ثلاثي الأبعاد الدهليزي العيني اختبار رد الفعل باستخدام ست درجات من الحرية منصة الحركة

الهدف العام من هذا الإجراء هو تحديد وظيفة الجهاز الدهليزي ثلاثية الأبعاد لدى المرضى الذين يعانون من اضطرابات دهليزية. يتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق إجلاس الشخص الخاضع للاختبار على منصة حركة وربط حزام الأمان، ثم إدخال ملفات البحث الصلبية في عيني الشخص الخاضع للاختبار.

لقياس المنعكس الدهليزي العيني في ثلاثة أبعاد، استخدم وسادة تفريغ ولوحة عض لتثبيت الخاضع للاختبار. بعد ذلك، يتم تفعيل المنصة، والتي تقوم بتقديم محفزات جيبية ودرجية بترتيب عشوائي لاختبار الجهاز الدهليزي في جميع الأبعاد الثلاثة.

تتمثل الخطوة النهائية في التحليل غير المتصل لبيانات ملف العين لاستخراج مقدار ومحاذاة المنعكس الدهليزي العيني. وفي نهاية المطاف، يُستخدم كسب ومحاذاة المنعكس الدهليزي العيني للتمييز بين الوظيفة الدهليزية الطبيعية وغير الطبيعية. تتيح لنا هذه التقنية اختبار الجهاز الدهليزي في جميع الأبعاد الثلاثة.

تعد هذه ميزة رئيسية مقارنة بالطرق الحالية، مثل الكراسي الدوارة أحادية الوصول المستخدمة في عيادات الأنف والأذن والحنجرة. توفر هذه الطريقة رؤية شاملة لوظيفة الجهاز الدهليزي ثلاثي الأبعاد لدى الأشخاص الأصحاء. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم هذه الطريقة لدراسة أمراض الجهاز الدهليزي، مثل أورام Sonoma، والتهاب العصب الدهليزي، والعديد من الأمراض الأخرى.

سيقوم كل من جويس دي آي تي إس وكاسبر بور، وكلاهما طالبان في مرحلة الدكتوراه، وجوهان بيل، وهو عضو في طاقم العمل ضمن مجموعتي البحثية، باستعراض هذا الإجراء. لبدء هذا الإجراء، يتم إجلاس الشخص الخاضع للتجربة على كرسي مثبت في مركز منصة حركة، وتثبيته باستخدام حزام أمان رباعي النقاط مثبت في قاعدة المنصة. وأثناء التجربة، يتم تسجيل حركات كلتا العينين باستخدام ملفات بحث صلبيّة ثلاثية الأبعاد (3D scleral search coils) مع نظام ملفين قياسي بتردد 25 kilohertz يعتمد على طريقة رابنسون للكشف عن السعة.

لتحقيق ذلك، قم أولاً بتخدير عيني الخاضع للتجربة بوضع بضع قطرات من oxy butane في كل عين. بعد ذلك، قم بإدراج ملفات البحث الصلبية، المدمجة في السيليكون، في كل عين. وبمجرد إدخال ملفات البحث، ضع رأس الخاضع للتجربة بحيث يكون الخط الوهمي الذي يربط الـ miis externa مع الحافة المدارية السفلية أو خط reeds ضمن ست درجات من المستوى الأفقي للأرض.

بعد ذلك، قم بتثبيت رأس الخاضع للاختبار باستخدام وسادة مفرغة من الهواء يتم نفخها حول الرقبة. ثم اطلب من الخاضع للاختبار الإطباق على لوحة عض لطبعات الأسنان مصبوبة بشكل فردي. تتصل لوحة العض بالإطار المكعبي عبر قضيب صلب وتحتوي على مستشعرين ثلاثي الأبعاد لقياس حركات الرأس العشوائية عبر التسارع الزاوي والخطي.

بعد ذلك، قم بتنشيط منصة الحركة ورفعها إلى وضع التشغيل. قم بمعايرة الإشارات الأفقية والعمودية لكل من ملفات البحث الصلبية بشكل فردي عن طريق توجيه الشخص الخاضع للاختبار للتثبيت البصري على سلسلة من الأهداف لمدة خمس ثوانٍ لكل منها. ثم ابدأ تسلسلاً من الحركات المبرمجة مسبقاً.

تستطيع منصة الحركة توليد محفزات زاوية وانتقالية في إجمالي ست درجات من الحرية من خلال استخدام ست مشغلات كهروميكانيكية يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر كما هو موضح هنا. ولتحديد الحركة، استخدم نظام إحداثيات قياسياً يتبع قاعدة اليد اليمنى. يقع مركز نظام الإحداثيات في نقطة منتصف المسافة بين أذني الخاضع للتجربة، ويتم تعريفه من وجهة نظر الخاضع للتجربة.

أولاً، يتم تعريف الدوران نحو اليسار على أنه حركة موجبة في اتجاه Z، ويُعرف هذا بـ Y. بعد ذلك، يتم تعريف الحركة نحو الأسفل على أنها حركة موجبة في اتجاه Y، ويُعرف هذا بـ pitch.

أخيرًا، حدد دوران الكلمة جهة اليمين على أنه حركة إيجابية في اتجاه X، وهو ما يُعرف باسم التدحرج (roll). لبدء العملية، قم بمزامنة بيانات المنصة وحركة العين باستخدام شعاع ليزر مثبت في الجزء الخلفي من المنصة.

يتم التعرف على موضع البداية (home position) عندما يتم تسليط الليزر على خلية كهرضوئية صغيرة تقع في الجدار الخلفي، والتي يتم مراقبتها أثناء الإجراء، لتقديم محفزات جيبية في كل من ظروف الإضاءة والظلام. في حالة الإضاءة، يُطلب من المفحوص تثبيت نظره على صمام ثنائي باعث للضوء (LED) أحمر مضاء باستمرار، يقع على مسافة 177 centimeters أمامه في جميع الأوقات أثناء الظلام. يتم تشغيل الضوء لمدة ثانيتين، ثم إطفاؤه قبل بدء كل حركة.

بعد ذلك، قم بتنفيذ دورانات للجسم بالكامل حول المحاور الأساسية الثلاثة عبر منصة الحركة، وهي المحور الرأسي (أو محور الرأس)، والمحور بين الأذنين، والمحور الأنفي القذالي. وبالإضافة إلى التحفيز حول المحاور الأساسية، قم بتنفيذ دورانات للجسم بالكامل بخطوات مقدارها 22.5 درجة بين التدحرج والترنح. ثم قم بإجراء تحفيز نبضي في بيئة خافتة الإضاءة باستخدام صمام LED كهدف بصري.

لتحقيق ذلك، يتم توجيه نبضات قصيرة المدى في كل من المحاور الأساسية الثلاثة والمحاور الأفقية المتوسطة بزاوية 45 درجة. تُكرر كل نبضة ست مرات ويتم توجيهها بترتيب عشوائي. بالإضافة إلى ذلك، يتم تنويع وقت بدء الحركة عشوائياً بفترة تتراوح ما بين 2.5 و 3.5 ثوانٍ.

فصل كل حركة جديدة أثناء التحفيزات. يتم الحصول على بيانات حركة العين بتردد 1000 hertz، باستخدام نظام CED للحصول على البيانات. تظهر هنا عينة من بيانات موضع العين لكل مكون فردي.

بعد ذلك، يتم تحويل البيانات الخام لإشارات ملف العين إلى سرعة زاوية لكل مكون. وتُستخدم بيانات السرعة الزاوية لحساب الكسب، والذي يُعرّف بأنه مقدار حركات العين التعويضية بالنسبة للمحفز المفروض. أما عدم المحاذاة فهو الزاوية اللحظية المقاسة بالدرجات، والتي يتم حسابها في ثلاثة أبعاد بين معكوس محور سرعة العين ومحور سرعة الرأس.

مثال على عدم المحاذاة كدالة للمحفز. يظهر توجيه المحور هنا كخط متقطع، كما يظهر هنا رسم بياني لمتوسط نتائج الكسب. بالنسبة لمحاكاة الجيب للمحور الأفقي لمجموعة الضبط، ظهر الحد الأقصى للالتواء عند سمت صفر درجة، بينما كان الحد الأقصى الرأسي عند سمت ناقص 90 درجة وزائد 90 درجة.

يُظهر المكون الأفقي قياسات الخط الأساسي فقط. وعند دمج المكونين الرأسي والالتوائي، نحصل على القيمة المتوقعة لزيادة سرعة DI الثلاث الموضحة هنا كخط منقط. أما القيم الفعلية فتظهر كنقاط بيانات.

متوسط عدم المحاذاة بين محور التحفيز والاستجابة لستة أشخاص كما هو موضح هنا. يمثل الخط المتقطع القيم المتوقعة التي تتوافق بشكل وثيق مع القيم الفعلية. كان عدم المحاذاة في أدنى مستوياته أثناء درجة الميل (pitch) وزاد تدريجياً باتجاه الدوران (roll)، مما أدى إلى وصول عدم المحاذاة إلى أقصى قيمة بلغت 17.33 درجة عند سمت (azimuth) قدره 22.5 درجة.

لوحظ وجود فرق جوهري عند مقارنة مكونات كسب سرعة العين في الضوء مقابل الظلام. فقد كانت المكونات الرأسية والالتوائية أقل بشكل ملحوظ في الظلام، مما أدى إلى انخفاض إجمالي في كسب سرعة العين ثلاثي الأبعاد. وبينما اتبع عدم المحاذاة بين المحفز والاستجابة القيم المتوقعة أثناء المحاكاة الجيبية في الضوء، إلا أنها لم تتطابق مع القيم المتوقعة في الظلام.

يرجع ذلك أساساً إلى تأثير المكون الأفقي غير الصفري. يتسبب التحفيز النبضي في حدوث اضطرابات وجيزة فقط في المعلومات البصرية، ولكنه يؤدي إلى استجابة مشابهة نوعياً من حيث الكسب وعدم المحاذاة مقارنة بالتحفيز الجيبي في الظلام. وتظهر حساسية هذه الطريقة عند مقارنة المرضى الذين يعانون من تشوهات دماغية، مثل الأورام الحميدة أحادية الجانب، بالمرضى في المجموعة الضابطة.

تظهر على اليسار مخططات الكسب وعدم المحاذاة لمريض يعاني من ورم دماغي بحجم 14 مليمتر. ويمكن ملاحظة اختلافات واضحة عند مقارنة هذه المخططات بمخططات المرضى الضابطين. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن تكون لديك معرفة جيدة بكيفية إجراء اختبار دهليزي على منصة حركة سداسية الدرجات.

من المهم فهم كيفية تثبيت العينات على هذه المنصة، وكيفية إدخال لفائف البحث، وكيفية تفسير البيانات.