PupilMetrics Neuro · v1.2.0 · Drug Effect Monitor · v1.0.0
一件臨床監測儀器——造來量測復原，不是用來指控。
為神經科、腦震盪門診、運動醫學與臨床研究提供可量化、可重複的瞳孔對光反射量測——並附上建立於同一套錄製引擎的 Drug Effect Monitor。
Windows、Android 與 macOS。一切都在裝置上執行；臨床作業期間不傳出任何資料。
- 瞳孔直徑 逐格量測，在取得任何指標前先以五點中位數平滑
- 暗適應基線 所有振幅所對照的基準
- Neuro
- v1.2.0 · 20 個語系
- Drug Effect Monitor
- v1.0.0 · 15 個語系
- 平台
- Windows 10 64 位元 · Android 8.0+ · macOS
- 法規狀態
- 無 510(k)、無 CE 標誌。研究用途。
它為誰而設，又不為誰而設
這件事比功能清單更重要，所以放在最前面——本頁如此，應用程式自己的開場畫面也是如此。
設計對象
- 神經科醫師與神經外傷專科人員
- 腦震盪門診與運動醫學醫師
- 麻醉科醫師與重症照護團隊
- 疼痛治療與成癮醫學醫師
- 神經學與中樞神經藥理學的臨床研究者
不適用於
這不是用來篩檢功能受損、物質使用或工作適任性的工具。它未經驗證可用於執法單位的毒品偵測、運動禁藥管制，或任何非臨床的功能受損評估。
它是一件臨床監測儀器——造來量測復原，不是用來指控。這句話就寫在軟體裡、寫在每一個結果畫面上，而且是關不掉的。
必要硬體
Neuro 是圍繞 Dino-Lite 數位虹膜鏡打造的——一台具備自有 LED 環的 USB 臨床眼部影像裝置，那圈 LED 同時擔任照明與刺激。請在啟動前接上。
LED 象限測試會直接把那圈燈攤開：逐一點按各象限，確認哪些燈亮起。未經確認的刺激，等於一筆不能信任的量測；而壞掉的象限，在產生的曲線裡看不出來。
透過 WF-20 轉接器的無線 Dino-Lite，以及 Android 上以螢幕閃光為刺激的後置或自拍鏡頭，都是支援的替代方案——每一種都會回報自己實際達到的影格率。
| 指標 | 正常範圍 | 反映什麼 |
|---|---|---|
| 基線直徑 | 3–7 mm | 靜息時的交感與副交感張力 |
| PLR 潛時 | 161–289 ms (18–40) | 訊號經頂蓋前核的傳遞 |
| 收縮振幅 | 18.6–43.4% (18–40) | 副交感傳出支（CN III）的完整性 |
| 收縮速度 | ≥ 2.6 mm/s (18–40) | 腦幹處理速度；對瀰漫性軸突損傷敏感 |
| 再擴張速度 | 2–5 mm/s | 交感性回復；自主神經功能失調時受擾 |
| 瞳孔不等 | < 0.25 mm | 神經功能的雙側對稱 |
| 習慣化指數 | 0–15% | 反射的皮質調節 |
直接腦幹損傷
頂蓋前核與 Edinger–Westphal 核位於中腦，暴露在腦震盪標誌性的旋轉加速之下。輕度瀰漫性軸突損傷會在臨床徵象出現之前就把潛時拖慢到可量測的程度。
顱內壓升高
鉤回疝脫會壓迫第三對腦神經。最早的徵象是反應遲緩且不對稱的反射——在肉眼看出瞳孔異常之前，瞳孔測量就能察覺。
皮質調節喪失
額葉會在重複刺激下抑制反射。失去這道輸入，會造成超過 30% 的過度習慣化或矛盾性敏感化——兩者都是皮質與中腦回饋受擾的徵象。
標準錄製程序
固定不變，好讓相隔兩週的兩次錄製可以互相比較。上方主視覺裡的曲線就是這套程序。
為什麼要三秒的黑暗
每次閃光之前，所有光線都會熄滅整整三秒。這不是填充時間——正是它讓振幅得以量測：
- 桿細胞開始暗適應，提高視網膜的敏感度
- 瞳孔擴大肌在交感驅動下達到最大擴張
- 基線直徑達到真正的暗適應最大值
- 因此振幅每一次都是從一致的起點量起
逐格的實際時鐘時間戳
USB 擷取並不會給出名目影格率——橋接路徑跑的是接近 11–15 fps，而非 30。應用程式不去假設一個速率，而是在拍攝當下把真實的時鐘時間戳嵌進每一格，分析再直接讀取。
因此無論速率如何起伏，基線與刺激後的視窗都能正確劃定，報告也會連同時間解析度數值一併標明實際達到的有效速率。
三次試驗把一筆量測變成一種型態
連續三次試驗，各次之間是標準化的兩分鐘休息。在健康且未用藥的大腦裡，振幅會隨著重複的相同刺激略為下降。中樞神經藥物會依藥理類別把這種調節擾往不同方向——而這是任何單一次試驗都顯示不出來的。
- 試驗 1 完整振幅——計算指數所依據的基準
- 試驗 2 休息兩分鐘之後
- 試驗 3 收尾這個指數的振幅
| HI 範圍 | 判讀 |
|---|---|
| 負值 | 敏感化——各次試驗間反而上升 |
| 0–15% | 正常皮質調節 |
| 15–30% | 中度習慣化——需要追蹤 |
| > 30% | 過度習慣化——皮質與中腦回饋受擾 |
三條曲線都畫在同一條時間軸上，以便直接比較波形形狀、起始時間、收縮深度與再擴張的動力學。
復原是一條軌跡，不是一次讀數
腦損傷後的復原要用幾天、幾週、幾個月來展開。單一筆模稜兩可的發現，唯有在它背後的病歷顯示出一個方向時，才具有臨床意義。
一組連續紀錄應當呈現什麼
瞳孔直徑回到正常——自主神經張力恢復。
振幅改善——副交感傳出功能恢復。
瞳孔不等消退——雙側對稱恢復。
習慣化回到正常——皮質與中腦回路回來了。
每眼可用八條序列，各自獨立切換，任何一次療程都能從圖表下方的列直接開啟。
| 等級 | 差值 | 臨床處置 |
|---|---|---|
| 生理性 | < 0.25 mm | 不需處置 |
| 輕度 | 0.25–0.49 mm | 留下紀錄；在連續掃描中追蹤 |
| 顯著 | ≥ 0.50 mm | 建議進行臨床評估 |
把反射當作藥效動力學的終點指標
內建於 Neuro，也以獨立的 Android 應用程式提供。它用同一套 PLR 錄製，作為中樞神經藥物效應的非侵入式量度——給需要客觀證據來判斷一個劑量正在起什麼作用的醫師，而不是給想查出某人服用了什麼的人。
它存在是為了回答這些問題
- 這位病人的鴉片類藥物劑量，是否產生了預期程度的中樞神經效應？
- 術後麻醉退得是否合宜？
- 加護病房的鎮靜深度是否恰當，還是這位病人用藥過量？
- 這位運動員的止痛藥是否已代謝到足以做出可信的神經學檢查？
- 這種精神科藥物是否產生了可量測的自主神經效應？
它不會回報什麼
它不辨識藥物。一個縮小、反應低下的瞳孔，既可能來自術後止痛的嗎啡、治療中的美沙冬或丁基原啡因、成藥的苯海拉明、青光眼用的毛果芸香鹼眼藥水——也可能只是一位只睡了三小時、極度疲憊的病人。
每一個陽性型態，都會連同會造成無法區分之發現的處方藥清單一起顯示。沒有混淆因素，就不會顯示。
為藥理調校過的流程
與標準序列相同的骨架——三秒黑暗，接著 500 ms 閃光——中間休息兩分鐘、重複三次，讓習慣化指數與模式能跨試驗判讀。
| 參數 | 數值 | 理由 |
|---|---|---|
| 暗基線 | 3 秒 | 完整的暗適應擴張；讓動態範圍最大 |
| 閃光時長 | 500 ms | 長到足以擷取遲緩的藥理反應 |
| 回復視窗 | 7 秒 | 延長以擷取緩慢的再放大動力學 |
| 試驗間休息 | 2 分鐘 | 交感神經完全回到暗適應基線所需的最短時間 |
| 試驗次數 | 3 | 得出有意義習慣化指數的最少次數 |
| 型態 | 基線 | 收縮 | 速度 |
|---|---|---|---|
| 中樞神經抑制劑 | < 20%（瞳孔縮小） | < 20% | 不限 |
| 中樞神經興奮劑 | > 38%（瞳孔放大） | ≥ 18% | 不限 |
| 抗膽鹼性 | > 38%（瞳孔放大） | < 18% | 不限 |
| 大麻／THC | 22 – 38% | 12 – 30% | < 190 %/s |
| 酒精／鎮靜劑 | 20 – 44% | < 20% | < 210 %/s |
| 正常 | ≤ 38% | ≥ 20% | — |
| 無法判定 | 以上皆非 | ||
「無法判定」是真實而且常見的結果，不是一種故障模式。一個永遠會給出類別的規則式分類器，就是一個在猜的分類器。
中樞神經抑制劑
鴉片類、苯二氮平類、巴比妥類、酒精與膽鹼性藥物會抑制腦幹的自主神經回路。鴉片類透過 Edinger–Westphal 核的矛盾性活化，造成雙側、隨劑量而變的針尖樣瞳孔縮小；苯二氮平類主要是讓動力學變慢——潛時變長、速度下降——在治療劑量下並不明顯造成瞳孔縮小。
中樞神經興奮劑
安非他命與古柯鹼透過對瞳孔擴大肌的擬交感作用造成瞳孔放大，反射仍然靈敏。抗膽鹼藥——散瞳眼藥水、東莨菪鹼、三環抗憂鬱劑——則是阻斷括約肌上的蕈毒鹼受體：瞳孔大而反射受抑，分類器會將其列為獨立的模式。
大麻／THC
CB1 受體密集分布於小腦、基底核與上丘。THC 會降低收縮指令的速度，卻不完全壓制其振幅——這是一種速度與振幅的分離，尖峰速度下降 20–40%，振幅幾乎不變。鴉片類會同時壓制兩者；興奮劑則同時保留兩者。
PIPR 把藥物效應與結構性損傷分開
強閃光結束後，內在光敏視網膜節細胞仍會透過黑視素持續放電 5–10 秒，把瞳孔壓住。PIPR 在閃光熄滅後的第 1 秒與第 6 秒量化，而真正帶著資訊的，是它與 PLR 的組合：
| 情境 | PLR 振幅 | PIPR | 判讀 |
|---|---|---|---|
| 藥理性中樞神經抑制 | 受抑制 | 保留 | 與藥物效應相符；ipRGC 放電未受影響 |
| 結構性頂蓋前區損傷 | 受抑制 | 受抑制 | 需留意重度腦外傷、中腦受壓或 Parinaud 症候群 |
| 中樞神經興奮劑型態 | 不定 | 正常 | ipRGC 與下視丘之間的路徑完整 |
請注意上方截圖中的橫幅：「這些療程無法說明當時的照明條件。」在未知照明下錄製的療程會被如此標示，而不是當成可比較的資料畫進圖裡。
實作出來的倫理架構
- 必附的藥物提示。每一項中樞神經型態結果，都帶著會造成相同發現的處方藥清單。沒有混淆因素，就不顯示。
- 明示的聲明。每一個結果畫面都帶著無法關閉的敘述，說明本工具未經驗證可用於毒品篩檢、執法或僱用目的。
- 放回臨床脈絡。系統呈現的是一種藥效動力學型態，不是藥物辨識。判讀屬於醫師。
- 分開儲存。模式分類保存在藥物監測的紀錄中，從不寫入掃描資料庫。可量測的輸出是 PLR 波形。
獨立的 Android 版本
Drug Effect Monitor 也單獨發行——相同流程、相同分類器、相同聲明，做成一個給手機用的單一用途應用程式。
在哪裡執行
Windows
Windows 10 64 位元 · 虹膜鏡所需的 USB 2.0
- 主要的臨床目標平台；Dino-Lite 整合最深之處
- 有線與無線虹膜鏡 PLR，附實測影格率與逐格實際時間戳記
- 用來驗證刺激的 LED 象限測試
- 供連續比較的 PLR 療程畫面
Android
Android 8.0+ · USB OTG 選用
- 透過 OTG 的虹膜鏡 LED 閃光，或以前鏡頭搭配螢幕閃光刺激
- 後置與自拍的 PLR 影片錄製，每段 12 秒
- 內建 Drug Effect Monitor，另有獨立版本
- 靜態掃描的鏡面輔助與具品質關卡的自動拍攝
macOS
已簽章的 DMG，於 CI 建置
- 直接從 cnri.edu 安裝
- 與 Windows 相同的桌面功能組合
- 虹膜鏡的支援取決於裝置是否符合 UVC
桌面
Android
我們量過什麼，又沒量過什麼
本節是為機構採購與倫理審查而寫。PupilMetrics Neuro 是研究用儀器，未曾與參考瞳孔計比對驗證。以下敘述的是這套軟體做了什麼——並非對臨床準確度的主張。
尺寸校正
每一個絕對毫米數值都來自同一個比例尺：每像素毫米數 = 假定的水平虹膜直徑 ÷ 以像素計的虹膜直徑中位數。未輸入個別受測者數值時，假定直徑預設為 11.5 mm，而成人虹膜的實際直徑約為 10.2–13.0 mm。
因此：潛時、收縮百分比與 T75 以時間或比值為基礎，不受影響。基線與最小直徑、以 mm/s 表示的尖峰速度，以及以 mm 表示的 PIPR 振幅，則全都隨那個假定一起縮放。當絕對毫米指標很重要時，請輸入實際量得的虹膜直徑。
對刺激的依賴
收縮振幅、速度與 PIPR 高度取決於刺激強度、波長、時長與明暗適應。參考範圍是在特定刺激條件下發表的；若你裝置的刺激不同，那些比較僅供參考。
凡打算用於發表的資料集，請一併記錄你的刺激規格——波長、以物理單位表示的強度、時長、適應狀態。
參考值出處
每一個參考範圍都帶著證據標籤，並印在匯出報告中該標示的旁邊。
已發表——直接取自該年齡層的同儕審查來源：18–40 歲與 61 歲以上的潛時、收縮與 T75（Bitsios 等人，1996）。
內插——並非直接量得，而是在已發表區間之間線性內插：41–60 歲區間。
估計——暫定、推導而得，或由非特定刺激條件的來源移植：所有速度範圍與所有 PIPR 範圍。這些項目上的臨界或異常標示，請當作假說而非發現。
取樣與潛時解析度
錄製以約 30 fps 為目標，報告會連同時間解析度——影格間間隔的第 95 百分位數——一併標明實際達到的有效速率。在 30 fps 下一格約 33 ms，而在掉格處曾觀察到 27–131 ms 的實際影格間間隔。
單一事件指標，尤其是潛時，無法解析到比大約一格更細。在 30 fps 下，小於一到兩格的潛時差異並無意義。對潛時敏感的工作請使用 60–120 fps。
報告的可追溯性
每一份匯出的報告與每一筆 JSON 紀錄，都帶著應用程式版本、分析參數——假定虹膜直徑、年齡層、有效影格率、計時方法、刺激時長——以及出處標籤。請把 JSON 與 PDF 一起保存。它才是權威的機器可讀紀錄。
臨床驗證所需
以下各項對這件儀器而言都尚未確立，而在任何臨床用途——有別於研究用途——之前都是必要的：
- 與參考瞳孔計比對的方法比較研究，並附 Bland–Altman 一致性界限
- 以組內相關係數表示的再測信度
- 異常標示相對於判準標準的敏感度與特異度
- 以物理單位記載的刺激規格
在這些成立之前，所有輸出僅供研究與紀錄之用。我們積極尋求有能力執行這些研究的合作者。
PMi 指數屬實驗性質
PMi 把 PLR 面板壓縮成單一的 0–5 分數，刻意設計成讀起來像一個熟悉的神經指數量表——5 為完全正常，低於 3 為異常。與專有的黑盒子不同，它在設計上就可稽核：公式、權重與常模值都公開在應用程式原始碼中，而且每次掃描都會逐項拆解地回傳分數。
PMi = 5 · exp(−0.35 · z̄)
每個參數都對照年齡校正常模取得一個具方向性的 z 分數——只對往病理方向的偏差扣分——再以加權平均合併。收縮振幅與尖峰速度權重最高，其次是潛時與 T75，PIPR 振幅最低。缺漏或品質不足的項目會被剔除，其餘權重重新正規化；至少要有三個可用項目，低於此數時卡片會顯示無法提供，而不是給出一個誤導的數字。
PMi 屬實驗性質且未經驗證。它不等同於、也不能取代任何經法規核准的瞳孔指數，且不具任何臨床結果的驗證。
反光會被標示，而不是默默容忍
當角膜反光與瞳孔緣的距離，小於瞳孔半徑的某個設定比例時，結果卡片、PDF 與已儲存的掃描上都會出現警告。分析仍會照常執行，也不會扣下任何量測——但該眼的瞳孔緣發現，有可能是光造成的，而不是虹膜。
這項警告標出的是有風險的影像，而非每一張受影響的影像：恰好落在界限外的反光，仍可能製造出一項分區發現。
簡短版本
法規狀態
PupilMetrics Neuro 未曾送件申請 FDA 510(k) 許可或 CE 標誌。所有輸出都必須由合格臨床人員在完整臨床脈絡中判讀。
不供篩檢或執法使用
未經驗證可用於工作適任性篩檢、執法單位的毒品偵測、運動禁藥管制，或任何非臨床的功能受損評估。型態分類指出的是與廣義藥物類別相符的生理狀態——它不辨識物質，也不具診斷性。
需要臨床判斷
任何輸出都不應在缺少醫師於完整臨床脈絡中判讀的情況下逕行採取行動。PLR 指標只是眾多輸入之一。
資料隱私
所有病人資料都儲存在本機裝置上。臨床作業期間不會有任何資訊傳送到外部伺服器。
我們寧可被量測，也不要被相信
如果您經營腦震盪門診、神經重症加護病房、運動醫學計畫或瞳孔測量實驗室——尤其若您有一台可供我們比對的參考儀器——我們很想聽聽您的意見。