Анкета научной компетенции

Разработка и изготовление опытного образца прибора для исследования зрачковых реакций глаза человека

Приоритетные направления развития

Науки о жизни

Перечень критических технологий РФ

Биомедицинские и ветеринарные технологии

Длительность проведения исследования

5 лет

Аннотационное описание сущности

Разработка и изготовление опытного образца программно-аппаратного комплекса для оценки  психофизического состояния человека на основе зрачковых реакций глаза. Пупиллометрия и пупиллография основана на динамической регистрации зрачковой реакции на световое воздействие.  Зрачковые реакции происходят на бессознательном уровне и являются рефлексом. Получаемые в результате обследования пупиллограммы используются в диагностике психофизического состояния обследуемого. Различные фазы зрачковой реакции, их частотно-амплитудные характеристики  отражают состояние психомоторного статуса. Для проведения исследования необходимо современное оборудование -пупиллометры.   Исследования зрачковой реакции, регистрация и математическая обработка зрачкового рефлекса представляют большие трудности в связи со своей быстротечностью и относительно малыми размерами зрачковой зоны. Помимо технической задачи получения пупиллограмм, необходимо специальное программное обеспечение, которое могло бы автоматизировать процесс анализа получаемых результатов. В настоящее время автоматизированные программно-аппаратные комплексы для оценки психофизического состояния человека на основе зрачковых реакций глаза не производятся в Российской Федерации. Имеются зарубежные аналоги, в частности японского производства фирмы Tomey. Существенным недостатком зарубежных аналогов является их стационарный вариант использования, невозможность применения при дистанционных обследованиях, высокая стоимость, отсутствие прикладного программного обеспечения. Поэтому одной из задач заявляемого проекта является изготовление опытного образца аппаратного-программного комплекса для оценки психофизического состояния человека на основе зрачковых реакций глаза в виде компактного, автономного устройства собственной конструкции, которое можно использовать в любых условиях, в соответствие с требованиями телемедицины. Планируется разработка собственного программного обеспечения в виде прикладных программ, позволяющих полностью автоматизировать процесс обследования. Также планируется адаптация  диагностических критериев определения интоксикаций в том числе наркотических в варианте неинвазивной дистанционной методики экспресс диагностики. будут использованы современные информационные технологии получения, обработки, анализа, передачи, хранения, генерации форм отчета в том числе по каналам Интернет. Аппаратная часть комплекса представляет собой переносное компактное устройство с автономным электроснабжением, оптической системой, фотовидеорегистрирующем устройством, системой передачи в виде файла полученных данных на сервер обработки данных. Последующие этапы обработки результатов будут производиться в соответствие  с ранее полученными в НИИ Гигиены, профпатологии и экологии (диссертационное исследование Пупиллометрия в качестве оценки экспресс диагностики наркотической интоксикации Куцало А.Л). диагностическими критериями. Полученные результаты математической обработки пупиллограмм в режиме реального времени высылаются на электронный адрес. Новизна проекта заключается в создании оригинального устройства для пупиллометрии и пупиллографии, оптической насадки (на которую планируется подача заявки на изобретение), программого обеспечения, диагностических алгоритмов. Также научная новизна подтверждена патентом на изобретение способ хромопупиллометрии, который в значительной степени позволяет стандартизировать, а следовательно, повысить эффективность диагностики.  Длительность обследования составляет около пяти минут, малозатратно, является методом скрининг анализа, экспресс анализа, является основанием для последующего уточняющего этапа обследования.   По проведенным исследованиям в области токсикологии в том числе наркотической интоксикации получены алгоритмы оценки и имеется актуальная потребность в современных приборах для пупиллографии. Разработка научно-методических основ применения пупиллометрии в качестве метода экспресс-диагностики состояния наркотической интоксикации представляет собой актуальную задачу, имеющую важное значение для первичной и вторичной профилактики незаконного потребления наркотиков, для повышения качества проведения медицинских осмотров и для оптимизации процесса лечения. Практическая значимость заключается в создании информационного сервиса, включающего аппаратную и программную часть для диагностики психофизического состояния обследуемого. Это позволяет осуществлять экспресс   выявление лиц, употребляющих наркотики, позволит: ограничить степень вреда, наносимого злоупотреблением наркотиками, как потребителю, так и окружающей его микросреде; снизить затраты на их лечение в специализированных медицинских учреждениях; обеспечить охрану жизни и здоровья всех жителей Российской Федерации путем принятия мер по недопущению лиц, употребляющих наркотики, в те области деятельности, где употребление наркотиков и связанное с ним наркотическое опьянение создают непосредственную угрозу жизни и здоровью граждан (военнослужащие, призывники, операторы и диспетчеры особо опасных производств, авиадиспетчеры, летный состав, лица, получающие водительские права, оформляющие лицензии на приобретение оружия, персонал силовых и охранных структур, имеющий разрешение на ношение оружия).Медицинские освидетельствования (осмотры) на предмет незаконного потребления наркотических средств и психотропных веществ лицами, подлежащими в соответствии с законодательством Российской Федерации обязательным предварительным при поступлении на работу и периодическим медицинским освидетельствованиям (осмотрам), а также внеочередные медицинские осмотры проводятся согласно статьям 44 и 45 Федерального закона «О наркотических средствах и психотропных веществах» посредством экспресс-диагностики запрашиваемый грант необходим для создания прототипа и разработки программного обеспечения для аппаратно-программного комплекса, его апробации в клинических условиях.

Опубликованные результаты научного исследования

ПатентРФ № 2508898 "Способ хромопупиллометрии"Бакуткин Валерий Васильевич (RU), Бакуткин Илья Валерьевич (RU), Спирин Владимир Федорович (RU)http://www.freepatent.ru/patents/2508898 Разработан новый способ оценки зрачковой реакции глаза на световое стандартизированное монохроматическое воздействие, что позволяет эффективнее оценивать психофизическое состояние обследуемого.
Аппаратно-программный комплекс для хроматической стимуляции зрачковой реакции глаза (предварительное сообщение).Глаукома: теории, тенденции, технологии: сб. науч. статей XII междунар. конгр. / под ред. проф. Е.А. Егорова, проф. Ю.С. Астахова, проф. В.П. Еричева – М., 2014. – С. 85-86. (http://www.glaucomanews.ru/files/pdf/GlaucomaNews-2015-1(33).pdf)Бакуткин В.В. С соавт.
Возможности хромопупиллометрии в оценке функционального состояния органа зрения// ИНЦ Медицина труда и промышленная экология. – 2015. – №9. – С. 29. (0,426 на 2013) Бакуткин В.В. с соавт.

Сведения о наиболее близких исследованиях

Отечественная промышленность не производит пупиллометры с возможностью дистанционного анализа данных. Отсутствуют специализированные программы экспресс диагностики пупиллограмм для оценки степени интоксикации в том числе наркотической. Имеются экспериментальные исследования, разработки по созданию пупиллометров например Способ пупиллографии (Патент на изобретение №: 2197169) Способ регистрации зрачковых реакций и устройство для его осуществления (Патент на изобретение №: 2123797). Оборудование для пупиллографии ( то есть регистрации зрачковых реакций в динамике и последующего анализа) также не производится в России. Имеются пупиллометры зарубежного производства, в частности фирмы Tomey (Япония), которые являются стационарными приборами, используемыми только в клинических условиях, дорогостоящими (в зависимости от комплектации цена составляет от 35 000 долларов). Кроме того данные пупиллометры не имеют специализированных программ для диастанционного анализа получаемых данных.

Планируемые результаты и практическая значимость

Результатом работы является опытного образца программно-аппаратного комплекса для оценки психофизического состояния человека на основе зрачковых реакций. Конструктивное решение аппаратной части комплекса решено в виде автономного, компактного устройства с оптической, осветительной, фотовидеорегистрирующей и коммутирующей частью, которые осуществляют регистрацию пупиллограмм в стандартизированных условиях, исключающих внешнее световое воздействие, передачу данных на сервер обработки данных и получение заключения. Технические характеристики - источник автономного питания 3.75 в, размеры устройства 90 х 10 х 35 мм, система передачи данных bluetooth, wi fi, скорость видеорегистрации зрачковых реакций 24 кадра в секунду. Впервые реализуется конструкция компактного, дистанционного аппарата для исследования зрачковых реакций с возможностью передачи данных на сервер обработки в реальном времени. Разрабатываемые программы анализа данных являются патентноспособными. Впервые реализован способ хромопупиллометрии на который получен патент. По сравнению с существующими аналогами программно-аппаратного комплекс для оценки психофизического состояния человека на основе зрачковых реакций в значительной степени как конструктивно так и программно имеет значительные конкурентные преимущества, а именно возможность дистанционного использования, применения в условиях телемедицины, значительно меньшую стоимость, возможность использования целевых программ для диагностики интоксикаций. Многие компоненты, такие как конструкция осветителя, способ получения световых стимулов, программное обеспечение, являются оригинальными, патентноспособными. Новизна решения подтверждается уже полученным патентом на способ хромопупиллометрии.

Форма передачи и организация внедрения результатов исследования

Создание собственного производства по запатентованных технологиям

Потребности по привлечению компетенций

Планируется принять хорошего маркетолога для исследований рынка