Академия PupilMetrics Neuro

Знакомство и настройка

Что это за прибор

PupilMetrics Neuro записывает зрачковый рефлекс на свет (PLR) и превращает его в количественные воспроизводимые измерения функции ствола мозга и вегетативной нервной системы. В нём также есть полный статический анализ обоих зрачков и Drug Effect Monitor, который по той же записи измеряет, что делает препарат, действующий на ЦНС. Каждый результат сохраняется на устройстве, чтобы следующий визит можно было сравнить с этим.

Это исследовательский прибор. Он не подавался на одобрение FDA 510(k) или маркировку CE, и ничто из того, что он сообщает, не является диагнозом. Каждый результат должен интерпретировать квалифицированный клиницист в контексте полной клинической картины.

Для кого он и для кого нет

Руководство приложения выражает это одной фразой: прибор клинического мониторинга, созданный, чтобы измерять выздоровление, а не обвинять. Каждый модуль этого курса о действии препаратов возвращается к этой фразе.

Необходимое оборудование

Neuro построен вокруг цифрового ириоскопа Dino-Lite — USB-устройства для визуализации глаза, чьё светодиодное кольцо служит одновременно освещением и световым стимулом. В Windows сначала установите драйвер DNVideoX и подключите ириоскоп до запуска приложения.

Экран записи проводного ириоскопа в Windows содержит тест квадрантов LED: коснитесь каждого квадранта и проверьте, какие лампы загораются. Неработающий квадрант не виден на кривой, а стимул, который вы не проверили, — это измерение, которому нельзя доверять.

Альтернативы — беспроводной Dino-Lite с адаптером WF-20 и, на Android, основная или фронтальная камера телефона, где вспышку даёт сам телефон. Каждый источник сообщает частоту кадров, которую он фактически достиг.

Платформы

Лицензирование

На экране лицензии нажмите Начать пробный период или введите полученный ключ и нажмите Активировать лицензию. Неудачная съёмка не засчитывается в 20 анализов пробного периода.

Порядок исследования

Селектор режима камеры сначала показывает источники PLR и Drug Effect Monitor, а под ними — источники статической съёмки. PLR Sessions на стартовом экране сразу открывает записанные рефлексы. Форма пациента запрашивает имя, возраст и пол. Основные жалобы и название практики необязательны, а название практики запоминается между сеансами. Вводите возраст внимательно: он выбирает референсные диапазоны PLR и возрастную группу, с которой сравнивается статический зрачок.

Сочетания клавиш на компьютере

Как получить пригодный снимок

Этот модуль о неподвижных изображениях, которые использует статический анализ. Запись рефлекса — модуль 4. Почти любой сомнительный статический результат восходит к изображению. Размытый снимок не даёт пропущенного числа. Он даёт уверенно неверное, и это хуже.

Порядок съёмки

Приложение снимает сначала правый глаз (OD), затем левый (OS). Для анализа нужны оба.

Источники изображения

Фильтр качества

Каждый кадр проверяется одновременно по пяти критериям. Снимок, не прошедший проверку, не попадает в анализ.

КРАСНЫЙ хотя бы один критерий не выполнен, и сообщение в реальном времени называет его. ЖЁЛТЫЙ на границе: достаточно небольшой поправки. ЗЕЛЁНЫЙ все критерии выполнены, и снимок делается автоматически. После съёмки в каждом режиме, включая ручной, выполняется отдельная проверка «это не глаз».

Освещение, кадрирование, устойчивость

• Освещение. Рассеянное и равномерное. Собственное светодиодное кольцо ириоскопа идеально. Дополнительные лампы дают блики на роговице.
• Кадрирование. Пусть радужка занимает не меньше половины ширины кадра и стоит по центру. Зрачок у края кадра напрямую снижает точность децентрации.
• Расстояние. Около 2–3 см от глаза с Dino-Lite. Настраивайте, пока зрачковый край не станет резким, потому что именно от него измеряются зональные находки и отношение P/I.
• Устойчивость. Обопритесь рукой или поставьте устройство на опору и попросите пациента смотреть на удалённую точку. Фильтр сам отклоняет кадры с морганием.

Блики у зрачка

Когда блик лежит ближе к краю зрачка, чем 20 % радиуса зрачка, приложение показывает предупреждение на карточке результата, в PDF и в сохранённом сканировании. Анализ всё равно выполняется и ничего не скрывается, но краевая находка на этом глазу может быть вызвана светом, а не радужкой. Предупреждение отмечает снимки из группы риска. Оно не ловит каждый затронутый снимок.

Телефоны и импортированные фото

Держите телефон вертикально и пусть глаз заполнит кадр. Каждый путь съёмки, включая импорт, заканчивается шагом обрезки 4:3. Для импортированного фото это важнее, чем кажется: детектор ищет край радужки на фиксированных долях ширины кадра, поэтому снимок с расстояния вытянутой руки с маленькой радужкой в центре выводит край за пределы этого поиска. Обрезка до глаза возвращает его в диапазон. Увеличение изображения — нет, потому что доля остаётся прежней.

Чтение статических измерений

Два конвейера — намеренно

Каждый снимок проходит два независимых анализа. Классический проход компьютерного зрения работает с пикселями в полном разрешении и находит границы зрачка и радужки. Модель ML видит фрагмент 224×224 с центром на радужке и предсказывает только отношение P/I через калиброванную линейную аппроксимацию (R² = 0,856). Карточка результата показывает, какой из двух дал P/I, которое вы читаете. Там, где они расходятся, достоверность падает, и само это расхождение — полезная информация.

Отношение P/I (зрачок ÷ радужка × 100)

Значение в миллиметрах — это пересчёт

Приложение измеряет соотношение. У изображения нет масштабной привязки, поэтому приложение не может измерить миллиметры напрямую. Каждое статическое значение в миллиметрах — это соотношение, умноженное на принятый диаметр радужки: 12,0 мм для взрослых и подростков, меньше для маленьких детей. Реальные радужки взрослых составляют примерно от 10,2 до 13,0 мм. Считайте столбец миллиметров условностью, которая делает диапазоны сопоставимыми, а соотношение — измерением.

С возрастом зрачок уменьшается, поэтому результат сравнивается ещё и с возрастной группой:

Зональные находки: уплощение и выпячивание

Зрачковый край сравнивается, зона за зоной, с собственным медианным радиусом. Уплощение означает, что край в этой зоне втянут внутрь. Выпячивание означает, что он выступает наружу. Каждый глаз сообщает до четырёх находок каждого вида.

Каждая находка называет свою зону, часовой сектор и отклонение. Руководство читает край как равновесие в каждой часовой позиции между тягой сфинктера внутрь (парасимпатической) и тягой дилататора наружу (симпатической). Это прочтение и территория, которую оно связывает с каждой зоной, — теоретическая модель из исследований, а не валидированный диагностический стандарт. Отклонение измеряется. Что оно значит — гипотеза.

Форма, положение и симметрия

Анизокория оценивается по пересчитанной разнице в миллиметрах: разница P/I в процентных пунктах × 12,0 мм ÷ 100. Она сравнивает только сопоставимое. Если P/I одного глаза получено моделью ML, а другого — классическим проходом, сравнение использует классическое значение для обоих, потому что смешанная пара измеряла бы разницу между двумя методами, а не между двумя зрачками.

Гибридная достоверность и степень

Одна оценка объединяет качество съёмки (20 %), классическую достоверность (35 %), правдоподобие ML (20 %) и согласие двух значений P/I (25 %). Степень выводится из неё: A от 85 %, B от 70 %, C от 55 %, D ниже. Три потолка не дают хорошему среднему скрыть слабое звено: слабое классическое обнаружение ограничивает оценку 40 %, плохое качество съёмки — 50 %, а сильное расхождение двух значений P/I — 35 %.

Зрачковый рефлекс на свет

Неподвижное изображение показывает зрачок в один момент. Рефлекс показывает, как отвечает путь: как скоро зрачок начинает сужаться, насколько и как быстро это происходит и как он восстанавливается. Это ядро Neuro. У результатов PLR свой экран и своя история, и они не объединяются со статическим анализом, потому что это другое измерение.

Путь рефлекса и почему он важен после травмы головы

Путь сужения проходит через средний мозг. Симпатический путь, который снова расширяет зрачок, идёт от гипоталамуса к верхнему отделу спинного мозга и обратно к глазу. Литература связывает рефлекс с повреждением мозга тремя способами:

• Прямое повреждение ствола мозга. Претектальное ядро и ядро Эдингера–Вестфаля находятся в среднем мозге и подвержены ротационным силам сотрясения. Лёгкое диффузное аксональное повреждение связано с измеримо более медленной латентностью, иногда ещё до появления клинических признаков.
• Рост внутричерепного давления. При вклинении крючка он сдавливает CN III. Описанный ранний признак — вялый асимметричный рефлекс, который пупиллометрия может уловить до того, как зрачок станет заметно изменённым на глаз.
• Утрата корковой модуляции. Лобная доля гасит рефлекс при повторных стимулах. Утрата этого влияния связана с избыточным привыканием или парадоксальной сенситизацией (модуль 5).

Это связи из литературы, а не вердикты, к которым приходит приложение. Приложение измеряет рефлекс. Связать его с травмой — ваше клиническое суждение.

Источники

Стандартная последовательность записи

Каждый источник PLR использует одну и ту же последовательность, поэтому две записи с интервалом в две недели сопоставимы. Зрачок находится в каждом кадре, моргания перекрываются, а кривая проходит фильтр нижних частот до расчёта любого показателя. Длина в 12 секунд оставляет место для измерения постиллюминационного ответа через 6 секунд после окончания вспышки (модуль 5).

Почему три секунды темноты

Перед вспышкой весь свет выключен на полные три секунды. Это не заполнение. Именно это делает амплитуду измеримой:

• Палочки начинают адаптироваться к темноте, повышая чувствительность сетчатки.
• Дилататор достигает максимума под симпатическим влиянием.
• Зрачок достигает своего истинного темноадаптированного диаметра.
• Поэтому амплитуда каждый раз измеряется от одной и той же исходной точки.

Реальные метки времени и измеренная частота кадров

USB-камера не выдаёт свою номинальную частоту кадров. Вместо того чтобы её предполагать, приложение ставит на каждый кадр реальное время съёмки и читает эти метки, поэтому базовая линия и ответ назначаются правильно, даже когда частота колеблется. Отчёт указывает достигнутую частоту кадров и временно́е разрешение: 95-й процентиль интервала между кадрами. При 30 fps кадр длится около 33 мс, а при потере кадров наблюдались интервалы 27–131 мс. Различия латентности меньше одного-двух кадров не значимы. Для работы, чувствительной к латентности, нужно 60–120 fps.

Каждый параметр получает свой вердикт

Латентность, сужение, максимальная скорость сужения, восстановление T75 и амплитуда PIPR сравниваются каждая с референсным диапазоном возрастной группы пациента (18–40, 41–60, 61 и старше) и помечаются как Норма, Пограничное или Отклонение:

• Норма: в пределах референсных границ (среднее ± 2 СО).
• Пограничное: за их пределами, но в пределах 3 СО от среднего.
• Отклонение: за пределами 3 СО.

Скорость и PIPR помечаются только тогда, когда они слишком малы, а T75 — только когда восстановление длится слишком долго. Если возраст не введён, диапазоны откатываются к взрослой группе 18–40, и результат сообщает об этом, а не делает это молча. Для взрослых 18–40 лет пределы такие:

Каждый диапазон имеет в отчёте метку доказательности: Опубликованный (из рецензируемого исследования, Bitsios et al. 1996), Интерполированный (группа 41–60 между двумя опубликованными группами) или Оценочный (все диапазоны скорости и PIPR). Отметку «пограничное» или «отклонение» на оценочном диапазоне считайте гипотезой, а не находкой.

Каждое значение PLR в миллиметрах берётся из одной шкалы: принятый горизонтальный диаметр радужки 11,5 мм, делённый на медианный диаметр радужки в пикселях. Исходный и минимальный диаметр, пиковая скорость и амплитуда PIPR масштабируются этим допущением, и результат сообщает, когда использовано значение по умолчанию. Латентность, процент сужения и T75 — это времена или соотношения, поэтому допущение на них не влияет.

Степень

Каждая запись получает оценку от A до D, складывающуюся из амплитуды сужения, латентности, восстановления и достоверности обнаружения. Если рефлекс не обнаружен или сигнал слишком слаб, оценка — D. Если 30 % кадров или больше отклонены по качеству, оценка снижается на одну букву. Оценка D указывает на проблему съёмки раньше, чем на находку: затемните комнату, дождитесь тёмной базовой линии, отцентрируйте глаз и запишите снова после отдыха.

Индекс PMi экспериментален

PMi сводит панель PLR к одной оценке от 0 до 5, устроенной так, чтобы читаться как привычная шкала неврологического индекса: 5 — полная норма, ниже 4 — пограничное, ниже 3 — отклонение. Он проверяем по замыслу: формула, веса и нормативные значения опубликованы в исходном коде приложения, и каждая запись возвращает оценку, разложенную по отдельным членам.

PMi = 5 · exp(−0,35 · z̄)

Каждый параметр получает направленную z-оценку относительно норм с поправкой на возраст, которая штрафует только отклонение в патологическую сторону. Z-оценки объединяются во взвешенное среднее: амплитуда сужения и пиковая скорость весят больше всего, затем латентность и T75, а амплитуда PIPR — меньше всего. Отсутствующий или некачественный член отбрасывается, а оставшиеся веса перенормируются. Нужно не меньше трёх пригодных членов. При меньшем числе карточка показывает «недоступно» вместо вводящего в заблуждение числа, а при плохом качестве съёмки она не показывается вовсе.

Drug Effect Monitor

Drug Effect Monitor использует ту же запись рефлекса как неинвазивную фармакодинамическую конечную точку: объективное свидетельство того, что делает доза, действующая на ЦНС, для врача, отвечающего за эту дозу. Он встроен в Neuro и также поставляется как отдельное приложение для Android. Он не для того, кто хочет выяснить, что кто-то принял.

Вопросы, ради которых он существует

• Даёт ли доза опиоида у этого пациента ожидаемую степень действия на ЦНС?
• Проходит ли анестезия после операции так, как должна?
• Подходящий ли уровень седации в ОРИТ, или этот пациент получает лишние препараты?
• Вывелось ли обезболивающее этого спортсмена достаточно для достоверного неврологического осмотра?
• Даёт ли этот психиатрический препарат измеримые вегетативные эффекты?

О чём он не сообщает

Он не определяет препараты. Маленький вялый зрачок одинаково согласуется с каждым из этих случаев:

• Морфин 15 мг каждые 4 часа при послеоперационной боли
• Метадон 80 мг в сутки при расстройстве, связанном с употреблением опиоидов
• Бупренорфин 8 мг в рамках лекарственной терапии
• Дифенгидрамин 50 мг без рецепта от бессонницы
• Глазные капли с пилокарпином при глаукоме
• Пациент, который спал три часа и сильно утомлён

Каждая положительная картина показывается со списком препаратов, дающих неотличимые от неё находки. Никакого показа без искажающих факторов.

Протокол

Не сокращайте отдых. Если зрачок не восстановился, амплитуда падает от пробы к пробе, и это выглядит как привыкание, хотя им не является.

Три пробы и индекс привыкания

В здоровом мозге без препаратов амплитуда сужения слегка снижается при повторных одинаковых вспышках. Препараты ЦНС нарушают эту модуляцию, чего не может показать ни одна отдельная проба. Три кривые рисуются на одной временной оси, чтобы вы могли напрямую сравнить их форму, начало, глубину и восстановление.

HI = (Проба 1 − Проба 3) ÷ Проба 1 × 100 %

Индексу нужно не меньше двух проб. При меньшем числе он показывает N/A.

Классификация картин

Пробы усредняются, и применяется фиксированный набор правил в таком порядке. P/I в покое — соотношение зрачок–радужка в тёмной базовой линии, а сужение — амплитуда ответа.

Двум картинам по скорости нужно не меньше шести пригодных кадров за 2,5 секунды после каждой вспышки. При более низкой частоте кадров они не предлагаются, и результат об этом сообщает. Их пороги скорости помечены как предварительные: они получены из трезвых базовых записей одного устройства (всего 21) и не валидированы на подтверждённых записях под действием препаратов или веществ.

«Неопределённо» — реальный и частый результат, а не сбой. Набор правил, который всегда выдаёт класс, гадает.

Что литература связывает с каждым классом

• Депрессанты ЦНС. Опиоиды, бензодиазепины, барбитураты, алкоголь и холинергические средства угнетают вегетативные цепи ствола мозга. Опиоиды через ядро Эдингера–Вестфаля вызывают двусторонний дозозависимый точечный миоз. Бензодиазепины в основном замедляют динамику — более длинная латентность и меньшая скорость, — без выраженного миоза в терапевтических дозах.
• Стимуляторы ЦНС. Амфетамины и кокаин увеличивают зрачок в покое через симпатическое действие на дилататор, а сам рефлекс остаётся живым.
• Антихолинергические средства. Расширяющие зрачок капли, скополамин, трициклические антидепрессанты и некоторые антигистаминные препараты блокируют сфинктер: крупный зрачок с подавленным рефлексом — именно это отличает их от стимуляторов.
• Каннабис. ТГК замедляет сужение, не подавляя его полностью: пиковая скорость падает, а амплитуда меняется мало. Алкоголь и седативные средства снижают и то и другое.

PIPR: действие препарата или структурное повреждение?

После окончания яркой вспышки ганглиозные клетки сетчатки, содержащие меланопсин (ipRGC), продолжают разряжаться 5–10 секунд и удерживают зрачок суженным. Эту постиллюминационную реакцию зрачка (PIPR) измеряют в стандартной записи PLR через 1 с и 6 с после окончания вспышки. Руководство читает её вместе с рефлексом:

Это интерпретационная рамка из литературы, и её диапазоны PIPR оценочные. Приложение измеряет PIPR и помечает его. Собственные пробы Drug Effect Monitor его не вычисляют, поэтому берите PIPR из стандартной записи; прочтение остаётся за вами.

Этическая рамка, как она реализована

• Обязательные лекарственные флаги. Каждая положительная картина ЦНС сопровождается своими Флагами лекарственных помех: назначаемыми препаратами, дающими те же находки. Для интерпретации нужен лекарственный анамнез пациента.
• Предупреждение, которое нельзя закрыть. На каждом экране результатов указано, что инструмент не валидирован для скрининга на наркотики, правоохранительных целей или целей трудоустройства.
• Картина, а не идентификация. Приложение показывает фармакодинамическую картину. Интерпретация принадлежит врачу.
• Хранится отдельно. Сеансы монитора, включая метки картин, сохраняются в собственной истории, никогда — в базе данных исследований. Имя необязательно: монитору не нужна личность, чтобы измерить рефлекс.

Как был освещён глаз

Каждый сеанс фиксирует своё освещение: светодиодное кольцо ириоскопа, красное поле базовой линии на экране телефона, только вспышку экрана или заднюю подсветку. Красное поле позволяет камере видеть зрачок в базовой линии, почти не сужая его, потому что красный свет вызывает гораздо меньше сужения, чем короткие волны. Сеансы, записанные при разном освещении, несопоставимы, и история сообщает об этом, а не проводит через них одну линию. Старые сеансы, не записавшие освещение, показывают его как незаписанное, а не как догадку.

История, серийный мониторинг и экспорт

Три типа записей, хранящихся отдельно

Каждый завершённый анализ сохраняется на устройстве автоматически. Нет шага сохранения, о котором можно забыть. Откройте Историю сканирований сочетанием Ctrl + H на компьютере или со стартового экрана. В ней три вкладки: Статические, ЗПР и Монитор препаратов. Они разделены, потому что это не одно и то же измерение.

PLR Sessions на стартовом экране сразу открывает записанные рефлексы. Вверху показана доля обнаружения: доля записей, в которых рефлекс был обнаружен. Низкая доля — это факт о вашей установке, и он должен быть на виду.

Выздоровление — это траектория, а не показание

Восстановление после травмы мозга растягивается на дни, недели и месяцы. Одно неоднозначное измерение говорит мало. Направление по всей карте говорит многое. Серийные тренды ФЗР показывают каждый параметр по сеансам пациента, и каждая точка указывает сеанс и значение, стоящие за ней. У Drug Effect Monitor есть собственный Серийный мониторинг тенденций. Что должна показывать восстанавливающаяся серия:

• Диаметр зрачка нормализуется: возвращается вегетативный тонус.
• Амплитуда улучшается: восстанавливается парасимпатический путь.
• Анизокория исчезает: симметрия между глазами восстановлена.
• Привыкание нормализуется: возвращается цепь «кора — средний мозг».

Сравнивайте сопоставимое

Серия хороша настолько, насколько последовательны вы. На каждом визите записывайте с тем же источником, тем же освещением комнаты и тот же глаз. Для статических исследований используйте то же устройство, расстояние и кадрирование: Serial Scan Timeline показывает P/I, эллиптичность и гибридную достоверность для каждого глаза, а её лента миниатюр ставит каждую точку в одном клике от снимка, который её дал. Серия, которая меняется, пока падает её достоверность, говорит вам о съёмке, а не о пациенте.

Экспорт

Автосохранение PDF по умолчанию выключено. Включите его в настройках, и в конце каждого анализа будет записываться отчёт. Всё записывается локально. Ничего не синхронизируется, поэтому перенести данные пациента на другой компьютер — значит самостоятельно перенести файлы.

Ограничения, привычки и устранение неполадок

Порядок для каждой записи

1. Вводите возраст, а не только имя. Он выбирает референсные диапазоны PLR и статическую возрастную группу.
2. Подключите ириоскоп до запуска. В Windows выполните тест квадрантов LED.
3. Затемните комнату и дайте пациенту удалённую точку, на которую смотреть.
4. Дайте тёмной базовой линии пройти полностью. Держите глаз по центру и неподвижно.
5. Читайте оценку раньше цифр. При D дайте пациенту отдохнуть и запишите снова.
6. Для Drug Effect Monitor соберите лекарственный анамнез до того, как читать картину.
7. Экспортируйте PDF и сохраните рядом JSON. Запись в истории уже сохранена.

Что измерено, а что нет

• Не медицинское изделие. Нет ни одобрения 510(k), ни маркировки CE. Каждый результат предназначен для исследований и документации.
• Не валидирован по эталонному пупиллометру. Пока нет ни исследования сравнения методов с пределами согласия Бланда–Альтмана, ни воспроизводимости тест–ретест (внутриклассовая корреляция), ни чувствительности и специфичности отметок относительно эталонного стандарта, ни спецификации стимула в физических единицах. Все четыре понадобились бы до клинического, а не только исследовательского применения.
• Миллиметры пересчитываются, а не измеряются. Измерением является отношение.
• Стимул важен. Сужение, скорость и PIPR сильно зависят от интенсивности, длины волны и длительности света, а также от адаптации. Если ваш стимул отличается от того, которым измерялся опубликованный диапазон, сравнение лишь ориентировочное. Записывайте спецификацию стимула вместе с любым набором данных, предназначенным для публикации.
• Оценочные диапазоны — это гипотезы. Все диапазоны скорости и PIPR оценочные. PMi экспериментален.
• Картины — не идентификации. Они описывают физиологические состояния, согласующиеся с широкими классами препаратов. Они не определяют вещества и не являются диагностическими.

Устранение неполадок

Требуется клиническое суждение

Ни один результат не должен вести к действиям без интерпретации врача в полном клиническом контексте. Показатели PLR — одни данные из многих. Прибор предпочитает, чтобы его измеряли, а не верили ему на слово: если результат расходится с тем, что вы видите, посмотрите на кривую и снимок, прежде чем поверить хоть одному из них.