PupilMetrics Neuro · v1.2.0 · Drug Effect Monitor · v1.0.0
Klinický monitorovací přístroj — vytvořený k měření hojení, nikoli k obviňování.
Kvantitativní, opakovatelné měření pupilárního reflexu na osvit pro neurology, kliniky otřesu mozku, sportovní medicínu a klinický výzkum — s Drug Effect Monitor postaveným na stejném záznamovém jádru.
Windows, Android a macOS. Vše běží v zařízení; během klinického provozu se nic nepřenáší.
- Průměr zornice v každém snímku, filtrovaný dolní propustí (Butterworthův filtr s nulovou fází) dříve, než se odečte jakákoli metrika
- Výchozí stav reference, od které se měří každá amplituda
- Neuro
- v1.2.0 · 29 lokalizací
- Drug Effect Monitor
- v1.0.0 · 15 lokalizací
- Platformy
- Windows 10 64bit · Android 8.0+ · macOS
- Regulační status
- Bez 510(k), bez označení CE. Pro výzkumné použití.
Pro koho je určen a pro koho ne
Na tomto záleží víc než na seznamu funkcí, proto je to na prvním místě — na této stránce i na úvodní obrazovce samotné aplikace.
Navrženo pro
- Neurology a specialisty na neurotrauma
- Kliniky otřesu mozku a lékaře sportovní medicíny
- Anesteziology a týmy intenzivní péče
- Lékaře léčby bolesti a adiktologie
- Klinické výzkumníky v neurologii a farmakologii CNS
Není určen pro
Nejde o screeningový nástroj pro zjišťování zhoršené způsobilosti, užívání návykových látek nebo pracovní způsobilosti. Není validován pro policejní detekci drog, antidopingovou kontrolu ve sportu ani pro jakékoli neklinické posuzování zhoršené způsobilosti.
Je to klinický monitorovací přístroj — vytvořený k měření hojení, nikoli k obviňování. Tato věta je v softwaru, na každé obrazovce výsledků, v podobě, kterou nelze zavřít.
Požadovaný hardware
Neuro je postaven kolem digitálního iriskopu Dino-Lite — klinického zařízení USB pro snímání oka s vlastním prstencem LED, který slouží zároveň jako osvětlení i jako podnět. Připojte jej před spuštěním.
Test LED kvadrantů zpřístupňuje prstenec přímo: klepněte na každý kvadrant a ověřte, které diody se rozsvítí. Podnět, který jste neověřili, je měření, kterému nemůžete věřit, a nefunkční kvadrant je ve výsledné křivce jinak neviditelný.
Podporovanými alternativami jsou bezdrátový Dino-Lite přes adaptér WF-20 a v systému Android zadní nebo selfie kamera s podnětem bleskem obrazovky — každá z nich hlásí snímkovou frekvenci, které skutečně dosahuje.
Sedm čísel a co každé z nich odráží
Každé se posuzuje vůči věkově upravenému referenčnímu pásmu a každý příznak nese štítek důkazů, který uvádí, zda bylo toto pásmo publikováno, interpolováno, nebo odhadnuto. Viz původ referencí.
| Metrika | Normální rozmezí | Co odráží |
|---|---|---|
| Výchozí průměr | 3–7 mm | Klidový sympatický a parasympatický tonus |
| Latence PLR | 161–289 ms (18–40) | Šíření signálu přes pretektální jádro |
| Amplituda zúžení | 18,6–43,4 % (18–40) | Integrita parasympatické eferentní dráhy (CN III) |
| Rychlost zúžení | ≥ 2,6 mm/s (18–40) | Rychlost zpracování v mozkovém kmeni; citlivá na difuzní axonální poranění |
| Rychlost znovurozšíření | 2–5 mm/s | Sympatické zotavení; narušené při autonomní dysfunkci |
| Anizokorie | < 0,25 mm | Oboustranná symetrie neurologické funkce |
| Index habituace | 0–15 % | Kortikální modulace reflexu |
Přímé poranění mozkového kmene
Pretektální jádra a Edingerovo–Westphalovo jádro leží ve středním mozku, vystavená rotačnímu zrychlení, které je pro otřes mozku typické. Lehké difuzní axonální poranění měřitelně prodlužuje latenci dříve, než se objeví klinické příznaky.
Rostoucí nitrolební tlak
Herniace unku stlačuje CN III. Nejčasnějším příznakem je pomalý, asymetrický reflex — zjistitelný pupilometrií dříve, než zornice pouhým okem vypadá abnormálně.
Ztráta kortikální modulace
Frontální lalok tlumí reflex při opakovaných podnětech. Ztráta tohoto vstupu vede buď k nadměrné habituaci nad 30 %, nebo k paradoxní senzitizaci — obojí jsou známky narušené kortiko-mezencefalické zpětné vazby.
Standardní sekvence záznamu
Pevně daná, aby byly srovnatelné dva záznamy pořízené s odstupem dvou týdnů. Křivka v úvodní části výše je právě tato sekvence.
Výchozí osvětlení podle cesty
Výchozí velikost zornice závisí na světle, při kterém se měří. Každá cesta snímání zaznamenává, jak bylo oko osvětleno, a relace z různých cest nejsou přímo srovnatelné. Věkové referenční rozsahy předpokládají tmavý výchozí stav a na pokusy s osvětleným výchozím stavem se nepoužívají.
- USB Dino-Lite: bílé LED během odpočtu a výchozího stavu (asi 6 s), s expozicí pevně nastavenou na EV 450. Zornice je adaptovaná na světlo, nikoli na tmu.
- Wi-Fi Dino-Lite: LED jsou během výchozího stavu vypnuté (tmavý protokol). Prstenec LED je zároveň světlem i podnětem.
- Zadní kamera telefonu: podnětem je svítilna. Výchozí stav a zotavení jsou osvětleny pouze světlem v místnosti.
- Přední kamera telefonu: podnětem je bílá obrazovka. Výchozí stav a zotavení jsou osvětleny pouze světlem v místnosti.
Skutečné časové značky u každého snímku
Snímání přes USB nedosahuje své nominální snímkové frekvence — přemosťovací cesta běží spíše na 11–15 fps než na 30. Místo předpokládané frekvence aplikace vkládá skutečnou časovou značku do každého snímku v okamžiku pořízení a analýza je čte přímo.
Výchozí okno i okno po podnětu jsou proto přiřazeny správně bez ohledu na to, jak frekvence kolísá, a zpráva uvádí dosaženou efektivní frekvenci spolu s údajem o časovém rozlišení.
Tři pokusy mění měření ve vzorec
Tři po sobě jdoucí pokusy se standardizovanými dvouminutovými přestávkami. U zdravého mozku bez medikace amplituda při opakovaných stejných podnětech mírně klesá. Léky působící na CNS tuto modulaci narušují směry specifickými pro danou třídu — což žádný jednotlivý pokus ukázat nemůže.
- Pokus 1 plná amplituda — reference, vůči níž se index počítá
- Pokus 2 po dvou minutách odpočinku
- Pokus 3 amplituda, která index uzavírá
| Rozsah HI | Interpretace |
|---|---|
| Záporný | Senzitizace — paradoxní nárůst napříč pokusy |
| 0–15 % | Normální kortikální modulace |
| 15–30 % | Střední habituace — vyžaduje sledování |
| > 30 % | Nadměrná habituace — narušená kortiko-mezencefalická zpětná vazba |
Všechny tři křivky se vykreslují na jedné časové ose pro přímé srovnání tvaru křivky, časování nástupu, hloubky zúžení a kinetiky znovurozšíření.
Zotavení je trajektorie, nikoli jeden údaj
Zotavení po poranění mozku probíhá během dnů, týdnů a měsíců. Jediný nejednoznačný nález se stává klinicky významným teprve tehdy, když záznamy za ním ukazují směr.
Co by měla řada ukázat
Normalizace průměru zornice — návrat autonomního tonu.
Zlepšení amplitudy — zotavení parasympatické eferentní dráhy.
Ústup anizokorie — obnovení oboustranné symetrie.
Normalizace habituace — návrat kortiko-mezencefalického okruhu.
Pro každé oko je k dispozici osm řad, každou lze přepínat samostatně, a každá relace je dostupná z pásu pod grafem.
| Stupeň | Rozdíl | Klinický postup |
|---|---|---|
| Fyziologický | < 0,25 mm | Bez nutnosti zásahu |
| Mírná | 0,25–0,49 mm | Zdokumentovat; sledovat v sériových skenech |
| Významná | ≥ 0,50 mm | Doporučeno klinické vyšetření |
Reflex jako farmakodynamický cílový ukazatel
Je součástí Neuro a je k dispozici i jako samostatná aplikace pro Android. Používá stejný záznam PLR jako neinvazivní měřítko účinku léků na CNS — pro lékaře, kteří potřebují objektivní doklad o tom, co dávka dělá, nikoli pro kohokoli, kdo chce zjistit, co někdo užil.
Otázky, na které má odpovídat
- Vyvolává dávka opioidu u tohoto pacienta očekávaný stupeň účinku na CNS?
- Odeznívá anestezie po operaci přiměřeně?
- Je úroveň sedace na JIP přiměřená, nebo je tento pacient nadměrně medikován?
- Odezněla analgetická medikace tohoto sportovce dostatečně pro validní neurologické vyšetření?
- Vyvolává tato psychiatrická medikace měřitelné autonomní účinky?
Co neuvádí
Neidentifikuje léky. Miotická, hyporeaktivní zornice stejně dobře odpovídá morfinu při pooperační bolesti, metadonu nebo buprenorfinu v léčbě, volně prodejnému difenhydraminu, kapkám pilokarpinu při glaukomu — nebo pacientovi, který spal tři hodiny a je hluboce unavený.
Každý pozitivní vzorec se zobrazuje spolu se seznamem předepisovaných léků, které vyvolávají nerozlišitelné nálezy. Bez matoucích faktorů se nic nezobrazí.
Protokol vyladěný pro farmakologii
Stejná kostra jako standardní sekvence — tři sekundy výchozího stavu, poté světelný podnět 500 ms — opakovaná třikrát se dvěma minutami odpočinku, aby bylo možné napříč pokusy odečíst index habituace a vzorec.
| Parametr | Hodnota | Zdůvodnění |
|---|---|---|
| Výchozí stav | 3 s | Osvětleno bílými LED u USB Dino-Lite (adaptace na světlo); LED vypnuté u Wi-Fi Dino-Lite; červené pole obrazovky nebo světlo v místnosti u telefonů |
| Délka podnětu | 500 ms | Dost dlouhá k zachycení pomalých farmakologických odpovědí |
| Okno zotavení | 7 s | Prodlouženo pro zachycení pomalé kinetiky znovurozšíření |
| Odpočinek mezi pokusy | 2 min | Umožní zornici vrátit se do výchozího stavu před dalším pokusem |
| Počet pokusů | 3 | Minimum pro smysluplný index habituace |
| Vzorec | Výchozí stav | Zúžení | Rychlost |
|---|---|---|---|
| Tlumivá látka CNS | < 20 % (mióza) | < 20 % | libovolná |
| Stimulant CNS | > 38 % (mydriáza) | ≥ 18 % | libovolná |
| Anticholinergikum | > 38 % (mydriáza) | < 18 % | libovolná |
| Konopí / THC | 22 – 38 % | 12 – 30 % | < 190 %/s |
| Alkohol / sedativum | 20 – 44 % | < 20 % | < 210 %/s |
| Normální | ≤ 38 % | ≥ 20 % | — |
| Neurčité | nic z uvedeného | ||
„Neurčité“ je skutečný a častý výsledek, nikoli selhání. Klasifikátor založený na pravidlech, který vždy vrátí nějakou třídu, je klasifikátor, který hádá.
Tlumivé látky CNS
Opioidy, benzodiazepiny, barbituráty, alkohol a cholinergní látky tlumí autonomní okruhy mozkového kmene. Opioidy vyvolávají oboustrannou, na dávce závislou miózu se zornicemi velikosti špendlíkové hlavičky paradoxní aktivací Edingerova–Westphalova jádra; benzodiazepiny dynamiku převážně zpomalují — delší latence, nižší rychlost — bez výrazné miózy při terapeutických dávkách.
Stimulanty CNS
Amfetaminy a kokain vyvolávají mydriázu sympatomimetickým působením na dilatátor, přičemž reflex zůstává živý. Anticholinergika — rozšiřující kapky, skopolamin, tricyklická antidepresiva — naproti tomu blokují muskarinové receptory na svěrači: velká zornice s potlačeným reflexem, kterou klasifikátor hlásí jako samostatný vzorec.
Konopí / THC
Receptory CB1 jsou hojně zastoupeny v mozečku, bazálních gangliích a colliculus superior. THC snižuje rychlost povelu k zúžení, aniž by plně potlačilo jeho amplitudu — disociace rychlosti a amplitudy, s maximální rychlostí sníženou o 20–40 % a amplitudou téměř nezměněnou. Opioidy potlačují obojí; stimulanty obojí zachovávají.
PIPR odlišuje účinek léku od strukturálního poškození
Po skončení jasného záblesku pokračují vnitřně fotosenzitivní gangliové buňky sítnice prostřednictvím melanopsinu v aktivitě ještě 5–10 sekund a udržují zornici zúženou. PIPR se kvantifikuje 1 s a 6 s po skončení záblesku a informaci nese teprve jeho kombinace s PLR:
| Scénář | Amplituda PLR | PIPR | Interpretace |
|---|---|---|---|
| Farmakologický útlum CNS | Potlačená | Zachovaná | Odpovídá účinku léku; aktivita ipRGC nedotčena |
| Strukturální poškození pretekta | Potlačená | Potlačená | Podezření na těžké TBI, kompresi středního mozku nebo Parinaudův syndrom |
| Vzorec stimulantu CNS | Proměnlivá | Normální | Dráhy ipRGC–hypotalamus neporušené |
Všimněte si upozornění na snímku obrazovky výše: „tyto relace nedokážou určit, jak byly osvětleny.“ Relace zaznamenané při neznámém osvětlení jsou takto označeny, místo aby byly vyneseny, jako by byly srovnatelné.
Etický rámec v praxi
- Povinné upozornění na medikaci. Každý výsledek vzorce CNS nese seznam předepisovaných léků, které vyvolávají stejné nálezy. Nic se nezobrazí bez matoucích faktorů.
- Výslovné upozornění. Každá obrazovka výsledků obsahuje nezavíratelné prohlášení, že nástroj není validován pro testování na drogy, policejní ani pracovněprávní účely.
- Rámování klinickým kontextem. Systém předkládá farmakodynamický vzorec, nikoli identifikaci léku. Interpretace náleží lékaři.
- Oddělené ukládání. Klasifikace vzorců se uchovávají v historii Monitoru léků a nikdy se nezapisují do databáze skenů. Měřitelným výstupem je křivka PLR.
Samostatná verze pro Android
Drug Effect Monitor se dodává i samostatně — stejný protokol, stejný klasifikátor, stejná upozornění, v jednoúčelové aplikaci pro telefon.
Kde běží
Windows
Windows 10 64bit · USB 2.0 pro iriskop
- Hlavní klinická platforma; nejhlubší integrace Dino-Lite
- PLR s kabelovým i bezdrátovým iriskopem, s měřenou snímkovou frekvencí a skutečnou časovou značkou u každého snímku
- Test LED kvadrantů pro ověření podnětu
- Obrazovka Relace PLR pro sériové srovnání
Android
Android 8.0+ · USB OTG volitelně
- Záblesk LED iriskopu přes OTG nebo podnět bleskem obrazovky s přední kamerou
- Video PLR zadní a selfie kamerou, 12sekundové záznamy
- Vestavěný Drug Effect Monitor a navíc samostatná verze
- Zrcadlová asistence a automatické snímání s kontrolou kvality pro statické skeny
macOS
Podepsaný DMG, sestavený v CI
- Instalace přímo z cnri.edu
- Stejná sada funkcí pro počítač jako ve Windows
- Podpora iriskopu závisí na kompatibilitě zařízení s UVC
Počítač
Android
Co jsme změřili a co ne
Tato sekce existuje kvůli institucionálním nákupům a etickému posouzení. PupilMetrics Neuro je výzkumný přístroj a nebyl validován vůči referenčnímu pupilometru. Následující text popisuje, co software dělá — nejde o tvrzení o klinické přesnosti.
Kalibrace velikosti
Každý absolutní údaj v milimetrech vychází z jediného měřítka: mm na pixel = předpokládaný vodorovný průměr duhovky ÷ mediánový průměr duhovky v pixelech. Předpokládaný průměr je ve výchozím stavu 11,5 mm, pokud není zadána hodnota pro daný subjekt, a skutečný průměr duhovky dospělého se pohybuje zhruba v rozmezí 10,2–13,0 mm.
Tedy: latence, procento zúžení a T75 jsou založeny na čase nebo poměru a nejsou ovlivněny. Výchozí a minimální průměr, maximální rychlost v mm/s a amplituda PIPR v mm se všechny škálují podle tohoto předpokladu. Pokud záleží na absolutních metrikách v milimetrech, zadejte naměřený průměr duhovky.
Závislost na podnětu
Amplituda zúžení, rychlost a PIPR silně závisejí na intenzitě, vlnové délce a délce podnětu a na adaptaci na světlo/tmu. Referenční rozsahy byly publikovány pro konkrétní podmínky podnětu; liší-li se podnět vašeho zařízení, mají tato srovnání pouze orientační povahu.
Ke každému datovému souboru určenému k publikaci zaznamenejte specifikaci podnětu — vlnovou délku, intenzitu ve fyzikálních jednotkách, délku a adaptaci.
Původ referencí
Každý referenční rozsah nese štítek důkazů, vytištěný v exportované zprávě vedle jeho příznaku.
Publikováno — převzato přímo z recenzovaného zdroje pro danou věkovou skupinu: latence, zúžení a T75 pro 18–40 a 61+ (Bitsios et al., 1996).
Interpolováno — neměřeno přímo, lineárně interpolováno mezi publikovanými pásmy: pásmo 41–60.
Odhadnuto — předběžné, odvozené nebo převzaté ze zdroje, který není specifický pro podnět: všechny rozsahy rychlosti a všechny rozsahy PIPR. Hraniční nebo abnormální příznaky u nich berte jako hypotézy, nikoli nálezy.
Vzorkování a rozlišení latence
Záznam cílí na přibližně 30 fps a zpráva uvádí dosaženou efektivní frekvenci spolu s časovým rozlišením — 95. percentilem intervalu mezi snímky. Při 30 fps trvá snímek asi 33 ms a u vynechaných snímků byly pozorovány skutečné mezery mezi snímky 27–131 ms.
Metriky jednotlivých událostí, především latenci, nelze rozlišit jemněji než zhruba na jeden snímek. Rozdíly latence menší než jeden až dva snímky nejsou při 30 fps smysluplné. Pro práci citlivou na latenci použijte 60–120 fps.
Sledovatelnost zpráv
Každá exportovaná zpráva a záznam JSON nese verzi aplikace, parametry analýzy — předpokládaný průměr duhovky, věkovou skupinu, efektivní snímkovou frekvenci, metodu časování, délku podnětu — a štítky původu. Uchovávejte JSON spolu s PDF. Je to autoritativní strojově čitelný záznam.
Nutné pro klinickou validaci
Nic z následujícího pro tento přístroj nebylo stanoveno a vše by bylo nutné před jakýmkoli klinickým — na rozdíl od výzkumného — použitím:
- Studie srovnání metod vůči referenčnímu pupilometru s Blandovými–Altmanovými mezemi shody
- Opakovatelnost test–retest vyjádřená jako intraklasový korelační koeficient
- Senzitivita a specificita příznaků abnormality vůči referenčnímu standardu
- Zdokumentovaná specifikace podnětu ve fyzikálních jednotkách
Dokud neexistují, je každý výstup určen pouze pro výzkum a dokumentaci. Aktivně hledáme spolupracovníky, kteří je mohou provést.
Index PMi je experimentální
PMi shrnuje panel PLR do jediného skóre 0–5, upraveného tak, aby se četlo jako známá neurologická indexová škála — 5 je zcela normální, pod 3 je abnormální. Na rozdíl od proprietární černé skříňky je auditovatelný již z podstaty návrhu: vzorec, váhy i normativní hodnoty jsou zveřejněny ve zdrojovém kódu aplikace a každý sken vrací skóre rozložené člen po členu.
PMi = 5 · exp(−0.35 · z̄)
Každý parametr dostane směrové z-skóre vůči věkově upraveným normám — penalizuje se jen odchylka v patologickém směru — a kombinují se jako vážený průměr. Největší váhu mají amplituda zúžení a maximální rychlost, poté latence a T75, nejnižší amplituda PIPR. Chybějící členy nebo členy pod hranicí kvality se vypustí a zbývající váhy se znovu normalizují; jsou potřeba alespoň tři použitelné členy, a pokud jich je méně, karta ukazuje nedostupné místo zavádějícího čísla.
PMi je experimentální a nevalidovaný. Není rovnocenný ani náhradou žádného pupilárního indexu schváleného regulačním orgánem a nemá validaci výsledků.
Odlesky se označují, nikoli tiše tolerují
Pokud leží odlesk rohovky blíže okraji zornice, než je stanovený zlomek poloměru zornice, zobrazí se upozornění na kartě výsledku, v PDF i u uloženého skenu. Analýza přesto proběhne a žádné měření se nezadrží — nález na okraji tohoto oka však mohlo vyvolat světlo, a ne duhovka.
Upozornění označuje snímky v ohrožení, nikoli všechny dotčené snímky: odlesk těsně za hranicí může stále vytvořit nález v zóně.
Stručně
Regulační status
PupilMetrics Neuro nebyl předložen ke schválení FDA 510(k) ani k označení CE. Všechny výstupy musí interpretovat kvalifikovaní kliničtí lékaři v kontextu celkového klinického obrazu.
Není pro screening ani policejní účely
Není validován pro posuzování pracovní způsobilosti, policejní detekci drog, antidopingovou kontrolu ve sportu ani pro jakékoli neklinické posuzování zhoršené způsobilosti. Klasifikace vzorců ukazují fyziologické stavy odpovídající širokým třídám léků — neidentifikují látky a nejsou diagnostické.
Nutný klinický úsudek
Na žádný výstup by se nemělo reagovat bez interpretace lékařem v plném klinickém kontextu. Metriky PLR jsou jedním vstupem z mnoha.
Ochrana dat
Všechna data pacientů se ukládají lokálně v zařízení. Během klinického provozu se žádné informace nepřenášejí na externí servery.
Raději se necháme změřit, než abychom žádali důvěru
Pokud vedete kliniku otřesu mozku, neurologickou JIP, program sportovní medicíny nebo pupilometrickou laboratoř — zejména pokud máte referenční přístroj, se kterým bychom mohli být porovnáni — budeme rádi, když se nám ozvete.