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

L'obiettivo generale di questa procedura è determinare la funzione vestibolare tridimensionale nei pazienti affetti da disturbi vestibolari. Questo viene ottenuto posizionando innanzitutto il soggetto su una piattaforma mobile e allacciando la cintura di sicurezza. Inserire le bobine sclerali negli occhi del soggetto.

Per misurare il riflesso oculovestibolare in tre dimensioni, utilizzare un cuscino a vuoto e un supporto per il morso per immobilizzare il soggetto. Successivamente, si attiva la piattaforma, che fornisce stimoli sinusoidali e a gradino in ordine casuale per testare il sistema vestibolare in tutte e tre le dimensioni.

L'ultimo passaggio consiste nell'analisi off-line dei dati della bobina oculare per estrarre l'ampiezza e l'allineamento del riflesso oculovestibolare. In definitiva, il guadagno e l'allineamento del riflesso oculovestibolare vengono utilizzati per distinguere una funzione vestibolare normale da una anomala. Questa tecnica ci permette di testare il sistema vestibolare in tutte e tre le dimensioni.

Questo rappresenta un vantaggio principale rispetto ai metodi esistenti, come le sedie rotanti ad accesso singolo utilizzate nelle cliniche ORL. Questo metodo fornisce informazioni sulla funzione vestibolare tridimensionale in soggetti sani. Inoltre, il metodo viene impiegato per studiare patologie vestibolari come i tumori di Sonoma, la neurite vestibolare e numerose malattie da errore.

La procedura sarà dimostrata da Joyce DITs Kasper Boer, entrambi studenti di dottorato, e da Johan Pell, membro del personale del mio gruppo di ricerca. Per iniziare la procedura, far sedere il soggetto su una sedia montata al centro di una piattaforma mobile e fissarlo con una cintura di sicurezza a quattro punti ancorata alla base della piattaforma. Durante l'esperimento, registrare i movimenti oculari di entrambi gli occhi mediante bobine sclerali tridimensionali utilizzando un sistema standard a due bobine di campo a 25 chilohertz, basato sul metodo di rilevamento dell'ampiezza di Robinson.

Per raggiungere questo obiettivo, anestetizzare innanzitutto gli occhi del soggetto con alcune gocce di ossibutano in ciascun occhio. Inserire quindi le bobine sclerali di ricerca, incorporate in silicone, in ciascun occhio. Una volta inserite le bobine, posizionare la testa del soggetto in modo che la linea immaginaria che collega la miide esterna con il canale orbitario inferiore o i canali di recesso sia entro sei gradi rispetto all'orizzontale terrestre.

Successivamente, immobilizzare la testa del soggetto utilizzando un cuscino a vuoto gonfiato intorno al collo del soggetto. Quindi, far mordere al soggetto una stecca bite in materiale impronta dentale modellato individualmente. La stecca bite è fissata al telaio cubico tramite un'asta rigida e contiene due sensori 3D per misurare movimenti artifatti della testa attraverso accelerazione angolare e lineare.

Quindi attivare la piattaforma mobile e sollevarla alla sua posizione operativa. Calibrare i segnali orizzontale e verticale di entrambe le bobine sclerali singolarmente istruendo il soggetto a fissare una serie di bersagli per cinque secondi ciascuno. Successivamente, iniziare una sequenza di movimenti pre-programmati.

La piattaforma di movimento è in grado di generare stimoli angolari e traslazionali in un totale di sei gradi di libertà mediante l'utilizzo di sei attuatori elettromeccanici controllati da computer, mostrati qui. Per definire il movimento, utilizzare un sistema di coordinate standard destro. Il sistema di coordinate è centrato in un punto intermedio tra le orecchie del soggetto ed è definito dal punto di vista del soggetto.

Definire innanzitutto la rotazione verso sinistra come movimento positivo nella direzione Z. Questo è noto come Y. Successivamente, definire il movimento verso il basso come movimento positivo nella direzione Y. Questo è noto come beccheggio.

Infine, definire una rotazione positiva del capo come un movimento positivo nella direzione X. Questo è noto come beccheggio. Per iniziare, sincronizzare i dati del movimento della piattaforma e quelli del movimento oculare utilizzando un fascio laser montato sul retro della piattaforma.

La posizione di riposo viene riconosciuta quando il laser viene proiettato su una piccola cella fotoelettrica situata sulla parete posteriore, che viene monitorata durante la procedura, fornendo stimoli sinusoidali sia in condizioni di luce che di buio. Alla luce, chiedere al soggetto di fissare gli occhi su un LED rosso costantemente acceso, situato costantemente a 177 centimetri di distanza davanti a loro, anche al buio. La luce viene accesa per due secondi, quindi spenta prima dell'inizio di ogni movimento.

Successivamente, applicare rotazioni dell'intero corpo attorno ai tre assi cardinali AE mediante la piattaforma mobile, l'asse roc coddle o verticale, l'asse interorale e l'asse nasale occipitale. Oltre alla stimolazione attorno agli assi cardinali, applicare rotazioni dell'intero corpo a passi di 22,5 gradi tra rollio e beccheggio. Quindi eseguire la stimolazione impulsiva in un ambiente debolmente illuminato utilizzando il LED come bersaglio visivo.

Per raggiungere questo obiettivo, applicare impulsi di breve durata lungo ciascuno dei tre assi cardinali e degli assi orizzontali intermedi a 45 gradi. Ripetere ogni impulso sei volte e somministrarli in ordine casuale. Inoltre, variare in modo casuale l'inizio del movimento tra 2,5 e 3,5 secondi.

Separare ogni nuovo movimento durante le stimolazioni. Acquisire i dati sui movimenti oculari a una frequenza di 1000 hertz. Utilizzando un sistema di acquisizione dati CED. Di seguito sono mostrati esempi di dati sulla posizione oculare per ciascun componente individuale.

Quindi convertire i dati grezzi dei segnali della bobina oculare in velocità angolare per ogni componente. I dati di velocità angolare vengono utilizzati per calcolare il guadagno, definito come l'ampiezza dei movimenti oculari compensatori rispetto allo stimolo imposto. La disallineatura è l'angolo istantaneo espresso in gradi, calcolato in tre dimensioni tra l'inverso dell'asse di velocità oculare e l'asse di velocità della testa.

Un esempio di disallineamento in funzione dello stimolo. L'orientamento dell'asse è mostrato qui come una linea tratteggiata; il grafico rappresenta i risultati medi del guadagno. Per la simulazione sinusoidale dell'asse orizzontale nel gruppo di controllo, il massimo torsionale si è verificato a zero gradi di azimut, mentre il massimo verticale si è avuto sia a meno 90 gradi che a più 90 gradi di azimut.

La componente orizzontale mostra solo le misurazioni della linea di base. Quando le componenti verticale e di torsione vengono combinate, si ottiene il valore previsto per il guadagno di velocità DI tridimensionale mostrato qui come linea tratteggiata. I valori effettivi sono mostrati come punti dati.

L'allineamento errato tra l'asse dello stimolo e quello della risposta, mediato su sei soggetti, è mostrato qui. La linea tratteggiata rappresenta i valori previsti, strettamente corrispondenti ai valori effettivi. L'allineamento errato era minimo durante il beccheggio ed è aumentato gradualmente verso il rollio, creando un allineamento errato massimo di 17,33 gradi a 22,5 gradi di azimut.

È stata osservata una differenza significativa confrontando i componenti del guadagno della velocità oculare in condizioni di luce rispetto al buio. Sia il componente verticale che quello torsionale erano significativamente più bassi al buio, risultando in un guadagno complessivo della velocità oculare 3D più basso. Mentre il disallineamento tra stimolo e risposta seguiva i valori previsti durante la stimolazione sinusoidale in condizioni di luce, tali valori non corrispondono a quelli previsti al buio.

Questo è principalmente dovuto all'influenza della componente orizzontale non nulla. La stimolazione impulsiva provoca solo brevi interruzioni delle informazioni visive, ma determina una risposta qualitativamente simile, in termini di guadagno e disallineamento, rispetto alla stimolazione sinusoidale in condizioni di oscurità. La sensibilità di questo metodo è dimostrata nel confronto tra pazienti con anomalie cerebrali, come sonomi unilaterali, e pazienti di controllo.

A sinistra sono mostrati i grafici del guadagno e dell'allineamento di un paziente con un tumore cerebrale di 14 millimetri. Differenze evidenti possono essere osservate confrontando questi grafici con quelli dei pazienti di controllo. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come viene eseguita una procedura di test vestibolare su una piattaforma di movimento a sei gradi di libertà.

È importante comprendere come i soggetti vengono montati su questa piattaforma, come vengono inserite le search coil e come interpretare i dati.