Аппаратно-программный комплекс диагностики состояния нервной системы

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных болезней. - М.: Медицина, 1991. - 640 с.

2. Бадалян Л.О., Скворцов И.А. Клиническая электронейромиография (Руководство для врачей). - М.: Медицина, 1986 - 368 с.

3. Котляров В.В., Сахаров В.Л. Аппаратно-программный комплекс для исследования нервно-мышечной активности // Медицинские информационные системы. Межведомственный тематический научный сборник. - Таганрог. - 1995. - Вып. 5. - С. 59-62.

УДК 612.13:004.42

В.Н. Ананченко, А.В. Литвин, А.А. Мелкозеров, Ашраф Абушавер

АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Одним из методов изучения типологических особенностей проявления свойств нервной системы является методика «теппинг-тест».

Максимальные скоростные показатели человека в физиологии принято понимать, как проявление способности совершать различного рода действия в минимальный промежуток времени. Максимальный темп движений, изменяясь при утомлении, торможении, возбуждении нервной системы, различного рода стрессе, может служить индикатором функционального состояния человека.

Для проведения теппинг-теста используются электронные ключи, которые подключаются к ПЭВМ через интерфейсы ввода-вывода.

В настоящее время для настольных и портативных компьютеров разработано два высокоскоростных устройства с последовательной шиной: USB и IEEE-1394, называемой также i.Link или FireWire.

В разработанном АПК аппаратный интерфейс был разработан на базе компьютерной мыши (USB) фирмы Genius. При подключении к ПК данное устройство должно определяться как “USB Optical Human Device”, драйвер устройства имеется в операционных системах, начиная с Windows 2000/ME.

Для ввода данных использовались следующие API-функции и типы данных:

Type MOUSEEVENTRECORD dwMousePosition As COORD dwButtonState As Long dwControlKeyState As Long dwEventFlags As Long End Type

ConstMOUSEEVENTF_MDDLEDOWN = &H20' middle button down ConstMOUSEEVENTF_MIDDLEUP = &H40 ' middle button up Const SPIGETMOUSEKEYS = 54 Const SPISETMOUSEKEYS = 55

Declare Sub mouse_event Lib "user32"Alias "mouse_event"

Частота опроса мыши по протоколу USB составляет примерно 200 Гц, что является достаточным для регистрации нажатий кнопки ключа. Чтобы опросить ключ через API-

Известия ЮФУ. Tеxнические науки

Tематический выпуск

функцию шоиж_еуей, необходимо запросить состояние кнопки МГОБЬЕ_ВШТОК При получении состояния переменной, равного &Н20 ключ замкнут, при состоянии &Н40 ключ разомкнут.

Испытания проводились в течении 30 с, однако статистический анализ нажатий выполнялся методом статистического исследования изменчивости динамических рядов ТТ-интервалов. Для выполнения статистического анализа ТТ-интервалов были разработаны м-файлы программ, в которых использовались встроенные функции статистического анализа системы МЛТЬЛВ.

АПК использовался для проведения теппинг-теста у студентов пятого курса до и после сдачи междисциплинарного экзамена. Перед проведением теста была собраны соматические данные об испытуемых (табл. 1).

Таблица 1

Предварительные сведения о тестируемых студентах

Заболевания Принятые лекарства Пульс Артериальное давление Результат экзамена

до после до после

экзамена

нет нет 85 81 10б/б0 101/б0 «хорошо»

нет нет бб 52 110/б4 129/71 «удовлетворитель- но»

Артериальная гипертензия Феназипам 89 81 125/88 130/8б «отлично»

ВСД, гастрит нет 7б 7б 8б/58 92/б3 «неудовлетвори- тельно»

Программа позволяет выполнить построение графиков TT-интервалов, ритмограмм, гистограмм, скатерограмм. Определить необходимые статистические характеристики: среднее арифметическое значение TT-интервалов, стандартное отклонение интервалов нажатий, квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов, процент количества пар последовательных интервалов, отличающихся более чем на 50 мс (PNN50), и коэффициент вариации. Спектральный анализ временных рядов TT-интервалов производился по различным методикам, таким как быстрое преобразование Фурье, MUSIC и др.

На рис. 1 показаны фрагменты статистического анализа TT-интервалов до и после экзамена.

Кроме исследования двигательной моторики методом теппинг-теста, у студентов выполнялся статистический анализ вариабельности сердечного (ВСР) ритма по методике Р.М. Баевского.

Анализ статистических показателей сердца ритма и теппинг-теста во время экзамена показал, что реагирование на стрессовую ситуацию у 58,0 % испытуемых (I группа) является симпатического типа. При симпатическом типе реагирования наблюдается существенное повышением индекса напряжения, амплитуды моды и понижение вариационного размаха сердечного ритма. Гистографический анализ выявил у большинства студентов I группы нормальную и умеренную тахисистолию, которая сопровождалась сдвигом значений RR-интервалов в сторону пароксизмальной тахикардии. Напряжение регуляторных механизмов проявлялось на скаттерограммах повышением кучности.

[^Визуализация функций

| ТТ графики Стат_анализ Спектральный анализ Корреляционнй анализ ' 1

1.2 Автокорреляционная функция ТТ-интервалов

Статистические параметры вариации ТТ-интервалов

0.8 Среднее значение ТТ 0.19227

СКОТТ интервалов 0.028005

0.4

,

-°'2с і 51 : 100 150 200

'> Визу ализация функций лаи!

| ТТ графики Стат_анализ Спектральный анализ Корреляционнй анализ ^ 1

1.2 Автокорреляционная функция ТТ-интервалов

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Статистические параметры вариации ТТ-интервалов Среднее значение ТТ 0.1943 СКОТТ интервалов 0.072429

°'2о 50 100 150 200

Рис. 1. Фрагменты статистического анализа ТТ-интервалов

Во II группе студентов отмечался парасимпатический тип реагирования на экзаменационный стресс, выражающийся в уменьшении интегральных показателей сердечного ритма. Высокая степень вариабельности ЯЯ-интервалов в данной группе испытуемых свидетельствует о слабой централизации управления сердечным ритмом и преобладании парасимпатического тонуса в пределах автономного контура регуляции. Для этой группы студентов характерна синусовая аритмия, которая наблюдается в отсутствии кучности на скатерограммах и появлении высокочастотных составляющих на автокоррелограммах.

Показатели ВСР коррелируются с результатами теппинг-теста (рис. 2).

шт  р|»цг*

Ив ЕЛ Ушт ТииЬ Н*,

а & а а ь ^ ^ О  £  в

*  #• : +

‘ I *4 4 I * + ♦ ! ♦ ♦ : * ♦ ♦ !♦ ♦

ч I /г |* ^ ++ + |+

\* +

• +

: ♦

НЛ) ННІ

I *е Ь* Ч«м ІЛМП ІООЬ ІЛеііІСО Ііеф

і* Ы <2> Ь  * (30 в

яю і 195

+ : + :

I  + ♦ І : :

і + р

* Г'Т 4 * ***! +1 * - і і

: ♦ +# І + + : * ; .

+ • *

# І г <

+ + :

* :

180 185 190 195 200 205 210 215 220

ТІ тінгліік, те

а б

Рис. 2. Скатерограммы: а - ВВ-интервалов; б - ТТ-интервалов

Анализ статистических данных позволяет сделать вывод, что во время экзаменационного стресса, наряду с изменением пульса артериального давления, параметров сердечного ритма, наблюдается значительная вариабельность интервалов нажатий ключа при проведении теппинг-теста - изменяются ритм, количество ударов и их сила, увеличивается разброс статистических параметров. Применение лекарственных средств и проведение психологической разгрузки (аутотренинг и др.) уменьшали интенсивность экзаменационного стресса.