PupilMetrics Neuro Akademi

Introduktion och inställning

Vad instrumentet är

PupilMetrics Neuro spelar in pupillens ljusreflex (PLR) och gör om den till kvantitativa, upprepbara mätningar av hjärnstammens och det autonoma nervsystemets funktion. Det innehåller också den fullständiga statiska analysen av båda pupillerna, och Drug Effect Monitor, som använder samma inspelning för att mäta vad ett CNS-aktivt läkemedel gör. Varje resultat sparas på enheten, så att nästa besök kan jämföras med detta.

Det är ett forskningsinstrument. Det har inte lämnats in för FDA 510(k)-godkännande eller CE-märkning, och inget det rapporterar är en diagnos. Varje resultat måste tolkas av en behörig kliniker i sammanhanget av hela den kliniska bilden.

Vem den är för, och vem den inte är för

Appens manual sammanfattar det i en mening: ett kliniskt övervakningsinstrument, byggt för att mäta läkning, inte för att anklaga. Varje modul i den här kursen om läkemedelseffekter återkommer till den meningen.

Nödvändig hårdvara

Neuro är byggt kring det digitala iriskopet Dino-Lite, en USB-enhet för ögonavbildning vars LED-ring är både belysningen och ljusstimulus. I Windows installerar du först drivrutinen DNVideoX och ansluter iriskopet innan du startar appen.

Inspelningsskärmen för det trådbundna iriskopet i Windows har ett LED-kvadranttest: tryck på varje kvadrant och kontrollera vilka lampor som tänds. En trasig kvadrant syns inte i kurvan, och ett stimulus du inte har kontrollerat är en mätning du inte kan lita på.

Alternativen är ett trådlöst Dino-Lite med WF-20-adaptern och, på Android, telefonens bak- eller framkamera där telefonen står för blixten. Var och en rapporterar den bildfrekvens den faktiskt nådde.

Plattformar

Licenser

Klicka på Starta gratis provperiod på licensskärmen, eller ange nyckeln du fått och klicka på Aktivera licens. En bildtagning som misslyckas räknas inte mot provperiodens 20 analyser.

Skanningsflödet

Kameralägesväljaren visar först PLR-källorna och Drug Effect Monitor, och under dem källorna för statisk bildtagning. PLR Sessions på startskärmen öppnar de inspelade reflexerna direkt. Patientformuläret frågar efter namn, ålder och kön. Huvudbesvär och mottagningens namn är valfria, och mottagningens namn sparas mellan sessionerna. Ange åldern noggrant: den väljer PLR-referensintervallen och den åldersgrupp som den statiska pupillen jämförs med.

Kortkommandon på datorn

Att ta en användbar bild

Den här modulen handlar om de stillbilder som den statiska analysen använder. Inspelningen av reflexen är modul 4. Nästan varje tveksamt statiskt resultat går tillbaka till bilden. En suddig bildtagning ger inte ett saknat värde. Den ger ett självsäkert felaktigt värde, och det är värre.

Tagningsordning

Appen tar först höger öga (OD), sedan vänster öga (OS). Analysen behöver båda.

Kamerakällor

Kvalitetsgrinden

Varje bildruta prövas mot fem kriterier samtidigt. En bild som inte klarar sig når inte analysen.

RÖD minst ett kriterium underkänns, och livemeddelandet anger vilket. GUL på gränsen: en liten justering räcker. GRÖN alla kriterier klaras och fotot tas automatiskt. En separat kontroll ”inte ett öga” körs efter tagningen i alla lägen, även det manuella.

Ljus, inramning, stabilitet

• Ljus. Diffust och jämnt. Iriskopets egen LED-ring är idealisk. Extra lampor ger reflexer på hornhinnan.
• Inramning. Låt iris fylla minst halva bildbredden, centrerad. En pupill nära bildkanten kostar direkt noggrannhet i decentreringen.
• Avstånd. Cirka 2–3 cm från ögat med ett Dino-Lite. Justera tills pupillkanten är skarp, eftersom det är från den som zonfynden och P/I-kvoten mäts.
• Stabilitet. Stöd handen eller enheten, och be patienten fästa blicken på en avlägsen punkt. Grinden avvisar själv bildrutor med blinkning.

Reflexer nära pupillen

När en reflex ligger närmare pupillkanten än 20 % av pupillradien visar appen en varning på resultatkortet, i PDF:en och på den sparade skanningen. Analysen körs ändå och inget hålls tillbaka, men ett kantfynd på det ögat kan ha orsakats av ljuset i stället för av iris. Varningen markerar bilder i riskzonen. Den fångar inte alla berörda bilder.

Telefoner och importerade foton

Håll telefonen upprätt och låt ögat fylla bildutsnittet. Varje bildtagningsväg, importer inräknade, slutar med ett steg för 4:3-beskärning. För en importerad bild spelar det större roll än det ser ut: detektorn letar efter irisranden vid fasta andelar av bildbredden, så en bild tagen på armlängds avstånd med en liten iris i mitten hamnar med randen utanför den sökningen. Att beskära till ögat tar tillbaka den inom räckhåll. Att förstora bilden gör det inte, eftersom andelen förblir densamma.

Att läsa de statiska mätvärdena

Två kedjor, med avsikt

Varje bild går igenom två oberoende analyser. Den klassiska datorseendepassagen arbetar på pixlarna i full upplösning och hittar pupillens och irisens gränser. ML-modellen ser ett utsnitt på 224×224 centrerat på iris och förutsäger bara P/I-kvoten, via en kalibrerad linjär anpassning (R² = 0,856). Resultatkortet visar vilken av de två som gav det P/I du läser. Där de två är oense sjunker tillförlitligheten, och den oenigheten är i sig användbar information.

P/I-kvot (pupill ÷ iris × 100)

Millimetervärdet är en omräkning

Appen mäter en kvot. Bilden har ingen skalreferens, så appen kan inte mäta millimeter direkt. Varje statiskt millimetervärde är kvoten multiplicerad med en antagen irisdiameter: 12,0 mm för vuxna och tonåringar, mindre för små barn. Verkliga vuxna irisar ligger på ungefär 10,2 till 13,0 mm. Se millimeterkolumnen som en konvention som gör intervallen jämförbara, och kvoten som mätningen.

Pupillen blir mindre med åldern, så resultatet jämförs också med en åldersgrupp:

Zonfynd: avplaning och utbuktning

Pupillkanten jämförs zon för zon med sin egen medianradie. En avplaning betyder att kanten är indragen i den zonen. En utbuktning betyder att den buktar utåt. Varje öga rapporterar upp till fyra av varje slag.

Varje fynd anger sin zon, sitt klockintervall och sin avvikelse. Manualen läser kanten som balansen, vid varje klockposition, mellan sfinkterns drag inåt (parasympatiskt) och dilatatorns drag utåt (sympatiskt). Den läsningen, och det område den kopplar till varje zon, är en teoretisk ram hämtad ur forskning, inte en validerad diagnostisk standard. Avvikelsen mäts. Vad den betyder är en hypotes.

Form, läge och symmetri

Anisokori graderas efter den omräknade millimeterskillnaden: P/I-skillnaden i procentenheter × 12,0 mm ÷ 100. Den jämför bara lika med lika. Om det ena ögats P/I kommer från ML-modellen och det andras från den klassiska passagen, använder jämförelsen det klassiska värdet för båda, eftersom ett blandat par skulle mäta avståndet mellan två metoder i stället för mellan två pupiller.

Hybrid tillförlitlighet och graden

Ett värde kombinerar tagningskvalitet (20 %), klassisk tillförlitlighet (35 %), ML-rimlighet (20 %) och överensstämmelsen mellan de två P/I-värdena (25 %). Graden följer av det: A från 85 %, B från 70 %, C från 55 %, D därunder. Tre tak hindrar ett bra medelvärde från att dölja en svag del: svag klassisk detektion begränsar värdet till 40 %, dålig tagningskvalitet till 50 % och stark oenighet mellan de två P/I-värdena till 35 %.

Pupillens ljusreflex

En stillbild visar pupillen vid ett ögonblick. Reflexen visar hur banan svarar: hur snart pupillen börjar dra ihop sig, hur långt och hur snabbt den gör det och hur den återhämtar sig. Det här är kärnan i Neuro. PLR-resultat har en egen skärm och en egen historik och slås inte ihop med den statiska analysen, eftersom de är en annan mätning.

Banan, och varför den spelar roll efter en huvudskada

Konstriktionsbanan går genom mitthjärnan. Den sympatiska banan som vidgar pupillen igen går från hypotalamus till övre ryggmärgen och tillbaka till ögat. Litteraturen kopplar reflexen till hjärnskada på tre sätt:

• Direkt hjärnstamsskada. Den pretektala kärnan och Edinger–Westphals kärna ligger i mitthjärnan, utsatta för rotationskrafterna vid en hjärnskakning. Lätt diffus axonal skada är förknippad med en mätbart långsammare latens, ibland innan kliniska tecken visar sig.
• Stigande intrakraniellt tryck. När uncus hernierar trycker den ihop CN III. Det tidiga tecken som beskrivs är en trög, asymmetrisk reflex, som pupillometri kan fånga innan pupillen ser avvikande ut för blotta ögat.
• Förlorad kortikal modulering. Frontalloben dämpar reflexen vid upprepade stimuli. Förlust av det inflytandet är förknippad med överdriven habituering eller paradoxal sensitisering (modul 5).

Det här är samband från litteraturen, inte bedömningar som appen gör. Appen mäter reflexen. Att koppla den till en skada är din kliniska bedömning.

Källor

Standardsekvensen för inspelning

Varje PLR-källa använder samma sekvens, så två inspelningar med två veckors mellanrum är jämförbara. Pupillen hittas i varje bildruta, blinkningar överbryggas och kurvan lågpassfiltreras innan något mått beräknas. Längden på 12 sekunder ger utrymme att mäta responsen efter belysningen 6 sekunder efter att blixten slutat (modul 5).

Varför tre sekunders mörker

Före blixten är allt ljus släckt i tre hela sekunder. Det är inte utfyllnad. Det är det som gör amplituden mätbar:

• Stavarna börjar anpassa sig till mörker, vilket höjer näthinnans känslighet.
• Dilatatorn når sitt maximum under sympatisk påverkan.
• Pupillen når sin verkliga mörkeranpassade diameter.
• Så mäts amplituden från samma utgångspunkt varje gång.

Verkliga tidsstämplar och uppmätt bildfrekvens

En USB-kamera levererar inte sin nominella bildfrekvens. I stället för att anta en sätter appen den verkliga tiden för bildtagningen på varje bildruta och läser de stämplarna, så att baslinjen och responsen tilldelas rätt även när frekvensen svajar. Rapporten anger den uppnådda bildfrekvensen och en tidsupplösning: 95:e percentilen av intervallet mellan bildrutor. Vid 30 fps varar en bildruta ungefär 33 ms, och intervall på 27–131 ms har setts när bildrutor tappas. Latensskillnader under en eller två bildrutor säger ingenting. Latenskänsligt arbete kräver 60–120 fps.

Varje parameter får sin egen bedömning

Latens, konstriktion, maximal konstriktionshastighet, T75-återhämtning och PIPR-amplitud jämförs var och en med referensintervallet för patientens åldersgrupp (18–40, 41–60, 61 och äldre) och markeras som Normal, Gränsfall eller Avvikande:

• Normal: inom referensgränserna (medelvärdet ± 2 SD).
• Gränsfall: utanför dem, men inom 3 SD från medelvärdet.
• Avvikande: bortom 3 SD.

Hastighet och PIPR flaggas bara när de är för små, och T75 bara när återhämtningen tar för lång tid. Om ingen ålder angavs faller intervallen tillbaka på vuxengruppen 18–40, och resultatet säger det i stället för att tyst använda ett standardvärde. För vuxna 18–40 är gränserna:

Varje intervall har en evidensmärkning i rapporten: Publicerat (från en granskad studie, Bitsios et al. 1996), Interpolerat (gruppen 41–60, mellan två publicerade grupper) eller Uppskattat (alla hastighets- och PIPR-intervall). Behandla en gränsfalls- eller avvikande flagga på ett uppskattat intervall som en hypotes, inte som ett fynd.

Varje PLR-millimetervärde kommer från en enda skala: en antagen horisontell irisdiameter på 11,5 mm delad med medianirisdiametern i pixlar. Bas- och minimidiameter, maximal hastighet och PIPR-amplitud skalar med det antagandet, och resultatet säger när standardvärdet användes. Latens, konstriktionsprocent och T75 är tider eller kvoter, så antagandet påverkar dem inte.

Graden

Varje inspelning får ett betyg från A till D, byggt på konstriktionsamplitud, latens, återhämtning och detektionskonfidens. Om ingen reflex hittades, eller signalen var för svag, blir betyget D. Om 30 % eller fler av bildrutorna förkastades av kvalitetsskäl sjunker betyget en bokstav. Ett D pekar på ett problem med bildtagningen innan det pekar på ett fynd: mörklägg rummet, vänta in den mörka baslinjen, centrera ögat och spela in igen efter en paus.

PMi-indexet är experimentellt

PMi sammanfattar PLR-panelen i ett enda värde från 0 till 5, utformat för att läsas som en välbekant neuroindexskala: 5 är helt normalt, under 4 är gränsfall och under 3 är avvikande. Det är granskningsbart från grunden: formel, vikter och normvärden är publicerade i appens källkod, och varje inspelning returnerar värdet uppdelat term för term.

PMi = 5 · exp(−0,35 · z̄)

Varje parameter får ett riktat z-värde mot åldersjusterade normer, som bara bestraffar avvikelse i den patologiska riktningen. Z-värdena kombineras till ett viktat medelvärde: konstriktionsamplitud och maximal hastighet väger tyngst, sedan latens och T75, och PIPR-amplitud minst. En term som saknas eller inte håller kvaliteten tas bort och de återstående vikterna normaliseras om. Minst tre användbara termer behövs. Med färre visar kortet ”inte tillgängligt” i stället för ett vilseledande tal, och vid dålig bildkvalitet hålls det inne helt.

Drug Effect Monitor

Drug Effect Monitor använder samma reflexinspelning som en icke-invasiv farmakodynamisk slutpunkt: objektiva belägg för vad en CNS-aktiv dos gör, för den läkare som ansvarar för dosen. Den är inbyggd i Neuro och levereras också som fristående Android-app. Den är inte till för den som vill ta reda på vad någon har tagit.

Frågorna den finns till för

• Ger den här patientens opioiddos den förväntade graden av CNS-effekt?
• Klingar narkosen av som den ska efter operationen?
• Är sederingsnivån på IVA rätt, eller är den här patienten övermedicinerad?
• Har den här idrottarens smärtstillande gått ur kroppen tillräckligt för en giltig neurologisk undersökning?
• Ger det här psykofarmakat mätbara autonoma effekter?

Vad den inte rapporterar

Den identifierar inte läkemedel. En liten, trög pupill stämmer lika väl med vart och ett av dessa fall:

• Morfin 15 mg var fjärde timme mot postoperativ smärta
• Metadon 80 mg per dag vid opioidberoende
• Buprenorfin 8 mg som läkemedelsassisterad behandling
• Difenhydramin 50 mg taget receptfritt mot sömnlöshet
• Pilokarpinögondroppar mot glaukom
• En patient som har sovit tre timmar och är djupt utmattad

Varje positivt mönster visas med listan över läkemedel som ger fynd som inte går att skilja från det. Ingen visning utan störfaktorerna.

Protokollet

Korta inte vilan. Om pupillen inte har återhämtat sig sjunker amplituden från ett försök till nästa, och det ser ut som habituering men är det inte.

Tre försök och habitueringsindexet

I en frisk, omedicinerad hjärna sjunker konstriktionsamplituden något vid upprepade identiska blixtar. CNS-läkemedel stör den moduleringen, något som inget enskilt försök kan visa. De tre kurvorna ritas på samma tidslinje så att du direkt kan jämföra form, start, djup och återhämtning.

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

Indexet kräver minst två försök. Med färre visar det N/A.

Mönsterklassificering

Försöken medelvärdesbildas och en fast uppsättning regler tillämpas, i den här ordningen. Vilo-P/I är pupill–iris-kvoten i den mörka baslinjen, och konstriktion är svarets amplitud.

De två hastighetsmönstren kräver minst sex giltiga bildrutor under de 2,5 sekunderna efter varje blixt. Vid lägre bildfrekvens erbjuds de inte, och resultatet säger det. Deras hastighetströsklar är märkta som preliminära: de kommer från nyktra baslinjeinspelningar från en enda enhet (21 stycken) och har inte validerats mot bekräftade inspelningar under påverkan av läkemedel eller droger.

Obestämd är ett verkligt och vanligt resultat, inte ett fel. En regeluppsättning som alltid ger en klass gissar.

Vad litteraturen förknippar med varje klass

• CNS-dämpande medel. Opioider, bensodiazepiner, barbiturater, alkohol och kolinerga medel hämmar hjärnstammens autonoma kretsar. Opioider ger en dubbelsidig, dosberoende knappnålsmios via Edinger–Westphals kärna. Bensodiazepiner saktar främst ner dynamiken, med längre latens och lägre hastighet, utan tydlig mios vid terapeutiska doser.
• CNS-stimulerande medel. Amfetamin och kokain förstorar vilopupillen genom sympatisk verkan på dilatatorn, medan reflexen i sig förblir snabb.
• Antikolinerga medel. Pupillvidgande droppar, skopolamin, tricykliska antidepressiva och vissa antihistaminer blockerar sfinktern: en stor pupill med dämpad reflex, och det är det som skiljer dem från stimulerande medel.
• Cannabis. THC saktar ner konstriktionen utan att helt dämpa den: den maximala hastigheten sjunker medan amplituden ändras lite. Alkohol och sederande medel minskar båda.

PIPR: läkemedelseffekt eller strukturell skada?

När en stark blixt har slutat fortsätter melanopsininnehållande retinala ganglieceller (ipRGC) att avfyra i 5–10 sekunder och håller pupillen liten. Den här pupillresponsen efter belysning (PIPR) mäts på en standardinspelning av PLR 1 s och 6 s efter att blixten slutat. Manualen läser den tillsammans med reflexen:

Det här är en tolkningsram från litteraturen, och dess PIPR-intervall är uppskattade. Appen mäter PIPR och flaggar det. Drug Effect Monitors egna försök beräknar det inte, så ta PIPR från en standardinspelning; tolkningen är din.

Det etiska ramverket, så som det är implementerat

• Obligatoriska läkemedelsflaggor. Varje positivt CNS-mönster kommer med sina Flaggor för läkemedelsinterferens: de förskrivna läkemedel som ger samma fynd. Patientens läkemedelshistorik behövs för att tolka det.
• En varning du inte kan stänga. Varje resultatskärm anger att verktyget inte är validerat för drogscreening, rättsvårdande ändamål eller anställningsändamål.
• Ett mönster, inte en identifiering. Appen visar ett farmakodynamiskt mönster. Tolkningen tillhör läkaren.
• Hålls isär. Monitorsessioner, mönsteretiketter inräknade, sparas i en egen historik, aldrig i skanningsdatabasen. Namn är valfritt: monitorn behöver ingen identitet för att mäta en reflex.

Hur ögat var belyst

Varje session registrerar sin belysning: iriskopets LED-ring, det röda baslinjefältet på telefonskärmen, enbart en skärmblixt eller den bakre lampan. Ett rött fält låter kameran se pupillen i baslinjen utan att dra ihop den mycket, eftersom rött ljus ger betydligt mindre konstriktion än korta våglängder. Sessioner som spelats in under olika belysning är inte jämförbara, och historiken säger det i stället för att dra en linje genom dem. Äldre sessioner som inte registrerade sin belysning visar den som inte registrerad, inte som en gissning.

Historik, seriell uppföljning och export

Tre typer av poster, hållna isär

Varje avslutad analys sparas automatiskt på enheten. Det finns inget sparsteg att glömma. Öppna Skanningshistorik med Ctrl + H på datorn, eller från startskärmen. Den har tre flikar: Statisk, PLR och Läkemedelsmonitor. De hålls isär eftersom de inte är samma mätning.

PLR Sessions på startskärmen öppnar de inspelade reflexerna direkt. Överst visas detektionsgraden: andelen inspelningar där en reflex hittades. En låg grad är ett faktum om din uppsättning, och den hör hemma i synfältet.

Återhämtning är en bana, inte en avläsning

Återhämtning från hjärnskada pågår under dagar, veckor och månader. En tvetydig mätning säger lite. En riktning över journalen säger mycket. Seriella PLR-trender visar varje parameter över en patients sessioner, och varje punkt anger vilken session och vilket värde som ligger bakom. Drug Effect Monitor har sin egen Seriell trendövervakning. Vad en serie i återhämtning förväntas visa:

• Pupilldiametern normaliseras: den autonoma tonusen kommer tillbaka.
• Amplituden förbättras: den parasympatiska banan återhämtar sig.
• Anisokorin går tillbaka: symmetrin mellan ögonen återställs.
• Habitueringen normaliseras: kretsen kortex–mitthjärna kommer tillbaka.

Jämför lika med lika

En serie är bara så bra som din konsekvens. Spela in med samma källa, samma rumsbelysning och samma öga vid varje besök. För statiska skanningar använder du samma enhet, avstånd och bildutsnitt: Serial Scan Timeline visar P/I, ellipticitet och hybridkonfidens för varje öga, och dess miniatyrremsa lägger varje punkt ett klick från bilden som gav den. En serie som rör sig medan konfidensen sjunker berättar om bildtagningen, inte om patienten.

Exporter

Spara PDF automatiskt är avstängt som standard. Slå på det i Inställningar så skrivs en rapport i slutet av varje analys. Allt skrivs lokalt. Inget synkroniseras, så att flytta en patients poster till en annan dator betyder att du själv flyttar filerna.

Gränser, vanor och felsökning

En rutin för varje inspelning

1. Ange ålder såväl som namn. Den väljer PLR-referensintervallen och den statiska åldersgruppen.
2. Anslut iriskopet innan du startar. I Windows kör du LED-kvadranttestet.
3. Mörklägg rummet och ge patienten en punkt långt bort att titta på.
4. Låt den mörka baslinjen gå klart. Håll ögat centrerat och stilla.
5. Läs betyget före siffrorna. Vid D låter du patienten vila och spelar in igen.
6. För Drug Effect Monitor tar du läkemedelshistoriken innan du läser mönstret.
7. Exportera PDF:en och spara JSON-filen med den. Historikposten är redan sparad.

Vad som har mätts, och vad som inte har det

• Ingen medicinteknisk produkt. Det finns inget 510(k)-godkännande och ingen CE-märkning. Varje resultat är för forskning och dokumentation.
• Inte validerat mot en referenspupillometer. Det finns ännu ingen metodjämförelsestudie med Bland–Altman-gränser för överensstämmelse, ingen test–retest-repeterbarhet (intraklasskorrelation), ingen sensitivitet och specificitet för flaggorna mot en referensstandard och ingen stimulusspecifikation i fysikaliska enheter. Alla fyra skulle behövas före kliniskt, och inte bara forskningsmässigt, bruk.
• Millimeter räknas om, de mäts inte. Kvoten är mätningen.
• Stimulus spelar roll. Konstriktion, hastighet och PIPR beror starkt på ljusets intensitet, våglängd och varaktighet och på adaptationen. Om ditt stimulus skiljer sig från det som ett publicerat intervall mättes med är jämförelsen bara vägledande. Registrera din stimulusspecifikation med varje datamängd som är avsedd för publicering.
• Uppskattade intervall är hypoteser. Alla hastighets- och PIPR-intervall är uppskattade. PMi är experimentellt.
• Mönster är inte identifieringar. De beskriver fysiologiska tillstånd som stämmer med breda läkemedelsklasser. De identifierar inte substanser och är inte diagnostiska.

Felsökning

Klinisk bedömning krävs

Inget resultat bör leda till åtgärd utan en läkares tolkning i hela det kliniska sammanhanget. PLR-mått är en uppgift bland många. Instrumentet vill hellre bli mätt än trott: om ett resultat inte stämmer med det du ser, titta på kurvan och bildtagningen innan du tror på någon av dem.