PupilMetrics Neuro · v1.2.0 · Drug Effect Monitor · v1.0.0
一件临床监测仪器——为测量康复而造，不是为提出指控而造。
面向神经科医生、脑震荡门诊、运动医学与临床研究的定量、可重复的瞳孔对光反射测量——Drug Effect Monitor 构建于同一套录制引擎之上。
Windows、Android 与 macOS。一切都在设备上运行；临床使用期间不向外传输任何数据。
- 瞳孔直径 逐帧记录，在取任何指标之前先做五点中值平滑
- 暗适应基线 一切幅度据以衡量的基准
- Neuro
- v1.2.0 · 20 个区域设置
- Drug Effect Monitor
- v1.0.0 · 15 个区域设置
- 平台
- Windows 10 64 位 · Android 8.0+ · macOS
- 监管状态
- 无 510(k)，无 CE 标志。研究用途。
它为谁而设，又不为谁而设
这一点比功能清单更重要，所以放在最前——本页如此，应用自身的启动界面亦然。
适用于
- 神经科医生与神经创伤专科医生
- 脑震荡门诊与运动医学医师
- 麻醉科医师与重症监护团队
- 疼痛管理与成瘾医学医师
- 神经科学与中枢神经药理学的临床研究者
不适用于
这不是筛查工具，不用于判定能力受损、物质使用或就业适格。它未针对执法部门的药物检测、体育反兴奋剂检查，或任何非临床的能力受损评估进行验证。
它是一件临床监测仪器——为测量康复而造，不是为提出指控而造。这句话就写在软件里，出现在每个结果界面上，且无法关闭。
所需硬件
Neuro 以 Dino-Lite 数字虹膜镜为核心设计——一台带自有 LED 环的 USB 临床眼部成像设备，既提供照明又提供刺激。请在启动前接好。
LED 象限测试会直接检查该环：逐一点按每个象限，确认哪些灯亮起。没有验证过的刺激，就是不可信的测量；而一个熄灭的象限，在最终波形里是看不出来的。
经 WF-20 适配器的无线 Dino-Lite，以及 Android 上使用屏幕闪光作为刺激的后置或前置相机，都是受支持的替代方案——每一种都会报告自己实际达到的帧率。
| 指标 | 正常范围 | 反映什么 |
|---|---|---|
| 基线直径 | 3–7 mm | 静息时的交感与副交感张力 |
| PLR 潜伏期 | 161–289 ms (18–40) | 信号经顶盖前核的传导 |
| 收缩幅度 | 18.6–43.4% (18–40) | 副交感传出支（脑神经 III）的完整性 |
| 收缩速度 | ≥ 2.6 mm/s (18–40) | 脑干处理速度；对弥漫性轴索损伤敏感 |
| 再扩大速度 | 2–5 mm/s | 交感神经恢复；在自主神经功能障碍中受扰 |
| 瞳孔不等大 | < 0.25 mm | 神经功能的双侧对称性 |
| 习惯化指数 | 0–15% | 反射的皮质调控 |
脑干直接损伤
顶盖前核与 Edinger–Westphal 核位于中脑，暴露于脑震荡特有的旋转加速度之下。轻度弥漫性轴索损伤会在临床体征出现之前可测地减慢潜伏期。
颅内压升高
钩回疝压迫脑神经 III。最早的体征是迟钝且不对称的反射——瞳孔测量能在肉眼看出异常之前发现它。
皮质调控丧失
额叶会在重复刺激中抑制反射。失去该输入会产生超过 30% 的过度习惯化，或者反常敏化——两者都提示皮质–中脑反馈受扰。
标准录制序列
序列是固定的，好让相隔两周的两次录制可以比较。页首的曲线就是这一序列。
为什么是三秒黑暗
每次闪光之前，所有光源都会熄灭整整三秒。这不是填充——正是它让幅度变得可测：
- 视杆细胞开始暗适应，提高视网膜敏感度
- 开大肌在交感驱动下达到最大扩张
- 基线直径达到真正的暗适应最大值
- 因此每一次，幅度都是从一致的起点开始测量
逐帧的真实时钟时间戳
USB 采集并不能给出标称帧率——桥接路径更接近 11–15 fps 而非 30。应用不去假定帧率，而是在采集时为每一帧写入真实时钟时间戳，分析直接读取它们。
因此无论帧率如何波动，基线窗口与刺激后窗口都能被正确划分，报告中也会写明实际达到的有效帧率与时间分辨率。
三次试验把一次测量变成一种模式
三次连续试验，之间是标准化的两分钟休息。在健康且未用药的大脑中，幅度会在重复的相同刺激中略微下降。中枢神经药物会按类别把这种调控推向特定方向——这是任何单次试验都无法显示的。
- 试验 1 全幅度——指数据以计算的基准
- 试验 2 休息两分钟后
- 试验 3 最终确定指数的幅度
| HI 区间 | 解读 |
|---|---|
| 负值 | 敏化——跨试验的反常升高 |
| 0–15% | 正常的皮质调控 |
| 15–30% | 中度习惯化——需要随访 |
| > 30% | 过度习惯化——皮质–中脑反馈受扰 |
三条曲线绘于同一时间轴，以便直接比较波形形状、起始时刻、收缩深度与再扩大动力学。
康复是一条轨迹，不是一次读数
脑损伤后的康复要在数日、数周乃至数月中展开。单独一条含糊的所见，只有当其背后的档案显示出方向时，才具备临床意义。
一条序列应当显示什么
瞳孔直径趋于正常——自主神经张力正在回归。
幅度改善——副交感传出支恢复。
瞳孔不等大消退——双侧对称性恢复。
习惯化趋于正常——皮质–中脑回路回归。
每只眼可用八条序列，各自独立切换，每次会话都可从图表下方的条带进入。
| 等级 | 差值 | 临床处理 |
|---|---|---|
| 生理性 | < 0.25 mm | 无需处理 |
| 轻度 | 0.25–0.49 mm | 记录；在连续扫描中观察 |
| 显著 | ≥ 0.50 mm | 建议临床评估 |
把反射当作药效学终点
内置于 Neuro，也作为独立的 Android 应用提供。它把同一套 PLR 录制用作中枢神经药物作用的无创测量——面向需要客观证据了解某一剂量正在起什么作用的医生，而不是面向想查出某人服用了什么的人。
它为回答这些问题而存在
- 这位患者的阿片类剂量是否产生了预期程度的中枢作用？
- 术后麻醉是否正在适当消退？
- ICU 的镇静深度是否适当，还是这位患者用药过量？
- 这位运动员的止痛药是否已清除到足以进行有效的神经学检查？
- 这种精神科用药是否产生了可测量的自主神经作用？
它不报告什么
它不鉴别具体药物。 一个缩小且反应迟钝的瞳孔，与以下情形同样吻合：术后镇痛用的吗啡、治疗中的美沙酮或丁丙诺啡、非处方的苯海拉明、青光眼用的毛果芸香碱滴眼液——或者一位只睡了三小时、极度疲劳的患者。
每一个阳性模式，都会与能产生无法区分之所见的处方药清单一同显示。没有不附带混杂因素的呈现。
为药理学调校过的方案
与标准序列相同的骨架——三秒黑暗，随后 500 ms 闪光——间隔两分钟休息重复三次，以便跨试验读出习惯化指数和模式。
| 参数 | 取值 | 理由 |
|---|---|---|
| 暗环境基线 | 3 s | 完全的暗适应扩张；使动态范围最大化 |
| 闪光时长 | 500 ms | 足以捕捉迟缓的药理反应 |
| 恢复窗口 | 7 s | 延长以捕捉缓慢的再扩张动力学 |
| 试验间休息 | 2 min | 交感神经完全恢复到暗适应基线所需的最短时间 |
| 试验次数 | 3 | 得出有意义的习惯化指数所需的最少次数 |
| 模式 | 基线 | 收缩 | 速度 |
|---|---|---|---|
| 中枢抑制剂 | < 20%（瞳孔缩小） | < 20% | 任意 |
| 中枢刺激剂 | > 38%（瞳孔散大） | ≥ 18% | 任意 |
| 抗胆碱能 | > 38%（瞳孔散大） | < 18% | 任意 |
| 大麻 / THC | 22 – 38% | 12 – 30% | < 190 %/s |
| 酒精 / 镇静剂 | 20 – 44% | < 20% | < 210 %/s |
| 正常 | ≤ 38% | ≥ 20% | — |
| 不确定 | 以上皆不符合 | ||
「不确定」是真实且常见的结果，不是故障。一个总是给出某个类别的规则分类器，是在猜。
中枢抑制剂
阿片类、苯二氮䓬类、巴比妥类、酒精与胆碱能药物会抑制脑干自主神经回路。阿片类通过对 Edinger–Westphal 核的反常激活，产生双侧、剂量依赖的针尖样瞳孔缩小；苯二氮䓬类在治疗剂量下主要是减慢动力学——潜伏期延长、速度下降——而不出现明显缩小。
中枢刺激剂
苯丙胺和可卡因通过对瞳孔开大肌的拟交感作用引起瞳孔散大，而反射仍然敏捷。抗胆碱能药——散瞳滴眼液、东莨菪碱、三环类抗抑郁药——则阻断括约肌上的毒蕈碱受体：瞳孔大而反射受抑，分类器将其报告为单独的模式。
大麻 / THC
CB1 受体在小脑、基底节与上丘密集分布。THC 降低收缩指令的速度，却不完全压制其幅度——这是一种速度–幅度分离，峰值速度下降 20–40%，而幅度几无变化。阿片类会同时压制两者；刺激剂则两者都保留。
PIPR 把药物作用与结构性损伤区分开
强闪光结束之后，内在光敏视网膜神经节细胞仍会通过黑视素持续放电 5–10 秒，使瞳孔保持收缩。PIPR 在闪光结束后 1 秒与 6 秒量化，而真正承载信息的是它与 PLR 的组合：
| 情形 | PLR 幅度 | PIPR | 解读 |
|---|---|---|---|
| 药理性中枢抑制 | 受抑 | 保留 | 与药物作用相符；ipRGC 放电未受影响 |
| 结构性顶盖前区损伤 | 受抑 | 受抑 | 需警惕重度 TBI、中脑受压或 Parinaud 综合征 |
| 中枢刺激剂模式 | 不定 | 正常 | ipRGC–下丘脑通路完好 |
请注意上方截图中的横幅：「这些会话无法说明当时的照明条件」。在照明条件未知的情况下记录的会话会被如此标注，而不会被当作可比数据绘入图中。
已落实的伦理框架
- 强制的用药标记。 每一个中枢模式结果都附带能产生相同所见的处方药清单。没有不附混杂因素的呈现。
- 明确的声明。 每个结果界面都带有无法关闭的说明：本工具未针对药物筛查、执法或就业目的进行验证。
- 置于临床语境。 系统呈现的是药效学模式，不是药物鉴别。解读属于医生。
- 单独存储。模式分类保存在 Drug Monitor 历史记录中，从不写入扫描数据库。可测量的输出是 PLR 波形。
独立的 Android 版本
Drug Effect Monitor 也单独发布——同样的方案、同样的分类器、同样的声明，做成一个面向手机的单一用途应用。
运行环境
Windows
Windows 10 64 位 · 供虹膜镜使用的 USB 2.0
- 主要的临床目标平台；Dino-Lite 集成最深入
- 有线与无线虹膜镜 PLR，带实测帧率和逐帧真实时间戳
- 用于验证刺激的 LED 象限测试
- 用于连续比较的 PLR 会话界面
Android
Android 8.0+ · USB OTG 可选
- 经 OTG 的虹膜镜 LED 闪光，或用前置相机的屏幕闪光刺激
- 后置与自拍的 PLR 视频采集，录制 12 秒
- 内置 Drug Effect Monitor，另有独立版本
- 用于静态扫描的镜像辅助与带质量关口的自动采集
macOS
已签名的 DMG，由 CI 构建
- 直接从 cnri.edu 安装
- 与 Windows 相同的桌面功能集
- 虹膜镜的支持取决于设备的 UVC 兼容性
桌面端
Android
我们测了什么，又没有测什么
本节是为机构采购与伦理审查而设。PupilMetrics Neuro 是一件研究仪器，尚未针对参考瞳孔计进行验证。以下描述的是软件做了什么，而不是对临床准确性的主张。
尺寸标定
所有毫米绝对值都来自同一个尺度：每像素毫米数 = 假定的水平虹膜直径 ÷ 以像素计的虹膜直径中位值。若未逐人输入数值，假定直径默认为 11.5 mm，而成人虹膜直径实际约在 10.2–13.0 mm 之间。
因此：潜伏期、收缩百分比与 T75 基于时间或比值，不受影响。基线直径与最小直径、以 mm/s 计的峰值速度，以及以 mm 计的 PIPR 幅度，则全部随该假定而缩放。当毫米绝对值重要时，请输入实测的虹膜直径。
对刺激的依赖
收缩幅度、速度与 PIPR 强烈依赖刺激强度、波长、时长以及明暗适应状态。参考区间是针对特定刺激条件发表的；若你设备的刺激与之不同，这些比较仅供参考。
对任何拟用于发表的数据集，请一并记录你的刺激规格——波长、以物理单位表示的强度、时长与适应条件。
参考值来源
每个参考区间都带有证据标签，并在导出的报告中印在对应标记旁。
已发表——针对该年龄段直接取自同行评议文献：18–40 与 61 岁以上的潜伏期、收缩与 T75（Bitsios 等，1996）。
内插——并非直接测得，而是在已发表区间之间线性内插：41–60 段。
估算——暂定值，由非刺激特异的来源推导或迁移而来：全部速度区间与全部 PIPR 区间。对这些区间上的临界或异常标记，应视为假说而非所见。
采样与潜伏期分辨率
录制目标约为 30 fps，报告会写明实际达到的有效帧率以及时间分辨率——帧间间隔的第 95 百分位数。在 30 fps 下一帧约 33 ms，而在丢帧时曾观察到 27–131 ms 的真实帧间间隔。
单次事件指标，尤其是潜伏期，无法分辨到约一帧以下。在 30 fps 下，小于一到两帧的潜伏期差异没有意义。对潜伏期敏感的工作请使用 60–120 fps。
报告的可追溯性
每份导出的报告与每条 JSON 记录都带有应用版本、分析参数（假定虹膜直径、年龄组、有效帧率、计时方式、刺激时长）以及来源标签。请把 JSON 与 PDF 一并保存。 它才是权威的机器可读记录。
临床验证所必需的工作
以下各项对本仪器均尚未确立，而在用于临床（而非研究）之前，它们全部都是必需的：
- 与参考瞳孔计的方法比较研究，并给出 Bland–Altman 一致性界限
- 重测信度，以组内相关系数表示
- 异常标记相对金标准的敏感度与特异度
- 以物理单位书写的刺激规格文档
在这些工作完成之前，所有输出仅用于研究与记录。我们正积极寻找有条件开展这些工作的合作者。
PMi 指数属于实验性
PMi 把 PLR 面板压缩为 0 到 5 的单一分值，刻意设计成读起来像人们熟悉的神经系统指数量表——5 为完全正常，低于 3 为异常。与专有黑箱不同，它在设计上可审计：公式、权重与常模值都公布在应用源码中，且每次扫描都会逐项返回分值的构成。
PMi = 5 · exp(−0.35 · z̄)
每个参数都对照按年龄校正的常模计算一个有方向的 z 分数——只对病理方向的偏离扣分——再以加权平均合成。收缩幅度与峰值速度权重最大，其次是潜伏期与 T75，PIPR 幅度最小。缺失或质量不足的项会被剔除，其余权重重新归一化；至少需要三个可用项，低于此数时卡片显示不可用，而不是给出一个误导性的数字。
PMi 属于实验性且未经验证。 它不等同于、也不能替代任何获得监管批准的瞳孔指数，且没有结局验证。
反光会被标出，而不是默默容忍
当角膜反光与瞳孔缘的距离小于瞳孔半径的设定比例时，结果卡片、PDF 与已保存的扫描上都会出现警告。分析照常进行，也不会扣留任何测量值——但该眼的边缘所见，有可能是光造成的，而非虹膜造成的。
该警告标出的是存在风险的图像，而不是每一张受影响的图像：刚好落在界限之外的反光，同样可能制造出一处分区所见。
简要版本
监管状态
PupilMetrics Neuro 未提交 FDA 510(k) 批准，也未申请 CE 标志。所有输出都必须由具备资质的临床医生结合完整临床情况加以解读。
不用于筛查或执法
未针对就业适格筛查、执法部门的药物检测、体育反兴奋剂检查，或任何非临床的能力受损评估进行验证。模式分类指示的是与大类药物相符的生理状态——它们不鉴别具体物质，也不具诊断性。
需要临床判断
任何输出都不应在缺少医生结合完整临床语境作出解读的情况下被付诸行动。PLR 指标只是众多输入中的一项。
数据隐私
所有患者数据都存储在设备本地。临床使用期间不向外部服务器传输任何信息。
我们宁愿被测量，而不是被相信
如果你主持一家脑震荡门诊、一个神经重症单元、一项运动医学计划，或一间瞳孔测量实验室——尤其是如果你手上有可以用来与我们对照的参考仪器——我们很想听到你的消息。