Отзыв ведущей организации (Система скрининговой ранней диагностики паркинсонизма на основе анализа параметров мониторинга сигналов многоканальных электроэнцефалограмм, электромиограмм и мышечного тремора)

УТВЕРжДА1О: Ректор Санкт-Петербургского ОТЗЫВ ВЕДУ?ЦЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ на диссертацию Сушковой Ольги Сергеевны «Система скрининговой ранней диагностики паркинсонизма на основе анализа параметров мониторинга сигналов многоканальных; электроэнцефалограмм, электромиограмм и мышечного тремора», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17— «Приборы, системы и изделия медицинского назначения» А аль ность вбиты Болезнь Паркинсона (БП) в настоящее время относится к неизлечимым заболеваниям и связана с гибелью дофаминергических нейронов центральной нервной системы (черной субстанции ствола головного мозга).

Клинические признаки нарушения движений при БП проявляются после гибели 60-70% таких нейронов. Диагностика БП на ранней стадии позволяет затормозить развитие болезни с помощью фармакологического лечения. Наиболее информативным методом ранней диагностики БП считается позитрон - эмиссионная томография (ПЭТ) с помощью специальных коротко живущих изотопов, Это очень дорогой метод, и он не может широко использоваться в скрин инге населения для первичной диагностики паркинсонизма. В этой связи исследования и разработки скрининговых биотехнических систем диагностики раннего паркинсонизма являются актуальными задачами. С помощью таких систем определяется риск БП, после чего пациент направляется на более детальные обследования с помощью уникального дорогостоящего медицинского оборудования.

При разработке методик и систем скрининго вой диагностики раннего паркинсонизма применяются различные методы и подходы — биохимические, генетические, оценки нарушения движений и, в том числе, электрофизиологические. К числу электрофизиологических методов относятся электроэнцефалография, электромиография ' и исследования мышечного тремора. Каждый из них в отдельности,' имеет свои преимущества и недостатки. Для повышения надежности диагностики представляется актуальным исследование и разработка сКрининговых биотехнических систем диагностики раннего паркинсонизма на основе одновременного мониторинга и анализа параметров сигналов различной модальности - ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора. В этой связи, выполненные в диссертационной работе исследование и разработка скрининговой биотехнической систем диагностики раннего паркинсонизма на основе количественных признаков паркинсонизма в сигналах ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора и полученные результаты являются актуальными.

Следует отметить, что ЭМГ-признаки и мышечный тремор являются моторными признаками клинической стадии БП. Полученные в диссертационной работе ЭЭГ-признаки раннего паркинсонизма являются немоторными признаками и поэтому, возможно, могут проявляться на доклинической стадии.

Поиск показателей доклинической стадии БП является в настоящее время одной из наиболее актуальных и не решенных задач современной медицины. С а и объем ис е т» ии Диссертационная работа посвящена разработке скрининговой системы ранней диагностики паркинсонизма, на основе мониторинга и анализа параметров сигналов многоканальных электроэнцефало грамм, электромиограмм и мышечного тремора, а также оценке ее диагностических возможностей с использованием только немоторных признаков. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы из 125 наименований и содержит 114 страниц текста, включая 4 таблицы и 38 рисунков.

Во введении обоонована аатуальноеть темы диооертапиониой работы, сформулированы цель и задачи работы, дан краткий обзор научных работ по теме исследования, показаны научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены положения, выносимые на защиту, результаты апробации, а также представлена структура диссертации. В Верной глава был проведен анализ' информации, полученной из различных литературных источников. Показано, что для диагностики риска паркинсонизма на доклинической стадии актуальным является поиск количественных признаков самой ранней стадии паркинсонизма в данных недорогих методик обследования пациентов, в том числе электрофизиологических и акселврометрических.

К настоящему времени обнаружены изменения спектральнь|х электрофизиологических и механических характеристик при паркинсонизме, в том числе уже на самых ранних стадиях заболевания. Показано, что поиск диагностических признаков ранней стадии паркинсонизма в данных совместных исследований электроэнцефалографии, электромиографии и мышечного тремора является актуальной задачей. Во второй главе описанм результаты анализа сигналов разной модальности — ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора конечностей. Такой анализ позволил вьщелить в частотно-временных спектрограммах ЭЭГ диапазон частот 4-6 Гц, связанный с ЭМГ и мышечным тремором. Была предложена модель электрофизиологических количественных признаков ранней стадии паркинсонизма, отражающая характерную для БП на 1-й стадии Хен-Яра асимметрию характеристик ЭЭГ и мышечного тремора конечностей, наличие характерных для паркинсонизма тета-ритма и дезорганизации ЭЭГ.

Модель была получена на результатах исследований 31 пациента с дрожательной и дрожательно-ригидной формой БП на 1-й стадии по шкале Хен-Яра и 18 человек из контрольной группы испытуемых. В пмтьей главе описан комплекс прОграмм, созивинмй на основе разработанной методики и алгоритма анализа данных. Программный комплекс реализован в среде МАТ?.АВ. Описан алгоритм анализа сигналов электроэнцефалограмм, электромиограмм и мышечного тремора в ранней диагностике паркинсонизма.

В четаейтой главе превстввленьз результатм исслевованил 31 пациента с дрожательной и дрожательно-ригидной формой БП на 1-й стадии по шкале Хен-Яра и 18 человек из контрольной группы испытуемых. Отбор пациентов осуществлялся в Научном центре неврологии РАН на основе клинического анамнеза. Возраст группы пациентов: от 38 до 71 года, средний возраст — 58 лет. Возраст контрольной группы испытуемых: от 22 до 80 лет, средний возраст — 51 год. Верификация разработанной скрининговой системы мониторинговых электрофизиологических и моторных измерений и вычисления количественных признаков ранней стадии паркинсонизма на основе результатов исследований многоканальных электроэнцефалограмм, электромиограмм и мышечного тремора 31 нелеченого пациента на ранней стадии паркинсон изма и 18 контрольных испытуемых. Качество классификации рассчитывалось по А УС вЂ” площадью под рабочей характеристикой приемника 1ЯОС-кривой1.

А УС по эвклидовому расстоянию Я в пространстве признаков сигналов электрознцефалограммы и мышечного тремора составил 0,94. АУС по эвклидовому,'расстоянию Я в пространстве признаков только сигналов электроэнцефалограммы составил 0,80. Показано, что исследования, проводимые без учета мышечного тремора, являются более важными для перспективы скр инин говой диагностики паркинсонизма по немоторным признакам на доклинической стадии, на которой клинические моторные прнзнаки еще не обнаруживаются.

В Заключении приведены основные результаты работы, которые подтверждают основные защищаемые положения диссертационного исследования: 1. Впервые проведены мониторинговые измерения многоканальных электроэнцефалограмм, электромиограмм,и мышечного тремора 31 нелеченого пациента на ранней стадии паркинсонизма и 18 испытуемых контрольной группы, 2. Предложен способ оценки диапазонов частот и интервалов времени связанности электроэнцефалограмм, электромиограмм и мышечного тремора в диагностике раннего паркинсонизма, заключающийся в анализе частотно-временных распределений локалвных экстремумов вейвлетспектрограмм сигналов мониторинговых измерений многоканальных электроэнцефалограмм, электромиограмм и мышечного тремора.

3. Обнаружена связанность в диапазоне частот 4-б Гц частотно- временных распределений локальных макснмумов вейвлет-спектрограмм сигналов электроэнцефалограммы в моторной зоне одного из полушарий коры головного мозга, мышечного тремора и огибающей электромиограммы в контралатеральной конечности и отсутствие такой связанности в симметричном отведении другого полушария и контралатеральной ему конечности, не затронутых паркинсонизмом. 4. Предложена и обоснована модель количественных электрофизиологических признаков ранней стадии паркинсонизма на основе мониторинговых измерений сигналов многоканальных электроэнцефалограмм, электро миограмм и мышечного тремора, заключающаяся в оценках межполушарной асимметрии ритма электроэнцефалограмм в диапазоне часЗот 4-6 Гц, среднего и среднеквадратичного отклонения коэффициентов корреляции в корреляционной матрице оконного временного распределения спектральной плотности мощности в диапазоне частот более б Гц вейвлет-спектрограммы электроэнцефалограммы в моторной зоне: коры головного мозга и асимметрии мышечного тремора конечностей.

5. Реализован алгоритм вычисления электро физиологических и моторных количественных признаков ранней стадии паркинсонизма, заключающийся: 1) в вычислении локальных максимумов частотно- временных спектрограмм сигналов; 2) в оценке связанности гистограмм локальных максимумов вейвлет-спектрограмм сигналов многоканальных электроэнцефалограмм, электромиограмм и, мышечного тремора; 3) в вычислении количественных признаков асимметрии мышечного тремора конечностей, межполушарной асимметрии и дезорганизации динамики электрической активности коры головного мозга.