, 140 p.).
11. Те же тесты используют с пробой Уемури после прослушивания мобильного телефона 4-5 минут с магнитным фильтром и без него.11. The same tests are used with a sample of Uemuri after listening to a mobile phone for 4-5 minutes with and without a magnetic filter.
12. Реабилитация: очки 1 сняты, больной смотрит на рисунок перед ним и двигает корпус таким образом, чтобы коснуться компонентов рисунка, регистрируют данные движений лазерной указки 9.12. Rehabilitation:
13. Реабилитация: очки 1 сняты, больной смотрит на рисунок перед ним и двигает корпус таким образом, чтобы коснуться компонентов рисунка, регистрируют данные движений лазерной указки 9, выполняется под музыку.13. Rehabilitation:
14. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 0,01 Гц.14. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex, frequency 0.01 Hz.
15. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 0,02 Гц.15. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex, frequency 0.02 Hz.
16. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 0,04 Гц.16. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex, frequency 0.04 Hz.
17. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 0,08 Гц.17. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex, frequency 0.08 Hz.
18. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 0,16 Гц.18. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex, frequency 0.16 Hz.
19. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 0,32 Гц.19. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex, frequency 0.32 Hz.
20. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 0,64 Гц.20. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex, frequency 0.64 Hz.
21. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 1 Гц.21. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex,
22. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 2 Гц.22. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex,
23. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 3 Гц.23. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex,
24. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, частота 4 Гц.24. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex,
25. Авторотационный тест, вестибуло-окулярный рефлекс, максимальная частота.25. Autorotation test, vestibulo-ocular reflex, maximum frequency.
26. Тест 16 повторяют с включенным верхним инфракрасным светодиодом 11 для фиксации взгляда. Тесты 14-25 оценивают по параметрам, опубликованным Claussen C.F., Franz В. Contemporary & practical neurootology. Solvay, Hannover, 2006, 410 р и Desmond A.L. Vestibular function: evaluation and treatment. Thieme, New York, Stuttgart, 2004, 228 р.26. Test 16 is repeated with the upper
27. Пупиллометрия с неврологическими тестами (5-10 тестов): фиксируют появление анизокории и волнообразных расширений/сужений зрачков (Тринус к.Ф. Мигрень - присинковое (вестибулярное) нарушение: доказательный подход. Международный неврологический журнал, 2011 №2 (40)).27. Pupillometry with neurological tests (5-10 tests): record the appearance of anisocoria and wave-like dilations / contractions of the pupils (Trinus K.F. Migraine - a synoptic (vestibular) disorder: evidence-based approach. International Neurological Journal, 2011 No. 2 (40)) .
28. Тест Дикса-Холлпайка левый.28. Dix-Hallpike test left.
29. Тест Дикса-Холлпайка правый.29. Dicks-Hallpike test right.
30. Наклоны головы.30. Tilts of the head.
31. Позиционирование головы.31. Head positioning.
32. Позиционирование тела. Тесты 28-32 считают позитивными, если в каком-то из положений головы возникает нистагм.32. Body positioning. Tests 28-32 are considered positive if nystagmus occurs in any of the head positions.
33. Калоричная проба: левое ухо ирригация водой 30°С.33. Caloric test: left ear irrigation with water 30 ° C.
34. Калоричная проба: левое ухо ирригация водой 44°С.34. Caloric test: left ear irrigation with water 44 ° C.
35. Калоричная проба: правое ухо ирригация водой 30°С.35. Caloric test: right ear irrigation with water 30 ° C.
36. Калоричная проба: правое ухо ирригация водой 44°С. Оценку проводят по частоте, «бабочка Клауссена» Claussen C.F., Franz В. Contemporary & practical neurootology. Solvay, Hannover, 2006, 410 р. или скоростью медленной фазы Bojrab D.L., Stockwell C.W. Electronystagmography and rotation tests. In: Neurotology. Jackler R.K., Brackmann DE. (Eds.). Mosby. St. Louis, Baltimore, Boston. 1994, 219-228.36. Caloric test: right ear irrigation with water 44 ° C. The evaluation is carried out by frequency, "Claussen butterfly" Claussen C.F., Franz B. Contemporary & practical neurootology. Solvay, Hannover, 2006, 410 p. or slow phase velocity Bojrab D.L., Stockwell C.W. Electronystagmography and rotation tests. In: Neurotology. Jackler R.K., Brackmann DE. (Eds.). Mosby. St. Louis, Baltimore, Boston. 1994, 219-228.
37. Проба Унтербергера-Фукуди.37. Sample Unterberger-Fukudi.
38. Письменная проба Фукуди.38. A written test of Fukudi.
39. Указательная проба.39. Indicative test.
40. Проба диадохокинеза.40. A sample of diadochokinesis.
41. Пробы на плавность движений конечностей и их частей.41. Samples for the smoothness of the movements of the limbs and their parts.
42. Видеодокументация наличия тремора век, конечностей.42. Video documentation of tremor of the eyelids, limbs.
43. Пробы на полноту движений туловища, шеи, конечностей и их частей.43. Samples for completeness of movements of the trunk, neck, limbs and their parts.
44. Видеодокументация особенностей патологических и физиологичных неврологических рефлексов.44. Video documentation of the features of pathological and physiological neurological reflexes.
При проведении каждого из тестов включают запись видео, записанные в память компьютера 7 видеофайлы потом могут сохраняться длительное время как документы и быть проанализированными по соответствующим параметрам.During each of the tests, they include recording video, recorded in the computer's
Изобретение поясняется примерами.The invention is illustrated by examples.
Пример 1 (Фиг.4)Example 1 (Figure 4)
Больная П., 30 лет, жалобы на головокружение, слабость, усталость. На Фиг.3-5 сверху слева - правый глаз, справа - левый, внизу слева видеозапись из видеокамеры, направленной на больного, справа - видеозапись камеры на очках больного. Запись проведена в полутемном помещении, размыт рисунок внизу справа за счет активного движения головы. При авторотационном тесте частотой 1 Гц обнаружена конвергенция глаз.Patient P., 30 years old, complaints of dizziness, weakness, fatigue. In FIGS. 3-5, the right eye is on the top left, the left eye is on the right, the video from the video camera aimed at the patient is on the bottom left, the video on the patient’s glasses is on the right. The recording was carried out in a darkened room, the picture is blurred at the bottom right due to the active movement of the head. An autorotation test with a frequency of 1 Hz revealed convergence of the eyes.
Пример 2 (Фиг.5)Example 2 (Figure 5)
Больной Н., 27 лет, жалобы на боли головы, слабость, потерю инициативы. При тесте диадохокинеза возникла анизокория и атипичные разнонаправленные движения глаз.Patient N., 27 years old, complaints of headache, weakness, loss of initiative. During the test of diadochokinesis, anisocoria and atypical multidirectional eye movements arose.
Пример 3 (Фиг.6)Example 3 (Fig.6)
Больная Б., 33 года, жалобы на хроническую усталость, метеозависимость. При выполнении теста Уемури (вставание на одну ногу) отмечено назальное приведение правого глаза. Полученный результат объяснен на Фиг.7. Представлен срез верхней части Варолиевого моста. Активация пирамидного тракта приводит к поднятию ноги, благодаря кортико-рубро-спинальному тракту фиксируется осанка больного, на окуло-моторное ядро, в данном случае, переходило возбуждение. У больного нарушение локализовано в районе перехода возбуждения с красного ядра на окуло-моторное ядро.Patient B., 33 years old, complaints of chronic fatigue, meteorological dependence. When performing the Uemuri test (standing on one leg), a nasal adduction of the right eye was noted. The obtained result is explained in Fig.7. A slice of the upper part of the Varoliev bridge is presented. Activation of the pyramidal tract leads to elevation of the leg, due to the cortico-rubro-spinal tract, the patient's posture is fixed, in this case, the excitation passed to the oculomotor core. In a patient, the violation is localized in the area of transition of excitation from the red nucleus to the oculomotor nucleus.
Специально подобранная физкультура в комплексе с медикаментозным лечением позволила скорректировать данный дефект движения. Через 1 месяц такое движение уже не было зафиксировано.Specially selected physical education in combination with drug treatment allowed to correct this movement defect. After 1 month, such a movement was no longer recorded.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148774/14A RU2480155C1 (en) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | Method of estimating state of vestibular-motor projection and system for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011148774/14A RU2480155C1 (en) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | Method of estimating state of vestibular-motor projection and system for its realisation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2480155C1 true RU2480155C1 (en) | 2013-04-27 |
Family
ID=49153019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011148774/14A RU2480155C1 (en) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | Method of estimating state of vestibular-motor projection and system for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2480155C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626867C1 (en) * | 2016-05-05 | 2017-08-02 | Элдар Али Оглы Разроев | System for organizing entertaining, educational and/or advertising activities |
CN109907932A (en) * | 2019-04-08 | 2019-06-21 | 中国航天员科研训练中心 | A kind of vestibular stimulation influence human upper limb locomotion control research experiment system |
RU2724859C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for studying patients with hearing loss using virtual reality technology |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1537217A1 (en) * | 1987-04-06 | 1990-01-23 | Белорусский научно-исследовательский институт неврологии, нейрохирургии и физиотерапии | Method of internuclearis ophthalmoplegia diagnosis |
WO1994021162A1 (en) * | 1993-03-24 | 1994-09-29 | University College London | Device for measuring the vestibulo-ocular reflex function |
RU2109336C1 (en) * | 1995-07-14 | 1998-04-20 | Нурахмед Нурисламович Латыпов | Method and device for immersing user into virtual world |
US20090240172A1 (en) * | 2003-11-14 | 2009-09-24 | Treno Corporation | Vestibular rehabilitation unit |
-
2011
- 2011-12-01 RU RU2011148774/14A patent/RU2480155C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1537217A1 (en) * | 1987-04-06 | 1990-01-23 | Белорусский научно-исследовательский институт неврологии, нейрохирургии и физиотерапии | Method of internuclearis ophthalmoplegia diagnosis |
WO1994021162A1 (en) * | 1993-03-24 | 1994-09-29 | University College London | Device for measuring the vestibulo-ocular reflex function |
RU2109336C1 (en) * | 1995-07-14 | 1998-04-20 | Нурахмед Нурисламович Латыпов | Method and device for immersing user into virtual world |
US20090240172A1 (en) * | 2003-11-14 | 2009-09-24 | Treno Corporation | Vestibular rehabilitation unit |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
HAMISH G. MACDOUGALL et al, Functional Assessment of Head-Eye Coordination During Vehicle Operation, VOL.82, NO.8, PP.706-715 OPTOMETRY AND VISION SCIENCE. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626867C1 (en) * | 2016-05-05 | 2017-08-02 | Элдар Али Оглы Разроев | System for organizing entertaining, educational and/or advertising activities |
CN109907932A (en) * | 2019-04-08 | 2019-06-21 | 中国航天员科研训练中心 | A kind of vestibular stimulation influence human upper limb locomotion control research experiment system |
CN109907932B (en) * | 2019-04-08 | 2023-12-26 | 中国航天员科研训练中心 | Human upper limb movement control research experiment system influenced by vestibular stimulation |
RU2724859C1 (en) * | 2019-12-17 | 2020-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for studying patients with hearing loss using virtual reality technology |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2014329339B2 (en) | Eye movement monitoring of brain function | |
US9788714B2 (en) | Systems and methods using virtual reality or augmented reality environments for the measurement and/or improvement of human vestibulo-ocular performance | |
US10231614B2 (en) | Systems and methods for using virtual reality, augmented reality, and/or a synthetic 3-dimensional information for the measurement of human ocular performance | |
US9370302B2 (en) | System and method for the measurement of vestibulo-ocular reflex to improve human performance in an occupational environment | |
US8931905B2 (en) | Binocular measurement method and device | |
US11504051B2 (en) | Systems and methods for observing eye and head information to measure ocular parameters and determine human health status | |
US8602555B2 (en) | Method and system for treating binocular anomalies | |
CN110381810A (en) | Screening apparatus and method | |
JP2020509790A5 (en) | ||
El-Kahky | Balance control near the limit of stability in various sensory conditions in healthy subjects and patients suffering from vertigo or balance disorders: impact of sensory input on balance control | |
US20090240172A1 (en) | Vestibular rehabilitation unit | |
US9050035B2 (en) | Device to measure pupillary light reflex in infants and toddlers | |
EP2811891A1 (en) | System for examining eye movements, particularly the vestibulo-ocular reflex and dynamic visual acuity | |
WO2008091759A1 (en) | Apparatus and methods for assessment of vestibulo-ocular reflexes | |
KR102344493B1 (en) | A smart inspecting system, method and program for nystagmus using artificial intelligence | |
KR20170055589A (en) | Diagnosis and treatment method of various dizziness using wearable device and smart device | |
D'Antonio et al. | Stable or able? Effect of virtual reality stimulation on static balance of post-stroke patients and healthy subjects | |
RU2480155C1 (en) | Method of estimating state of vestibular-motor projection and system for its realisation | |
EP3991705A2 (en) | Virtual reality game- and biosignal sensor-based vestibulo-ocular reflex assessment and rehabilitation apparatus | |
ES2943064T3 (en) | Virtual reality viewer for visual neurorehabilitation | |
KR102293430B1 (en) | Apparatus for function of vestibulo-ocular reflex based on virtual reality and multiple bio-sensor | |
US20230337909A1 (en) | Device for retinal neuromodulation therapy and extrafoveal reading in subjects affected by visual impairment | |
Wassill et al. | Binocular 3-D video-oculography | |
CN117357381A (en) | Visual disturbance rehabilitation training device, system and method based on augmented reality | |
RU2301622C1 (en) | Computer method of taking preventive measures and correcting unfavorable perceptive and sensomotor reactions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141202 |