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

ОГЗЫВ официального оппонента Устинина Михаила Николаевича на диссертационную работу Сушковой Ольги Сергеевны «Система скрининговой ранней диагностики паркинсонизма на основе анализа параметров мониторинга сигналов многоканальных электроэнцефалограмм, электрдмиограмм и мышечного тремора», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05,11.17 — Приборы, системы и изделия медицинского назначения Актуальность темы диссертации Болезнь Паркинсона — это медленнО прогрессирующее заболевание дегенеративного характера, которое характеризуется гибелью дофаминергических нейронов головного мозга, и в настоящий момент считается летальным заболеванием.

Диагностика болезни Паркинсона (БП) на ранней стадии позволяет затормозить развитие болезни с помощью фармакологического лечения. 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 для нейровизуализации. При ' разработке методик и систем скрининго вой диагностики раннего паркинсон изма применяются различные методы и подходы — биохимические, генетические, оценки нарушения движений и, в том числе, электрофизиологические.

К числу электрофизиологических методов относятся электроэнцефалография (ЭЭГ)„электромиография 1ЭМГ) и исследование мышечного тремора. Каждый из них в отдельности имеет свои преимущества:, и недостатки. Поэтому является несомненно актуальной тема диссертации: О. С. Сушковой, нацеленной на исследования и разработку скрининговой биотехнической системы диагностики раннего паркинсо низ ма на основе одновременного мониторинга и анализа параметров ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора, Предполагается, что совместный анализ сигналов различной модальности повысит надежность диагностики Считается, что ЭМГ - признаки и мышечный тремор, как и другие признаки нарушения движений, являются клиническими: моторными признаками, которые проявляются, когда тормозные процессы гибели дофаминергических нейронов исчерпали себя, и поэтому вылечить больного не удается.

Полученные в диссертационной работе ЭЭГ - признаки раннего паркинсонизма являются нем оторными признаками и поэтому, возможно, могут проявляться на доклинической стадии, когда нарушение движений еще не наблюдается. Поиск показателей доклинической стадии БП является в настоящее время одной из наиболее актуальных и не решенных задач современной медицины, Оценка содержания диссертационной работы и соответствия ему автореферат» Диссертационная 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 йо вввйвнйи обоснована ватувдьность' иы дисссртвиионной работы, сформулированы пель 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 первой главе был проведен детальный анализ литературных источников по теме диссертации. Из него следует, что каждый из методов диагностики БП— электроэнцефалография, электромиография и акселерометрия — по отдельности имеет свои преимущества и недостатки.

Поскольку эти исследования выполняются у разных пациентов, сопоставить данные разнь1х модальностей не представляется возможным. Бьщи проанализированы методики проведения исследования по отдельности ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора в фоновом режиме, В диссертационной работе было предложено для повышения надежности диагностики риска БП проводить совместные измерения сигналов различной модальности. Во второй главе описаны результаты анализа фоновых сигналов разной модальности — ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тимора конечностей. Гакой анализ позволил выделить в частотно-временных спектрограммах ЭЭГ диапазон частот 4- б Гц, связанный с ЭМГ и мышечным тремором.

Впервые была предложена и обоснована количественная модель признаков ранней стадии паркинсонизма, отражающая характерную для БП асимметрик1 характеристик ЭЭГ и мышечного тремора конечностей, наличие характерных::для паркинсонизма тета-ритма и дезорганизации ЭЭГ. В предложенном пространстве признаков предложено использовать эвклидову метрику для классификации пациентов и контрольных испытуемых. Оригинальность модели заключается в том, что количественные признаки паркинсонизма вычисляются из частотно-временных распределений экстремумов вейвлет-спектрограмм сигналов ЭЭГ и мышечного тремора.

В трдьей главе описан комплекс программ, реализующий разработанные методики и алгоритмы обработки и анализа 'данных и вычисления признаков болезни Паркинсона. Программный комплекс реализован в среде МАТЬАВ. В мту~ай ~пы~ ~~д~~и л~юр~~е~н . рений ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тре мора, Представлены результаты исследования достаточно представительной группы из 31 пациента с дрожательной и дрожательно-ригидной формой БП на 1-й стадии. Важно отметить, что исследованные пациенты не принимали противопаркинсонического лечения. Также была исследована контрольная группа испытуемых из 18 человек.:.Отбор пациентов осуществлялся в Научном центре неврологии РАН на основе 'клинического анамнеза. Описаны результаты верификации разработанной скринйнговой системы мониторинговых электрофизиологических и моторных измерений, вычисления количественных признаков и классификации ранней стадии паркинсонизма Качество классификации оценивалось с помощью показателя АУС вЂ” площади под рабочей характеристикой приемника (РОС-кривой).

АЙ'. по эвклидовому расстоянию Я в пространстве признаков сигналов электроэнцефалограммы и мышечного тремора составил 0,94. А УС по эвклидовому расстоянию 4 в пространстве признаков только сигналов электроэнцефалограммы составил 0,80; Предположено, что исследования, проводимые без учета мышечного тремора, являются более важными для перспективы скрининговой диагностики паркинсонизма по немоторным признакам на доклинической стадии, на которой клинические моторные признаки еще не обнаруживаются. В заключении приведены основные выводы работы. Автореферат диссертационной работы и целом отражает ее содержание, содержит основные положения и выводы.

Диссертационная работа соответствует поставленной цели исследования и.представляет собой научною исследование, направленное на решение актуальной научной и практической: задачи разработки скрининговой системы ранней диагностики паркинсонизма на основе анализа параметров мониторинга сигналов многоканальных электрпэнцефалограмм, электромиограмм и мышечного тремора. Степень обоснованности и достоверности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе Достоверность и обоснованность основных научных положений и выводов, содержащихся в диссертационной работе, подтверждаются — корректным использованием математических методов обработки и анализа биоэлектрических сигналов — объемом полученного в диссертации экспериментального информационного массива, — верификадией разработанной скрининговой системы мониторинговых электрофизиологических и моторных измерейий, вычисления количественных признаков и классификации ранней стадии паркинсонизма, — 97'Ь совпадением результатов количественного мониторингового анализа многоканальных ЭЭГ и тремора, проведенного на экспериментальном информационном массиве, с клиническими диагцозами паркинсонизма.

Научная новизна работы: 1. Разработан метод и система мониторингового измерения и анализа сигналов многоканальных электроэнцефалограмы, электромиограмм и мышечного тремора в диагностике раннего паркинсонизма, 2. На основе мониторинговых измерений сигналов многоканальных ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тре мора разработана модель количественных электрофизиологических признаков ранней стадии паркинсонизма, отражающая характерную для царкинсонизма на 1-й стадии Хвн-Яра асимметрию характеристик ЭЭГ и мышечного тремора конечностей, а также наличие характерных для паркинсонизма тега-ритма и дезорганизации ЭЭГ. 3.

Разработан алгоритм и программы анализа частотно-временного распределения локальных максимумов вейвлет-спектр ограмм многоканальных ЭЭГ, мышечного гремора и огибающей ЭМГ и формирования пространства признаков с возможностью диагностики ранней стадии паркинсонизма. 4, Проведены экспериментальные исследования 31 нелеченого пациента на ранней стадии паркинсон изма и 18 контрольных испытуемых с помощью мониторинговых измерений сигналов многоканальных ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора и верификация алгоритмов и программ на данных этих измерений. Значимость для науки и практики полученных автором результатов заключается в разработке новой биотехничес кой системы количественной диагностики ранней стадии паркннссннзма по мониторинговым электроэнцефалографи ческим, электромиографическим и акселерометрическим измерениям мышечного тремора. Разработанный метод и программное обеспечение обработки и анализа сигналов нашли практическое применение в деятельности Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и в ООО «Центр ранней диагностики нейродегенеративных заболеваний», что подтверждено актами о внедрении.

Рекомендации по использованию результатов и выводов диссертации. Полученные в диссертационной работе результаты рекомендуется использовать в неврологических отделениях поликлиник при первичном и профилактическом осмотре населения для выявЛения риска паркинсонизма. Разработанные методы обработки и ' анализа параметров сигналов многоканальных электроэнцефалограмм, электромиограмм и мышечного тремора могут быть рекомендованы для использования ц учебном процессе при подготовке специалистов в области разработки систем биомедицинского назначения. Публикации и апробация материалов диссертации. По материалам диссертации опубликованы 34 научные работы, в том числе — 10 статей, включенных в перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

из них 2 статьи в рецензируемых журналах, включенных в систему цитирования ФеЬ оГ Яс1епсе, 4 статьи в рецензируемых журналах, включенных в систему цитирования ссорив, 2 статьи в рецензируемых журналах, включенных в систему цитирования РиЬМед; — 22 статьи в сборниках трудов российских и зарубежных конференций; — глава в книге издательства «Научный мир»; — свидетельство № 2015660136 от 22.09,2015 г. о регистрации программы в ФИПС. Результаты работы докладывались на 26 конференциях, в том числе на 16 Международных и 10 Всероссийских.