Tridimensionale vestibolare oculare test riflesso Utilizzando un sei gradi di libertà di movimento della piattaforma

Summary

Un metodo è descritto per misurare tridimensionali riflessi oculari vestíbulo VOR (3D) nell'uomo utilizzando un sei gradi di libertà (6DF) simulatore di movimento. Il guadagno e disallineamento angolare del VOR 3D forniscono una misura diretta della qualità della funzione vestibolare. Dati rappresentativi su soggetti sani sono forniti

Abstract

L'organo vestibolare è un sensore che misura accelerazioni angolari e lineari con sei gradi di libertà (6DF). Difetti complete o parziali nei risultati di organi vestibolari a lievi a gravi problemi di equilibrio, come vertigini, capogiri, oscillopsia, andatura instabilità nausea e / o vomito. Una misura buona e frequentemente usato per quantificare la stabilizzazione sguardo è il guadagno, che è definito come l'ampiezza dei movimenti oculari compensative rispetto ai movimenti della testa imposti. Per testare funzione vestibolare più pienamente bisogna rendersi conto che il 3D VOR genera idealmente rotazioni oculari compensativi non solo con una grandezza (guadagno) uguale ed opposta alla rotazione della testa, ma anche attorno ad un asse che è co-lineare con l'asse di rotazione della testa (allineamento ). Funzione vestibolare anormale traduce quindi in variazioni di guadagno e variazioni allineamento della risposta VOR 3D.

Qui si descrive un metodo per misurare 3D VOR utilizzando tutto il corpo di rotazione su un 6DF motisulla piattaforma. Anche se il metodo permette anche di testare traduzione VOR risposte ^1, ci limitiamo a una discussione del metodo per misurare 3D VOR angolare. In aggiunta, ci limitiamo qui a descrizione dei dati raccolti in soggetti sani in risposta ad angolare stimolazione sinusoidale e impulso.

I soggetti sono seduti in posizione verticale e ricevono tutto il corpo piccole ampiezza sinusoidali e costante impulsi di accelerazione. Stimoli sinusoidali (f = 1 Hz, A = 4 °) sono state consegnate attorno all'asse verticale e circa assi del piano orizzontale variabile tra rollio e beccheggio a incrementi di 22,5 ° in azimut. Gli impulsi sono stati consegnati in imbardata, rollio e beccheggio e nei piani del canale verticale. I movimenti oculari sono stati misurati utilizzando la ricerca tecnica sclerale bobina ^2. Segnali bobina di ricerca sono stati campionati ad una frequenza di 1 kHz.

Il rapporto input-output (gain) e di allineamento (co-linearità) del 3D VOR sono stati calcolati from bobina segnala l'occhio ^3.

Guadagno e co-linearità del 3D VOR dipendevano orientamento dell'asse stimolo. Scostamenti sistematici sono stati trovati, in particolare, durante la stimolazione asse orizzontale. Alla luce di rotazione occhio è stato correttamente allineato con l'asse stimolo a orientamenti 0 ° e 90 ° azimut, ma gradualmente deviato sempre più verso azimut 45 °.

Le deviazioni sistematiche disallineamento degli assi intermedi possono essere spiegate con un guadagno basso per torsione (asse X o di rotazione roll-axis) e un alto guadagno per i movimenti verticali degli occhi (asse Y o rotazione nick (vedi Figura 2). Poiché la stimolazione dell'asse intermedio conduce una risposta compensatoria basata su vettore somma dei singoli componenti di rotazione dell'occhio, l'asse di risposta netta si discostano perché il guadagno per X e Y sono diversi.

Al buio, il guadagno di tutti i componenti di rotazione dell'occhio aveva bassavalori di Er. Il risultato è stato che il disallineamento nelle tenebre e per impulsi avuto diversi alti e bassi rispetto alla luce: il valore minimo è stato raggiunto per l'asse stimolazione passo e il suo massimo per la stimolazione asse di rollio.

Presentazione del caso

Nove soggetti hanno partecipato all'esperimento. Tutti i soggetti hanno dato il loro consenso informato. La procedura sperimentale è stato approvato dal Comitato Etico Medico dell'Erasmus University Medical Center e ha aderito alla Dichiarazione di Helsinki per la ricerca che coinvolge soggetti umani.

Sei soggetti serviti come controlli. Tre soggetti avevano una compromissione vestibolare unilaterale a causa di un schwannoma vestibolare. L'età dei soggetti di controllo (sei maschi e tre femmine) variava 22-55 anni. Nessuno dei controlli ha avuto lamentele visiva o vestibolare a causa di disturbi neurologici, cardio-vascolari e oftalmico.

L'età dei pazienti con schwannoma variava tra 44 e 64 anni (due maschi e una femmina). Tutti i soggetti schwannoma erano sotto sorveglianza medica e / o avevano ricevuto un trattamento da un team multidisciplinare composto da un othorhinolaryngologist e un neurochirurgo della Erasmus University Medical Center. Pazienti esaminati avevano tutti una destra schwannoma vestibolare e subito una politica di aspettare e guardare (Tabella 1; soggetti N1-N3) dopo la diagnosi di schwannoma vestibolare. Loro tumori erano stati stabili per più di 8-10 anni sulla risonanza magnetica.

Protocol

1. 6DF piattaforma di movimento

Stimoli vestibolari sono state consegnate con una piattaforma di movimento (vedi Figura 1) in grado di generare stimoli angolare e traslazionale ad un totale di sei gradi di libertà (FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, Paesi Bassi). La piattaforma è mosso da sei attuatori elettromeccanici collegati ad un personal computer con software di controllo dedicato. Esso genera movimenti precisi con sei gradi di libertà. Sensori posti negli attuatori controllare continuamente il profilo di movimento della piattaforma. Il dispositivo è dotato di precisione <0.5 mm per lineare e <0,05 ° per movimenti angolari. Vibr....

Results

Luce stimolazione sinusoidale

Figura 4 (pannello superiore) mostra per il gruppo di controllo del guadagno medio delle componenti di velocità angolari orizzontali, verticali e torsione per tutte stimolazioni sinusoidali testati nel piano orizzontale nella luce. Torsione è massima a 0 ° azimuth, mentre verticale aveva il suo massimo a 90 °. Figura 5 mostra il 3D guadagno velocità occhio nella luce. Plusvalenza varia tra 0,99 ± 0,12 (pitch) e 0.54 ± 0.16 (rotolo).......

Discussion

Questo documento descrive un metodo per misurare accuratamente 3D VOR angolare in risposta alle rotazioni del corpo intero in esseri umani. Il vantaggio del metodo è che dà informazioni quantitative guadagno e disallineamento angolare del 3D VOR nelle tre dimensioni. Il metodo è utile per la ricerca di base e ha anche il potenziale valore di esempio clinico per testare i pazienti con problemi di canale verticale o in pazienti con mal-capito problemi vestibolari centrali. Un altro vantaggio del dispositivo è la .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Electric Motion Base MB-E-6DOF/24/1800KG * (Precedentemente E-CUE 624-1800)	FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, Paesi Bassi
Campo magnetico con rivelatore, Modello EMP3020	Skalar Medical, Delft, Paesi Bassi
CED power 1401, con Spike2 v6	Cambridge Electronic Design, Cambridge
Bobine di ricerca elettromagnetica	Chronos Vision, Berlino, Germania