PupilMetrics Neuro · v1.2.0 · Drug Effect Monitor · v1.0.0
臨床モニタリング機器です — 回復を測るために作られ、告発のために作られたのではありません。
神経内科医、脳振盪クリニック、スポーツ医学、臨床研究のための定量的で再現性のある対光反射計測。Drug Effect Monitor は同じ記録エンジンの上に構築されています。
Windows、Android、macOS。すべては端末上で動作し、臨床使用中に送信されるものはありません。
- 瞳孔径 フレームごと、指標を取る前に 5 点移動中央値で平滑化
- 暗順応ベースライン すべての振幅を測る基準
- Neuro
- v1.2.0 · 20 ロケール
- Drug Effect Monitor
- v1.0.0 · 15 ロケール
- 対応環境
- Windows 10 64 ビット · Android 8.0 以上 · macOS
- 規制上の位置づけ
- 510(k) なし、CE マーキングなし。研究用途。
誰のためのもので、誰のためのものでないか
これは機能一覧より重要なので最初に置いています。このページでも、アプリ自身の起動画面でも。
対象とする方
- 神経内科医および神経外傷の専門医
- 脳振盪クリニックおよびスポーツ医学の医師
- 麻酔科医および集中治療チーム
- 疼痛管理および依存症医療の医師
- 神経学および中枢神経薬理学の臨床研究者
対象としないもの
これは能力低下、物質使用、就業適性のスクリーニング用具ではありません。法執行機関による薬物検出、スポーツのドーピング検査、その他あらゆる非臨床的な能力低下評価について検証されていません。
これは臨床モニタリング機器です — 回復を測るために作られ、告発のために作られたのではありません。この一文はソフトウェア内の、すべての結果画面に、消せない形で表示されます。
必要なハードウェア
Neuro は Dino-Lite デジタルアイリスコープを中心に設計されています。LED リングを内蔵した USB 接続の臨床用眼撮影装置で、照明と刺激の双方を担います。起動前に接続してください。
LED 象限テストはリングを直接点検します。各象限をタップして、どのランプが点灯するかを確認してください。検証していない刺激は信用できない測定であり、消えた象限は結果の波形からは見えません。
WF-20 アダプタ経由の無線 Dino-Lite と、Android での画面閃光刺激を用いた背面・自撮りカメラが代替として利用できます。いずれも実際に達成したフレームレートを報告します。
7 つの数値と、それぞれが読んでいるもの
各指標は年齢補正された基準帯に対して判定され、各判定には、その基準帯が公表値か、内挿値か、推定値かを示す根拠タグが付きます。基準値の出所をご覧ください。
| 指標 | 正常範囲 | 反映するもの |
|---|---|---|
| ベースライン径 | 3–7 mm | 安静時の交感・副交感神経緊張 |
| PLR 潜時 | 161–289 ms (18–40) | 視蓋前核を通る信号伝達 |
| 収縮振幅 | 18.6–43.4% (18–40) | 副交感性遠心路（脳神経 III）の健全性 |
| 収縮速度 | ≥ 2.6 mm/s (18–40) | 脳幹の処理速度。びまん性軸索損傷に鋭敏 |
| 再散大速度 | 2–5 mm/s | 交感神経の回復。自律神経障害で乱れる |
| 瞳孔不同 | < 0.25 mm | 神経機能の左右対称性 |
| 馴化指数 | 0–15% | 反射に対する皮質性調節 |
脳幹の直接損傷
視蓋前核と Edinger–Westphal 核は中脳にあり、脳振盪を特徴づける回旋加速度にさらされています。軽度のびまん性軸索損傷は、臨床徴候が現れる前に潜時を測定可能な程度に遅らせます。
頭蓋内圧の上昇
鉤ヘルニアが脳神経 III を圧迫します。最も早い徴候は緩慢で左右差のある反射で、瞳孔が肉眼で異常に見えるより前に瞳孔計測で捉えられます。
皮質性調節の喪失
前頭葉は反復刺激にわたって反射を減衰させます。その入力を失うと、30 % を超える過剰な馴化か、逆説的な感作のいずれかが生じます。どちらも皮質–中脳フィードバックの障害を示します。
標準的な記録シーケンス
固定されています。2 週間空けた 2 回の記録を比較できるようにするためです。冒頭の波形がこのシーケンスです。
なぜ 3 秒の暗所か
各閃光の前に、光をまる 3 秒間すべて消します。これは余白ではなく、振幅を測定可能にするものです。
- 桿体が暗順応を始め、網膜感度が上がる
- 散大筋が交感神経の駆動のもとで最大散大に達する
- ベースライン径が真に暗順応した最大値に達する
- したがって振幅は毎回、一定の出発点から測られる
フレームごとの実時計タイムスタンプ
USB 撮影は公称のフレームレートを出しません。ブリッジ経路は 30 fps より 11〜15 fps に近い値です。レートを仮定する代わりに、アプリは撮影時に各フレームへ実時計のタイムスタンプを埋め込み、解析はそれを直接読みます。
そのためレートが揺らいでも、ベースライン窓と刺激後窓は正しく割り当てられます。レポートには達成した実効レートと時間分解能が併記されます。
3 試行が測定をパターンに変えます
2 分の標準化された休止をはさむ連続 3 試行。健常で薬物の影響がない脳では、同一刺激の反復にわたり振幅はわずかに低下します。中枢神経作用薬はその調節を薬効群ごとに特有の方向へ乱します。単独の試行では示せません。
- 試行 1 全振幅 — 指数を計算する基準
- 試行 2 2 分間の休止後
- 試行 3 指数を確定する振幅
| HI の範囲 | 解釈 |
|---|---|
| 負の値 | 感作 — 試行にわたる逆説的な増加 |
| 0–15% | 正常な皮質性調節 |
| 15–30% | 中等度の馴化 — 経過観察が必要 |
| > 30% | 過剰な馴化 — 皮質–中脳フィードバックの障害 |
3 本の曲線は 1 本の時間軸上に描かれ、波形の形状、立ち上がりの時点、収縮の深さ、再散大の動態を直接比較できます。
回復は軌跡であって、一度の読み値ではありません
脳損傷からの回復は数日、数週、数か月にわたって展開します。単独では曖昧な所見も、背後の記録が方向性を示して初めて臨床的な意味を持ちます。
系列に期待される変化
瞳孔径の正常化 — 自律神経緊張の回復。
振幅の改善 — 副交感性遠心路の回復。
瞳孔不同の消退 — 左右対称性の回復。
馴化の正常化 — 皮質–中脳回路の回復。
眼ごとに 8 系列が用意され、それぞれ独立に切り替えられます。各セッションはグラフ下の帯から辿れます。
| 等級 | 差 | 臨床的対応 |
|---|---|---|
| 生理的 | < 0.25 mm | 対応不要 |
| 軽度 | 0.25–0.49 mm | 記録し、連続スキャンで観察する |
| 顕著 | ≥ 0.50 mm | 臨床評価を推奨 |
薬力学的エンドポイントとしての反射
Neuro に内蔵されるほか、Android 単体アプリとしても提供されます。同じ PLR 記録を、中枢神経作用薬の作用を測る非侵襲的な指標として用います。投与量が何をしているかについて客観的な証拠を必要とする医師のためのもので、誰が何を服用したかを突き止めたい人のためのものではありません。
答えるために存在する問い
- この患者のオピオイド用量は、期待される程度の中枢作用を生んでいるか。
- 術後、麻酔は適切に醒めつつあるか。
- ICU の鎮静深度は適切か、それとも過鎮静か。
- この選手の鎮痛薬は、妥当な神経学的診察ができる程度に消失したか。
- この向精神薬は測定可能な自律神経作用を生んでいるか。
報告しないこと
薬物を特定しません。 縮瞳して反応の乏しい瞳孔は、術後疼痛に対するモルヒネ、治療としてのメサドンやブプレノルフィン、市販のジフェンヒドラミン、緑内障に対するピロカルピン点眼 — あるいは 3 時間しか眠らず強い疲労のある患者 — のいずれとも等しく整合します。
陽性パターンは必ず、見分けのつかない所見を生む処方薬の一覧とともに表示されます。交絡因子を伴わない表示はありません。
薬理学に合わせて調整したプロトコル
標準シーケンスと同じ骨組み — 3 秒の暗所、続いて 500 ms の閃光 — を 2 分の休止をはさんで 3 回繰り返し、試行をまたいで慣れ指数とパターンを読み取れるようにします。
| パラメータ | 値 | 根拠 |
|---|---|---|
| 暗所ベースライン | 3 s | 完全な暗順応散大。ダイナミックレンジを最大化 |
| 閃光の持続 | 500 ms | 緩慢な薬理学的反応を捉えるのに十分な長さ |
| 回復窓 | 7 s | 緩徐な再散大の動態を捉えるために延長 |
| 試行間休止 | 2 min | 暗順応ベースラインまで交感神経が完全回復する最小時間 |
| 試行数 | 3 | 意味のある馴化指数に必要な最小回数 |
| パターン | ベースライン | 収縮 | 速度 |
|---|---|---|---|
| 中枢神経抑制薬 | < 20%（縮瞳） | < 20% | 任意 |
| 中枢神経刺激薬 | > 38%（散瞳） | ≥ 18% | 任意 |
| 抗コリン薬 | > 38%（散瞳） | < 18% | 任意 |
| 大麻 / THC | 22 – 38% | 12 – 30% | < 190 %/s |
| アルコール / 鎮静薬 | 20 – 44% | < 20% | < 210 %/s |
| 正常 | ≤ 38% | ≥ 20% | — |
| 判定不能 | 上記のいずれにも該当しない | ||
「判定不能」は実際に生じる、よくある結果であって、故障ではありません。常に何らかのクラスを返すルールベース分類器は、当て推量をしている分類器です。
中枢神経抑制薬
オピオイド、ベンゾジアゼピン、バルビツール酸、アルコール、コリン作動薬は脳幹の自律神経回路を抑制します。オピオイドは Edinger–Westphal 核の逆説的活性化により、両側性で用量依存的な点状縮瞳を生じます。ベンゾジアゼピンは治療量では顕著な縮瞳を伴わず、主に動態を遅くします — 潜時が延び、速度が落ちます。
中枢神経刺激薬
アンフェタミンとコカインは散大筋への交感神経刺激作用で散瞳を起こしますが、反射は速いままです。抗コリン薬（散瞳薬の点眼、スコポラミン、三環系抗うつ薬）は代わりに括約筋のムスカリン受容体を遮断します。瞳孔は大きく反射は抑制され、分類器はこれを別のパターンとして報告します。
大麻 / THC
CB1 受容体は小脳、大脳基底核、上丘に高密度に存在します。THC は収縮指令の速度を落としますが、その振幅を完全には抑えません — 速度と振幅の解離であり、最大速度は 20〜40 % 低下する一方で振幅はほとんど変わりません。オピオイドは両方を抑え、刺激薬は両方を保ちます。
PIPR は薬物作用と構造的損傷を分けます
強い閃光が終わったあとも、内因性光感受性網膜神経節細胞はメラノプシンを介して 5〜10 秒発火を続け、瞳孔を収縮したまま保ちます。PIPR は閃光終了後 1 秒と 6 秒で定量され、情報を担うのは PLR との組み合わせです。
| 状況 | PLR 振幅 | PIPR | 解釈 |
|---|---|---|---|
| 薬理学的な中枢抑制 | 抑制 | 保たれる | 薬物作用と整合。ipRGC の発火は影響を受けていない |
| 構造的な視蓋前部損傷 | 抑制 | 抑制 | 重度の TBI、中脳圧迫、Parinaud 症候群の懸念 |
| 中枢神経刺激薬のパターン | 変動 | 正常 | ipRGC–視床下部経路は保たれている |
上の画面の注意書きに注目してください。「これらのセッションは照明条件を示せない」。照明条件が不明なまま記録されたセッションは、比較可能であるかのように描画せず、そのように明示します。
実装された倫理的枠組み
- 薬剤フラグの必須表示。 中枢パターンの結果には必ず、同一の所見を生む処方薬の一覧が付きます。交絡因子なしの表示はありません。
- 明示的な注意書き。 すべての結果画面に、本ツールが薬物スクリーニング、法執行、就業目的について検証されていない旨の、消せない表示があります。
- 臨床的文脈での提示。 システムが示すのは薬力学的パターンであって、薬物の同定ではありません。解釈は医師に属します。
- 別々に保存。パターン分類は Drug Monitor の履歴に保存され、スキャンデータベースには一切書き込まれません。測定可能な出力は PLR 波形です。
Android 単体版
Drug Effect Monitor は単体でも提供されます。同じプロトコル、同じ分類器、同じ注意書きを、携帯向けの単一目的アプリとして。
動作環境
Windows
Windows 10 64 ビット · アイリスコープ用 USB 2.0
- 主要な臨床対象環境。Dino-Lite 統合が最も深い
- 有線・無線アイリスコープによる PLR。実測フレームレートとフレームごとの実時間タイムスタンプ付き
- 刺激を検証する LED 象限テスト
- 連続比較のための PLR セッション画面
Android
Android 8.0 以上 · USB OTG は任意
- OTG 経由のアイリスコープ LED 閃光、または前面カメラでの画面閃光刺激
- 背面・自撮りの PLR 動画撮影、12 秒記録
- Drug Effect Monitor 内蔵、加えて単体版
- 静止画スキャン向けのミラー補助と品質関門付き自動撮影
macOS
署名済み DMG、CI でビルド
- cnri.edu から直接インストール
- Windows と同じデスクトップ機能一式
- アイリスコープの対応は機器の UVC 準拠に依存します
デスクトップ
Android
何を測定し、何を測定していないか
この節は、機関による調達と倫理審査のために置いています。PupilMetrics Neuro は研究機器であり、参照瞳孔計に対して検証されていません。以下はソフトウェアが何を行うかの記述であって、臨床的精度の主張ではありません。
サイズ校正
ミリメートルの絶対値はすべて 1 つのスケールから得られます。1 画素あたりの mm = 仮定した水平虹彩径 ÷ 画素での虹彩径の中央値。被験者ごとの値が入力されない場合、仮定径の既定値は 11.5 mm であり、成人の実際の虹彩径は約 10.2〜13.0 mm です。
したがって、潜時、収縮率、T75 は時間または比に基づくため影響を受けません。ベースライン径と最小径、mm/s の最大速度、mm の PIPR 振幅はすべてその仮定に比例して変わります。ミリメートルの絶対値が重要な場合は、実測した虹彩径を入力してください。
刺激への依存
収縮振幅、速度、PIPR は刺激の強度、波長、持続時間、および明暗順応に強く依存します。基準範囲は特定の刺激条件について公表されたものです。お使いの機器の刺激が異なる場合、その比較は参考にとどまります。
公表を目的とするデータセットには、刺激の仕様 — 波長、物理単位での強度、持続時間、順応条件 — を併せて記録してください。
基準値の出所
各基準範囲には根拠タグが付き、書き出したレポートでは判定の隣に印字されます。
公表値 — その年齢帯について査読済み文献から直接取ったもの。18–40 および 61 歳以上の潜時、収縮、T75（Bitsios ら、1996）。
内挿値 — 直接測定されておらず、公表された帯の間を線形内挿したもの。41–60 の帯。
推定値 — 暫定的で、刺激条件に特化しない出典から導出または転用したもの。速度のすべての範囲と PIPR のすべての範囲。これらに対する境界域・異常の判定は、所見ではなく仮説として扱ってください。
標本化と潜時の分解能
記録は約 30 fps を目標とし、レポートには達成した実効レートと時間分解能（フレーム間隔の 95 パーセンタイル）が記されます。30 fps では 1 フレームが約 33 ms で、フレーム落ちの際には実際に 27〜131 ms の間隔が観測されています。
単一事象の指標、とりわけ潜時は、およそ 1 フレームより細かくは分解できません。30 fps では 1〜2 フレーム未満の潜時差に意味はありません。潜時に敏感な研究には 60〜120 fps を使用してください。
レポートの追跡可能性
書き出すレポートと JSON レコードには、アプリのバージョン、解析パラメータ（仮定虹彩径、年齢群、実効フレームレート、計時方式、刺激の持続時間）、および出所タグが記録されます。JSON を PDF と並べて保管してください。 それが権威ある機械可読の記録です。
臨床的検証に必要なもの
以下はいずれも本機器について確立されておらず、研究用途ではなく臨床用途に用いる前には、そのすべてが必要になります。
- 参照瞳孔計との方法比較研究（Bland–Altman の一致限界を伴うもの）
- 検査–再検査の再現性（級内相関として）
- 基準標準に対する異常判定の感度と特異度
- 物理単位で記述された刺激仕様
それらが存在するまで、すべての出力は研究および記録のためのものです。それらを実施できる共同研究者を積極的に探しています。
PMi 指数は実験的です
PMi は PLR のパネルを 0〜5 の単一スコアに凝縮したもので、よく知られた神経系指標の尺度のように読めるよう設計されています — 5 が完全に正常、3 未満が異常。独自仕様のブラックボックスとは異なり、設計上、監査可能です。式、重み、基準値はアプリのソースコードに公開されており、各スキャンは項ごとに分解したスコアを返します。
PMi = 5 · exp(−0.35 · z̄)
各パラメータについて、年齢補正した基準に対する方向性のある z スコアを計算し（病的方向への逸脱のみを減点）、加重平均として合成します。収縮振幅と最大速度の重みが最も大きく、次いで潜時と T75、PIPR 振幅が最小です。欠損または品質不足の項は除外し、残りの重みを再正規化します。使用可能な項が少なくとも 3 つ必要で、それを下回る場合は誤解を招く数値の代わりに利用不可と表示します。
PMi は実験的で未検証です。 規制当局の認可を受けた瞳孔指標と同等ではなく、その代替でもなく、アウトカムによる検証もありません。
反射光は黙って許容せず、明示します
角膜反射が瞳孔縁から瞳孔半径の定められた割合より近い位置にある場合、結果カード、PDF、保存されたスキャンに警告が表示されます。解析はそのまま実行され、測定値が差し控えられることはありません。ただしその眼の縁の所見は、虹彩ではなく光によって生じた可能性があります。
この警告が示すのはリスクのある画像であって、影響を受けたすべての画像ではありません。限界のわずか外側にある反射でも、ゾーン所見を作ることはあります。
要約
規制上の位置づけ
PupilMetrics Neuro は FDA の 510(k) 認可にも CE マーキングにも申請していません。すべての出力は、臨床像の全体を踏まえて有資格の臨床医が解釈する必要があります。
スクリーニングや法執行のためのものではありません
就業適性のスクリーニング、法執行機関による薬物検出、スポーツのドーピング検査、その他あらゆる非臨床的な能力低下評価について検証されていません。パターン分類は広い薬効群と整合する生理学的状態を示すものであり、物質を同定するものではなく、診断的でもありません。
臨床的判断が必要です
いかなる出力も、臨床像の全体を踏まえた医師の解釈なしに実行に移すべきではありません。PLR の指標は多くの情報のひとつです。
データのプライバシー
患者データはすべて端末内に保存されます。臨床使用中に外部サーバーへ送信される情報はありません。
信じられるより、測られたい
脳振盪クリニック、神経系 ICU、スポーツ医学プログラム、あるいは瞳孔計測の研究室を運営しておられるなら — とりわけ、当方と比較しうる参照機器をお持ちなら — ぜひご連絡ください。