Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СЕНСО-МОТОРНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ У ПЕРЕНЕСШИХ ИНСУЛЬТ БОЛЬНЫХ

Предполагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к диагностике функциональных нарушений у больных с повреждением головного мозга, и может быть использовано в неврологии для диагностики сенсо-моторной дезинтеграции у пациентов в постинсультном периоде.

Актуальность заявленного способа определяется тем, что более 80 % пациентов с инсультом имеют нарушения сенсо-моторной интеграции, сопряженные с дисфункцией руки, что, в свою очередь, приводит к выраженным ограничениям жизнедеятельности и инвалидизации больных.

Зрительно-моторная интеграция – это способность нервной системы воспринимать, анализировать, обрабатывать импульсы от всех сенсорных систем и совмещать их с двигательной активностью верхней конечности. Именно эта функция лежит в основе всей повседневной активности человека, осуществляемой с участием рук. Она весьма чувствительна к любым неблагоприятным изменениям состояния человека (утомление, эмоциональный стресс) и неизбежно страдает при поражениях головного мозга. Однако в настоящее время в научных исследованиях не учитывается тот факт, что нарушения зрительно-моторной интеграции неоднородны по механизмам и возникают как следствие самых разных анатомо-физиологических повреждений. Так, выраженность и особенности сенсо-моторной дезинтеграции у пациента с атаксией при поражении мозжечка, с параличом при поражении двигательных проводящих путей, гипестезией при поражении чувствительных проводящих путей и с апраксией при поражении ассоциативных зон коры с высокой вероятностью будут отличаться. Тем не менее, этот факт не учитывается в имеющихся способах диагностики нарушений сенсо-моторной интеграции, поскольку, как правило, обследуются лишь пациенты с параличами (Ткаченко П. В. Закономерности системной сенсомоторной организации сложно скоординированных бимануальных движений человека: Автореф. дис. докт. мед. наук. Курск, 2014). Кроме того, нарушения зрительно-моторной интеграции часто недооцениваются практическими врачами при оценке выраженности функциональных ограничений и реабилитации перенесших инсульт больных.

Известные подходы к выявлению расстройства зрительно-моторной интеграции подразделяются на «бумажные» и «компьютерные» тесты. Задания первого типа предполагают применение бланковых методик (Головина Т.Н., 1974; Бодалев А.А., 1976; Шванцара Й. и соавт, 1978; Безруких М.М., 1996.). Они удобны тем, что их проведение занимает немного времени.

Недостатками этих методик является отсутствие стандартизации, в связи с чем, оценка результатов субъективна. «Бумажные» тесты, как правило, используются при обследовании здоровых лиц и не предназначены для обследования больных с инсультами.

Известен «компьютерный» тест (Психомоторный тест для исследования зрительно-моторной координации при выполнении монотонной деятельности по прослеживанию цели/В. Б. Дорохов //Журнал высшей нервной деятельности. -2011. -Т. 61. -№ 4. -С. 476-484.). Данный тест заключается в том, что испытуемый должен сопровождать курсором «мыши» изображения, движущиеся по экрану монитора. Исходно этот тест разрабатывался для обследования здоровых лиц с целью оценки их работоспособности.

Ограничения применения этого теста у больных с инсультами связаны с большой продолжительностью (60 минут) и невозможностью бимануального выполнения, важного для больных с грубым нарушением функции одной руки.

Другим примером «компьютерных» тестов для изучения зрительно-моторной интеграции является метод «суппортметрии», предложенный П.В. Ткаченко (2014). Данный тест требует использования токарного станка и предполагает бимануальное смещение пластинки, на который нанесен контур заданной фигуры, относительно закрепленного стержня.

Возможные ограничения применения суппортметрии у пациентов с инсультом связаны с тем, что для выполнения задания требуется специальное оборудование (токарный станок) и обязательное участие обеих рук, сохранность пальцевых трех- или двухпальцевых захватов кистей.

Наиболее близким по техническому решению, выбранному в качестве прототипа, является диагностика пациентов с острым нарушением моз-гового кровообращения при помощи «Теста совмещения фигур», реализуемого в составе программно-аппаратного комплекса «Hand tracker» (Антонец В. А., Казаков В. В., Полевая С. А. Hand tracking. Исследование первичных когнитивных функций человека по их моторным проявлениям, Современная экспериментальная психология / Под ред. В. А. Барабанщикова. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2011. Т. 2. С. 39-53) и (Калинина С.Я., Антонец В.А., Григорьева В.Н. Результаты выполнения мануальных тестов на программно-аппаратном комплексе «Hand-tracker». Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях – 2015.- С.117-118). Программно-аппаратный комплекс «Hand tracker» состоит из ноутбука, двух джойстиков и программного обеспечения. В тесте совмещения фигур испытуемому предлагается совместить два объекта (геометрические фигуры или сложные изображения), расположенные на максимальном расстоянии друг от друга по горизонтальной линии. Вариант объекта, его размер и цвет контура задается исследователем. Каждый испытуемый получает задание совместить объекты настолько точно, насколько может, и удержать их в совмещенном виде в течение 5 секунд. Место на экране, где именно необходимо совместить фигуры, не указывается, а выбирается самим пациентом самостоятельно. Управление фигурами на экране компьютера при их совмещении осуществляется с помощью двух джойстиков. Ограничений по времени достижения совмещения фигур нет. Обратной связи по тому, насколько точно выполняется совмещение, испытуемый не получает. При выполнении задания измеряются два параметра: время от начала выполнения задания до совмещения объектов и точность, на основании значений которых осуществляется диагностика нарушений функции руки. За показатель точности совмещения изображений принимается возведенное в квадрат расстояние (мм) между контурами фигур во время достижения их наилучшего с точки зрения испытуемого совмещения. Значение этого расстояния, в свою очередь, усредняется по пятисекундному периоду наилучшего с точки зрения испытуемого совмещения изображений. За диагностический критерий нарушения функции руки принимается время достижения совмещения изображений 76 секунд и более (как встречающееся менее, чем у 5% здоровых лиц) и точность совмещения изображений, равная 1,6 мм и более (как встречающееся менее, чем у 5% здоровых лиц).

Однако известный тест совмещения фигур имеет существенные недостатки.

Отсутствие заданной области для совмещения центров фигур. Это приводит к тому, что пациент с парезом руки выполняет тест только за счет здоровой конечности, сдвигая фигуру на ту половину экрана компьютера, которая управляется больной рукой; при этом общий показатель выполнения задания приближается к норме, не отражая имеющийся у больного дефицит сенсо-моторной интеграции.

Отсутствие предоставления испытуемому обратной связи о степени точности совмещения фигур. Это приводит к тому, что испытуемый не старается выполнить задание как можно точнее.

Оценка результатов производится по двум параметрам. Отсутствие единого показателя существенно затрудняет интерпретацию получаемых результатов.

Задача предлагаемого изобретения – усовершенствование способа.

Технический результат – повышение точности диагностики сенсо-моторной дезинтеграции у постинсультных больных.

Технический результат достигается за счет того, что в способе, включающем применение программно-аппаратного комплекса, состоящего из ноутбука и программы, управляемой двумя джойстиками с насадками, имитирующими повседневные навыки, выполнение испытуемым задания совместить две фигуры на экране ноутбука настолько точно, насколько он может, определение точности совмещения и времени от начала выполнения задания до совмещения фигур, испытуемому дают задание как можно точнее совместить на экране ноутбука две окружности диаметрами 5 см с толщиной контуров 0,5 см, расположенные по средней горизонтальной линии на расстоянии 13 см между их центрами, и удержать их совмещенными в течение 10 секунд в заданной области совмещения центров окружностей, при достижении совмещения, определяемого отсутствием в течение 10 секунд разницы в расстоянии между контурами окружностей более 1,5 см, что составляет 30% от диаметра окружностей, испытуемому дается обратная связь в виде изменения цвета контура окружности с черного на красный, задание испытуемым выполняется последовательно 3 раза с применением насадок, имитирующих повседневные навыки, выполнение задания с каждой насадкой ограничено временем в 5 минут, интервалы между заданиями, заполняемые разнообразной отвлекающей деятельностью, составляют 5 минут, по результатам выполнения задания рассчитывают интегральный показатель по формуле: I = 10*t_x/47 + а_x/0,5, где t_x – время достижения совмещения; а_x – точность совмещения, при значении интегрального показателя менее 9,0 определяют, что результаты соответствуют норме, интервал от 9,1 до 15,0 соответствует апраксии, при значении более 15,1 – парезу.

Предполагаемый способ осуществляется с помощью регистрации динамических биометрических параметров сенсо-моторной интеграции с применением программно-аппаратного комплекса «Sensori-Motor control» сокращенно «SM-control». Данный комплекс состоит из ноутбука (Acer Aspire ES 11), программного обеспечения для проведения исследований и двух джойстиков (Logitech Attack 3 Joystick). Джойстики оснащены насадками, требовавшими определенного захвата: ладонного «всей рукой» (насадка «ручка от чашки»), трехпальцевого пульпарного для указательного и большого пальцев и латерального для третьей фаланги среднего пальца (насадка «писчее перо») и пятипальцевого пульпо-латерального захвата (насадка «шар»). Указанные захваты являются одними из наиболее востребованными для реализации повседневных навыков человека (Кападжи А.И., 2009). Для диагностики степени сохранности сенсо-моторной интеграции предлагают тест «Совмещение фигур». Программное обеспечение «SM-control» для теста «Совмещение фигур» разработано П. А. Калининым (https://github.com/petr-kalinin/handtrain). Все упомянутые размеры не зависят от разрешения экрана.

Отличительные признаки.

1) Разработка интегрального показателя выполнения задания, учитывающего одновременно и время, и точность выполнения задания, значение которого может быть использовано в качестве критерия диагностики разных типов нарушений сенсо-моторной интеграции, т.е. ее нарушений, имеющих разные анатомо-физиологические основы: патология проводящих двигательных, деструкция ассоциативных зон коры.

2) Использование обратной связи при выполнении задания, что позволяет больному точно понять, когда степень совмещения фигур является достаточной для того, чтобы тест считался выполненным. В частности, в качестве обратной связи может быть использовано изменение цвета контуров совмещаемых фигур.

3) Использование заданной области совмещения центров фигур. Это побуждает испытуемого активизировать одновременную работу обеих рук.

Предлагаемое изобретение является новым, так как оно не известно из уровня достижений медицины в области диагностики сенсо-моторной дезинтеграции у перенесших инсульт больных. Проведенные патентно-информационные исследования не выявили источников патентной и научно-технической информации, которые бы порочили новизну предлагаемого решения.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что при выполнении теста «Совмещение фигур» испытуемому предлагают как можно точнее совместить на экране компьютера две окружности и удержать их в совмещенном виде в течение 10 секунд. При достижении совмещения, испытуемому дается обратная связь в виде изменения цвета объекта с черного на красный. Диаметры окружностей составляют 5 см, а толщина контуров — 0,5 см, цвет контура до совмещения – черный, после совмещения – красный. Фигуры расположены по средней горизонтальной линии на расстоянии 13 см между их центрами.

Испытуемых мотивируют выполнять задание одновременно двумя руками, так как бимануальное выполнение произвольных действий является интегральной характеристикой деятельности центральной нервной системы и может характеризовать ее функциональное состояние.

Данные параметры выбраны исходя из эмпирических наблюдений, свидетельствующих о том, что окружности диаметром менее 5 см совмещать сложнее, чем более крупные, а удерживать совмещенные фигуры в течение более чем 10 секунд – труднее, чем в течение более короткого времени. Все это сопряжено с чрезмерно длительным выполнением задания и переутомлением больных. В то же время, выбор диаметра окружности более 5 см и времени удержания совмещения менее 10 секунд приводят к тому, что задание становится слишком простым для выполнения пациентом с сенсо-моторной дезинтеграцией.

Тест «Совмещения фигур» испытуемому предлагают пройти последовательно 3 раза (с интервалами в 5 минут, заполненными разнообразной отвлекающей деятельностью) с применением разных насадок для джойстика, перечисленных выше. Максимальная длительность одного прохождения теста произвольно ограничена разработчиками и составляет 5 минут. Общая максимальная продолжительность тестирования составляет не более 25 минут. Фигуры считаются совмещенными, если в течение 10 секунд расстояние между их контурами не превышает 1,5 см, что составляет 30 % от диаметра окружности. Данная величина выбрана разработчиками теста эмпирически.

Полученные при обследовании здоровых лиц результаты оказались очень близкими при использовании разных форм рукояток джойстиков. В этой связи при использовании любых форм рукояток джойстиков в качестве точки разделения нормы и патологии (“cut off” точки) как для времени достижения совмещения фигур, так и для точности совмещения фигур приняты те значения, которые встречались у 95% здоровых лиц. Соответственно, точкой разделения для времени совмещения фигур явился показатель 47 секунд, а для точности совмещения фигур - 0,5 см.

Отклонение хотя бы одного из этих показателей в большую сторону от “cut off” точки принято за критерий диагностики нарушения сенсо-моторной интеграции, связанной с дисфункцией руки.

Интегральный показатель рассчитывается как сумма отношения значения времени достижения совмещения к значению «cut off» для времени (47 секунд), умноженного на коэффициент 10, и отношения значения точности совмещения фигур к значению «cut off» для точности совмещения (0,5 см).

I = 10*t_x/47 + а_x/0,5, где

I – интегральный показатель,

10 – эмпирически выведенный коэффициент,

t_x – время достижения совмещения,

а_x – точность совмещения.

Для различения типов сенсо-моторной дезинтеграции, обусловленных разными анатомо-физиологическими расстройствами (парезом, апраксией), эмпирически найдены те значения пар показателей (время достижения совмещения и точность), использование которых позволило осуществить диагностику с наибольшей чувствительностью и специфичностью. На основе полученных данных, рассчитаны значения интегрального показателя, характерные для апраксии и для пареза.

Значения интегрального показателя менее 9,0 приняты за норму. Значения интегрального показателя от 9,1 до 15,0 соответствуют апраксии, а более 15,1 – парезу.

Пример 1.

Обследуемый А, 53 года. При выполнении теста совмещения фигур на программно-аппаратном комплексе «SM-control» получены следующие результаты: при использовании рукоятки «ручка от чашки» время достижения совмещения составило 17 секунд, точность совмещения – 0,18 см между контурами фигур, интегральный показатель – 3,9; при использовании рукоятки «писчее перо» - время достижения совмещения составило 15 секунд, точность совмещения – 0,15 см между контурами фигур, интегральный показатель – 3,5; при использовании рукоятки «шар» время достижения совмещения составило 16 секунд, точность совмещения – 0,10 см между контурами фигур, интегральный показатель – 3,6.

Заключение по результатам выполнения теста совмещения фигур на программно-аппаратном комплексе «SM-control»: отсутствие нарушения сенсо-моторной интеграции, связанной с дисфункцией руки, что подтверждается данными теста ARAT (57 баллов) и TULIA (12 баллов).

Пример 2.

Обследуемый Б., 76 лет. При выполнении теста совмещения фигур на программно-аппаратном комплексе «SM-control» получены следующие результаты: при использовании рукоятки «ручка от чашки» время достижения совмещения составило 64 секунды, точность совмещения – 0,13 см между контурами фигур, интегральный показатель – 14,2; при использовании рукоятки «писчее перо» - время достижения совмещения составило 57 секунд, точность совмещения – 0,14 см между контурами фигур, интегральный показатель – 12,3; при использовании рукоятки «шар» - время достижения совмещения составило 65 секунд, точность совмещения – 0,14 см между контурами фигур, интегральный показатель – 14,0.

Заключение по результатам выполнения теста совмещения фигур на программно-аппаратном комплексе «SM-control»: нарушение сенсо-моторной интеграции, связанной с дисфункцией руки, причиной которой является апраксия, что подтверждается данными теста ARAT (57 баллов) и TULIA (8 баллов). Теста на воспроизведение позы кисти правая – 3 балла, левая – 6 баллов. Пробы «кулак-ребро-ладонь» справа – 0 баллов, слева – 2 балла.

Пример 3.

Обследуемый В, 59 лет. При выполнении теста совмещения фигур на программно-аппаратном комплексе «SM-control» получены следующие результаты: при использовании рукоятки «ручка от чашки» время достижения совмещения составило 87 секунд, точность совмещения – 0,41 см между контурами фигур, интегральный показатель – 19,4; при использовании рукоятки «писчее перо» - время достижения совмещения составило 79 секунд, точность совмещения – 0,53 см между контурами фигур, интегральный показатель – 17,9; при использовании рукоятки «шар» - время достижения совмещения составило 80 секунд, точность совмещения – 0,57 см между контурами фигур, интегральный показатель – 18,1.

Заключение по результатам выполнения теста совмещения фигур на программно-аппаратном комплексе «SM-control»: нарушение сенсо-моторной интеграции, связанной с дисфункцией руки, причиной которой является парез, что подтверждается данными теста ARAT (57 баллов) и TULIA (0 баллов). Теста на воспроизведение позы кисти правая – 5 балла, левая – 0 баллов. Пробы «кулак-ребро-ладонь» справа – 2 баллов, слева – 0 балла.

Таким образом, способ дает возможность повышения точности диагностики сенсо-моторной дезинтеграции у постинсультных больных.