Tridimensional vestibular Ocular Pruebas Reflex Con un Seis Grados de Plataforma Movimiento Libertad

Resumen

Se describe un método para medir los reflejos oculares vestibulo tridimensionales (3D VOR) en humanos utilizando un período de seis grados de libertad (6DF) simulador de movimiento. La ganancia y la desalineación de la VOR angular 3D proporcionan una medida directa de la calidad de la función vestibular. Se proporcionan datos representativos sobre los sujetos sanos

Resumen

El órgano vestibular es un sensor que mide aceleraciones angulares y lineales con seis grados de libertad (6DF). Defectos completos o parciales en el órgano vestibular provocan problemas de equilibrio leves a graves, como vértigo, mareo, oscilopsia, inestabilidad al caminar, náuseas y/o vómitos. Una medida adecuada y frecuentemente utilizada para cuantificar la estabilización de la mirada es la ganancia, que se define como la magnitud de los movimientos oculares compensatorios con respecto a los movimientos de la cabeza impuestos. Para evaluar la función vestibular de manera más completa, se debe tener en cuenta que el RVO tridimensional genera idealmente rotaciones oculares compensatorias no solo con una magnitud (ganancia) igual y opuesta a la rotación de la cabeza, sino también alrededor de un eje que sea colineal con el eje de rotación de la cabeza (alineación). Por lo tanto, una función vestibular anormal provoca cambios en la ganancia y en la alineación de la respuesta del RVO 3D.

Aquí describimos un método para medir el RVO tridimensional utilizando rotación del cuerpo completo sobre una plataforma de movimiento de 6DF. Aunque el método también permite evaluar las respuestas del RVO a la traslación¹, nos limitamos a discutir el método para medir el RVO angular tridimensional. Además, en este trabajo nos restringimos a la descripción de los datos recopilados en sujetos sanos en respuesta a estímulos angulares sinusoidales e impulsivos.

Los sujetos se sientan en posición vertical y reciben impulsos de aceleración constante y sinusoidales de pequeña amplitud en todo el cuerpo. Los estímulos sinusoidales (f = 1 Hz, A = 4°) se aplicaron alrededor del eje vertical y alrededor de ejes en el plano horizontal, variando entre balanceo y cabeceo en incrementos de 22,5° en azimut. Los impulsos se aplicaron en guiñada, balanceo y cabeceo, así como en los planos de los canales semicirculares verticales. Los movimientos oculares se midieron mediante la técnica de la bobina escleral ². Las señales de la bobina se muestrearon a una frecuencia de 1 kHz.

La relación entrada-salida (ganancia) y el desalineamiento (colinealidad) del RVO 3D se calcularon a partir de las señales de la bobina ocular ³.

La ganancia y la co-linealidad del RVO 3D dependieron de la orientación del eje del estímulo. Se encontraron desviaciones sistemáticas particularmente durante la estimulación del eje horizontal. A la luz, el eje de rotación del ojo se alineó adecuadamente con el eje del estímulo en las orientaciones de 0° y 90° de azimut, pero se desvió progresivamente cada vez más hacia los 45° de azimut.

Las desviaciones sistemáticas en el desalineamiento para los ejes intermedios pueden explicarse por una ganancia baja para la torsión (rotación alrededor del eje X o eje de balanceo) y una ganancia alta para los movimientos oculares verticales (rotación alrededor del eje Y o eje de cabeceo (véase Figura 2). Dado que la estimulación de ejes intermedios provoca una respuesta compensatoria basada en la suma vectorial de los componentes individuales de rotación ocular, el eje de respuesta neto se desviará porque las ganancias para los ejes X e Y son diferentes.

En la oscuridad, la ganancia de todos los componentes de rotación ocular tuvo valores más bajos. El resultado fue que el desalineamiento en la oscuridad y para los impulsos presentó picos y valles diferentes que en la luz: su valor mínimo se alcanzó con la estimulación del eje de cabeceo y su valor máximo con la estimulación del eje de balanceo.

Presentación del caso

Nueve sujetos participaron en el experimento. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado. El procedimiento experimental fue aprobado por el Comité de Ética Médica del Centro Médico de la Universidad Erasmus y cumplió con la Declaración de Helsinki para la investigación que involucra a sujetos humanos.

Seis sujetos sirvieron como controles. Tres sujetos presentaban un deterioro vestibular unilateral debido a un schwannoma vestibular. La edad de los sujetos control (seis hombres y tres mujeres) osciló entre 22 y 55 años. Ninguno de los controles presentaba quejas visuales o vestibulares debidas a trastornos neurológicos, cardiovasculares u oculares.

La edad de los pacientes con schwannoma varió entre 44 y 64 años (dos hombres y una mujer). Todos los sujetos con schwannoma estaban bajo vigilancia médica y/o habían recibido tratamiento por parte de un equipo multidisciplinario compuesto por un otorrinolaringólogo y un neurocirujano del Centro Médico de la Universidad Erasmus. Todos los pacientes evaluados tenían un schwannoma vestibular del lado derecho y siguieron una política de espera y observación (Tabla 1; sujetos N1-N3) tras el diagnóstico de schwannoma vestibular. Sus tumores habían permanecido estables durante más de 8 a 10 años en imágenes de resonancia magnética.

Protocolo

1. Plataforma Motion 6DF

Estímulos vestibulares fueron entregados con una plataforma de movimiento (ver Figura 1) capaz de generar estímulos angular y de traslación en un total de seis grados de libertad (FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, Países Bajos). La plataforma es movida por seis actuadores electro-mecánicos conectados a un ordenador personal con software de control dedicado. Se genera movimientos precisos con seis grados de libertad. Sensores colocados en los actuadores de control permanente del perfil de movimiento de la plataforma. El dispositivo cuenta con <0.5 mm de precisión lineal y <0,05 ° para los movimientos angulares....

Resultados

Luz estimulación sinusoidal

Figura 4 (panel superior) muestra para el grupo de control de la ganancia media de las componentes de la velocidad angular horizontales, verticales y de torsión para todos los estímulos sinusoidales probados en el plano horizontal a la luz. Torsión fue máxima a 0 ° acimut, mientras que verticales tuvo su máximo a 90 °. Figura 5 muestra la ganancia de velocidad 3D ojo a la luz. La ganancia varió entre 0,99 ± 0,12 (pitch) y 0,54 ± 0,16.......

Discusión

Este documento describe un método para medir con precisión VOR angular 3D en respuesta a las rotaciones de todo el cuerpo en los seres humanos. La ventaja del método es que da información cuantitativa acerca de la ganancia y la desalineación angular de VOR 3D en las tres dimensiones. El método es útil para la investigación fundamental y tiene también potencial valor clínico, por ejemplo para probar los pacientes con problemas del canal verticales o pacientes con problemas vestibulares centrales malos entendidos.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Base de movimiento eléctrico MB-E-6DOF/24/1800KG * (anteriormente E-CUE 624-1800)	FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, Países Bajos
Campo magnético con detector, modelo EMP3020	Skalar Medical, Delft, Países Bajos
CED Power 1401, ejecutando Spike2 v6	Cambridge Electronic Design, Cambridge
Bobinas electromagnéticas de búsqueda	Chronos Vision, Berlín, Alemania