Устройство для количественного и качественного анализа вестибулярной дисфункции методом видеонистагмографии Российский патент 2025 года по МПК A61B3/113 

Область техники

Изобретение относится к области медицины, а именно к медицинской технике, и может использоваться для количественного и качественного анализа вестибулярной дисфункции методом видеонистагмографии, при регистрации нистагменной реакции с обоих глаз.

Уровень техники

Известно устройство, которое представляет собой надеваемую на голову рамную конструкцию, которая во время использования стабилизируется в положении относительно головы человека и которая несет в себе набор позиционно закрепленных датчиков данных и устройств доставки стимулов, которые имеют отношение к диагностике и лечению вестибулярных расстройств. Специальные конфигурации предусмотрены для двух типов стимуляторов: один для применения звука и изменения давления воздуха, а другой для введения жидкостей в ухо. Стабилизация обеспечивает тесную и точную корреляцию данных, которые можно быстро проанализировать подключенным компьютером с правильно запрограммированным алгоритмом, который также можно использовать для управления с обратной связью в разработанной «экспертной» системе. Изобретение позволяет, среди прочего, провести практическое и существенное различие между физиологическим и патологическим нистагмом [Патент US8162846B2, А61 В 5/00, 2012].

К недостаткам аналога можно отнести его сложность и широкую специализацию, необходимость в размещении и синхронизации большого количества разнородных датчиков, а также необходимость собирать и анализировать большое количество информации. Кроме того, к оператору такого устройства будут предъявляться повышенные требования по квалификации.

Известна шлем-маска для видеонистагмографии, содержащая окулярную оправу, в которую установлены две дистанционные радиоволновые камеры, затылочный фиксатор, теменно-височный фиксатор, состоящий из оголовья и прикрепленных к нему с внутренней стороны двух защитных ушных подкладок, причем на оголовье, соединенное с окулярной оправой с помощью крепежного элемента, установлен беспроводной источник питания [Патент RU 136312U1, А61 В 3/00, 2014]. Недостатками полезной модели являются тип камеры, не позволяющий вести точную высокочастотную съемку в инфракрасном диапазоне, а также общая массивность устройства, значительно снижающая комфорт его использования, и, как следствие, ухудшающая состояние обследуемого пациента.

Известна маска для видеонистагмоскопии, состоящая из корпуса, представляющего собой очки виртуальной реальности для смартфонов, на которых размещена платформа прямоугольной формы для установки на ней мобильного телефона, прикрепленная жесткому корпусу маски с помощью подвижного винтового соединения, с возможностью перемещения платформы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем подвижное винтовое соединение представляет собой планку, которая прикреплена с помощью винта под прямым углом к нижней поверхности платформы, а также к жесткому корпусу маски с помощью второго винта, находящегося в прорези, выполненной вдоль планки; в платформе между ее верхней и нижней поверхностями выполнены прорези параллельно большим сторонам платформы, в прорези вставлен узел, содержащий ручки-ограничители, расположенные перпендикулярно платформе и параллельно друг другу, узел выполнен с возможностью изменения расстояния между ручками-ограничителями с помощью зубчатой передачи [Патент RU 167673U1, А61 В 3/00. 2017]. Недостатком аналога является необходимость использования камеры мобильного телефона как устройства регистрации движения глаз.

Известно устройство для видеонистагмографии [Патент RU 183466U1, А61 В 3/113. 2018]. Устройство состоит из корпуса, представляющего собой очки виртуальной реальности для смартфонов, в котором размещены: две видеокамеры с автофокусом, инфракрасной подсветкой, источником питания и возможностью записи данных на карту памяти, асферические линзы, регуляторы межзрачкового расстояния, выдвигающееся крепление для смартфона, передняя непрозрачная крышка, обтюратор, обеспечивающий плотное прилегание устройства к лицу обследуемого, регулируемые эластичные ремни для фиксации устройства на голове пациента.

Недостатком аналога является отсутствие интерфейса с персональным компьютером, который позволил бы обрабатывать данные обследования в режиме реального времени. Кроме того, отсутствие подключения к персональному компьютеру не позволяет с большой точностью проводить комплексные кинетические и калориметрические тесты. Отдельным недостатком является производство корпуса этих очков за рубежом. Известно головное устройство, которое содержит датчик ориентации головы, устройство формирования изображения глаз и электронную схему. Датчик ориентации головы выполнен с возможностью генерирования электрического сигнала ориентации головы в ответ на наклон или поворот головы. Устройство формирования изображения глаза выполнено с возможностью наблюдения за особенностью глаза по склере, роговице, радужной оболочке или зрачку и генерирует электрический сигнал глаза в ответ на положение глаза, горизонтальное движение глаза, вертикальное движение глаза, размер зрачка или моргание во множестве раз. Электронная схема выполнена с возможностью генерирования измерения параметров глаза, таких как саккады, вестибулоокулярный рефлекс, подавление вестибулоокулярного рефлекса, вергенция, плавное слежение, нистагм, динамическая острота зрения, размер зрачка и/или моргание от головы и электрические глазные сигналы. Измерение глазных параметров можно использовать для определения нормального здоровья человека, неврологического расстройства, биохимического нарушения здоровья или физиологического нарушения здоровья [Патент US11504051 В2, А61 В 3/00, 2022].

Недостатком аналога можно считать его сложность, как создания, так и эксплуатации, так как устройство направлено на диагностику комплекса заболеваний.

Известно устройство «Модульная гарнитура для диагностики и лечения вестибулярных расстройств» [Патент US10617566, А61 В 3/00, 2020], производимое компанией VestibularFirst (Филадельфия, США). Устройство представляет собой очки модульного типа, которые могут использоваться как для диагностики, так и для лечения вестибулярных расстройств. В одном из вариантов исполнения устройство представляет собой пару инфракрасных камер, которые установлены в корпусе, который может быть съемно размещен на приборе. Часть объема очков, содержащего камеры, имеет внутренний разделитель, так что каждый из глаз пациента может контролироваться одной из камер, посредством чего может быть идентифицирована вестибулярная дисфункция. Очки подключены к диагностическому устройству, которое позволяет регистрировать и анализировать информацию, поступающую с камер.

Недостатком аналога является проводной тип соединения, снижающий мобильность устройства и утяжеляющий конструкцию. Также к недостаткам можно отнести его высокую стоимость (более 300 000 руб.), закрытость систем и зарубежное производство.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для видеонистагмографии с возможностью калибровки движений глаз, которое состоит из корпуса, представляющего собой очки виртуальной реальности для смартфонов, в котором размещены: две видеокамеры с инфракрасной подсветкой, обеспечивающие возможность регистрации и просмотра видео в реальном времени, съемная передняя непрозрачная крышка, система калибровочных меток в виде светодиодов видимого спектра, обтюратор, обеспечивающий плотное прилегание устройства к голове исследуемого, эластичные ремни для фиксации устройства на голове пациента [Патент RU 211663U1, Аб1 В 3/113, 2022].

Недостатком прототипа является использование стандартных очков для виртуальной реальности, располагающих заведомо ограниченным внутренним пространством для размещения видеокамер и других аппаратных компонентов, а также позволяющих монтировать видеокамеры только под определенным углом. Конструкция устройства предполагает монтаж камер непосредственно внутри очков, что ухудшает теплоотвод от работающих камер, и может привести как к ухудшению качества сигнала при длительной непрерывной работе, так и к преждевременному выходу камер из строя. Отдельным недостатком является производство корпуса этих очков за рубежом.

Задачей изобретения является создание устройства для количественного и качественного анализа вестибулярной дисфункции методом видеонистагмографии с использованием доступных аппаратных средств, а также корпуса, изготовленного методом 3D-печати.

Техническим результатом при использовании изобретения является повышение точности съемки за счет установки камер большого разрешения и высокой частоты съемки, а также регулировки интенсивности инфракрасной подсветки, увеличение длительности непрерывной работы устройства за счет пассивного охлаждения видеокамер, увеличение спектра проводимых тестов за счет возможности установки на съемную крышку LCD-экрана.

Сущность изобретения иллюстрируется фигурой, на которой изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Предлагаемое устройство для количественного и качественного анализа вестибулярной дисфункции методом видеонистагмографии содержит выполненный в виде очков-рамы корпус 1, изготовленный из пластика методом 3D-печати, в котором выполнены два сквозных отверстия для визуального контроля за глазами пациента, на корпус установлены две видеокамеры 2 высокого разрешения 1080 р и частотой съемки 240 Гц с регулируемой величиной инфракрасной подсветки; сменный обтюратор 3, обеспечивающий плотное прилегание устройства к лицу исследуемого, съемную переднюю непрозрачную крышку 4 с креплением 5 для LCD-экрана, систему фиксации устройства на голове пациента, состоящую из эластичных ремней 6 (фигура). Установка видеокамер непосредственно на корпус (очки-раму) обеспечивает их пассивное воздушное охлаждение. Наличие съемной крышки позволяет предотвратить доступ света к глазам пациента и снизить до минимума величину раздражающих факторов. Для фиксации движения глаз обследуемого используется видеокамера, ведущая съемку в инфракрасном диапазоне и не нуждающаяся в освещении видимого спектра. Система фиксации устройства позволяет плотно расположить его на голове пациента. Наличие LCD-экрана позволяет выводить изображение на глаза обследуемого для проведения тестов на слежение. Конструкция корпуса позволяет монтировать соединительные USB-кабели либо Bluetooth/WiFi модуль, обеспечивающие интерфейс с персональным компьютером.

Предлагаемое устройство используется следующим образом: на корпусе, представляющем собой изделие из пластика, изготовленное методом 3d-печати, фиксируется сменный обтюратор. В корпусе имеются отверстия, предназначенные для визуального контроля за глазами пациента. Также эти отверстия позволяют доносить до пациента информацию, выводимую на LCD-экран, который может быть опционально закреплен на съемной крышке. Съемная непрозрачная крышка, будучи установленной на корпус, в совокупности с плотным обтюратором обеспечивают полную темноту для пациента во время исследования, что обеспечивает отсутствие фиксации взора. Корпус устройства устанавливают на голове обследуемого так, чтобы обеспечить плотное прилегание к лицу пациента. Пациент может находиться в горизонтальном либо вертикальном положении. Производится подключение устройства к персональному компьютеру через интерфейс USB, Bluetooth, либо WiFi. Устройство позволяет разместить в корпусе две видеокамеры с регулируемой величиной инфракрасного излучения. Видеокамеры обеспечивают съемку в реальном времени с возможностью записи на персональный компьютер, а также просмотра видео в реальном времени. При снятой крышке возможен одновременный контроль движения глаз аппаратным и визуальным методами.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Пациент усаживается на стул в вертикальном положении. Корпус 1 устройства с помощью эластичных ремней 6, установленных в специально предусмотренные крепления, фиксируется на голове пациента так, чтобы сквозные отверстия в корпусе находились напротив глаз пациента, а сменный обтюратор 3 плотно прилегал к его лицу, обеспечивая отсутствие зазоров между устройством и лицом пациента. После чего на корпусе 1 закрепляется при помощи магнитных креплений съемная крышка 4, обеспечивая пациенту полную темноту в спектре видимого света и отсутствие фокусировки взгляда пациента. Затем устройство подключается к ЭВМ/ПК и происходит регистрация и запись видеосигналов, поступающих с высокочастотных 240 Гц видеокамер 2 высокого разрешения 1080 р с регулируемой величиной инфракрасного излучения. Величина интегрального потока ПК излучения подбирается для получения четкого видеосигнала, но не превышает 100 Вт/ кв. м, что считается допустимым уровнем согласно МСанПиН 001-96. Данные с камер выводятся в виде изображения видеосигнала в реальном времени. Программный пакет на ЭВМ, к которому подключено устройство, в реальном времени анализирует видеосигнал с каждой камеры и выдает в цифровом виде такие параметры, как: время съемки, данные хронометра, х- и у- координаты центра зрачка в каждый определенный момент времени, диаметр зрачка, величина Х- и у- осей зрачка. Полученные данные интерпретируются в реальном времени в виде графиков и выводятся на экран ЭВМ. Данная информация позволяет оператору устройства делать выводы о нарушениях вестибулярной функции пациента. Одна сессия для анализа симптоматики пациента занимает 15 минут, в то время как время непрерывной работы устройства не ограничено.

Пример 2.

Пациент ложится на кушетку на спину. Корпус 1 устройства с помощью эластичных ремней 6, установленных в специально предусмотренные крепления, фиксируется на голове пациента так, чтобы сквозные отверстия в корпусе находились напротив глаз пациента, а сменный обтюратор 3 плотно прилегал к его лицу, обеспечивая отсутствие зазоров между устройством и лицом пациента. После чего на корпусе 1 закрепляется при помощи магнитных креплений съемная крышка 4, обеспечивая пациенту полную темноту в спектре видимого света и отсутствие фокусировки взгляда пациента. Затем устройство подключается к ЭВМ/ПК и происходит регистрация и запись видеосигналов, поступающих с высокочастотных 240 Гц видеокамер 2 высокого разрешения 1080 р с регулируемой величиной инфракрасного излучения. Величина интегрального потока ПК излучения подбирается для получения четкого видеосигнала, но не превышает 100 Вт/ кв. м, что считается допустимым уровнем согласно МСанПиН 001-96. Данные с камер выводятся в виде изображения видеосигнала в реальном времени. После пациент поворачивает голову на 90 градусов вправо, и в левое ухо заливается поочередно холодная и теплая вода (калориметрический тест). Программный пакет на ЭВМ, к которому подключено устройство, в реальном времени анализирует видеосигнал с каждой камеры и выдает в цифровом виде такие параметры, как: время съемки, данные хронометра, х- и у- координаты центра зрачка в каждый определенный момент времени, диаметр зрачка, величина Х- и у- осей зрачка. Полученные данные интерпретируются в реальном времени в виде графиков и выводятся на экран ЭВМ. Данные о перемещении глаз пациента, зарегистрированные отдельно для каждого глаза обследуемого, позволяют оператору делать вывод о разнице нистагменной реакции в результате калориметрического теста и без него. Одна сессия для анализа симптоматики пациента занимает 25 минут, в то время как время непрерывной работы устройства не ограничено.

Пример 3.

Пациент усаживается на стул в вертикальном положении. Корпус 1 устройства с помощью системы эластичных ремней 6, установленных в специально предусмотренные крепления, фиксируется на голове пациента так, чтобы сквозные отверстия в корпусе находились напротив глаза пациента, а сменный обтюратор 3 плотно прилегал к его лицу, обеспечивая отсутствие зазоров между устройством и лицом пациента. После чего на корпусе 1 закрепляется при помощи магнитных креплений съемная крышка 4, обеспечивая пациенту полную темноту в спектре видимого света и отсутствие фокусировки взгляда пациента. На съемную крышку 4 при помощи крепления 5 устанавливается LCD-экран. На экран подается серия изображений, на которых обследуемый должен фокусировать свой взгляд. Изображения включают как неподвижные точки, на которые необходимо перевести взгляд, так и подвижные точки, на которых пациент должен взгляд фокусировать. Одновременно с включением LCD-экрана устройство подключается к ЭВМ/ПК и происходит регистрация и запись видеосигналов, поступающих с высокочастотных 240 Гц видеокамер 2 высокого разрешения 1080 р с регулируемой величиной инфракрасного излучения. Величина интегрального потока ИК излучения подбирается для получения четкого видеосигнала, но не превышает 100 Вт/ кв. м, что считается допустимым уровнем согласно МСанПиН 001-96. Данные с камер выводятся в виде изображения видеосигнала в реальном времени.

Программный пакет на ЭВМ, к которому подключено устройство, в реальном времени анализирует видеосигнал с каждой камеры и выдает в цифровом виде такие параметры, как: время съемки, данные хронометра, х- и у- координаты центра зрачка в каждый определенный момент времени, диаметр зрачка. Полученные данные интерпретируются в реальном временив виде графиков и выводятся на экран ЭВМ. Разница в данных, подаваемых на экран и получаемых от обследуемого, позволяет оператору устройства делать выводы о нарушениях вестибулярной функции пациента. Одна сессия для анализа симптоматики пациента занимает 15 минут, в то время как время непрерывной работы устройства не ограничено.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для количественного и качественного анализа вестибулярной дисфункции методом видеонистагмографии содержит корпус с двумя видеокамерами с инфракрасной подсветкой. Корпус снабжен съемной передней непрозрачной крышкой, сменным обтюратором, эластичными ремнями для фиксации устройства на голове пациента. Корпус выполнен в виде очков-рамы из пластика методом 3D-печати с двумя сквозными отверстиями для визуального контроля за глазами пациента. Видеокамеры с регулируемой величиной инфракрасной подсветки установлены на корпус и обеспечивают съемку в реальном времени, запись на персональный компьютер, а также просмотр видео в реальном времени. Съемная передняя непрозрачная крышка снабжена магнитными креплениями для LCD-экрана. Для обеспечения интерфейса с персональным компьютером к корпусу могут быть подключены соединительные USB-кабели или модуль Bluetooth/Wi-Fi. Достигается повышение точности съемки, увеличение длительности непрерывной работы устройства и увеличение спектра проводимых тестов. 1 ил., 3 пр.

Устройство для количественного и качественного анализа вестибулярной дисфункции методом видеонистагмографии, содержащее корпус с двумя видеокамерами с инфракрасной подсветкой, снабженный съемной передней непрозрачной крышкой, сменным обтюратором, выполненные с возможностью обеспечения плотного прилегания устройства к голове исследуемого, эластичными ремнями для фиксации устройства на голове пациента, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде очков-рамы из пластика методом 3D-печати с двумя сквозными отверстиями для визуального контроля за глазами пациента, видеокамеры с разрешением 1080 р и частотой съемки 240 Гц с регулируемой величиной инфракрасной подсветки установлены на корпус и выполнены с возможностью съемки в реальном времени, с возможностью записи на персональный компьютер, а также просмотра видео в реальном времени, съемная передняя непрозрачная крышка снабжена магнитными креплениями для LCD-экрана, при этом корпус выполнен с возможностью подключения соединительных USB-кабелей либо Bluetooth/Wi-Fi-модуля для обеспечения интерфейса с персональным компьютером, который выполнен с возможностью анализа видеосигнала с каждой камеры и выдачи в реальном времени в цифровом виде таких параметров, как: время съемки, х- и y-координаты центра зрачка в каждый момент времени, диаметр зрачка.