СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭССЕНЦИАЛЬНОГО ТРЕМОРА И ПЕРВОЙ СТАДИИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА ВСПЛЕСКОВ НА КРОСС-ВЕЙВЛЕТ СПЕКТРЕ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ МЫШЦ-АНТАГОНИСТОВ Российский патент 2023 года по МПК A61B5/389 A61B5/397 

Описание патента на изобретение RU2797878C1

Изобретение относится к цифровой обработке сигналов и может быть использовано в медицине для быстрой дифференциальной диагностики эссенциального тремора (ЭТ) и болезни Паркинсона (БП).

Дифференциальная диагностика ЭТ и БП является актуальной медицинской проблемой. Сложность дифференциальной диагностики ЭТ и БП заключается в том, что в некоторых случаях эти нейрофизиологические заболевания сопровождаются схожими клиническими проявлениями. Кроме того, в клинической практике наблюдаются случаи перехода ЭТ в БП. Одним из наиболее перспективных подходов к различению ЭТ и БП считается сравнительный анализ электромиографических сигналов (ЭМГ) мышц-антагонистов конечностей пациента. Мышцами-антагонистами называются мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели, соответствующие одной конечности. Сравнение сигналов мышц-антагонистов заключается в том, что изучается сдвиг фазы ЭМГ-сигналов этих мышц. В зависимости от величины сдвига фазы различают синхронный и альтернирующий виды тремора. Синхронному тремору соответствует сдвиг фазы близкий к нулю, альтернирующему тремору соответствует сдвигу фазы близкий к π радиан. К сожалению, не существует однозначного соответствия между заболеванием и типом тремора. Во время обследования у пациента может наблюдаться как синхронный, так и альтернирующий тремор.

Для дифференциальной диагностики ЭТ и БП применяют различные математические методы анализа ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов.

Анализируют кросс-спектры ЭМГ мышц-антагонистов [Boose A., Spieker S., Jentgens С., Dichgans J. Wrist tremor: investigation of agonist-antagonist interaction by means of long-term EMG recording and cross-spectral analysis // Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Electromyography and Motor Control. - 1996. - V. 101, N. 4. - PP. 355-363]. Недостатком этого способа анализа сигналов является то, что кросс-спектр вычисляется сразу по всему ЭМГ-сигналу, включая участки с альтернирующим и синхронным тремором. В результате тремор одного типа может оказаться незамеченным на фоне тремора другого типа. Этим же недостатком страдает способ дифференциальной диагностики БП и ЭТ (RU 2558176, ФГБНУ НЦН, 27.07.2015), основанный на анализе когерентности ЭМГ мышц-антагонистов на удвоенной частоте патологического тремора. Данный способ обеспечивает точность при различении БП и ЭТ около 88%.

Известен способ анализа сигналов ЭМГ мышц-антагонистов на основе исследования статистических распределений разности фаз огибающих ЭМГ-сигналов [Sushkova O.S., Morozov А.А., Kershner I.A., Petrova N.G., Gabova A.V., Chigaleichik L.A., Karabanov A.V. Investigation of distribution laws of the phase difference of the envelopes of electromyograms of antagonist muscles in Parkinson's disease and essential tremor patients // RENSIT: Radioelectronics. Nanosystems. Information technologies. - 2020. - V. 12, No. 3. - P. 415-428]. Недостатком этого способа анализа сигналов является то, что статистические распределения вычисляются сразу по всему ЭМГ-сигналу, в результате чего тремор одного типа может оказаться незамеченным на фоне тремора другого типа.

Более совершенными инструментами анализа биомедицинских сигналов являются вейвлет-когерентность и фазовая вейвлет-когерентность. Вейвлет-когерентность показывает степень связанности двух сигналов в различные моменты времени и на различных частотах, в отличие от обычной когерентности, которая зависит только от частоты. За счет этого увеличивается количество полезной информации, извлекаемой из сигналов. Известен способ дифференциальной диагностики БП и болезни Альцгеймера, основанный на вейвлет-когерентности [Jeong D.H., Young-Do K., In-Uk S., Yong-An Ch., Jaeseung J. Wavelet energy and wavelet coherence as EEG biomarkers for the diagnosis of Parkinson's disease-related dementia and Alzheimer's disease // Entropy. - 2016. - V. 18, N. 1. - P. 8]. Этот способ не предназначен для дифференциальной диагностики ЭТ и БП. На вейвлет-когерентности основан способ извлечения полезных характеристик ЭМГ (CN 109567799 A, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou Electronic Science and Technology University, 05.04.2019). О возможности использования этого способа для дифференциальной диагностики нейродегенеративных заболеваний ЭТ и БП неизвестно.

Известен способ дифференциальной диагностики БП и ЭТ, основанный на анализе всплескообразной электрической активности мышц (RU 2741233 C1, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, ИВНДиНФ РАН, ФГБНУ НЦН, 22.01.2021 - прототип). Способ включает вычисление вейвлет-спектрограмм сигналов акселерометров и огибающих ЭМГ-сигналов, вычисление параметров всплесков на вейвлет-спектрограммах, вычисление количества всплесков с заданными в таблице параметрами, вычисление коэффициентов на основе количества всплесков и сравнение вычисленных коэффициентов с известными заранее пороговыми значениями. Способ не учитывает сдвиг фаз ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов, в результате чего точность дифференциальной диагностики ЭТ и БП составляет всего лишь 90%. Другими недостатками этого способа являются необходимость использования большого количества датчиков (ЭМГ и акселерометров), а также необходимость проведения измерений сигналов в двух различных позах пациента, что существенно увеличивает трудоемкость и длительность обследования пациента.

Патентуемое изобретение направлено на дифференциальную диагностику ЭТ и первой стадии БП посредством новых количественных признаков, полученных при исследовании всплесков на кросс-вейвлет спектре огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов пациентов, что и является техническим результатом.

Способ дифференциальной диагностики эссенциального тремора и первой стадии болезни Паркинсона включает совместную регистрацию электромиограмм (ЭМГ) на мышцах-антагонистах конечности пациента, вычисление кросс-вейвлет спектра (КВС) огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов, вычисление локальных максимумов на КВС и выделение всплесков на КВС.

Отличие состоит в следующем:

диагностику пациента проводят в положении сидя в расслабленном состоянии, при этом руки согнуты в локтевых суставах и свободно лежат на подлокотниках кресла, ладони расслабленно свисают вниз;

при этом располагают электроды ЭМГ на мышцах-антагонистах, предпочтительно на лучевых сгибателях запястья и длинных лучевых разгибателях запястья;

далее по полученным данным вычисляют КВС огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов;

вычисляют локальные максимумы на КВС огибающих ЭМГ-сигналов, по которым выделяют всплески на КВС;

вычисляют параметры всплесков на КВС огибающих регистрируемых ЭМГ-сигналов, а именно, центральную частоту, максимальную спектральную плотность мощности (СПМ), длительность на высоте 1/sqrt(2), ширину полосы частот на высоте 1/sqrt(2), мгновенную фазу;

вычисляют количество всплесков на КВС в секунду, параметры которых соответствуют диапазонам, заранее определенным по данным пациентов с клинически подтвержденным диагнозом;

вычисляют значение коэффициента F по формуле:

F=Q1×A1+Q2×A2+Q3×A3+Q4×A4,

где Qn - количество всплесков на КВС в секунду, параметры которых соответствуют диапазону n, заранее определенному по данным пациентов с клинически подтвержденным диагнозом, An - значение коэффициента, заранее определенного по данным пациентов с клинически подтвержденным диагнозом, соответствующего диапазону n;

коэффициент F сравнивают с пороговым значением Т, равным -0,31026 для левой руки пациента и 0,52174 для правой руки пациента;

при значении коэффициента F меньше порогового значения T выставляют диагноз первая стадия болезни Паркинсона, а

при значении коэффициента F не менее порогового значения Т выставляют диагноз эссенциальный тремор.

При вычислении огибающих ЭМГ-сигналов используют преобразование Гильберта.

КВС вычисляется как произведение комплексно-сопряженных вейвлет-спектрограмм.

При вычислении вейвлет-спектрограмм используют комплексный вейвлет Морле. Для сглаживания КВС используют адаптивное двумерное гауссово окно.

При вычислении мгновенной фазы всплеска используют четырехквадрантный арктангенс от мнимой и действительной частей комплексного значения КВС.

Время одной записи ЭМГ составляет не менее 90 секунд.

Способ осуществляют следующим образом:

1. Проводят запись сигналов ЭМГ в расслабленном состоянии пациента.

2. Запись осуществляют в течение 1 минуты 30 секунд. Пациенту устанавливают электромиографические электроды на мышцы-антагонисты, например, на мышцы лучезапястного сустава руки (мышца-разгибатель Musculus extensor carpi radialis longus и мышца-сгибатель Musculus flexor carpi radialis), как показано на фигуре 1 (позиция 11 - расположение активного биполярного ЭМГ-электрода на мышце-сгибателе левой руки пациента, позиция 12 - расположение референтного биполярного ЭМГ-электрода на мышце-сгибателе левой руки пациента, позиция 13 - расположение активного биполярного ЭМГ-электрода на мышце-разгибателе левой руки пациента, позиция 14 - расположение референтного биполярного ЭМГ-электрода на мышце-разгибателе левой руки пациента). Пациент, сидя в кресле, кладет руки на подлокотники и расслабленно свешивает ладони вниз. Ноги расслаблены и стоят на полу всей ступней. Пациент во время записи сидит с закрытыми глазами. Проводят одну запись ЭМГ.

3. Вычисляют вейвлет-спектрограммы огибающих сигналов ЭМГ. Для вычисления огибающих сигналов могут использоваться различные способы, однако предпочтительным способом является использование преобразования Гильберта. Для вычисления вейвлет-спектрограмм могут использоваться различные комплексные вейвлеты, однако предпочтительным является комплексный вейвлет Морле.

4. Вычисляют КВС как произведение комплексно-сопряженных вейвлет-спектрограмм огибающих ЭМГ-сигналов.

5. Вычисляют абсолютное значение КВС. Абсолютное значение КВС сглаживают для удаления вычислительных артефактов. Могут быть использованы различные способы сглаживания, однако предпочтительным является использование адаптивного двумерного гауссового окна.

6. Выделяют всплески на КВС и вычисляют их параметры: центральная частота всплеска, максимальная спектральная плотность мощности всплеска, длительность всплеска на высоте 1/sqrt(2), измеренная в количестве периодов на центральной частоте всплеска, ширина полосы частот всплеска на высоте 1/sqrt(2), мгновенная фаза всплеска. Для обнаружения всплесков используют локальные максимумы на абсолютном значении КВС. Для вычисления мгновенной фазы всплеска используют четырехквадрантный арктангенс от мнимой и действительной частей комплексного значения КВС.

7. Вычисляют количество всплесков на КВС в секунду, параметры которых соответствуют условиям, заданным в таблице 1. Первый столбец таблицы соответствует названию параметра всплеска (центральная частота, максимальная спектральная плотность мощности, длительность в периодах, ширина полосы частот, мгновенная фаза). Второй столбец таблицы - единицы измерения этих параметров всплеска. Столбцы таблицы с 3 по 10 содержат значения параметров всплесков для различных диапазонов частот и для разных рук пациента. Столбцы таблицы 3-6 соответствуют левой руке пациента. Столбцы таблицы 7-10 соответствуют правой руке пациента. Значения параметров заранее вычисляют с помощью двумерных AUC-диаграмм [Sushkova O.S., Morozov А.А., Gabova A.V., Karabanov A.V., Illarioshkin S.N. A statistical method for exploratory data analysis based on 2D and 3D area under curve diagrams: Parkinson's disease investigation // Sensors / Ernest N. Kamavuako (Eds.). - MDPI, 2021. - V. 21, Issue 14. - P. 4700].

8. Вычисляют коэффициент F по количеству всплесков в разных диапазонах частот. Для вычисления коэффициента F используют 4 коэффициента An, приведенные в таблице 2, n - номер строки в таблице (n=1…4):

F=Q1×A1+Q2×A2+Q3×A3+Q4×A4,

где Qn - количество всплесков на КВС в секунду. Значения коэффициентов вычислены заранее по данным пациентов с клинически подтвержденным диагнозом и приведены в таблице 2. Индекс n соответствует номеру строки в таблице. Левая колонка таблицы 2 соответствует левой руке, а правая колонка таблицы 2 соответствует правой руке.

9. Вычисленный коэффициент F сравнивают с пороговым значением 7, равным -0,31026 для левой руки пациента и 0,52174 для правой руки пациента. При значении коэффициента F меньше порогового значения T выставляют диагноз первая стадия болезни Паркинсона, а при значении коэффициента F не менее порогового значения T выставляют диагноз эссенциальный тремор.

Технический результат состоит в том, что:

повышается точность дифференциальной диагностики (различения) ЭТ и первой стадии БП; оценка точности на ЭМГ пациентов с клинически подтвержденным диагнозом достигает 100%; обеспечивается простота и высокая скорость проведения обследования; для измерения ЭМГ пациентов необходимо установить всего лишь два ЭМГ-датчика, то есть, четыре биполярных электрода и один электрод заземления, измерения осуществляется в одной позе пациента в течение 1 минуты 30 секунд.

Сущность изобретения поясняется на фигурах:

Фиг. 1 - Электроды ЭМГ на левой руке пациента.

Фиг. 2 - Пример КВС огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов левой руки пациента на первой стадии БП.

Фиг. 3 - Пример всплеска на КВС огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов левой руки пациента на первой стадии БП.

Фиг. 4 - Пример огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов. Всплеск на КВС обозначен кругом. Слева приведена огибающая ЭМГ-сигнала мышцы-разгибателя. Справа приведена огибающая ЭМГ-сигнала мышцы-сгибателя.

Фиг. 5 - Пример исходных ЭМГ-сигналов. Всплеск на КВС обозначен кругом. Слева приведен ЭМГ-сигнал мышцы-разгибателя. Справа приведен ЭМГ-сигнал мышцы-сгибателя.

Фиг. 6 - Гистограммы значений коэффициента F, вычисленного для левых рук пациентов с первой стадией БП и пациентов с ЭТ.

Фиг. 7 - Гистограммы значений коэффициента F, вычисленного для правых рук пациентов с первой стадией БП и пациентов с ЭТ.

В основе изобретения лежит регистрация и анализ всплесков на КВС сигналов. КВС является функцией от двух переменных - времени и частоты. При вычислении КВС осуществляется умножение комплексно-сопряженных вейвлет-спектрограмм двух сигналов. Таким образом, КВС показывает не только степень связанности двух сигналов, но и величину спектральной плотности мощности сигналов в тот момент времени и на той частоте, где оценивается связанность сигналов. Всплеском на КВС называется локализованное по времени и частоте увеличение КВС по абсолютному значению. Анализируются следующие параметры всплесков на КВС: центральная частота всплеска, максимальная спектральная плотность мощности всплеска, длительность всплеска на высоте 1/sqrt(2), измеренная в количестве периодов на центральной частоте всплеска, ширина полосы частот всплеска на высоте 1/sqrt(2), мгновенная фаза всплесков, среднее количество всплесков в секунду.

На фиг. 2 приведен пример КВС огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов левой руки пациента с первой стадией БП. На руке наблюдается дрожательный гиперкинез. По оси абсцисс отложено время, по оси ординат - частота, по оси аппликат - спектральная плотность мощности. Позиция 21 - положение всплесков на КВС в частотно-временной области.

На фиг. 3 приведен пример всплеска на КВС. Позиция 31 - положение всплеска на КВС в частотно-временной области. Центральная частота всплеска 5,3 Гц, максимальная спектральная плотность мощности всплеска 20292 мкВ2/Гц, длительность всплеска 1,39 периодов, ширина полосы частот всплеска 1 Гц, мгновенная фаза всплеска -3,02 радиан.

На фиг. 4 приведены огибающие ЭМГ-сигналов, по которым был вычислен КВС, приведенный на фиг. 3. Слева приведена огибающая ЭМГ-сигнала мышцы-разгибателя (позиция 41). Справа приведена огибающая ЭМГ-сигнала мышцы-сгибателя (позиция 43). Позиции 42 и 44 - положение всплеска на огибающих ЭМГ-сигналов во времени. На огибающих ЭМГ-сигналов (позиции 41 и 43 соответственно) можно увидеть 2 периода колебаний.

На фиг. 5 приведены исходные ЭМГ-сигналы, по которым были вычислены огибающие, приведенные на фиг. 4. Слева приведен ЭМГ-сигнал мышцы-разгибателя (позиция 51). Справа приведен ЭМГ-сигнал мышцы-сгибателя (позиция 53). Позиции 52 и 54 - положение всплеска на ЭМГ-сигналах во времени. На ЭМГ-сигналах (позиции 51 и 53 соответственно) можно увидеть 2 залпа дрожательного гиперкинеза.

Тремор при ЭТ и БП различается по целому ряду параметров всплесков на КВС, однако величина перекрытия между группами пациентов по каждому параметру существенна и не позволяет использовать какой-либо отдельно взятый параметр всплесков на КВС для дифференциальной диагностики. Это обстоятельство обусловило необходимость изобретения способа, имеющего своей целью надежно различать ЭТ и БП по комбинации нескольких параметров всплесков на КВС огибающих ЭМГ мышц-антагонистов.

Оценка точности. Для записи ЭМГ использован 41-канальный многофункциональный комплекс для проведения нейрофизиологических исследований «Нейрон-Спектр-5» (фирма «Нейрософт»). Частота дискретизации ЭМГ составляла 500 Гц. Для ЭМГ использовались фильтр высоких частот с частотой отсечки 0,5 Гц и режекторный фильтр с частотой 50 Гц. Кроме того, для ЭМГ использовался фильтр Баттерворта с полосой пропускания от 60 до 240 Гц. К сигналам ЭМГ после фильтрации применялось преобразование Гильберта для выделения огибающей сигнала. Продолжительность записи составляла 1 минуту 30 секунд. Записи анализировались как есть, без выбора отдельных областей в сигнале.

Для проверки работоспособности патентуемого способа использованы данные 12 пациентов с БП с тремором правой руки, 10 пациентов с БП с тремором левой руки, 13 пациентов с ЭТ. Все пациенты были обследованы в ФГБНУ «Научный центр неврологии», и им был выставлен клинический диагноз.

С помощью патентуемого способа, из 12 пациентов с БП с тремором правой руки, 12 пациентам был выставлен диагноз БП, из 10 пациентов с БП с тремором левой руки, 10 пациентам был выставлен диагноз БП, из 13 пациентов с ЭТ, 13 пациентам был выставлен диагноз ЭТ. На фиг. 6 приведены гистограммы значений коэффициента F, вычисленного для левых рук пациентов с первой стадией БП (позиция 61) и пациентов с ЭТ (позиция 62). На фиг. 7 приведены гистограммы значений коэффициента F, вычисленного для правых рук пациентов с первой стадией БП (позиция 71) и пациентов с ЭТ (позиция 72). На фиг. 6 и 7 видно, что гистограммы пациентов с БП и ЭТ не пересекаются. Таким образом, точность дифференциальной диагностики составила 100%, что подтверждает заявленные в патенте технические результаты.

Клинический пример 1. Пациент К., 61 год, клинический диагноз - БП, первая стадия, тремор наблюдается на левой руке. Проведена регистрация ЭМГ-сигналов. Вычислен коэффициент F=-0,7133 для левой руки. Значение F меньше порога -0,31026, установленного для коэффициента F для левой руки. Из указанного следует, что у данного пациента БП.

Клинический пример 2. Пациент П., 62 года, клинический диагноз - БП, первая стадия, тремор наблюдается на правой руке. Проведена регистрация ЭМГ-сигналов. Вычислен коэффициент F=-0,0548 для правой руки. Значение F меньше порога 0,52174, установленного для коэффициента F для правой руки. Из указанного следует, что у данного пациента БП.

Клинический пример 3. Пациент Б., 66 лет, клинический диагноз - ЭТ, тремор наблюдается на левой и правой руках. Проведена регистрация ЭМГ-сигналов. Вычислен коэффициент F=-0,2263 для левой руки. Значение F больше порога -0,31026, установленного для коэффициента F для левой руки. Вычислен коэффициент F=0,6063 для правой руки. Значение F больше порога 0,52174, установленного для коэффициента F для правой руки. Из указанного следует, что у данного пациента ЭТ.

Клинический пример 4. Пациент Д., 36 лет, клинический диагноз - ЭТ, тремор наблюдается на левой и правой руках. Проведена регистрация ЭМГ-сигналов. Вычислен коэффициент F=-0,2609 для левой руки. Значение F больше порога -0,31026, установленного для коэффициента F для левой руки. Вычислен коэффициент F=0,5412 для правой руки. Значение F больше порога 0,52174, установленного для коэффициента F для правой руки. Из указанного следует, что у данного пациента ЭТ.

Клинический пример 5. Пациент У., 54 года, клинический диагноз - ЭТ, переходящий в БП. Во время обследования визуально наблюдался тремор на правой руке, тремор на левой руке не наблюдался. Проведена регистрация ЭМГ-сигналов. Вычислен коэффициент F=0,2681 для правой руки. Значение F меньше порога 0,52174, установленного для коэффициента F для правой руки. Из указанного следует, что у данного пациента действительно наблюдаются признаки БП.

Таким образом, патентуемый способ позволяет обеспечить достижение технического результата - возможность дифференциальной диагностики двух заболеваний, ЭТ и первой стадии БП, с точностью, достигающей 100%.

Похожие патенты RU2797878C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭССЕНЦИАЛЬНОГО ТРЕМОРА И РАННЕЙ И ПЕРВОЙ СТАДИЙ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА ВСПЛЕСКООБРАЗНОЙ АКТИВНОСТИ МЫШЦ 2020
  • Сушкова Ольга Сергеевна
  • Морозов Алексей Александрович
  • Габова Александра Васильевна
  • Карабанов Алексей Вячеславович
RU2741233C1
СПОСОБ РАННЕЙ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОСНОВНЫХ СИМПТОМОВ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА 2016
  • Хуторская Ольга Ефимовна
RU2626557C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕЗРЕЛЫХ РАЗРЯДОВ ПРИ ЭПИЛЕПСИИ У ЛАБОРАТОРНЫХ КРЫС С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА ВСПЛЕСКООБРАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА 2022
  • Сушкова Ольга Сергеевна
  • Морозов Алексей Александрович
  • Габова Александра Васильевна
  • Саркисова Карине Юрьевна
RU2781622C1
СПОСОБ РАННЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА 2012
  • Обухов Юрий Владимирович
  • Королев Михаил Сергеевич
  • Габова Александра Васильевна
  • Кузнецова Галина Дмитриевна
  • Угрюмов Михаил Вениаминович
RU2484766C1
СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА И ЭССЕНЦИАЛЬНОГО ТРЕМОРА 2014
  • Иллариошкин Сергей Николаевич
  • Иванова-Смоленская Ирина Анатольевна
  • Федин Павел Анатольевич
  • Брутян Амаяк Грачевич
  • Иванова Екатерина Олеговна
RU2558176C1
Способ дифференциальной диагностики тремора головы и верхних конечностей 2016
  • Каракулова Юлия Владимировна
  • Логинова Наталья Викторовна
  • Яковлева Татьяна Валерьевна
RU2642984C1
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТИПА ИДИОПАТИЧЕСКОГО СКОЛИОЗА 2002
  • Дудин М.Г.
  • Авалиани Т.В.
  • Пинчук Д.Ю.
RU2231970C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА 2013
  • Романов Сергей Петрович
  • Алексанян Зоя Араратовна
  • Буренева Ольга Игоревна
  • Разин Николай Николаевич
RU2540534C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ СКОЛИОТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОЗВОНОЧНИКА У ДЕТЕЙ 2005
  • Зуева Дарья Павловна
  • Норкин Игорь Алексеевич
  • Шемятенков Виктор Николаевич
RU2334461C2
СПОСОБ АКТИВАЦИИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА 2012
  • Козловская Инеса Бенедиктовна
  • Герасименко Юрий Петрович
  • Городничев Руслан Михайлович
  • Мошонкина Татьяна Ромульевна
  • Томиловская Елена Сергеевна
RU2505277C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 797 878 C1

Реферат патента 2023 года СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭССЕНЦИАЛЬНОГО ТРЕМОРА И ПЕРВОЙ СТАДИИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА ВСПЛЕСКОВ НА КРОСС-ВЕЙВЛЕТ СПЕКТРЕ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ МЫШЦ-АНТАГОНИСТОВ

Изобретение относится к медицине. Проводят совместную регистрацию электромиограмм (ЭМГ) на мышцах-антагонистах - на лучевых сгибателях запястья и длинных лучевых разгибателях запястья. Исследование проводят в положении сидя в расслабленном состоянии, при этом руки согнуты в локтевых суставах и свободно лежат на подлокотниках кресла, ладони расслабленно свисают вниз. Вычисляют кросс-вейвлет спектра (КВС) огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов. Вычисляют локальные максимумы на КВС и выделение всплесков на КВС. Оценивают параметры всплесков на КВС огибающих регистрируемых ЭМГ-сигналов, а именно центральную частоту, максимальную спектральную плотность мощности, длительность на высоте 1/sqrt(2), ширину полосы частот на высоте 1/sqrt(2), мгновенную фазу. Вычисляют количество всплесков на КВС в секунду. Вычисляют значение коэффициента F по заявленной формуле. Коэффициент F сравнивают с пороговым значением Т, равным -0,31026 для левой руки пациента и 0,52174 для правой руки пациента. При значении коэффициента F меньше порогового значения Т для соответствующей руки пациента выставляют диагноз первая стадия болезни Паркинсона. При значении коэффициента F не меньше порогового значения Т - выставляют диагноз эссенциальный тремор. Способ обеспечивает дифференциальную диагностику эссенциального тремора и первой стадии болезни Паркинсона за счет количественных признаков, полученных при исследовании всплесков на кросс-вейвлет спектре огибающих ЭМГ-сигналов мышц-антагонистов пациентов.1 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл., 5 пр.

Формула изобретения RU 2 797 878 C1

1. Способ дифференциальной диагностики эссенциального тремора и первой стадии болезни Паркинсона, включающий одновременную регистрацию электромиограмм (ЭМГ) на мышцах-антагонистах конечности пациента, отличающийся тем, что диагностику пациента проводят в положении сидя в расслабленном состоянии с закрытыми глазами, при этом руки согнуты в локтевых суставах и лежат на подлокотниках кресла, ладони свисают вниз, а ЭМГ-электроды располагают на лучевых сгибателях запястья и длинных лучевых разгибателях запястья пациента, запись осуществляют в течение 1 минуты 30 секунд;

выделяют огибающие ЭМГ-сигналов и вычисляют для них кросс-вейвлет спектр (КВС), вычисляют локальные максимумы на КВС, определяют параметры соответствующих локальным максимумам всплесков на КВС центральную частоту, максимальную спектральную плотность мощности, длительность на высоте 1/sqrt(2), ширину полосы частот на высоте 1/sqrt(2), мгновенную фазу и вычисляют количество всплесков на КВС в секунду, параметры которых соответствуют условиям, заданным в таблице 1, содержащейся в описании; вычисляют значение коэффициента F для левой и правой рук по формуле:

F=Q1×A1+Q2×A2+Q3×A3+Q4×A4,

где Qn (n=1-4) - количество всплесков на КВС в секунду;

An - значение коэффициента, определенного по таблице 2, содержащейся в описании, коэффициент F сравнивают с пороговым значением Т, равным -0,31026 для левой руки пациента и 0,52174 для правой руки пациента;

при значении коэффициента F меньше порогового значения Т для соответствующей руки пациента - выставляют диагноз первая стадия болезни Паркинсона, а при значении коэффициента F не меньше порогового значения Т - выставляют диагноз эссенциальный тремор.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при вычислении мгновенной фазы всплеска используют четырехквадрантный арктангенс от мнимой и действительной частей комплексного значения КВС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2797878C1

СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭССЕНЦИАЛЬНОГО ТРЕМОРА И РАННЕЙ И ПЕРВОЙ СТАДИЙ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА ВСПЛЕСКООБРАЗНОЙ АКТИВНОСТИ МЫШЦ 2020
  • Сушкова Ольга Сергеевна
  • Морозов Алексей Александрович
  • Габова Александра Васильевна
  • Карабанов Алексей Вячеславович
RU2741233C1
СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА И ЭССЕНЦИАЛЬНОГО ТРЕМОРА 2014
  • Иллариошкин Сергей Николаевич
  • Иванова-Смоленская Ирина Анатольевна
  • Федин Павел Анатольевич
  • Брутян Амаяк Грачевич
  • Иванова Екатерина Олеговна
RU2558176C1
СПОСОБ РАННЕЙ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОСНОВНЫХ СИМПТОМОВ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА 2016
  • Хуторская Ольга Ефимовна
RU2626557C1
CN 0109567799 A 05.04.2019
WO 2016016459 A1 04.02.2016
СУШКОВА О.С
Разработка метода ранней и дифференциальной диагностики болезни Паркинсона и эссенциального тремора с помощью анализа в сплескообразной активности мышц
Сб
мат
VI Международной конференции

RU 2 797 878 C1

Авторы

Сушкова Ольга Сергеевна

Морозов Алексей Александрович

Габова Александра Васильевна

Карабанов Алексей Вячеславович

Чигалейчик Лариса Анатольевна

Иллариошкин Сергей Николаевич

Даты

2023-06-09Публикация

2022-08-22Подача