CC BY
362
УДК 612.76
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТАБИЛОАНАЛИЗАТОРА «СТАБИЛАН - 01».
Г.А. Переяслов, С.С. Слива
ЗАО «ОКБ «РИТМ», ул. Петровская, 99, г. Таганрог, 347900, тел. (8634) 36-31-90, e-mail: [email protected]
Успехи разработчиков средств компьютерной стабилографии требуют соответствующего уровня программно-методического обеспечения, которым в итоге и определяются диагностические и реабилитационные возможности этих новых информационных технологий биомеханики.
Методики, реализованные в компьютерном
стабилоанализаторе с биологической обратной связью «Стабилан -01», подразделяются на несколько типов. К диагностическим методикам относятся: тест Ромберга, тест с поворотом головы, оптокинетический тест, тест «Мишень», тест на устойчивость, изометрическое сокращение мышц ног, тест корреляции стабилограмм и дыхания и др. К психологическим методикам относятся: тест со ступенчатым воздействием, и исследование латеральной асимметрии. К исследовательским методикам относятся: стабилографический тест, допусковый контроль или любая другая методика, созданная пользователем. К реабилитационным тренажерам относятся: «Октаэдр», «Кубики», «Мячики», «Три мячика», «Фигурки», «Фигурки по кресту», «Охота», «Стендовая стрельба» и другие. К развивающим тренажерам относятся: «Тетрис», «Rectis», «Арканоид»,
«Аудиостимуляция» и другие. Имеется также миографический тренажер «Стендовая стрельба с миограммами».
Диагностические методики
Тест Ромберга состоит из двух проб - с открытыми и закрытыми глазами. Он является основным для проведения обследований с целью контроля динамики лечения и ряда других исследований. При обработке выдается заключение о соответствии показателей норме. Оценивается разница между показателями двух проб в количественном выражении, отношение показателей пробы с закрытыми глазами к показателям пробы с открытыми глазами. В норме отношение должно быть в пределах 1.0 -^2.0.
Тест с поворотом головы состоит из трех проб: фоновой, поворота головы направо и поворота головы налево. Цель обследования - выявить изменения функции равновесия, связанные с нарушением кровообращения в вертебробазилярном бассейне. В результате получается разница между показателями проб в количественном выражении. По резкому (более чем 1.5 раза) ухудшению показателей можно судить о нарушении кровотока в сосудах с той стороны, которая противоположна стороне поворота головы.
Оптокинетический тест позволяет выявить изменения функции равновесия, связанные с влиянием оптокинетического нистагма, вызванного движением по экрану черных и белых полос. Тест состоит из пяти проб. В каждой пробе после проведения «центровки» производится запись сигнала. В фоновой пробе используется стимуляция в виде чередующихся кругов разного цвета - необходимо (для отвлечения внимания пациента) сосчитать количество белых кругов. В других пробах используется стимуляция в виде движущихся по экрану черных и белых полос. В результате получается разница между показателями проб в количественном выражении.
Тест «Мишень» проводится при большой чувствительности стабилоанализатора со зрительной обратной связью. Пациент должен удерживать маркер, отображающий положение его центра давления (ЦД) на стабилоплатформу, в центре мишени при большой чувствительности, когда выполнить эту задачу довольно трудно. Результаты оцениваются в очках, как в стрельбе, максимум - 100 очков: за один процент времени пребывания в зоне 1 дается 1 очко, в зоне 2 - 0.9, и т. д., в зоне 10 - 0.1 очко.
Тест на устойчивость позволяет оценить запас устойчивости человека в каждом из четырех направлений - вперед, назад, вправо и влево. Пациент становится на платформу, положение его ЦД отображается с помощью красного маркера. Зеленый маркер плавно смещается в одну из сторон, при этом пациент должен удерживать красный маркер на зеленом. Как только он теряет способность отслеживать маркер, то должен вернуться в центр. Маркер смещается в каждую из четырех сторон в заданной последовательности. После проведения обследования результаты представляются в виде графического отображения - креста, длина каждой стороны которого определяется зоной отклонения в соответствующем направлении.
Исследование изометрического сокращения мышц ног позволяет исследовать процесс удержания ногами статической нагрузки. По динамике усилия давления правой и левой ногой можно судить о прогрессирующей усталости, а по динамике стопы - о том, чем преимущественно человек давит: носком или пяткой. Пациент садится на стул позади стабилоплатформы, ставит на нее ноги на одинаковом расстоянии от центра платформы и сначала правой, а затем левой ногой давит на поверхность платформы. После проведения обследования в качестве результатов исследователь получает графики динамики стопы и динамики усилий по каждой ноге. Динамика усилий показывает, как и насколько быстро менялось усилие в процессе записи (увеличивалось или уменьшалось). Динамика стопы показывает, чем давил пациент, пяткой или носком, и было ли смещение с носка на пятку или с пятки на носок. Дополнительные возможности методика приобретает при использовании синхронного съема миограмм с ног.
Тест корреляции стабилограмм и дыхания позволяет выявить наличие дыхательной составляющей в стабилограмме. В норме у человека дыхание скомпенсировано и его на стабилограмме не видно. Но при наличии мозжечковых нарушений человек начинает раскачиваться в такт дыханию. Пациент становится на стабилоплатформу в удобной стойке, на грудь его (или на живот) крепится поясной датчик периметрического дыхания. После проведения обследования в качестве результатов
врач получает графики сигналов по каналам стабилограммы (фронтальная и сагиттальная составляющие), баллистограммы и дыхания, а также спектры указанных сигналов. Если в спектрах стабилограмм имеются составляющие, совпадающие с главными составляющими спектра дыхания, то это означает, что стабилограммы модулируются дыханием, то есть мозжечковые расстройства есть.
Психологические методики Тест со ступенчатым воздействием является психологической методикой, позволяющей оценить реакцию человека на ступенчатое воздействие. По виду получаемого переходного процесса можно судить о предполагаемой реакции человека в экстремальных (и не только) условиях. После проведения обследования результаты представляются в виде переходных процессов с их показателями, психологической интерпретации и фазового портрета.
Исследование латеральной асимметрии позволяет определить ведущее полушарие человека, выявить латеральный тип психической деятельности. Эта методика тоже является психологической, как и предыдущая. Человеку поочередно предъявляются две задачи. Сравнение результатов решения этих задач позволяет выявить тип психической деятельности. В процессе исследования человек ставится перед необходимостью изменения стратегии позной активности в связи с изменением структуры сенсорного сигнала, обеспечивающего биологическую обратную связь в процессе выполнения задачи. Обследование проводится в два этапа (две пробы). В первой пробе происходит удержание маркера в центре мишени, что моделирует задачу, адресованную преимущественно правому полушарию головного мозга. Во второй пробе имеются четыре зрительных стимула, расположенных по периферии заданного зрительного поля, которые предъявляются в зависимости от положения ЦД человека при удержании равновесия, что моделирует задачу, адресованную преимущественно левому полушарию. Для каждой из проб рассчитывается так называемая «Интегральная ошибка слежения» (ИОС), которая эквивалентна классическому показателю «Средний разброс», далее на основании ИОС делается вывод о преобладании одного из полушарий. Человек относится к левополушарному типу, если выполняется следующее условие:
ИОС2 < ИОС1 и ИОС1 - ИОС2 > тах (0.2 ИОС1, 0.2 ИОС2)
В противном случае человек относится к правополушарному
типу.
Исследовательские методики Стабилографический тест - запись сигнала в один этап. Условия определяются врачом, проводящим исследование. Пациент становится на стабилоплатформу, проводится, если необходимо, «центровка», устанавливается требуемый масштаб, и производится запись сигнала заданной длительностью. Длительность и некоторые другие параметры можно изменять в настройках пробы.
Допусковый контроль состоит из трех проб - с открытыми, закрытыми глазами и «Мишень». Он предназначен для проведения контроля функционального состояния человека, для использования при контроле состояния перед и после работы (рейса, полета,
смены и т.д.). При обработке выдается заключение о соответствии показателей норме. В результате рассчитываются показатели «Качество функции равновесия» для каждой пробы, проверяется соответствие их норме и выдается заключение.
Пользователь может создавать свои методики, используя базовые пробы или создавая свои, применяя заложенные шаблоны проб.
Реабилитационные тренажеры
К реабилитационным тренажерам относятся упрощенные стабилографические игры, использующие биологическую обратную связь (БОС). Они применяются при серьезных двигательных расстройствах (инсультах, переломах, ДЦП и других).
Тренажер «Мячики» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестиком, отображающим положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, захватывать мяч, который появляется в случайном месте на черном поле игры, и укладывать его в одну из трех корзин, выделенную желтым цветом. Желтая корзина может находиться в любой из трех позиций, которые меняются по случайному закону. За каждый мяч, положенный в желтую корзину, дается 2 очка, а за мяч, положенный в другую (серую) корзину увеличивается количество ошибок. Цель игры -набрать максимум очков и допустить минимум ошибок.
Тренажер «Три мячика» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестиком, отображающим положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, захватывать мяч любого цвета и укладывать его в корзину того же цвета. Мячи появляются в заданных позициях в верхней части окна игры, а корзины - в нижней части. Порядок цвета мячей и корзин определяется случайным законом. За каждый мяч, положенный в корзину того же цвета, дается 2 очка, а за мяч, положенный в корзину другого цвета, увеличивается количество ошибок. Цель игры - набрать максимум очков и допустить минимум ошибок.
Тренажер «Фигурки» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестиком, отображающим положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, захватывать мяч, выбрав его из трех различных по форме фигурок, и укладывать его в желтую корзину. Фигурки появляются в заданных позициях в верхней части окна игры, а корзины - в нижней части. Порядок фигурок и положение желтой корзины определяется случайным законом. За каждый мяч, положенный в желтую корзину, дается 2 очка, а за мяч, положенный в корзину другого цвета (серого) или захват другой фигурки, увеличивается количество ошибок. Цель игры - набрать максимум очков и допустить минимум ошибок.
Тренажер «Фигурки по кресту» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестиком, отображающим положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, захватывать мяч, выбрав его из четырех различных по форме фигурок, расположенных по кресту, и укладывать его в корзину. Порядок фигурок определяется случайным законом. За каждый мяч, положенный корзину, дается 2 очка, а за захват другой фигурки, увеличивается количество ошибок. Цель игры - набрать максимум очков и допустить минимум ошибок.
Тренажер «Охота» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестик, отображающий
положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, удерживать на цели при большой чувствительности стабилоплатформы. Задача игры -набрать максимум очков за заданное время (две минуты). Если удается удерживать крестик на цели, то добавляются очки, если не удается, то очки вычитаются. При наборе 100 очков или при их потере до уровня минус 50 очков сеанс тренинга заканчивается.
Тренажер «Стендовая стрельба» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестик, отображающий положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, удерживать на цели при большой чувствительности стабилоплатформы. При удержании крестика на цели в течение двух секунд, цель считается захваченной, появляется новая цель в другом месте. Задача игры -захватить максимум целей за заданное время.
Тренажер «Октаэдр» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен красный маркер, отображающий положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, удерживать на зеленом маркере цели. Маркер цели поочередно скачком перемещается из квадрата в центре окна наблюдения стабилографического сигнала в один из радиальных квадратов, затем возвращается в центр. После этого он перемещается в следующий квадрат и так далее, пока не обойдет все квадраты. В тренажере оценивается быстрота перехода в каждый радиальный квадрат и качество удержания маркера на нем.
Тренажер «Кубики» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестиком, отображающим положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, захватывать кубики и укладывать их на дно стакана. При заполнении строка удаляется. Этот тренажер является упрощенным вариантом развивающего тренажера «Яесй8».
Развивающие тренажеры
К развивающим тренажерам относятся сложные стабилографические игры, основанные, например, на базе таких известных игр, как тетрис и арканоид. Эти тренажеры применяются для тренировки функции равновесия у спортсменов, летчиков, артистов цирка, балета и т.д.
Тренажер «КесІЇ8» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестиком, отображающим положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, захватывать прямоугольники, появляющиеся в верхней части окна игры, и укладывать их на дно стакана. При заполнении строка удаляется. Справа снизу экрана имеется окно, в котором показывается прямоугольник, который появится на следующем шаге.
Тренажер «Тетрис» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен позиционировать по горизонтали опускающиеся фигуры так, чтобы они заполняли строки. При заполнении строка удаляется. Перевернуть на 90 градусов фигуру можно резким отклонением вперед, а сбросить - резким отклонением назад. Справа снизу экрана имеется окно, в котором показывается прямоугольник, который появится на следующем шаге.
Тренажер «Арканоид» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен арканом, находящимся в нижней части экрана и отображающим положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, отбивать мячи, собирать призы, избегать
соприкосновения с астероидами (голубыми и желтыми камнями), бомбами и монстрами. Необходимо разбивать конфигурацию камней. После того, как все камни будут выбиты, происходит переход на следующий уровень.
Миографические тренажеры
К миографическим тренажерам относятся
стабилографические игры, в которых одним из элементов управления является канал миограммы. В процессе игры необходимо не только выполнить определенное движение, но и сократить тренируемую мышцу. Для работы на тренажерах этого класса необходимо использовать стабилоанализатор со встроенными каналами интегральных электромиограмм «Стабилан - 01» (модель 12 или 15).
Тренажер «Стендовая стрельба с миограммами» является компьютерной игрой, в процессе которой пациент должен крестик, отображающий положение ЦД на плоскости стабилоплатформы, удерживать на цели при большой чувствительности стабилоплатформы и при этом держать в напряжении тренируемую мышцу. При удержании крестика на цели в течение двух секунд при сохранении заданного напряжения мышцы цель считается захваченной, появляется новая цель в другом месте.
Применение стабилографических методик в конкретных
ситуациях
Двигательные расстройства различной нозологии (инсульт, ДЦП, ЧМТ, травмы конечностей и др.).
Диагностика - тест Ромберга, тест изометрического сокращения мышц ног, тест «Мишень», тест на устойчивость.
Реабилитация - реабилитационные тренажеры различной сложности.
Отоларингологические расстройства (среднее ухо, вестибулярный аппарат и т.д.).
Диагностика - тест Ромберга, оптокинетический тест, тест «Мишень».
Реабилитация - реабилитационные тренажеры различной сложности.
Неврологические расстройства (шейный остеохондроз и
др.)
Диагностика - тест Ромберга, тест с поворотом головы.
Оценка влияния лекарственных средств (исследование влияния различных препаратов, прежде всего неврологического профиля, с целью выявление наиболее эффективного).
Тест Ромберга.
Экспертиза трудоспособности (оценка распределения веса пациента при прямостоянии и при нагрузке).
Стабилографический тест.
Подбор средств опоры для инвалидов (оценка функции равновесия при стоянии с различными тростями с целью выбора оптимальной трости).
Специальная методика, состоящая из четырех - пяти проб (по количеству тростей).
Допусковый контроль в промышленности и на транспорте (оценка психофизиологического состояния перед рабочей сменой (рейсом, полетом) и после нее).
Методика допускового контроля.
Профотбор в промышленности и на транспорте
(использование различных диагностических, психологических и исследовательских методик для оценки годности человека по здоровью к работе по избранной профессии (летчики, верхолазы, артисты цирка, балета и др.)).
Допусковый контроль, тест Ромберга, тест на устойчивость, оценка латеральной асимметрии, тест со ступенчатым воздействием и др.
Тренировка координации движений (улучшение координации движений спортсменов, артистов балета и цирка, верхолазов и других профессий).
Диагностика - тест Ромберга, допусковый контроль.
Тренировка - развивающие тренажеры различной сложности.
Психологические исследования (инструмент для рабочего места психолога).
Тест со ступенчатым воздействием, исследование латеральной асимметрии.
Фундаментальные научные исследования в области биомеханики движений при поддержании вертикальной позы, аэрокосмической медицины, психофизиологии, валеологии и др.
Различные исследовательские и диагностические методики, а также методики, созданные пользователем.
В итоге можно отметить, что программно-методическое обеспечение компьютерного стабилоанализатора с биологической обратной связью «Стабилан - 01», разработанного и серийно выпускаемого ЗАО «ОКБ «РИТМ», по широте охвата областей эффективного использования компьютерной стабилографии, по развитости диагностических и реабилитационных методик в настоящее время является основой для широкого практического применения.
УДК615.821; 615.841
СКЭНАР: БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ, ЭКСПЕРТИЗА И ФЕНОМЕН ФОЛЛЯ
Я.З. Гринберг
ЗАО "ОКБ "РИТМ", ул. Петровская, 99, г. Таганрог, 347900, тел.(факс) (8634) 36-31-70, e-mail: [email protected]
Аппараты семейства СКЭНАР привлекают в последнее время все большее внимание специалистов не только в плане практического применения, но и в части теоретической проработки. Серьезный анализ проведен в работе [1], где наряду с другими аспектами, рассматриваются вопросы терминологии. В частности, отмечается некорректность использования терминов
