Способ диагностики нарушения локомоторной функции человека при болезни Паркинсона

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ НАРУШЕНИЯ ЛОКОМОТОРНОЙ ФУНКЦИИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА(71) Заявитель Государственное учреждение Республиканский научнопрактический центр неврологии и нейрохирургии Министерства здравоохранения Республики Беларусь(72) Авторы Лихачев Сергей Алексеевич Лукашевич Владислав Анатольевич Тарасевич Наталья Мечиславовна Хроменков Александр Васильевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение Республиканский научно-практический центр неврологии и нейрохирургии Министерства здравоохранения Республики Беларусь(57) Способ диагностики нарушения локомоторной функции человека при болезни Паркинсона, заключающийся в том, что выделяют на уровне остистых отростков позвонков 5-1 общий центр масс (ОЦМ) тела человека горизонтальной координатой - светодиодным маркером, регистрируют с использованием компьютерного видеозахвата светодиодного маркера движение ОЦМ во фронтальной плоскости при выполнении человеком функционально усложненного шагового движения , разлагают функцию движения, представляющую собой зависимость колебаний горизонтальной координаты ОЦМв миллиметрах от времени , где 1/50 секунды, в ряд Фурье с минимальной частотой колебаний 5, при этом колебания считают периодичными с периодом , рассчитывают,исходя из полученной зависимости, коэффициент полезности движений 5 по формуле,17494 1 2013.08.30 и диагностируют нарушение локомоторной функции человека при болезни Паркинсона при значении 5 от 3 до 8 . Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и нейрохирургии, и может использоваться для диагностики нарушений локомоторных функций, клинической объективизации и проведения динамического контроля проводимого лечения по характеру выявляемых целенаправленных и нецеленаправленных движений при болезни Паркинсона. В клинической неврологии известны многие заболевания, сопровождающиеся нарушением локомоторных функций. Одним из таких заболеваний является болезнь Паркинсона. Причиной актуальности проведения диагностики нарушений локомоторных функций,клинической объективизации и проведения динамического контроля проводимого лечения при болезни Паркинсона является в первую очередь высокая распространенность данного заболевания (60-120 случаев на 10000 населения). Во-вторых, на современном этапе развития наукоемких технологий, зачастую являющихся достаточно дорогостоящим продуктом, в лечебных учреждениях поликлинического уровня, районного и даже областного уровня отсутствуют какие-либо технические пособия, позволяющие достоверно и объективно, в экспресс-режиме осуществлять диагностику нарушений локомоторных функций при болезни Паркинсона и динамический контроль проводимого лечения. Одним из маркеров нарушения данных функций человека является движение общего центра масс (ОЦМ). Выделяют две подсистемы, регулирующие положение тела подсистема верхнего уровня задает значения углов для выбранной позы, подсистема нижнего уровня стабилизирует значения угловых величин в дозволенных рамках позной эфферентации. Динамический образ картины постоянной регулирующей работы системы нижнего уровня состоит в перемещении 1 ОЦМ и удержании 9 его в зоне ограниченного опорного контура. Вариативные адаптационные взаимодействия двух подсистем, формирующих суммарную траекторию перемещения ОЦМ, в свою очередь, складываются в виде двух основных составляющих - быстрой и медленной. Медленная составляющая отражает процесс перемещения точки, относительно которой происходит поддержание равновесия. Быстрая же составляющая отражает процесс стабилизации колебаний ОЦМ относительно положения данной точки 8. В любом движении имеются также две составляющие 1) целенаправленная часть, обуславливающая моторные паттерны, сформированные в единое движение, направленное на достижение поставленной цели, и 2) нецеленаправленная часть, связанная со стабилизацией тела и являющаяся результатом работы подсистемы нижнего уровня. Целенаправленная часть движения сопряжена с медленной составляющей колебания ОЦМ и так называемыми целевыми энергетическими затратами, нецеленаправленная - с быстрой его составляющей и соответственно с нецелевыми энергетическими затратами. В исследовании 10 показано, что целенаправленные движения по своей сути одинаковы как у здоровых лиц, так и у лиц, страдающих нарушениями локомоторных функций, при этом у лиц с нарушением локомоторных функций имеются четкие отличия по характеру нецелевых движений. В настоящее время для анализа колебаний ОЦМ применяют стабилометрические платформы, на которых пациент пребывает в стационарном состоянии. По данным Я.А.Бедрова, О.Е.Дика и др. (2006), базирующимся на впервые проведенных исследованиях по раздельному анализу траектории ОЦМ, при подобном варианте быстрые составляющие траектории ОЦМ неразличимы. Также, по мнению авторов, отсутствие внешних возмущений предвосхищает доминирование медленных составляющих 1. Другими словами, быстрые составляющие различаются лишь при дестабилизации, например при выполнении функционально усложненного движения. При стационарном стоянии дестабилизация в условиях внешней стимуляции неприемлема, так как в этих случаях размах траектории ОЦМ значительно превышает стабилизационные составляющие 2, 3, 4, 5. 2 17494 1 2013.08.30 Недостатком использования стабилометрических платформ с целью вычленения траектории ОЦМ с последующей количественной ее оценкой является тот факт, что в ряде случаев у больных с явными нарушениями равновесия колебания ОЦМ могут находиться в пределах нормы или мало отличаться от нее 6, 7, что, например, характерно для больных с болезнью Паркинсона. В ряде исследований показана невозможность получения данных о стабилизации тела в условиях вертикальной позы 1. Собственно, процентное отношение целенаправленных и нецеленаправленных движений, реализующихся за счет целевых и, соответственно, нецелевых энергетических затрат,может являться показателем нарушений локомоторной функции при болезни Паркинсона. Таким образом, выделение целенаправленных и нецеленаправленных движений с целью определения коэффициента полезности движений является актуальным вопросом в разделе клинической диагностики нарушений локомоторных функций при болезни Паркинсона. Задача изобретения - выделение нецеленаправленных и целенаправленных движений и их отношения в виде коэффициента полезности движений, реализующихся посредством нецеленаправленных и целенаправленных энергетических затрат и обуславливающих соответственно быстрые и медленные составляющие перемещения ОЦМ, для последующей диагностики нарушений локомоторных функций при болезни Паркинсона, клинической объективизации заболевания и проведения динамического контроля проводимого лечения. Сущность способа диагностики нарушения локомоторной функции человека при болезни Паркинсона заключается в том, что выделяют на уровне остистых отростков позвонков позвонков 5-1 общий центр масс (ОЦМ) тела человека горизонтальной координатой - светодиодным маркером, регистрируют с использованием компьютерного видеозахвата светодиодного маркера движение ОЦМ во фронтальной плоскости при выполнении человеком функционально усложненного шагового движения , разлагают функцию движения , представляющую собой зависимость колебаний горизонтальной координаты ОЦМв миллиметрах от времени , где 1/50 секунды, в ряд Фурье с минимальной частотой колебаний 5, при этом колебания считают периодичными с периодом ,рассчитывают, исходя из полученной зависимости, коэффициент полезности движений 5 по формуле, 0 и диагностируют нарушение локомоторной функции человека при болезни Паркинсона при значении 5 от 3 до 8 . Способ осуществляют посредством использования аппаратно-программного комплекса . Для видеозахвата движения ОЦМ с последующей его оценкой выделяют уровень остистых отростков 5-1 позвонка, обозначенный на фигуре под 1 специальным активным светодиодным маркером. Видеорегистрация локомоторных функций производится при выполнении функционально усложненного шагового движения , во фронтальной плоскости. Описание движения . Исходное положение - испытуемый располагается на расстоянии 15-25 см от неподвижной платформы высотой 220 мм, при этом стопы располо 17494 1 2013.08.30 жены на ширине плеч. По сигналу он поднимает левую ногу и ставит ее на платформу. Далее поднимает правую ногу и располагает ее рядом с левой таким образом, чтобы стопы располагались опять-таки на ширине плеч. Затем опускает левую ногу с платформы, а вслед за ней правую. Стопы обеих ног должны максимально точно совместиться с их положением в исходной позиции. После этого все повторяется с правой ноги. Обработка полученных результатов осуществляется в рамках программного пакета, в котором производится разложение функции движения (далее ( в ряд Фурье с минимальным необходимым рядом частот (1, 1), (2, 2), до 5, при этом данные движения считаются периодичными с периодом в , где- количество точек,- функция зависимости горизонтальной координаты ОЦМ от времени единицы измерения- миллиметр,- 1/50 секунды). Берется производная оти приравнивается к нулю 1 Точки, соответствующие решению этого уравнения, будут являться точками экстремального отклонения (ТЭО). А значит, из необходимости наличия 9 ТЭО в ходе выполнения функционально усложненного шагового движенияследует, что минимально необходимое количество членов функцииравно 9/25. Считают, что наличие колебаний ОЦМ с частотой в 5 Гц 10 является признаком заболевания. Среднее время совершения движениясоставляет около 10 секунд, а значит, все члены для 50 являются не соответствующими действительности, т.е. 50 Наличие частотболее 5 является признаком наличия нецелевых колебаний 10, т.е. 5 6 Вычисление энергии целевых и нецелевых движений осуществляется по формуле 2,2 где- постоянный коэффициент системы,- амплитуда колебания системы.52 , 21502 , 26 где А вычисляют по формуле 22 ,.0 Далее рассчитывают коэффициенты .5, .5 и 5, равные соответственно.5 100, .5 и диагностируют нарушение локомоторной функции человека при болезни Паркинсона при значении 5 от 3 до 8 . Технический результат изобретения заключается в возможности проведения экспрессдиагностики нарушений локомоторных функций при болезни Паркинсона, клинической объективизации заболевания и осуществления динамического контроля проводимого лечения по данным коэффициента полезности движений, определяемого как отношение нецеленаправленных и целенаправленных движений, формирующихся соответственно за счет быстрых и медленных составляющих перемещения ОЦМ, являющихся, в свою очередь, результатом нецеленаправленных и целенаправленных энергетических затрат. 5 Источники информации 1. Бедров Я.А., Дик О.Е., Ависзус Ф., Ноздрачев А.Д. Анализ двух составляющих траектории центра масс человека в условиях спокойной стойки // Физиология человека. 2006. - Т. 32. -3. - С. 40-45. 2..,.// . . .. - 1980. - . 18. - . 433. 3..,.//. . . - 1987. - . 34. - . 110. 4..,.,.//. . . - 1988. - . 35. - . 858. 5. ,.. - 1995. - . 32. 6.//,/ ... 1992. - . 137. 7.,,.//. - 1998. - . 80. - . 1211. 8.,,// . - 1995. - . 68. - . 1. - . 229. 9. Липшиц М.И., Казенников О.В. Роль проприоцептивной информации в программировании упреждающих позных компонент произвольного движения // Физиология человека. - 2008. - Т. 34. -1. - С. 82-88. 10. Лихачев С.А., Лукашевич В.А., Хроменков А.В. Клиникодиагностическое значение математического моделирования в частотном анализе видеоряда шагов движений // Неврология и нейрохирургия в Беларуси. - 2010. -1. - С. 132-142. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6