Article de méthode

Utilisation de rotations unidirectionnelles pour améliorer l'asymétrie du système vestibulaire chez les patients atteints de dysfonction vestibulaire

DOI :

10.3791/60053

⸱

30 août 2019

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Physiology, Shahid Beheshti University of Medical Sciences and Health Services, 2Audiology and Dizziness Center, Dey General Hospital, 3Department of Speech-Language Pathology, SUNY Buffalo State, 4Department of Rehabilitation Science, School of Public Health and Health Professions, State University of New York at Buffalo, 5Center for Hearing and Deafness, Department of Communicative Disorders and Sciences, State University of New York at Buffalo

Dans cet article

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Une nouvelle méthode de réadaptation est présentée pour rééquilibrer le système vestibulaire dans les patients présentant des réponses asymétriques, qui se compose des rotations unidirectionnelles vers le côté plus faible. En modifiant directement la voie vestibulaire plutôt que d'améliorer les aspects multisensoriels de la compensation, l'asymétrie peut être normalisée dans un délai de 1-2 séances et montrer des effets durables.

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Le système vestibulaire fournit des informations sur le mouvement de la tête et médiatise les réflexes qui contribuent au contrôle de l'équilibre et à la stabilisation du regard pendant les activités quotidiennes. Les capteurs vestibulaires sont situés dans l'oreille interne des deux côtés de la tête et projettent les noyaux vestibulaires du tronc cérébral. Le dysfonctionnement vestibulaire est souvent dû à une asymétrie entre l'entrée des deux côtés. Il en résulte des entrées neuronales asymétriques des deux oreilles, qui peuvent produire une illusion de rotation, manifestée comme le vertige. Le système vestibulaire a une capacité impressionnante de compensation, ce qui sert à rééquilibrer la façon dont l'information asymétrique des organes sensoriels des deux côtés est traitée au niveau central. Pour promouvoir la rémunération, divers programmes de réadaptation sont utilisés dans la clinique; cependant, ils utilisent principalement des exercices qui améliorent l'intégration multisensorielle. Récemment, la formation visuelle-vestibulaire a également été employée pour améliorer le réflexe vestibulo-oculaire (VOR) chez les animaux avec les lésions unilatérales compensées. Ici, une nouvelle méthode est introduite pour rééquilibrer l'activité vestibulaire des deux côtés dans les sujets humains. Cette méthode consiste en cinq rotations unidirectionnelles dans l'obscurité (vitesse maximale de 320 degrés/s) vers le côté le plus faible. L'efficacité de cette méthode a été montrée dans un essai clinique séquentiel et à double aveugle dans 16 patients présentant l'asymétrie de VOR (mesurée par la prépondérance directionnelle en réponse aux rotations sinusoïdales). Dans la plupart des cas, l'asymétrie vor a diminué après une seule session, a atteint les valeurs normales dans les deux premières sessions en une semaine, et les effets ont duré jusqu'à 6 semaines. L'effet de rééquilibrage est dû à la fois à une augmentation de la réponse VOR du côté plus faible et à une diminution de la réponse du côté plus fort. Les résultats suggèrent que la rotation unidirectionnelle puisse être employée comme méthode supervisée de réadaptation pour réduire l'asymétrie de VOR dans les patients présentant le dysfonctionnement vestibulaire de longue date.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Le dysfonctionnement vestibulaire est un trouble commun avec une prévalence de 35% chez les adultes de plus de 40 ans1. La plupart des désordres vestibulaires ont comme conséquence une asymétrie entre l'entrée des deux côtés, ayant pour résultat une illusion de rotation appelée vertige. En l'absence de fonction vestibulaire normale, même les activités quotidiennes simples peuvent être difficiles. Le dysfonctionnement vestibulaire est souvent quantifié par le réflexe vestibulo-oculaire (VOR). Pendant les activités naturelles, comme la marche ou la course, le VOR déplace les yeux dans la direction opposée et avec la même vitesse que le mouvement de la tête. Ce réflexe a une courte latence de 5 ms, et il est médiatisé dans le plan horizontal à travers un simple arc à trois neurones2. L'information passe des récepteurs vestibulaires aux noyaux vestibulaires, puis aux neurones moteurs abducens. Ces mouvements oculaires entraînent la stabilisation du regard horizontal pendant les activités quotidiennes. La symétrie du VOR en réponse aux rotations dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre est un test important de la fonction vestibulaire.

Le dysfonctionnement vestibulaire unilatéral produit les changements compensatoires centraux et les changements périphériques centralisés pour surmonter le VOR asymétrique défectueux et le déséquilibre vestibulaire résultant. Même après des lésions vestibulaires permanentes, telles qu'une neurctomie vestibulaire unilatérale, le vertige et les symptômes d'accompagnement s'améliorent sur une courte période (jours à semaines) de temps. En raison de cette capacité, le système vestibulaire a été un modèle pour étudier l'adaptation et la compensation dans les voies neurales. Il a été précédemment montré3 que les changements dans les voies vestibulaires centrales peuvent être mis en œuvre par une rotation unidirectionnelle basée sur une hypothèse proposée par l'un des auteurs (N.R.) il y a environ 20 ans. D'autres études ont également montré des changements compensatoires dans différentes parties de la voie sensorielle, y compris les noyaux vestibulaires (VN)4,5,6,7,8, voies commissaires entre le VN des deux côtés9, entrées de cervelateur10, et la périphérie vestibulaire11. Ces changements compensatoires se traduisent par un nouvel équilibre dans l'activité des neurones VN des deux côtés.

Malgré l'impressionnante capacité du système vestibulaire à compenser les apports asymétriques des deux oreilles, la recherche a montré que les réponses aux mouvements rapides ne sont jamais entièrement compensées12,13. Il est maintenant connu que la compensation vestibulaire naturelle n'utilise pas la pleine capacité du système, et la réponse rémunérée VOR peut être améliorée chez les animaux qui ont participé à la formation visuelle-vestibulaire14,15. On sait depuis longtemps que les exercices de réadaptation vestibulaire améliorent la rémunération des patients présentant des problèmes de déséquilibre chronique en améliorant la nature multisensorielle (non vestibulaire) du contrôle de l'équilibre16,17, 18 ans, états-unis qui , 19 ans, états-unis qui , 20 Ans, états-unis , 21. L'objectif de ces exercices de réadaptation vestibulaire est d'utiliser des approches physiologiques ou comportementales pour améliorer les symptômes ainsi que la qualité de vie et l'indépendance d'un patient22,23.

Décrite ci-dessus est une méthode de réadaptation qui utilise des rotations unidirectionnelles vers le côté « plus faible » (figure 1A). L'idée de base de cette méthode vient de la plasticité hebbienne, dans laquelle les connexions neuronales deviennent plus fortes quand elles sont stimulées. Cette méthode modifie spécifiquement les entrées vestibulaires plutôt que d'améliorer l'intégration multisensorielle, qui est la base d'autres exercices de réadaptation vestibulaire. La recherche précédente a prouvé que les rotations unidirectionnelles diminuent l'asymétriede VOR dans 1-2 sessions dans les patients présentant le dysfonctionnement vestibulaire unilatéral 3. Cet effet est principalement dû à une augmentation de l'activité du côté avec une réponse plus faible (LR), ainsi qu'à une légère diminution de l'activité du côté avec une réponse plus élevée (HR). Ce changement est très probablement médié par des modifications dans les voies centrales (p. ex., le renforcement des voies afférentes, telles que les connexions VN ou les changements dans les intrants commissuraux). En effet, cette technique peut être utilisée comme méthode supervisée pour la réadaptation vestibulaire chez les personnes présentant une asymétrie vestibulaire de longue date.

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Protocole

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les données présentées ici et publiées précédemment3 ont été obtenues par des études menées conformément aux recommandations du Comité d'éthique de l'Université des sciences médicales Shahid Beheshti, Téhéran, Iran et un protocole qui a été approuvé par le Commission d'examen institutionnel de l'Université.

1. Dépistage et préparation des participants

  1. Recruter des participants qui ont des antécédents de problèmes d'équilibre depuis plus d'un an.
    REMARQUE : La compensation vestibulaire se produit le plus efficacement au cours du premier mois après une lésion. Le délai d'un an a été choisi pour fournir suffisamment de temps pour que la compensation naturelle atteigne son plateau et aussi pour s'assurer que le patient n'a pas un trouble vestibulaire fluctuant.
  2. Utilisez les critères d'exclusion suivants pour les patients :
    1. Antécédents de problèmes du système nerveux central (p. ex. traumatisme crânien, accident vasculaire cérébral, tumeur cérébrale, etc.) qui peuvent affecter les voies vestibulaires centrales, qui sont nécessaires pour une indemnisation adéquate.
    2. Diagnostic d'un trouble vestibulaire fluctuant (p. ex. vertige positionnel paroxystique bénin [BPPV] ou maladie de Ménière).
    3. Les patients qui utilisent d'autres formes de réadaptation vestibulaire ou des types d'activité physique (p. ex., les athlètes) qui peuvent améliorer la rémunération vestibulaire indépendamment de la réadaptation de rotation unidirectionnelle devraient être exclus.
      REMARQUE : Ce critère n'est proposé qu'à des fins de recherche et pour contrôler les variables extra-terrestres.
  3. Ne limitez pas les participants en fonction de leur âge ou de leur sexe.
    REMARQUE : Semblable à d'autres compensations, cette méthode de réadaptation devrait avoir des effets moins prononcés dans les sujets plus âgés.
  4. Demandez aux participants de s'abstenir d'utiliser des médicaments qui suppriment le système nerveux central, y compris les antihistaminiques ou tout médicament anti-vertigo pendant au moins 1 jour avant chaque session expérimentale.
  5. Demandez aux participants de ne pas utiliser de stimulants du système nerveux, y compris les amphétamines et la caféine pendant au moins 1 jour avant chaque séance expérimentale.
  6. Demandez aux participants de s'abstenir de boire des boissons alcoolisées en quantités qui nuisent au fonctionnement normal, car cela peut interférer avec le fonctionnement du système vestibulaire et affecter les résultats.

2. Mesure du réflexe vestibulo-oculaire (VOR)

  1. Utilisez soit la vidéonystagmographie (VNG) ou l'électroystagmographie (ENG) pour mesurer la réponse VOR pendant la rotation du corps entier.
    REMARQUE : Les données présentées dans la section des résultats ont été enregistrées par L'ENG. L'équipement actuel montré dans le film utilise VNG.
  2. Effectuez tous les enregistrements dans l'obscurité, la tête placée à 30 degrés du nez.
    REMARQUE : À des fins de visualisation, la vidéo associée n'est pas exécutée dans l'obscurité.
  3. Demandez aux participants de s'asseoir dans la chaise rotative, fixez-les dans la chaise avec le harnais, mettez les lunettes infrarouges et fixez la tête dans l'appuie-tête à une position de nez vers le bas de 30 degrés.
  4. Après l'acclimatation des participants à l'obscurité, calibrer le signal oculaire en leur demandant de regarder les cibles laser qui sont projetées sur le mur à des angles de 10 degrés (p. ex., à droite, à gauche, au-dessus et en dessous de la ligne médiane).
  5. Commencez à exécuter le protocole une fois que le eye tracker est calibré avec précision, lorsque les sujets sont prêts.
  6. Gardez les sujets alertes et distraits pendant tous les tests vestibulaires en leur posant des questions ou en leur demandant de faire de l'arithmétique mentale (p. ex., compter à l'envers à partir de 100).

3. Stimulus de rotation unidirectionnelle

  1. Avec le sujet assis dans la chaise rotative, utilisez une rotation unidirectionnelle qui consiste en un profil de vitesse triangulaire asymétrique avec une accélération de 80 o/s2 sur 4 s pour atteindre une vitesse maximale de 320 degrés/s, puis décélérez lentement à 10 o/s2 d'arrêter dans environ 30 s.
    REMARQUE: La décélération lente est particulièrement importante afin d'avoir un arrêt en douceur afin d'éviter de stimuler le côté opposé.
  2. Effectuez cinq rotations de ce type à intervalles de 1 min. Les cinq rotations sont considérées comme une séance de réadaptation (figure1B).
  3. Gardez le sujet dans la chaise après la dernière rotation unidirectionnelle pour tester la symétrie avec un test de rotation de rotation harmonique sinusoïde bidirectionnelle (SHA) à 40 min et 70 min de rotation post-unidirectionnelle.
    REMARQUE : Garder le patient dans la chaise diminuera la variabilité.
  4. Effectuez le test SHA à l'aide d'un large éventail de rotations sinusoïdales à des fréquences de 0,05 Hz, 0,2 Hz et 0,8 Hz, avec une vitesse de pointe de 60 degrés/s.
    REMARQUE : Pour les données présentées dans les résultats, une rotation sinusoïdale à 0,2 Hz (40 o/s) a été utilisée pour toutes les évaluations.

4. Conception d'expérience

  1. Évaluer les sujets avec une batterie complète de tests vestibulaires au cours de la session initiale (voir ci-dessous) afin de tester l'asymétrie VOR et d'exclure tout problème central.
  2. Une semaine plus tard, exposez les sujets à la rotation unidirectionnelle et à un test SHA (étapes 3.1-3.4).
  3. Répétez ce processus 2x par semaine pendant les 2 premières semaines, puis 1x par semaine pour les 2 prochaines semaines (pour un total de six sessions).
  4. Administrer un test SHA au début (étape 3.4) et à la fin (étapes 3.3 et 3.4) de chaque session et calculer la prépondérance directionnelle (DP) comme mesure de l'asymétrie :
    figure-protocol-1
    Où: VHR et VLR représentent des vitesses oculaires de pointe pendant les rotations vers le côté avec des réponses plus élevées (HR) et des réponses plus faibles (LR), respectivement.
    REMARQUE : La prépondérance directionnelle fournit une mesure normalisée de la différence de vitesse des yeux de pointe pour les rotations dans les deux directions. Bien qu'il soit principalement utilisé pour mesurer l'asymétrie dans les réponses caloriques, il peut être (et est) utilisé pour quantifier l'asymétrie VOR en SHA24,25,26,27,28.
  5. Comme la session finale, effectuer un autre test SHA (étape 3.4) 1 semaine après la dernière session de réadaptation.

5. Détails des sessions

  1. Séance initiale
    1. Pendant la première visite, prenez une brève histoire des problèmes de déséquilibre du patient pour vérifier la durée de l'asymétrie vestibulaire et n'assurer aucune indication d'un désordre fluctuant.
    2. Effectuez un ensemble complet de tests vestibulaires, y compris des saccades, une poursuite en douceur, l'optocinétique, la tenue du regard, la position et le positionnement, les tests caloriques et de rotation.
    3. Ne recrutez que des patients atteints d'asymétrie VOR pendant la rotation qui ont une prépondérance directionnelle anormale claire (DP), généralement avec des valeurs d'asymétrie de plus de 10%. Ceci sera considéré comme le DP initial (de base) pour chaque sujet.
      REMARQUE : Différents équipements peuvent fournir des plages normales différentes et il est préférable d'utiliser la plage spécifiée pour votre appareil ou de baser la plage normale sur des données normatives spécifiques au laboratoire.
    4. Expliquez clairement aux sujets la procédure de rotation unidirectionnelle (5x en une session) et le nombre total de séances (six fois au total).
    5. Demandez aux sujets de signer un formulaire de consentement qui a été approuvé par la Commission d'examen institutionnel locale (ou équivalent, pour des expériences effectuées à l'extérieur des États-Unis), tout en les informant clairement qu'ils peuvent abandonner l'étude à tout moment et pour n'importe quelle raison.
  2. Séances de rotation unidirectionnelle (six séances)
    1. Exposer les sujets à la rotation unidirectionnelle (étapes 3.1-3.4) pendant six sessions (étapes 4.3 et 4.4).
    2. Au début de chaque séance de réadaptation, effectuez un test SHA (étape 3.4) et calculez la valeur Du DP.
      REMARQUE : Cela fournira le DP pré-réhabilitation pour cette session et le DP post-réhabilitation à long terme pour la session précédente.
    3. N'effectuez pas la réadaptation rotationnelle unidirectionnelle si la valeur du DP pré-réhabilitation tombe dans la fourchette normale (lt;10%) dans l'une ou l'autre des sessions et demander au sujet de revenir pour la prochaine session.
    4. Si le DP pré-réhabilitation est dans la plage anormale, attendre 5 min après le test SHA et effectuer la réadaptation rotationnelle unidirectionnelle.
    5. Effectuer un deuxième test SHA 40 min et 70 min après la fin de la réadaptation de rotation unidirectionnelle (étape 3.4) et calculer le DP post-réhabilitation pour cette session.
    6. Instruisez les sujets à revenir pour la prochaine session.
  3. Session finale (semaine sept)
    1. Effectuez un test SHA uniquement (étape 3.4) et calculez la valeur DP.
      REMARQUE : Cela servira de mesure finale d'asymétrie.
    2. N'utilisez pas de rotation unidirectionnelle dans cette session.

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Résultats

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les effets à court terme de la rotation unidirectionnelle ont été évalués en mesurant le VOR avec un test de rotation sinusoïdale de 0,2 Hz (40 o/s) à 70 min après la réadaptation3. La figure 2 montre les vitesses maximales des yeux pendant les réponses VOR aux rotations dans les deux directions (figure 2A) et le changement dans le DP (Figure 2B). Après rotation unidirectionne...

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Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La méthode de réadaptation présentée ici se compose des rotations unidirectionnelles répétées dans l'obscurité vers le côté moins sensible (LR) dans les patients présentant le déséquilibre vestibulaire et l'asymétrie de VOR. La plupart des techniques de réhabilitation améliorent l'intégration multisensorielle afin d'améliorer l'équilibre16,17,18,19,20. La méth...

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Déclarations de divulgation

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Remerciements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

N. R. a reçu l'appui d'un fonds de recherche de l'Université des sciences médicales et des services de santé de Shahid Beheshti. S. G. S. a reçu l'appui de la subvention NIDCD R03 DC015091.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Logiciel d’exploitation et d’analyse VESTNeuroKinetics
ElectronystagmographNicoletSpirit Model 1992Équipement utilisé pour la collecte des données présentées dans la section Résultats
I-Portal NOTC (Neurotologic Test Center)NeuroKineticsÉquipement présenté pour les études en cours et montré dans le film

Références

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
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Mots-clés

Rotation unidirectionneller ducation vestibulo oculairepr pond rance directionnelletest au fauteuil rotatoirelunettes infrarougesacc l ration harmonique sinuso dalecompensation vestibulairetraitement des dysfonctions vestibulairesm thode de r ducation vestibulaire

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