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Bewertung der statischen Gravizeptiven Wahrnehmung in der Rollebene mit dem subjektiven visuellen vertikalen Paradigma

Published: April 28, 2020 doi: 10.3791/60418
Automatic Translation
*1, *2, 1
1Department of Neurology, Medical University Vienna, Austria, 2Karl Landsteiner Institute for Clinical Epilepsy Research and Cognitive Neurology, Vienna, Austria
* These authors contributed equally

Summary

Die Wahrnehmung der Schwerkraft wird gemeinhin durch die subjektive visuelle Vertikale in der Kopfaufrechtstellung bestimmt. Die zusätzliche Beurteilung an Kopfneigungen von 15° und 30° in der Walzenebene sorgt für einen erhöhten Informationsgehalt zur Erkennung einer beeinträchtigten Gravizeptivwahrnehmung.

Abstract

Vestibuläre Störungen gehören zu den häufigsten Syndromen in der Medizin. In den letzten Jahren wurden neue vestibuläre Diagnosesysteme eingeführt, die die Untersuchung aller halbkreisförmigen Kanäle im klinischen Umfeld ermöglichen. Bewertungsmethoden des otolithischen Systems, das für die Wahrnehmung der linearen Beschleunigung und der Wahrnehmung der Schwerkraft verantwortlich ist, sind weit weniger im klinischen Einsatz. Es gibt mehrere experimentelle Ansätze zur Messung der Wahrnehmung der Schwerkraft. Die am häufigsten verwendete Methode ist die Bestimmung der subjektiven visuellen Vertikalen. Dies wird in der Regel mit dem Kopf in aufrechter Position gemessen. Wir stellen hier eine Bewertungsmethode zum Testen der Otolithfunktion in der Walzenebene vor. Die subjektive visuelle Vertikalität wird sowohl in der Kopfaufrechtenposition als auch mit einer Kopfneigung von 15° und 30° in der Rollenebene gemessen. Dieses erweiterte funktionelle Paradigma ist ein einfach durchzuführender klinischer Test der Otolithfunktion und sorgt für einen erhöhten Informationsgehalt zum Nachweis einer beeinträchtigten Gravizeptivwahrnehmung.

Introduction

Eine Beeinträchtigung der Otolithfunktion kann durch periphere sowie durch zentrale vestibuläre Bedingungen verursacht werden1. Zu den peripheren vestibulären Ursachen gehören meniere-Krankheit, Labyrinthinfarkt sowie überlegene oder minderwertige vestibuläre Neuritis. Zentrale Otolith dysfunktion kann in Läsionen der zentralen otolithischen Bahnen vom Hirnstamm über Thalamus2 bis zum vestibulären Kortex3auftreten. Darüber hinaus werden verminderte Otolithreflexe auch bei Kleinhirnerkrankungen gefunden4. Während für die Beurteilung der halbkreisförmigen Kanalfunktion eine Reihe standardisierter Methoden wie Kalorientests oder Videokopfimpulstests zur Verfügung stehen, gibt es für die Gravitationsschätzung und vertikale Wahrnehmung keine standardisierte klinische Messmethode5.

Da die Otolithen für die Wahrnehmung der linearen Beschleunigung verantwortlich sind, kann die Otolithfunktion grundsätzlich durch lineare Beschleunigung durch Aufzeichnung des sogenannten translationalen Vestibulo-Okulo-Reflexes (t-VOR) gemessen werden. Dies erfordert jedoch den Einsatz spezieller und komplexer Geräte wie einer parallelen Schaukel oder linearen Schlitten4,6. Für die Beurteilung der einseitigen sakkabulären und utrularen Funktion wurde ein spezifischer zentrifugationstest entwickelt, der klinisch in Gleichgewichtslaboren mit einem spezifischen Rotationsstuhlsystem7eingesetzt werden könnte. Beim Verdrängen des Kopfes um 3,5–4 cm von der Rotationsachse wird die exzentrisch positionierte Utricle einseitig durch eine resultierende Fliehkraft stimuliert. In diesem Paradigma kann die Otolithfunktion entweder durch Messung der resultierenden Augentorsion oder der subjektiven visuellen Vertikalen (SVV) bestimmt werden. Dieses Verfahren erfordert jedoch auch eine ausgeklügelte Ausrüstung und die Methode weist nach wie vor begrenzte Empfindlichkeiten sowohl für die SVV- als auch für die Augentorsionsbeurteilungauf 7. Die Otolith-Funktion kann durch Augenbewegungsaufzeichnungen weiter quantifiziert werden. Die Beurteilung kann in horizontaler oder linearer Beschleunigung, aber auch während der Kopf- oder Körperneigung in der Rollenebene mit Anwendung der 3D-Videookulographie erfolgen. Letzteres ermöglicht die Bestimmung der Augentorsion. Die klinische Anwendung dieser Methode ist auch aufgrund ihrer geringen Empfindlichkeit eingeschränkt8. Die Wahrnehmung der Körpervertikalität (d.h. das Gefühl, dass ich das Gefühl habe, dass mein Körper an der wahren Vertikalen ausgerichtet ist) kann mit Hilfe der sogenannten subjektiven Haltungsvertikale beurteilt werden. Bei dieser experimentellen Aufgabe werden die Patienten in einem Stuhl in einem motorisierten Gimbal sitzen und gebeten, anzugeben, wann sie die aufrechte Position betreten und verlassen haben, während sie 15 ° in der Tonhöhe oder Rollebene geneigt sind. Der Nachteil dieser Technik ist nicht nur ihr ausgeklügelter experimenteller Ansatz, sondern auch, dass sie sowohl Otolith als auch Körperpropriozeptive Signale9misst. Ob vestibuläre evozierte myogene Potenziale (VEMPs) nützliche klinische Screening-Tools für die Otolithfunktion bei verschiedenen klinischen Erkrankungen sind, ist noch umstritten10,11.

Visuelle Aufgaben sind derzeit die am häufigsten verwendeten klinischen Methoden zur Messung der Gravizeptivfunktion, die durch Messung der subjektiven visuellen vertikalen (SVV)12beurteilt werden können. Aus einer präzisen physiologischen Perspektive betrachtet, ist SVV kein direkter Test der Otolithfunktion allein, da der SVV das Ergebnis einer Gewichtung zwischen mehreren Informationsquellen (Schwerkraft, Propriozeptive und auch visuelle, wenn sie verfügbar sind) ist. Für eine schnelle klinische Anwendung wurde jedoch eine einfache Anwendung dieser SVV-Aufgabe, der sogenannte Eimertest,13 speziell für die Notfalleinstellung entwickelt, die eine sofortige Erkennung akuter Störungen der Gravizeptivwahrnehmung ermöglicht. Das präzisere und standardisiertere Verfahren besteht darin, dass ein Beobachter einen Lichtbalken oder Stab mit der geschätzten Vertikalen ausrichten lässt. Getestet in der Dunkelheit bei gesunden Individuen in aufrechter Position, sind Abweichungen auf 2° von der Erde vertikal14begrenzt. Mit der SVV-Aufgabe wurde die Gravizeptive Funktion bisher in einer Vielzahl von neurologischen Erkrankungen wie Schlaganfall15,,16 oder Parkinson17bewertet. Darüber hinaus wurde eine beeinträchtigte SVV-Wahrnehmung auch bei einseitigen18,,19 oder bilateralen vestibulären Läsionen20, sowie bei Patienten mit gutartiger paroxysmaler Positions-Nystagmus21berichtet.

Wir stellen hier eine modifizierte SVV-Bewertungsmethode vor, die SVV-Schätzungen nicht nur in Kopf-aufrecht-Position misst, sondern auch bei 15° und 30° Kopfneigungen in der Rollenebene. Dieses Paradigma erhöht den Informationsgehalt zur Erkennung von Gravizeptiven Defiziten und zu systematischen Neigungen des SVV.

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Protocol

Die Studie wurde von der Ethikkommission der Medizinischen Universität Wien genehmigt und in Übereinstimmung mit den ethischen Standards der Erklärung von Helsinki durchgeführt. Vor der Studie wurde von allen Patienten eine informierte Einwilligung und Kontrollen unterzeichnet.

1. Installation des Patienten im Stuhl

  1. Führen Sie die Messung fernokular durch. Installieren Sie den Patienten in einem stabilen Stuhl mit Rückenlehne und Kopfbefestigungseinheit. Dieser hält den Kopf des Patienten in einer stabilen und definierten Position und besteht aus einem elastischen Stirnband und einer u-förmigen Kopfstütze, die mit einem Klebeband aneinander befestigt werden können. Legen Sie den Stuhl in eine verschließbare Kabine, so dass die Beurteilung des SVV im Dunkeln.
  2. Positionieren Sie die Kopfstütze im gewünschten Neigungswinkel (0°, 15° oder 30°), indem Sie sie entlang der Skala eines Goniometers ausrichten, das an der Rückenlehne des Stuhls befestigt ist. Zu Beginn des Experiments stellen Sie die Kopfstütze bei 0° Neigung in subokzipitaler Höhe ein.
  3. Legen Sie das elastische Stirnband auf den Kopf des Patienten und fixieren Sie es mit der Schraube auf der Rückseite. Stellen Sie sicher, dass das Stirnband nicht zu niedrig auf der Stirn des Patienten positioniert ist, damit es die Beweglichkeit des Auges nicht beeinträchtigt.
  4. Verbinden Sie die Klebebänder – am Stirnband und an der Kopfstütze – miteinander. Dies gewährleistet eine optimale Fixierung des Kopfes an der Kopfstütze auf dem Stuhl.

2. Installation der SVV-Einheit

  1. Montieren Sie das SVV-Gerät mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung auf dem Stuhl vor dem Patienten (Abbildung 1a). Die SVV-Einheit besteht aus einer LED-Lichtleiste, die an einem Stick befestigt ist und eine Positionierung vor dem Patienten ermöglicht. Die Position der Lichtleiste kann in der Rollenebene über ein angeschlossenes Potentiometer eingestellt werden.
  2. Stellen Sie sicher, dass die SVV-Einheit fest fixiert ist und dass der Lichtbalken genau gegenüber dem Kopf des Patienten und auf der gleichen Ebene wie die Augen des Patienten positioniert ist.
  3. Schließen Sie das SVV-Gerät an den elektrischen Anschluss unter dem Stuhl an.
  4. Legen Sie das Potentiometer in die linke Hand des Patienten und weisen Sie ihn an, wie die SVV-Einstellung durchgeführt werden soll. Stellen Sie die Position des Lichtbalkens, falls erforderlich, vor dem Patienten wieder ein, um seine Position entlang der Koronarebene zu gewährleisten.
  5. Lesen Sie die SVV-Abweichung von der echten Vertikalen auf dem Goniometer auf der Rückseite der SVV-Einheit. Das Goniometer enthält eine Winkelanzeige von 20° in 2°-Intervallen und ist mit einer Infrarotkamera ausgestattet, die 3 cm vor dem Display platziert ist und eine kontinuierliche Datenerfassung bei völliger Dunkelheit ermöglicht (Abbildung 1b, 1c).
  6. Bevor Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren, überprüfen Sie die Sichtbarkeit auf dem Bildschirm. Das Infrarotbild der Winkelanzeige wird auf einen Bildschirm außerhalb der Kabine übertragen, so dass die SVV-Schätzungen des Patienten kontinuierlich erfasst werden können, ohne zwischen den Tests die Kabinentür öffnen zu müssen, wodurch eine visuelle Neuorientierung verhindert wird.

3. Kalibrierung unter visueller Kontrolle

  1. Neigen Sie den Lichtbalken 30° nach rechts oder links relativ zur absoluten Vertikalen (die als Startposition vor jeder SVV-Aufgabe dient) und bitten Sie den Patienten, ihn unter visueller Kontrolle an die vertikale Position anzupassen. Dies dient dazu, den Patienten selbst zu kalibrieren und die visuomotorische Fähigkeit des Patienten zu überprüfen.
  2. Wenn der Patient die angezeigte SVV-Position bestätigt, vergleichen Sie sie mit der tatsächlichen Vertikalen.
  3. Weicht die Einstellung des Patienten deutlich von der tatsächlichen Vertikalen ab, überprüfen Sie erneut die orthograde Position der SVV-Einheit. Eine Abweichung von 1 ° ist tolerierbar, um die intakte Visuomotor-Funktion zu bestätigen.

4. SVV-Einstellung in neutraler Kopfposition

  1. Öffnen Sie das Prüfungsprotokoll für die gleichzeitige Eingabe der SVV-Schätzungen. Das Protokoll ermöglicht die Dokumentation der Messungen während des Experiments und bestimmt nach dem Zufallsprinzip, ob die SVV-Aufgabe von der Startposition +30° oder -30° aus ausgeführt wird.
  2. Schließen Sie die Kabinentür, damit der Patient während des gesamten Experiments völlig dunkel ist. Prüfen Sie per Gegensprechanlage, ob der Patient die Anweisungen gut verstehen kann. Bitten Sie den Patienten nun, den Lichtbalken in der Ausgangsposition zu kippen: 30° nach rechts oder nach links (Randomisierung nach Protokoll, Abbildung 1d).
  3. Weisen Sie den Patienten nach einer Wartezeit von 15 s an, die Lichtleiste von der Startposition aus einzustellen, bis sie die subjektive Vertikale erreicht. Der Patient steht nicht unter Zeitdruck und kann die eingestellte Position jederzeit korrigieren. Der Patient bestätigt die Einstellung mündlich über die Gegensprechanlage.
  4. Geben Sie den Neigungswinkel ein, der auf dem Display in Grad im Protokoll angezeigt wird. Markieren Sie per Definition Winkelabweichungen im Uhrzeigersinn mit einem Plus, während Sie gegen den Uhrzeigersinn Abweichungen mit einem Minusmarkieren. Insgesamt lassen Sie den Patienten den SVV in 6 Durchgängen einstellen, wobei die Ausgangsposition von 30° randomisiert wird.
  5. Führen Sie nach Abschluss der Prüfung in neutraler Kopfposition den Test mit Kopfneigung in der Rollenebene durch. Die Neigungsrichtungsreihenfolge (-30°, -15°, +15° und +30°) wird ebenfalls für jeden Patienten randomisiert.

5. SVV-Einstellung mit Kopfneigung

  1. Lösen Sie die anfängliche Kopffixierung, indem Sie die Klebebänder trennen.
  2. Lösen Sie die Kopfstütze und passen Sie die Neigungsposition nach dem Protokoll an: 15° oder 30° nach rechts oder links. Stellen Sie sicher, dass die Kopfstütze genau entlang des jeweiligen Winkels am Goniometer ausgerichtet ist, das an der Rückenlehne des Stuhls befestigt ist. Fixieren Sie die Kopfstütze in dieser Position fest.
  3. Befestigen Sie den Kopf des Patienten mit dem elastischen Stirnband an der Kopfstütze. Stellen Sie sicher, dass diese Kopfneigung für den Patienten erträglich ist und passen Sie bei Bedarf die Höhe der Kopfstütze an. Weisen Sie den Patienten an, diese Kopfposition während der Studie beizubehalten.
  4. Schließen Sie die Kabinentür und führen Sie die Probe wie in der neutralen Kopfposition durch.
  5. Nach Abschluss der Studie die Kopfstütze rückgängig machen und die Kopfstütze entsprechend der vom Protokoll angegebenen randomisierten Kopfneigungsposition anpassen.
  6. Schließen Sie die Kabinentür wieder und führen Sie die gleichen Verfahren durch, bis alle SVV-Einstellungen in allen Kopfneigungen aufgezeichnet wurden.

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Representative Results

Die SVV-Bewertung erfolgte mit einem Drehstuhlsystem (Abbildung 1a) bestehend aus einer kippbaren Kopfstütze und einer verstellbaren LED-Lichtleiste. Die SVV-Einstellungen wurden über eine Infrarotkamera von einem Goniometer-Display auf der Rückseite der Leuchtleiste aufgezeichnet (Abbildung 1b). Die verwendeten Geräte und das Testprotokoll entsprechen exakt den hier vorgestellten Prüfmethoden.

Die SVV-Messung wurde bei 13 gesunden Personen im Mittleren Alter von 52,8 Jahren durchgeführt. Die Geschlechterverteilung betrug 69,2 % Frauen und 30,8 % Männer. Sie hatten keine Vorgeschichte von vestibulären Störungen und zeigten normale Ergebnisse in vestibulären und okularen motorischen Funktionstests, die die Beurteilung spontaner Augenbewegungen oder spontanen Nystagmus, Beurteilung von blickbelüfteten Nystagmus (bei 25°), horizontalen und vertikalen Sakkaden (5-20°), glatten Verfolgungsaugenbewegungen (bei 0,1, 0,2 und 0,4 Hz), VOR-Gain-Untersuchung mit sinusförmigem Rotationsstuhltest (bei 0,04, 0,08 und 0,32 Hz) und Test der VOR-Unterdrückung (bei 0,04 Hz). Die absolute Neigung des SVV von der tatsächlichen Vertikalen bei 0° Kopfposition wurde bewertet (Abbildung 2) und zeigte einen SVV-Median von 1,33 (95% CI 0 bis 3,00), der mit den in der Literatur angegebenen Werten korreliert.

Bei einer Kopfneigung von 15° wurde ein SVV-Median von 1,66 erreicht (95% CI, 0,34 bis 5,34; Abbildung 2) und Messungen des SVV bei einer Kopfneigung von 30° ergaben einen SVV-Median von 5,33 (95% CI, 0,17 bis 9,84; Abbildung 2). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine erhöhte Abweichung und Variabilität des SVV mit höheren Kopfneigungswinkeln beobachtet wurde, die mit einem höheren Informationsgehalt korrelierten, um graviceptive Beeinträchtigungen in einer dynamischen Einstellung zu erkennen.

Die Methode wurde auch verwendet, um SVV Neigungen bei Patienten mit Zervixdystonie (CD) zu analysieren. Insgesamt wurden 32 Patienten getestet. Die Patientengruppe hatte ein Durchschnittsalter von 59,0 Jahren und bestand aus 36,7% Männern und 63,3% Frauen. Sie wiesen eine mittlere übliche Kopfabweichung von entweder 10,0° im Uhrzeigersinn oder 8,5° gegen den Uhrzeigersinn auf. Die Beurteilung des SVV an der gewohnten Kopfhaltung des Patienten ergab große Abweichungen von der tatsächlichen Vertikalen mit einem Median von 2,65° (95% CI, 0,17 bis 7,83; Abbildung 3, zweiter Balken). Im Vergleich zu gesunden Personen in ihrer gewöhnlichen Kopfhaltung (ca. 0° Kopfneigung) war die Reaktion des Patienten signifikant beeinträchtigt mit einem medianen Unterschied von – 1,34° (95% CI, -2,5 bis -0,33, p=0,017; Abbildung 3, erster Balken).

Das Verfahren wurde anschließend auch in einer Nachuntersuchung verwendet, um mögliche Behandlungseffekte zu bewerten. Patienten mit Zervixdystonie wurden mit Botulinumtoxin (BoNT) behandelt, um die Kopfhaltung in eine aufrechte Position zu verbessern. Drei Wochen nach der Injektion von BoNT unterschieden sich die SVV-Schätzungen der Patienten in der gewohnten Kopfposition(Abbildung 3) und bei 30° Kopfneigung (Abbildung 4) nicht mehr von denen der Kontrollen. Eine ausführliche Erörterung und Interpretation dieser Ergebnisse finden Sie in einem früheren Papier22.

Figure 1
Abbildung 1: Versuchsaufbau. (a) Zur SVV-Bewertung wird ein Drehstuhlsystem verwendet, das mit einer kippbaren Kopfstütze und einer verstellbaren LED-Lichtleiste ausgestattet ist. (b) Das Goniometer auf der Rückseite der Leuchtleiste deckt eine Gesamtmessbreite von 20° in 2°-Intervallen ab. Die SVV-Einstellungen werden über eine Infrarotkamera (Black Box vor dem Goniometer-Display) aufgezeichnet, die eine Datenerfassung von außerhalb der Kabine ermöglicht. SVV wurde in einer aufrechten Sitzposition in einer völlig dunklen zylindrischen Kabine mit einem Durchmesser von 2 Metern bewertet. Vor den Teilnehmern befand sich in einem Abstand von 50 cm ein 2 mm breiter und 10 cm langer Lichtbalken, der mit hilfe eines elektronischen Motors und einer Fernbedienung um seinen Mittelpunkt gedreht werden konnte, so dass eine koaxiale Drehung um das mittlere Auge des Probanden gewährleistet war. Alle Teilnehmer passten den Balken sechsmal von randomisierten Startpositionen bei 30° (relativ zur absoluten Vertikalen) für die parallele Ausrichtung mit der wahrgenommenen Gravitationsvertikal. Die sechs Schätzungen wurden für weitere Analysen gemittelt. (c) Die Kopfstütze kann um 15° oder 30° nach rechts oder links geneigt werden. Durch einen Klebegurt am Stirnband und an der Kopfstütze kann der Kopf des Patienten fest in der gewünschten Position fixiert werden. (d) Schematische Karte der Anordnung des Versuchsaufbaus. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 2
Abbildung 2: SVV kippt bei gesunden Personen. Absolute SVV-Neigung in Grad bei Kopfneigungen von 0°, 15° und 30° bei gesunden Personen. Eine Erhöhung der SVV-Neigung wurde mit höheren Kopfneigungswinkeln beobachtet. Mit Genehmigung von Elsevier (Diese Zahl wurde von Platho-Elwischger et al. 201722geändert). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 3
Abbildung 3: SVV kippt bei Patienten mit zervikaler Dystonie bei Injektion von Botulinumtoxin. Absolute SVV-Neigung in Grad bei gesunden Kontrollen bewertet, Patienten mit Zervixdystonie an der Basislinie (CD-Baseline) und drei Wochen nach der Injektion von Botulinumtoxin (CD Woche 3) bei gewöhnlicher Kopfhaltung. Die SVV-Abweichungen von CD-Patienten zu Beginn waren im Vergleich zu Kontrollen signifikant erhöht (p=0,017), jedoch nicht nach der Injektion von Botulinumtoxin (CD-Woche 3). Mit Genehmigung von Elsevier (Diese Zahl wurde von Platho-Elwischger et al. 201722geändert). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 4
Abbildung 4: SVV-Neigung bei CD-Patienten und Steuerung während der Kopfneigung. Absolute SVV-Neigung während 0° (A), 15°(B) und 30° (C) Kopfneigung in Kontrollen, CD-Patienten an der Basislinie (CD-Basislinie) und drei Wochen nach Injektion von Botulinumtoxin (CD-Woche 3). SVV-Schätzungen von CD-Patienten zu Beginn mit 30° Kopfneigung zeigten signifikant erhöhte Abweichungen im Vergleich zu Kontrollen, was nach der Botox-Therapie nicht der Fall war (CD-Woche 3). Mit Genehmigung von Elsevier (Diese Zahl wurde von Platho-Elwischger et al. 201722geändert). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Patienten N Kopfneigung SVV median (95% CI) Innerhalb von Gruppenunterschieden
Mittlere Differenz (95% CI) p-Werte
Steuerelemente 13 0° 1,33 (0 bis 3,00) 0° vs. 15°: bei 0,85° (bei 2,1 bis 0,36) 0.1525
15° 1,66 (0,34 bis 5,34) 15 vs. 30°: bei 2,31° (3,72 bis 0,90) 0.0039*
30° 5,33 (0,17 bis 9,84) 0° vs. 30°: bei 3,17° (- 5,39 bis 0,94) 0.009*

Tabelle 1: Beschreibende Daten der absoluten SVV-Neigung und Unterschiede innerhalb der Kopfpositionen bei gesunden Personen. SVV wurde in Grad (°) gemessen. Statistisch signifikante Werte (p<0.05) sind mit *gekennzeichnet. CI: Konfidenzintervall; N: Anzahl der Patienten; SVV: subjektive visuelle Vertikale. Mit Genehmigung von Elsevier (Diese Tabelle wurde von Platho-Elwischger et al. 201722geändert).

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Discussion

SVV ist eine Methode, um das Gefühl der Vertikalität zu gewährleisten. Sie ergibt sich aus der Integration mehrerer Informationen. Das vestibuläre System ist in dieser Wahrnehmung von größter Bedeutung, es hat sich gezeigt, dass eine Läsion auf jeder Ebene des vestibulären Informationswegs zu SVV-Fehlern führt.

Die Messung von SVV in der Kopfaufrechten Position gilt heute als klinische Standardmethode zur Erfassung der Otolithfunktion. Diese Methode wird jedoch durch eine geringe Empfindlichkeit behindert, da SVV-Abweichungen bei Dunkelheit bei gesunden Individuen auf 2° von der Erde vertikal14begrenzt sind. Frühere experimentelle Studien haben gezeigt, dass das Kippen des Kopfes in der Frontebene die Empfindlichkeit des SVV-Tests23erhöht. Es wurden mehrere Berichte über die Auswirkungen von Kopfneigungen auf SVV-Schätzungen bei normalen Probanden veröffentlicht, was eine höhere Variabilität der Antworten und damit möglicherweise eine höhere Empfindlichkeit in Bezug auf die gravizeptive Bewertung in diesem Paradigma bestätigt. Ob diese dynamische Methode definitiv auch die Empfindlichkeit bei der Detektion der Otolithfunktion erhöht, muss durch einen direkten Methodenvergleich noch bestätigt werden. Keine dieser bisherigen experimentellen Studien verwendete jedoch ein standardisiertes Protokoll für angewandte Kopfneigungen, das von 7° bis 20°, 30°, 35° oder sogar 45° in der Walzenebene24,25,26,27reichte, was einen Vergleich der Ergebnisse erschwerte.

Das SVV-Paradigma bei unterschiedlichen Kopfneigungen wurde bisher bei Patienten mit zentralen oder peripheren vestibulären Störungen kaum angewendet. Frühere Studien verwendeten auch entweder verschiedene Techniken bei Patienten mit peripheren Läsionen28,21 oder angewandte verschiedene Kopfneigungen (d.h. 20° oder 25°) bei Patienten mit zentralen Erkrankungen wie Vernachlässigung oder vestibuläre Migräne29,30. Diese unterschiedlichen Verfahren zur Bestimmung des SVV machen es sinnvoll, ein standardisiertes Prüfverfahren einzuführen, um die Testergebnisse vergleichbarer zu machen.

Das Testprotokoll hat im Vergleich zu anderen Testmethoden mehrere Vorteile. Zunächst zeichnet es sich durch eine einfachere Anwendbarkeit als die Anwendung von linearen Beschleunigungen, Zentrifugen oder Ganzkörperneigungen zur Messung der Otolithfunktion bei Patienten aus. Zwar gibt es Bemühungen, die Qualität der VEMPs in Forschung und Praxis zu verbessern31,32, diese klinisch einfache Methode hat immer noch eine geringe Empfindlichkeit für die Beurteilung der Otolith-Beeinträchtigung11. Somit ist die einfachste Methode, die heute im klinischen Umfeld verwendet werden kann, die SVV-Messung. Die von uns vorgestellte modifizierte Technik führt zu einer erhöhten Variabilität der Antworten und damit zu einem erhöhten Informationsgehalt durch Messung unter verschiedenen Kopfpositionen (Tabelle 1), wie frühere Daten zu normalen Probanden ebenfalls23,27gezeigt haben. Sowohl unsere Ansätze der SVV-Bewertung mit Kopfneigung als auch die Schaufelmethode stellen praktikable Messtechniken der Otolithfunktion dar. Während der Eimertest13 ein validierter, leicht durchgeführter Betttest ist, der für jedermann zugänglich ist, bietet unser Ansatz eine hohe Empfindlichkeit, benötigt aber dennoch eine bestimmte technische Ausrüstung. Zwergal et al. fanden eine SVV-Abweichung von 0,9° bis 0,7° für binokulare Messungen13. Die validierte Technik der SVV-Bewertung ohne Kopfneigung führte zu einem SVV-Median von 1,33 mit 0 bis 3,0 (95% CI) in der gesunden Kohorte. Bei der Beurteilung mit 15% Kopfneigung wurde ein SVV-Median von 1,66 mit 0,34 bis 5,34 (95% CI) ermittelt.

Die Messung in vier verschiedenen Kopfneigungswinkeln (d. h. 15° und 30° in der Rollenebene) ist für Patienten verträglich und erhöht die Robustheit der SVV-Antworten in der Testanordnung (Abbildung 2); Die Methode ist daher auch ein ideales Instrument, um die Wirkung von Interventionen auf sensiblere Weise zu demonstrieren, wie wir in einer Botox-Behandlungsstudie mit Zervixdystonie-Patienten zeigen konnten (Abbildung 3,4). Darüber hinaus kann die vorgestellte Methode auch für experimentelle Fragen durch die zusätzliche Projektion eines um die Sehachse rotierenden Musters erweitert werden, so dass der sogenannte dynamische SVV bestimmt werden kann5.

Um die Prüfmethode korrekt durchzuführen, sollten einige Punkte während des Prüfverfahrens beachtet werden. Für Unterricht und Praxis sowie zur Überprüfung der visuomotorischen Fähigkeiten des Patienten empfehlen wir dem Patienten, die ersten SVV-Anpassungen unter visueller Kontrolle vorzunehmen. Wichtig ist auch, dass die Kabine während der SVV-Einstellungen immer komplett geschlossen ist, so dass der Patient tatsächlich in völliger Dunkelheit ist, da jeder visuelle Bezugspunkt die Einstellungen beeinflussen kann. Die Reihenfolge der Kopfpositionen sollte immer randomisiert werden, ebenso wie die Startposition der Lightbar vor der jeweiligen SVV-Einstellung. Erfahrungen aus früheren Pilotversuchen haben gezeigt, dass ein kontinuierlicher Wechsel der Kopfposition, z.B. von -30° auf -15°, auf 0°, +15° und schließlich +30°, zu einer Richtungsverzerrung in den SVV-Anpassungen führt, offenbar aufgrund eines Lerneffekts. Frühere Studien haben auch gezeigt, dass eine längere Retention der Kopfneigung zu einem Nacheffekt in SVV-Einstellungen führt, der die Ergebnisse27verfälscht. Daher wird empfohlen, eine zu lange Latenz zwischen Kopfpositionsänderungen nicht zuzulassen.

Darüber hinaus ermöglicht das Goniometer die Messung von 20° in 2°-Intervallen. Obwohl das verwendete Goniometer 2°-Intervalle anzeigt, weist der verwendete Zeiger eine sehr hohe Empfindlichkeit auf und ermöglicht somit auch die Aufzeichnung numerischer Werte zwischen den Intervallen. Dies ermöglicht eine visuelle Auflösung von 1° ohne Probleme, wenn sie auf einem externen Bildschirm angezeigt wird. Die Auflösung von 1° spiegelt sich auch in den gezeigten repräsentativen Testergebnissen wider.

Trotz der einfachen Handhabung der Methode kann oder sollte sie für einige Patientengruppen nicht verwendet werden. Dazu gehören natürlich Patienten mit schweren Sehbehinderungen, mit operativen Fixierungen im Bereich der Halswirbelsäule, oder Patienten, die kognitiv oder aus anderen neurologischen Gründen nicht in der Lage sind, den SVV angemessen anzupassen. Es wird auch nicht für Patienten mit Zervixbandprolaps oder schwerem Gebärmutterhalsschmerzsyndrom empfohlen. Auch Patienten mit Zervixdystonie können mit dieser Methode nur bedingt untersucht werden. Frühere Studien aus unserem Labor zeigen jedoch, dass diese Patienten noch untersucht werden können, solange die Kopfneigung einen Winkel von 30° in der Rollenebene22nicht überschreitet.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Acknowledgments

Die Autoren haben keine Bestätigungen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Adjustable plastic goniometer board 7,87" x 7,87", (marked tilt angles of 0°, 15° and 30° ) self-produced 6 for fixation at the backrest and for adjustment of neckrest along the given tilt angles (0°,15°,30°)
Elastic head band with adjustable screw on the back Micromedical Technologies Inc 4 modified with attached adhesive strap
HD LCD display, 1366 x 768p resolution, 19" Philips 5 for monitoring SVV-adjustments outside the cabin (infrared camera recording)
Subjective Visual Vertical Set including infrared video camera (black/white, resolution 0,25°) Micromedical Technologies Inc 2
Sytem 2000 (Rotational Vestibular Chair System with Centrifuge) Micromedical Technologies Inc., 10 Kemp Dr., Chatham, IL 62629-9769 United States 1
Tiltable headrest  Micromedical Technologies Inc 3 modified with attached adhesive strap

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References

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Medizin Ausgabe 158 Otolith vestibulär gravizeptiv Wahrnehmung subjektive visuelle Vertikale Vertikalität SVV statisch Kopfneigung Rollebene Methode
Bewertung der statischen Gravizeptiven Wahrnehmung in der Rollebene mit dem subjektiven visuellen vertikalen Paradigma
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Jäger, F. I.,… More

Jäger, F. I., Platho-Elwischger, K., Wiest, G. Assessment of Static Graviceptive Perception in the Roll-Plane using the Subjective Visual Vertical Paradigm. J. Vis. Exp. (158), e60418, doi:10.3791/60418 (2020).

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