КОМПЬЮТЕРНЫЙ СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ И КОРРЕКЦИИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ПЕРЦЕПТИВНЫХ И СЕНСОМОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ Российский патент 2007 года по МПК A61B5/16 

Предлагаемое изобретение относится к области медицины и может быть использовано для профилактики, коррекции и купирования неблагоприятных перцептивных (иллюзорных) и сенсомоторных реакций, в частности сенсоокуломоторных, как у лиц, страдающих головокружением и нарушением равновесия, так и у лиц, для которых нежелательны эти реакции в процессе профессиональной деятельности.

Для очень многих видов спортивной и профессиональной деятельности важна высокая точность и быстрота восприятия минимального изменения положения головы и других частей тела как на фоне собственных движений тела, так и на фоне движения окружающего пространства. Для этого желательно иметь низкие вестибулярные пороги (высокую чувствительность вестибулярного аппарата), но нормальную или даже низкую вестибулярную реактивность, так как высокая вестибулярная реактивность может во время активной деятельности приводить к нежелательным реакциям со стороны сенсорных систем: вестибуло-перцептивным (головокружение, иллюзия ложного положения тела), вестибуло-глазодвигательным (нистагм, нарушение точности восприятия зрительных пространственных координат), вестибуло-моторным (нарушение равновесия и координации тела).

Предлагаемое изобретение может быть использовано лицами следующих профессий:

- космонавтами, чья профессиональная деятельность в период начальной адаптации к невесомости и в начальный период реадаптации к условиям гравитации (Земли или Марса) сопровождается развитием комплекса аномальных перцептивных и моторных реакций;

- летчиками, чья профессиональная деятельность протекает в сложных динамических и визуальных условиях, приводящих к развитию иллюзорных реакций и пространственных нарушений;

- танцорами, которые должны выполнять тонкие координационные движения и сохранять равновесие на фоне высокоскоростных движений и воздействующих больших ускорений;

- спортсменами, у которых тренировки и выступления могут сопровождаться нежелательными реакциями со стороны сенсорных систем: вестибуло-перцептивными (головокружение, иллюзия ложного положения тела), вестибуло-глазодвигательными (нистагм, нарушение точности восприятия зрительных пространственных координат), вестибуло-моторными (нарушение равновесия при приземлении, нарушение координации тела в воздушном пространстве);

- медицинскими специалистами в клинике для лечения больных, страдающих головокружениями и нарушением равновесия.

Изменение интенсивности вестибулярных реакций под влиянием фиксационного рефлекса и других зрительных факторов известно давно [Г.С.Циммерман, 1952; Н.С.Благовещенская, 1967; В.Г.Базаров, 1988]. Этот принцип заложен в основу клинического применения очков Френцеля и Бартельса, которые снижают фиксационный рефлекс. При этом вестибулярные реакции становятся отчетливее. Однако диагностическое значение различной степени подавления вестибулярных реакций фиксационным рефлексом стало придаваться после работ Ito [1972], который наиболее полно описал физиологическую основу этих явлений при прослеживании движущихся объектов.

В силу нейрофизиологической организации вестибулярной системы и ее морфофункциональных связей [Leigh R., Zee D., The Neurology of Eye Movements, 1999; Дикс М., Худ Дж, Головокружение, 1987] гасить возникающие при активных движениях головы (или корпуса) неблагоприятные вестибуло-проприоцептивные и вестибуло-окуломоторные реакции возможно с помощью фиксационного рефлекса. В работах Cawthorne Т.Е. и Cooksey F.S. [Rehabilitation in Vestibular injuries, 1945], Norre M.E. и de Weerdt W. [Treatment of vertigo, 1980] описана методика подавления пароксизмальных головокружений у больных и у лиц с врожденной вестибулопатией с помощью фиксационной способности глаз. Методика предполагает постепенное усложнение комплекса упражнений. Первоначально они выполняются в положении лежа и сидя, больной совершает при этом движения глаз вверх, вниз и в стороны, прослеживает приближения пальца к глазам. Второй этап - движения головы и глаз в положении пациента сидя; третий - движения головы и тела в положении сидя и, наконец, четвертый и пятый этапы предполагают выполнение упражнений стоя и в движении. После цикла тренировок у больных практически исчезали головокружения и восстанавливалось равновесие при стоянии и ходьбе.

Недостатком этого метода является то, что он не обеспечивает формирование и закрепление стереотипа сенсомоторных навыков в условиях искаженной вестибулярной, зрительной, проприоопорной и другой механорецепторной афферентации, продуцирующей неблагоприятные перцепто-окуломоторные реакции.

Известны способы подавления вестибулоокулярного рефлекса в клинике у больных с односторонним поражением периферического отдела вестибулярной системы [Склют И.А., Лихачев С.А., Вестник оториноларингологии, 3, 1990; С.А.Лихачев, И.А.Склют, Вестник оториноларингологии, 4, 2000]. Методика заключается в стимуляции лабиринтов с помощью незатухающего синосоидального вращения больного в кресле вправо и влево от первоначального положения со скоростями 10 град/сек, 30 град/сек и 60 град/сек и фиксации взора на объекте, закрепленном посредством планки-держателя и движущемся вместе с креслом перед лицом испытуемого на уровне прямого взора.

Этот способ выбран нами в качестве прототипа заявленного способа.

Недостатком этого метода также является то, что он не обеспечивает формирование и закрепление стереотипа сенсомоторных навыков в условиях искаженной вестибулярной, зрительной, проприоопорной и другой механорецепторной афферентации, продуцирующей неблагоприятные перцепто-окуломоторные реакции.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в формировании и закреплении стереотипа сенсомоторных навыков в условиях искаженной вестибулярной, зрительной, проприоопорной и другой механорецепторной афферентации, продуцирующей неблагоприятные перцепто-окуломоторные реакции.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе профилактики, коррекции и купирования неблагоприятных перцептивных и сенсомоторных реакций, включающем индуцирование у испытуемого (пациента) иллюзорных реакций и вестибуло-оптоокуломоторного нистагма с последующей их коррекцией и купированием путем обучения испытуемого умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении реальную мишень для выработки фиксационного рефлекса, дополнительно все этапы способа реализуют путем использования компьютерных программ в диалоговом режиме, индуцирование иллюзорных и нистагменных реакций осуществляют на фоне ретинальных оптокинетических стимулов (РОКС) в виде диффузных шаров и эллипсов на всем экране, дополнительно обучают испытуемого умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении как реальную, так и воображаемую мишень, после чего при обучении испытуемого коррекции и купированию иллюзорных реакций и нистагма используют выработанный фиксационный рефлекс в условиях предъявления только зрительных стимулов, затем в условиях только вестибулярной стимуляции, затем в условиях сочетанного предъявления испытуемому зрительных и вестибулярных стимулов, а об эффекте тренировок судят по способности испытуемого купировать иллюзорные и вестибуло-оптоокуломоторные реакции при высокоскоростных движениях головой на фоне ретинальных оптокинетических помех.

При обучении коррекции и купированию иллюзорных и вестибуло-оптоокуломоторных (нистагменных) реакций испытуемого обучают умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении реальную и воображаемую мишень, перемещающуюся по экрану в отсутствии зрительных и вестибулярных стимулов.

Нистагм глаз регистрируют путем электроокулографии или видеоокулографии.

Информация о нистагме поступает на экран в режиме реального времени и доступном виде для ее визуализации испытуемым.

Фовеальный стимул представляет собой точечную мишень, перемещающуюся на экране монитора по заданному закону.

Обучение коррекции и купированию иллюзорных и вестибуло-оптоокуломоторных (нистагменных) реакций проводят путем фиксации и удержания в фовеальном зрении реальной и воображаемой мишеней на фоне разнонаправленных ретинальных оптокинетических стимулов, перемещающихся по экрану монитора со скоростью 10-25 град/сек.

Компьютерные программы обеспечивают строго дозированную и разнонаправленную вестибулярную и зрительную стимуляцию, раздельно и сочетанно в различных модификациях.

Технический результат обеспечивается тем, что предлагаемый способ включает:

- биологическую обратную связь, обеспечиваемую компьютерной реализацией данного метода в диалоговом режиме, эффективность которой выше по сравнению с обычными реабилитационными упражнениями;

- осознанное восприятие информации одновременно от различных сенсорных источников, что позволяет более быстрыми темпами формировать новые сенсомоторные паттерны, которые в результате многократного повторения закрепляются и выполняются автоматически;

- профилактическое обучение умению подавлять неблагоприятные перцептивные (иллюзорные) и сенсомоторные реакции, индуцированные экспериментально стимуляционной частью компьютерных тестов;

- профилактику, коррекцию и купирование аномальных перцептивных и сенсоокуломоторных реакций с помощью компьютерных стимуляционных программ, которые обеспечивают строго дозированную и разнонаправленную вестибулярную и зрительную стимуляцию, раздельно и одновременно сочетание в различных модификациях;

- компьютерные программы, обеспечивающие объективизацию субъективных реакций и повышение эффективности за счет увеличения информативности благодаря обращенности к большему числу рефлекторных звеньев, реализующих перцептивные и глазодвигательные реакции. Применение комплекса компьютерных тестов позволяет объективизировать участие разных уровней центральной нервной системы (ЦНС) в реализации неблагоприятных субъективных реакций, а также охарактеризовать их участие в организации следящих и фиксационных движений глаз и связь их с состоянием различных сенсорных входов.

Способ осуществляют следующим образом.

Создают компьютерные программы, обеспечивающие как раздельную, избирательную, так и сочетанную, полимодальную, строго дозируемую стимуляцию различных сенсорных входов, как в отсутствие, так и на фоне дополнительных сенсорных стимулов (зрительной стимуляции - ретинальной оптокинетической стимуляции и вестибулярной стимуляции - активных вращений головой). Зрительная стимуляция индуцирует иллюзорные реакции в виде векций (иллюзии движения собственного тела или окружающего пространства) и оптокинетический нистагм. Вестибулярные стимулы индуцируют также иллюзорные реакции (головокружение), вестибулярный и вестибуло-оптоокулярный нистагм. Вестибулярные тренировки направлены с одной стороны на сохранение низких порогов вестибулярного аппарата (сохранение значимости вестибулярного афферентного сигнала для ЦНС), с другой стороны на понижение вестибулярной реактивности (торможение генерализации вестибулярного сигнала на различные структуры ЦНС). Задача всех стимуляционных тестов состоит в обучении выработки субъектом зрительного рефлекса (фиксационной способности глаз), подавляющего аномальные глазодвигательные и иллюзорные реакции, возникающие при зрительной и вестибулярной стимуляции (сложная визуальная и динамическая среда).

Далее проводят тестовые процедуры на компьютере в диалоговом режиме. Процедуры выбираются врачом или экспериментатором в зависимости от целей и задач обследования. Регистрация движений глаз может осуществляться методом электроокулографии (ЭОГ) (или видеоокулографии - ВОГ) и аппаратно-программным комплексом «СЕНСОР». Основу данного комплекса составляют персональный компьютер с операционной системой Windows 2000 (98) и программно-математическое обеспечение стимуляции, регистрации и анализа движений глаз. Регистрация движений глаз методом ЭОГ может осуществляться портативным автономным четырехканальным "Цифровое устройство регистрации сигналов ЭОГ" (ЦУР). ЦУР обеспечивает полную автоматизацию измерений, имеет собственное АЦП, работает на постоянном токе. ЦУР позволяет безартефактно регистрировать как быструю, ритмичную глазодвигательную активность (саккады, нистагм), так и медленные апериодичные движения глаз, а также автоматически возвращать сигнал ЭОГ к изолинии перед и после каждой стимуляционной программы. Используется дистанционный принцип передачи информации при помощи инфракрасного порта. Для получения информации о движениях глаз обследуемому крепятся ЭОГ электроды в горизонтальном и вертикальном отведениях. Регистрация движений глаз также может осуществляться методом видеоокулографии (ВОГ).

Зрительный стимул, используемый в программе, представляет собой точечную мишень размером до 1° (фовеальный стимул), перемещающуюся по заданному закону как на безориентирном поле экрана, так и на фоне РОКС, которая выполнена в виде шаров и эллипсов разного диаметра и формы на фоне экрана монитора, движущихся по определенному закону движения (фиг.1.)

Вестибулярные стимулы, используемые в программе, представляют собой активные вращения головой с открытыми глазами в продольной, фронтальной и саггитальной плоскостях с частотой 0,125 Гц (фиг.2.)

Циклограмма методаКонтрольное фоновое тестирование20 мин1-й цикл тренировок. Обучение фиксационной способности глаз в состоянии покоя на безориентирном фоне экрана15 мин2-й цикл тренировок. Обучение фиксационной способности глаз на фоне индуцированного оптокинетического нистагма и векционных иллюзорных реакций15 мин3-й цикл тренировок. Обучение фиксационной способности глаз на фоне индуцированного вестибулярного нистагма и головокружения15 мин4-й цикл тренировок. Обучение фиксационной способности глаз на фоне индуцированного вестибуло-оптокинетического нистагма и головокружения15 минКонтрольное тестирование20 мин

Каждый цикл проводится минимум 6 раз с интервалом в 1-2 дня. Первые 3 сеанса проводятся в положении сидя, последующие три - в положении стоя. Число сеансов может быть увеличено либо по просьбе обследуемого, либо по настоянию специалиста, проводящего тренировки.

Тренировки проводятся до исчезновения (в крайнем случае, до существенного снижения) нистагма и головокружения при высокоскоростных движениях головы в отсутствие и на фоне зрительных помех (РОКС).

Перед проведением тренировок производят оценку способности фиксационного рефлекса подавлять аномальные глазодвигательные и иллюзорные реакции, вызванные экспериментальными условиями. Для этого в момент развития иллюзий и нистагменных реакций при стимуляционных воздействиях на экране монитора появляется мишень в виде точки и испытуемый должен зафиксировать ее взглядом. Об отсутствии или наличии эффективности фиксационного рефлекса судят по изменению интенсивности иллюзорных и нистагменных реакций в этот момент.

1-й цикл тренировок включает:

- Длительную фиксацию и удержание взора на мишени в центральной и периферических позициях в течение всего времени нахождения ее на экране. Мишень скачкообразно перемещается из центральной позиции вправо, влево, вверх и вниз. Время фиксации взора на мишени в каждой позиции составляет 10 сек;

- Фиксацию и удержание взора на видимой мишени, в течение 2-х сек находящейся в центральной позиции, затем перемещающейся влево, вправо, вверх и вниз, потом исчезающей и дальнейшей фиксации взора в текущем положении на воображаемой мишени в течение 5-ти сек;

2-й цикл тренировок включает:

- Длительную фиксацию и удержание взора на мишени в центральной и периферических позициях на фоне зрительных помех (РОКС). Мишень скачкообразно перемещается из центральной позиции вправо, влево, вверх и вниз на фоне РОКС. Время фиксации взора на мишени в каждой позиции составляет 10 сек. Скорость движения РОКС 10-25 град/сек;

- Фиксацию и удержание взора на фоне РОКС (по горизонтали, вертикали, диагонали) на видимой мишени, в течение 2-х сек находящейся в центральной позиции и перемещающейся влево, вправо, вверх и вниз, затем исчезающей и дальнейшей фиксации взора в текущем положении на воображаемой мишени в течение 5-ти сек. Скорость движения РОКС 10-25 град/сек;

- Фиксацию и удержание взора на воображаемой мишени на фоне движения (линейное, маятникообразное, круговое) РОКС. Скорость линейного движения РОКС по горизонтали, вертикали и диагонали 10-25 град/сек. Частота кругового и маятникообразного (синусоидального) движения РОКС 0,1-0,6 Гц, амплитуда 10-20 град;

3-й цикл тренировок включает:

- Длительную фиксацию и удержание взора на мишени в центральной и периферических позициях на фоне вестибулярной стимуляции (активных качательных и вращательных движений головой в сагиттальной, фронтальной и горизонтальной плоскостях). Мишень скачкообразно перемещается из центральной позиции вправо, влево, вверх и вниз на фоне РОКС. Время фиксации взора на мишени в каждой позиции составляет 10 сек. Частота движения головы 0,125 Гц;

- Фиксацию и удержание взора на фоне вестибулярной стимуляции на видимой мишени в течение 2-х сек, находящейся в центральной позиции и перемещающейся влево, вправо, вверх и вниз, затем исчезающей, и дальнейшей фиксации взора в текущем положении на воображаемой мишени в течение 5-ти сек. Частота движения головы 0,125 Гц;

- Фиксацию и удержание взора на воображаемой мишени на фоне вестибулярной стимуляции. Частота движения головы 0,125 Гц;

4-й цикл тренировок включает:

- Длительную фиксацию и удержание взора на видимой (10 сек) и воображаемой (5 сек) мишени на фоне вестибуло-оптокинетической стимуляции (линейное движение РОКС по горизонтали, вертикали и диагонали). Движение головы происходит вокруг продольной, саггитальной и фронтальной осей тела с частотой 0,125 Гц. Скорость движения РОКС 10-25 град/сек;

- Длительную фиксацию и удержание взора на видимой (10 сек) и воображаемой (5 сек) мишени на фоне вестибуло-оптокинетической стимуляции (маятникообразное и круговое движения РОКС). Движение головы происходит вокруг продольной, саггитальной и фронтальной осей тела с частотой 0,125 Гц. Частота кругового и маятникообразного (синусоидального) движения РОКС 0,1-0,6 Гц, амплитуда 10-20 град.

В процессе тестирования испытуемому необходимо отмечать появление и направление векционных иллюзий движения и фиксировать взор на мишени на фоне появляющихся иллюзий.

Скорость движения РОКС подбирается исследователем индивидуально для каждого испытуемого по интенсивности иллюзии вращения. Выбор направления движения РОКС определяется с учетом особенностей профессиональной деятельности и жалоб на головокружения.

Об эффективности тренировок судят по способности испытуемого (пациента) купировать иллюзорные и вестибуло-оптоокуломоторные (нистагменные) реакции при высокоскоростных движениях головы на фоне зрительных помех (РОКС).

Пример 1:

Больная Педалко Ирина Викторовна, 46 лет. В течение 2-х последних лет жалуется на головные боли, звон в ушах, пошатывание при ходьбе и периодическое головокружение ("вращение предметов перед глазами"), особенно при резких движениях головой. Клиническое обследование выявило: остеохондроз шейного отдела позвоночника, вертебро-базиллярная недостаточность. После комплексной оценки состояния окуломоторной системы с помощью компьютерных стимуляционных программ было диагностировано повышение вестибулярной реактивности центрально-периферического генеза, нарушение вестибуло-мозжечковых синергий. После цикла тренировок фиксационного рефлекса (фиксировать взор на точке) при предъявлении оптокинетических (движение шаров по всему экрану монитора) и вестибулярных стимулов (активные вращения головой) у больной исчезли головокружения и появилась устойчивость при ходьбе.

Заключение: благодаря выработке фиксационного рефлекса у больной П.И.В. при вращении головой не наблюдается головокружение и не диагностируется повышенная вестибулярная реактивность. Оптокинетическая стимуляция не сопровождается оптокинетическим нистагмом и развитием векционных иллюзий при фиксации взора на воображаемой мишени.

Пример 2.

Испытуемый Иванов Иван Иванович, 21 год, студент МФТИ. Жалоб не предъявляет. При первоначальном обследовании функционального состояния окуломоторной системы с помощью компьютерных стимуляционных программ у обследуемого при предъявлении оптокинетических стимулов и при вращении головой возникали нистагм и иллюзии вращения тела. После цикла тренировок фиксационного рефлекса в период экспериментально индуцированных иллюзий вращения и нистагменных реакций у испытуемого развился устойчивый фиксационный рефлекс, который позволяет ему подавлять (купировать) экспериментально вызываемые иллюзии и нистагменные реакции при действии вестибулярных, оптокинетических и вестибуло-оптокинетических стимулов.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для профилактики, коррекции и купирования неблагоприятных перцептивных (иллюзорных) и сенсомоторных реакций. Индуцирование у испытуемого (пациента) иллюзорных реакций и вестибуло-оптоокуломаторного нистагма с последующей их коррекцией и купированием путем обучения испытуемого умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении реальную мишень для выработки фиксационного рефлекса. Индуцирование иллюзорных и нистагменных реакций реализуют, используя компьютерные программы путем осуществления на фоне ретинальных оптокинетических стимулов в виде диффузных шаров и эллипсов на всем экране. Дополнительно обучают испытуемого умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении как реальную, так и воображаемую мишень. После чего при обучении испытуемого коррекции и купированию иллюзорных реакций и нистагма используют выработанный фиксационный рефлекс в условиях предъявления только зрительных стимулов, затем в условиях только вестибулярной стимуляции, затем в условиях сочетанного предъявления испытуемому зрительных и вестибулярных стимулов. Об эффекте тренировок судят по способности испытуемого купировать иллюзорные и вестибуло-оптоокуломоторные реакции при высокоскоростных движениях головой на фоне ретинальных оптокинетических помех. Способ позволяет осуществить формирование и закрепить стереотип сенсомоторных навыков в условиях искаженной вестибулярной, зрительной, проприоопорной и другой механорецепторной афферентации, продуцирующей неблагоприятные перцепто-окуломоторные реакции. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ профилактики, коррекции и купирования неблагоприятных перцептивных и сенсомоторных реакций, включающий индуцирование у испытуемого (пациента) иллюзорных реакций и вестибуло-оптоокуломоторного нистагма с последующей их коррекцией и купированием путем обучения испытуемого умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении реальную мишень для выработки фиксационного рефлекса, отличающийся тем, что индуцирование иллюзорных и нистагменных реакций реализуют, используя компьютерные программы путем осуществления на фоне ретинальных оптокинетических стимулов в виде диффузных шаров и эллипсов на всем экране, дополнительно обучают испытуемого умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении как реальную, так и воображаемую мишень, после чего при обучении испытуемого коррекции и купированию иллюзорных реакций и нистагма используют выработанный фиксационный рефлекс в условиях предъявления только зрительных стимулов, затем в условиях только вестибулярной стимуляции, затем в условиях сочетанного предъявления испытуемому зрительных и вестибулярных стимулов, а об эффекте тренировок судят по способности испытуемого купировать иллюзорные и вестибуло-оптоокуломоторные реакции при высокоскоростных движениях головой на фоне ретинальных оптокинетических помех.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обучении коррекции и купированию иллюзорных и вестибуло-оптоокуломоторных (нистагменных) реакций испытуемого обучают умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении реальную и воображаемую мишень, перемещающуюся по экрану в отсутствии зрительных и вестибулярных стимулов.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нистагм глаз регистрируют путем электроокулографии или видеоокулографии.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что информация о нистагме поступает на экран в режиме реального времени и доступном виде для ее визуализации испытуемым.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что фовеальный стимул представляет собой точечную мишень, перемещающуюся на экране монитора по заданному закону.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что обучение коррекции и купированию иллюзорных и вестибуло-оптоокуломоторных (нистагменных) реакций проводят путем фиксации и удержания в фовеальном зрении реальной и воображаемой мишеней на фоне разнонаправленных ретинальных оптокинетических стимулов, перемещающихся по экрану монитора со скоростью 10-25 град./с.