Под нистагмом подразумевают непроизвольные ритмические колебательные движения глазных яблок. Нистагм — важнейший симптом, свидетельствующий о поражении вестибулярной системы на любом ее уровне. Он может быть спонтанным, т.е. появляется без раздражения лабиринтов в результате патологического процесса, либо экспериментальным. Экспериментальный нистагм возникает в ответ на стимуляцию и представляет собой проявление вестибулярной возбудимости [1-3].
Глазное яблоко имеет электрический заряд, причем хрусталик заряжен положительно, а сетчатка — отрицательно, т.е. глаз — это диполь. Любое перемещение взора приводит к колебанию электрического поля. Это биоэлектрическое явление легло в основу регистрации нистагмического рефлекса — электронистагмографии (ЭНГ).
Нистагмический удар состоит из двух фаз — быстрой и медленной. Графически реакция отражается в виде пилообразной кривой.
Нистагмический рефлекс имеет следующие характеристики:
1. Направление, которое определяется по стороне быстрой фазы.
2. Амплитуда нистагмического удара. Перед началом каждого исследования проводится калибровка движений. Испытуемый переводит взор вправо и влево по центральной линии на 10°, при этом регулировкой усилителя прибора достигается отклонение пера на 10 мм вверх и вниз соответственно. 1 мм перемещения пера соответствует 1°. Амплитуда удара измеряется в градусах.
3. Скорость медленной фазы (СМФ) нистагмического удара. СМФ — это амплитуда удара, выраженная в функции времени. Определяется тангенсом угла наклона линии, графически отражающей медленную фазу, к оси времени. Если проецировать наклон медленной фазы на ось времени, соответствующую 1 с, то высота полученного треугольника даст угловую скорость нистагмического цикла, значение которой можно определить по формуле V=ktga, где k — скорость движения ленты регистрации (рис.1, см. бумажную версию журнала).
В том случае, если изображение нистагма не может быть аппроксимировано линейной функцией времени, существуют другие математические модели отсчета СМФ.
4. Частота определяется в герцах.
5. Длительность нистагмической реакции измеряется в минутах и секундах.
В настоящее время имеются две традиционные методики стимуляции лабиринтов с целью провокации нистагмического рефлекса:
1) Калоризация наружного уха. В течение 40 с наружный слуховой проход испытуемого орошается водой температурой 30° и 44°.
Охлаждение или нагрев барабанной перепонки ведет к появлению конвекционных потоков в канале лабиринта и отклонению купулы. Возникает калорический нистагм.
2) Вращение. Во время вращения с последующей резкой остановкой (стоп-стимул) происходит инерционное отклонение купулы в горизонтальном канале. Возникает вращательный и поствращательный нистагм [1, 3].
Однако эти типы стимуляции не являются физиологическими. Очевидно, именно поэтому не существует так называемой "вестибулярной нормы".
Следующим этапом развития вестибулологии стало изучение вестибуло-окулярных рефлексов (ВОР), которые являются нормальной физиологической реакцией человека [2].
Вестибуло-окулярный рефлекс — тоническая глазодвигательная реакция, возникающая в ответ на раздражение лабиринтов. Физиологический смысл ВОР заключается в способности стабилизировать взор при поворотах головы. Поворот головы, например, вправо вызывает ампулопетальный ток эндолимфы в правом горизонтальном полукружном канале, что приводит к компенсаторному смещению глаз влево, в сторону отклонения купулы.
На основе этого биологического явления построено исследование ВОР. Испытуемый вращается в кресле, движущемся по синусоидальной программе. Это имитирует повороты головы вправо и влево, сопровождающиеся тоническим смещением глаз в сторону, противоположную повороту. Сравниваются сопоставимые характеристики угловых движений кресла и глаз. Движение кресла в данном случае является стимулом, ведущим к раздражению лабиринта, а тоническое движение глаз — глазодвигательной реакцией на этот стимул. Другими словами, ВОР рассматривается в непосредственной связи со стимулом, его вызывающим, как функция этого стимула. Это позволяет оставить попытки выразить нистагмическую реакцию в абсолютных цифрах, из-за значительной вариабельности которых нормальный нистагмический рефлекс до сих пор не описан. Характеристика же вестибулярных реакций на базе данных ВОР создает возможности для использования коэффициентов-показателей, которые легко сопоставить. Это первая особенность изучения ВОР.
Вторая особенность изучения ВОР — исследование его во взаимодействии с другими сложными рефлексами, являющимися продуктом взаимодействия нескольких афферентных систем: следящим, частным случаем следящего — фиксационным, оптокинетическим рефлексом и т.д. Вестибулярная система в данном случае рассматривается как часть единой функциональной системы, в состав которой входят зрительная, проприоцептивная и глазодвигательная подсистемы.
Исследование ВОР осуществляется на стенде, вращающемся по синусоидальной программе, с помощью следующих методических приемов:
· вращение с фиксацией взора на объекте, жестко прикрепленном к стенду и двигающемся вместе с ним;
· вращение с фиксацией взора на неподвижном объекте;
· вращение в темноте с открытыми глазами.
Амплитуда отклонения стенда от исходного положения и частота его колебаний могут меняться, что позволяет изменить интенсивность стимуляции лабиринтов. Регистрация ВОР и траектории движения стенда производится на энцефалографе, в схему которого включается усилитель постоянного тока. Это обеспечивает регистрацию не только быстрых движений глаз (нистагм, саккады), но и медленных.
В качестве показателей ВОР используются коэффициент реактивности вестибуло-окулярного рефлекса (КрВОР), определяемый как отношение максимальной скорости движений глаз к максимальной скорости движения кресла, и фазовое смещение ВОР, определяемое как отставание или опережение глазодвигательного рефлекса относительно стимула, его вызывающего (в градусах). Оба показателя отражают реактивность, координированость, характер реакции. ВОР наряду с фрагментирующей его системой быстрого компонента формирует вестибулярный нистагм. Медленные компоненты нистагма являются фрагментами ВОР. Для того чтобы получить динамическую характеристику ВОР, называемую кумулятивной кривой, нужно исключить быстрые компоненты нистагма. Кумулятивная кривая ВОР наиболее точно отражает уровень лабиринтного афферентного потока. Поскольку максимальная скорость ВОР практически равна максимальной скорости медленной фазы (СМФ) нистагма, для вычисления КрВОР используется максимальная СМФ [2].
У здоровых людей движения глаз и головы строго координированы, вестибулярная возбудимость симметрична, возникающий при движениях головы вестибулярный нистагм полностью подавляется фиксацией взора. У больных с поражением периферического отдела вестибулярной системы снижается энергетический уровень комплекса "лабиринт-ядро" соответствующей стороны. Это приводит к нарушению подавления ВОР при вращении в сторону непораженного лабиринта. Нарушается точность ВОР, что проявляется значительным фазовым смещением реакции. У больных с поражением центральных отделов вестибулярной системы за счет нарушения механизмов конвергенции и взаимодействия зрительной и вестибулярной афферентаций, разрыва вестибуло-мозжечковых связей подавление ВОР чаще полностью отсутствует, а реактивность его значительно возрастает.
Таким образом, на сегодняшний день существуют четкие диагностические параметры измерения ВОР под влиянием тех или иных патологических процессов.
Двадцатилетний опыт диагностики вестибулярной дисфункции в клинике нервных болезней с использованием методик изучения ВОР позволяет нам утверждать, что синусоидальное вращение на специальном кресле можно заменить обычными активными вращательными движениями головой вправо и влево от центральной позиции. При этом лабиринты испытуемого стимулируются по тому же закону синусоидального вращения. Безусловно, в данной ситуации синусоидальная кривая, отражающая повороты головы, будет неправильной. Однако при оценке вестибулярной возбудимости коэффициентом реактивности правильность синусоиды значения не имеет. Важным является лишь принцип сопоставления скорости поворота головы и скорости противовращения глаз в реальном времени.
Повышение эффективности нистагмографии связано с использованием компьютерных технологий на всех ее этапах — от постановки задачи до интерпретации результатов. Анализ отечественных и зарубежных литературных источников, посвященных изучению вестибулярного нистагма, позволил нам сделать следующие выводы:
· автоматизация вестибулометрии открывает новые возможности для изучения нистагмографических процессов вестибулярного аппарата;
· применение вычислительной техники освобождает персонал от рутинных расчетов ЭНГ, способствует унификации и стандартизации результатов исследования;
· методы автоматизированного анализа вестибулярного нистагма наиболее рационально строить на базе микропроцессорных вычислительных устройств;
· база микропроцессорных вычислительных средств является реальной основой для создания унифицированной системы обработки и анализа нистагмометрических данных, предназначенной в первую очередь для решения вопросов практической лабиринтологии;
· необходимым условием является применение активного контроля ввода нистагмометрических данных, т.е. сочетание элементов максимальной автоматизации и интерактивности.
Нами разработано специальное оголовье, позволяющее в амбулаторных условиях регистрировать параметры, отражающие повороты головы испытуемого в режиме реального времени, а также программно-управляемое устройство измерения параметров нистагма. На рис.2 (см. бумажную версию журнала) представлена схема проведения исследований ВОР.
Испытуемый помещается на обычное стационарное кресло или стул. На голову надевается оголовье, снабженное лазерным указателем. При активных поворотах головы испытуемого лазерная точка смещается по улавливающему экрану. Параметры этого смещения — амплитуда и скорость движения — отражают характеристику поворотов головы. Одновременно методом ЭНГ регистрируется ответная глазодвигательная реакция. Нистагм и траектория поворота головы отражаются на экране монитора и обрабатываются автоматически.
Регистрация и ввод диагностической информации в память компьютера осуществляется посредством разработанного интерфейса ввода диагностической информации.
Структурная схема интерфейса ввода диагностической информации представлена на рис. 3 (см. бумажную версию журнала).
Интерфейс разработан в виде отдельного электронного блока, подключаемого к компьютеру через последовательный порт RS-232. Программное обеспечение предусматривает автоматизированный анализ таких параметров нистагмограмм, как скорость медленной и быстрой фаз нистагма, амплитуда, длительность и количество пиков в заданном интервале. Программа имеет возможность графически отображать динамические изменения нистагма. Частота квантования аналогового электронистагмографического сигнала должна определяться дискретно в диапазоне 10—100 Гц. Предусмотрена возможность выбора времени измерения и настройки нистагма на нулевой уровень (калибровка), регистрации пациентов и ведения учета измерений нистагмограмм и их параметров в базе данных. Измеренные нистагмограммы и их параметры отображаются в графическом и табличном виде, причем таблица содержит следующие колонки: угол измерения; скорость изменения нистагма в заданном интервале; интервал времени, в котором проводилось вычисление скорости; количество пиков нистагмограммы в заданном интервале времени; интервал времени, в котором проводилось вычисление количества пиков. Задание временных интервалов производится с помощью меток (маркеров), которые перемещаются вдоль временной оси. Передвижение маркера отображается на поле изображения нистагма. Процедура графического отображения нистагма обеспечивает возможность масштабирования нистагма (программное "усиление" сигнала и развертка по времени) и передвижения сигнала по осям Х и У.
Создание на основе выбранных схем и методов программно-управляемого электронного аппаратного комплекса измерения нистагма обеспечит возможность выделения и регистрации основных диагностических параметров спонтанных глазодвигательных реакций, имеющих наибольшее значение для диагностики вестибулярных и мозжечковых расстройств. Алгоритмическое и программное обеспечение позволит осуществлять в реальном времени цифровую фильтрацию сигнала и производить анализ нистагмограмм непосредственно на экране монитора, хранить их на жестком диске, производить анализ полезной составляющей сигнала, создавать базу данных, выводить данные на печать.
Устройство для диагностики вестибулярной дисфункции, созданное на основе описанных принципов, обещает быть портативным, недорогим и информативным. Им могут быть оснащены поликлиники стационаров, предприятия транспорта и т.д. Это позволит повысить объективность и качество диагностики вестибулярной дисфункции, а также экспертизы состояния операторов движущихся систем.
Литература
1. Базаров В.Г. Клиническая вестибулометрия. — Киев, 1988. — 2000.
2. Склют И.А., Лихачев С.А. // Вести оториноларингологии. — 1989. — N 4. — С. 8—13.
3. Склют И.А., Пиврикас В.И., Жукаускас А.Б. Автоматизированный анализ вестибуло-соматических и вегетативных реакций. — Вильнюс, 1990.
Медицинские новости. – 2006. - №1. – С. 120-123.
Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.