Стабилометрия. Векторный анализ стабилограммы

Стабилометрия как метод регистрации спонтанных движений центра тяжести тела ортостатически расположенного пациента позволяет обьективизировать постоянное смещение вертикальной проекции центра тяжести на горизонтальную плоскость опоры. На нарушение функции равновесия (ФР) у человека при многих заболеваниях врачи обращали внимание давно. Но только в 1951 году Ромберг впервые ввел в клинику исследование ФР тела человека при стоянии. В настоящее время известно, что утомление, интоксикация, заболевания центральной нервной системы часто проявляют себя в форме расстройств функции равновесия. В 1952 году для изучения ФР человека в ортоградной позе В.С. Гурфинкелем совместно с Е.Б. Бабским, Э.Л. Ромелем и Я.С. Якобсоном была разработана методика, названная стабилографией. Эта методика обеспечила возможность точного количественного, пространственного и временного анализа устойчивости стояния. Данная методика позволила проводить исследования в нормальных физиологических условиях, при которых испытуемый не ощущал неудобств от обследования, к нему не прикреплялись никакие дополнительные датчики, он стоял на жесткой платформе, не требующей балансировки для сохранения равновесия. Но сложность визуализации и обработки получаемых сигналов при исследовании устойчивости человека предопределила чисто академический интерес к стабилографии на протяжении еще почти 40 лет. Развитие вычислительной техники позволила существенно облегчить указанные задачи. Компьютеризация стабилографии дала ей второе рождение. За рубежом этот процесс начался в 80-х годах – примерно на 10 лет раньше, чем в России, где первые компьютерные стабилографы появились в начале 90-х годов.

Компьютерная стабилография относится к новым и весьма перспективным технологиям для медико-биологических исследований и успешно используется в диагностике нарушений опорно-двигательного аппарата человека и его постуральной системы, в дифференциальной оценке атаксий, для подбора дополнительных средств опоры (Усачев, 2001;Усачев, Мохов, 2004).

Достоинствами компьютерной стабилографии являются:

· комфортность обследования, которое проводится на специальной стабилоплатформе в одежде и обуви в положении стоя или сидя, то есть в комфортных условиях, не требующих специальной подготовки пациента или крепления на нем датчиков;

· малое время обследования, которое складывается из времени съема информации (обычно в пределах 20-60 секунд) и времени просмотра полученных данных и анализа результатов обработки, которое при массовых обследованиях не превышает 1-2 минуты;

· информативность обследования, которая позволяет оценивать как общее состояние человека, так и состояние целого ряда физиологических систем, участвующих в процессе поддержания вертикальной позы;

· высокую чувствительность к воздействию на человека, что позволяет объективизировать его реакцию на физические и психические воздействия, на прием лекарственных средств и даже ароматерапевтический эффект;

· многофункциональность, которая позволяет использовать стабилографию как диагностическое средство широкого спектра заболеваний и предзаболеваний, как средство контроля и объективизации воздействий на человека, а также как средство реабилитации нарушений двигательной функции человека, тренировки его координации (Слива, 1995).

Использование «свободной» стойки при обследованиях с помощью стабилоанализатора потребовала существенного расширения диапазона регистрации стабилоанализатором координат центра давления (ЦД). Благодаря конструктивным решениям, защищенным патентом РФ, испытуемый может стать на стабилоплатформу с начальным смещением до 150 мм в любую сторону от ее центра. Возможность «центровки», т.е. совмещения системы координат стабилоплатформы с математическим ожиданием центра давления испытуемого, позволяет упростить проведение методик, не требующих точной установки испытуемого на стабилоплатформу.

При проведении стабилографических обследований следует учитывать специфическую особенность человека в ортоградной позе. Заметная экскурсия грудной клетки, связанная с дыханием, при отсутствии мозжечковых нарушений практически не проявляется в стабилограммах, поскольку реализуется процесс компенсации за счет противофазного движения торса человека. Если мозжечковые нарушения есть, то дыхательная волна проявляется в сопоставимом со стабилограммой размахе. На этом, в частности, основана методика диагностики мозжечковых нарушений (Слива с соавт., 1995).

Механическая работа сердца хорошо видна в сигналах, отражающих динамику веса испытуемого при высоком разрешении и компенсации постоянной составляющей. Возможность синхронного съема стабилограмм и сигналов со встроенных дополнительных физиологических каналов (пульс, тензометрические сигналы – становой и кистевой силы, периметрическое дыхание и миограмма) является достоинством стабилографии.

Опорный контур обследуемых людей, определяемый размером стоп, их положением и углом разворота, варьирует в широких пределах, но существенной связи между ним и стабилографическими показателями не установлено. Это позволяет проще относиться к выбору стойки человека на стабилоплатформе. «Свободная» стойка обследуемого на платформе не противоречит наблюдениям, проведенным под руководством В.С. Гурфинкеля, в ее допустимости и целесообразности, поскольку любая, жестко навязанная схема установки стоп может восприниматься даже как внешнее воздействие и отрицательно влиять на абсолютное значение стабилографических показателей (Гурфинкель с соавт., 1986). В то же время «свободная» стойка позволяет в полной мере использовать основные достоинства компьютерной стабилографии – комфортность, малое время исследования, многофункциональность и т.п.

T. Okyzano предложил квантовать стабилографический сигнал с частотой 10–20 Гц (Okyzano, 1983), после чего статокинезиграмма представляет собой последовательное чередование векторов, имеющих разную длину и направление (рис. 3). Длина каждого вектора отражает скорость движения в данный момент времени в направлении, соответствующем направлению вектора (Gagey, Toupet, 1997; Мохов, 2003; Мохов, Усачев, 2004).

Рис. 3. Статокинезиграмма, разделенная на векторы

Для проведения векторного анализа стабилографический сигнал квантуется с частотой 50 Гц. Векторы, последовательно формирующие статокинезиграмму, характеризуют различные параметры динамических характеристик перемещения тела в пространстве. Так как движение неравномерно, то можно оценить, как меняются скорость и ускорение в процессе перемещения тела человека. Последовательное построение векторов статокинезиграммы из нулевой точки координат дает возможность проанализировать их фазовое смешение (вращение).

С целью лучшего понимания сущности коэффициента изменения функции линейной скорости, предложен показатель качества функции равновесия (КФР). КФР является стабильным стабилометрическим показателем. КФР характеризует индивидуальное свойство постуральной системы каждого человека, заложенное генетически. У одних людей он высокий, у других – низкий. Это не отражается на качестве жизни, но свидетельствует о профпригодности разных людей к профессиям, связанным с повышенными требованиями к постуральной системе (высотники, летчики, космонавты). КФР практически не меняется с возрастом у взрослого человека. Конечно, он подвержен некоторой флюктуации, связанной с изменением функционального состояния организма, но диапазон этих изменений невелик (Усачев, Мохов, 2004).

Если суммировать по модулю площади, составляемые следующими друг за другом векторами и нормировать полученное значение во времени, то получается нормированная площадь векторограммы (НПВ). Фазовый анализ векторов расширяет представление о плавности движения, предоставляет возможность сравнительной оценки направления углового движения вправо и влево.