Name: フリーダムモーションプラットフォーム度6を使用した三次元前庭眼反射テスト (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-23T16:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 12 s
Description: 学ぶ 6自由度モーションプラットフォームを用いた三次元前庭眼反射測定法。眼窩検索コイルと刺激制御により、前庭機能のゲインと整合性を評価し、前庭障害の診断に有用なデータを提供する。

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<p class="jove_content"&gt;オランダのNWO / ZonMW助成912-03-037と911-02-004から研究助成を受けた。</p

1。 6DFモーションプラットフォーム前庭刺激は6自由度（FCS-MOOG、ニーウ-Vennep、オランダ）との合計で角度と並進刺激を生成することが可能なモーションプラットフォーム（ 図1を参照）で配信されていました。プラットフォームは、専用の制御​​ソフトウェアをパーソナルコンピュータに接続された6つの電気機械式アクチュエータによって移動される。それは6自由度を有する精密な動きを生成する。アクチュエータに配置されたセンサは、連続的にプラットフォーム·モーション·プロファイルを監視した。デバイスは、角度の動きのための線形および&lt;0.05°のための&lt;0.5ミリの精度を持っています。刺激時の振動は0.02°であった。デバイスの共振周波数は&gt; 75 Hzであった。プラットフォームの動作プロファイルは、逆動力学を用いてアクチュエータ内のセンサ情報から再構成とデータ収集コンピュータに送られた。プラットフォームおよび眼球運動データを同期させるには、レーザ光がナンプラーの裏面に装着したTFORM、小規模光電池上に投影する（1 mm、反応時間は10マイクロ秒）。光電池の出力電圧は、眼球運動データとともに1キロヘルツの速度でサンプリングし、1ミリ秒の精度で動き発現のリアルタイムインジケータを設けた。 Matlabの（Mathworks社、ナティック、MA）を使用してオフラインで解析中に、プラットフォームにおけるアクチュエータのセンサー情報に基づいてプラットフォームの再構築されたモーションプロファイルを正確プラットフォーム運動の開始に合わせていた。 2。被験者 A.座席被験者は、プラットフォームの中心（ 図2）にマウントされた椅子に座っている。被検者の身体がレーシングカーに用いられるように4点式シートベルトで拘束した。シートベルトは、動きプラットフォームのベースに固定した。椅子はPVCキュービック枠に囲まれており、フィールドコイルのサポートを務めた。界磁コイルシステムは、高さが調節可能なだった首題電気ショック療法の目は磁場の中心にあった。 B.ヘッド固定ヘッドはリジッドバー経由立方フレームに取り付けられた個別に成形歯科印象一口ボードを使用して固定化される。真空枕は首の周りに折り畳まれ、椅子に取り付ける弁輪はさらに被写体の固定（ 図1）を確保。また、刺激中スプリアス頭の動きを監視するために、我々は直接一口ボードには2つの3Dセンサー（アナログ·デバイセズ社、ノーウッド、マサチューセッツ州）、角用とリニア加速度のための1つを添付。 3。座標系眼の回転はヘッド固定右手座標系（ 図3）で定義されている。 X軸（ロール）の周り、Z軸（ヨー）、Y軸（ピッチ）約下方に回転及び右方向の回転についての左方向に回転する表示の対象の観点から本システムでPOSITIのように定義されるVE。 X、Y及びZの回転軸に直交する平面はそれぞれ、ロール、ピッチおよびヨー面（ 図3）である。 4。眼球運動の録音両眼の眼球運動は、ロビンソンの振幅検出方法（モデルEMP3020、Skalar医療、デルフト、オランダ）に基づく標準的な25 kHzの2つのフィールドコイルシステムを使用して3D強膜サーチコイル（Skalar、デルフト、オランダ）4で記録した5。コイル信号は、500Hzでのカットオフ周波数を有するアナログローパスフィルタを通過したオンラインでサンプリングされ、Spike2バージョン6を実行する16ビット精度（CEDシステム、ケンブリッジ電子設計で周波数1kHzハードディスクに保存した。 、ケンブリッジ）。 5。サーチコイルキャ実験に先立って、感度と方向およびねじりコイルの非直交性がフィックGI上にコイルを装着することにより、in vitroで確認したmbalシステムは、磁場の中心に置いた。すべての枢機卿軸の周りジンバルシステムを回転させることによって、我々は、実験に使用されるすべてのコイルが2％以内のすべての方向について対称であることを確認した。 生体内では 、両方のコイルの水平方向および垂直方向の信号が個別に連続5秒ごとに5ターゲット（中央のターゲットと右、左10度のターゲット、上下）の一連を固定するために、被写体を指示することにより較正した。キャリブレーションターゲットは186センチメートル距離で半透明のスクリーンに投影された。校正データのポスト実験解析は、感度をもたらし、各サーチコイル用のオフセット値。これらの値は、Matlabの3で記述された分析手順を用いた。 6刺激 A.正弦波刺激 3カルディについて配信プラットフォームは、全身正弦回転（1 Hzで、= 4°）NAL軸：吻側 - 尾または垂直軸（ヨー）、耳軸（ピッチ）と鼻の後頭軸（ロール）、ロールとピッチの間に22.5°のステップでインクリメント中間水平軸について。 正弦波刺激は光と闇の中に配信されていました。光では、被験者は目の高さ（ 図1C左パネル）で、被験者の前に177センチメートルに位置し、連続点灯視標（赤色LED、直径2mm）に執着。ヘッドはリードのラインがベース（下軌道旋律と道外耳を結ぶ仮想線）が地球の水平から6度の範囲内であった）であったように配置された。プラットフォームは、2つの連続した​​刺激間の各間隔の間に静止していたとき、暗闇の中で正弦波刺激の間、視覚的な目標を簡単に（2秒）発表された。刺激中自発的な眼球運動を回避するために、被験者は正弦波の間にスペース、固定ターゲットの架空の場所を固定するように指示されたターゲットの後にアルの刺激は運動開始直前にスイッチを切っていた。我々は、命令の種類は主に暗闇の中で作られた眼球運動を減少させることを検証し、ゲイン（&lt;10％）にわずかな影響を与えた。この変動は、同時にすべてのコンポーネント（水平、垂直とねじれ）が発生しました。 B.インパルス刺激短期間全身インパルスは薄暗い環境で配信されていました。被写体に利用できる唯一の​​目に見える刺激が目の高さの被写体の前に177センチメートルに位置視標だった。各インパルスを6回繰り返し、ランダムな順序で、モーション開始（間隔は2.5と3.5秒の間で変化）のランダムなタイミングで配信されました。インパルスのプロファイルは、加速が徐々に線形減少が続いてインパルスの最初の100ミリ秒の間、100℃秒-2の一定の加速度であった。この刺激は、ベロシティに達する速度で直線的に増加した100ミリ秒後に10°秒-1の性。角速度と直線加速装置によって測定された前庭刺激時の異常な頭の動きは、刺激振幅の4％未満であった。これらの衝動に応答して眼球運動のピーク速度は100倍コイル信号のノイズレベルを超えていた。 7。データ解析コイル信号はフィック角に変換された後、回転ベクトル6,7として表した。ターゲットの固定データから直進我々は直交する一次磁場コイルに対して眼におけるコイルの位置ずれを決定した。信号は、3次元逆回転することによって、このオフセットずれを補正した。また、全くコイル滑りが各運動開始前に対象の固定時に位置出力を検証することにより、実験中に発生しなかったことが確認された。 速度ドメインで3D目の動きを表現するために、我々は、角速度に戻す回転ベクトルデータを変換する。速度を角速度する回転ベクトルの変換の前に、我々は20点のガウス窓（長さ20ミリ）と順方向と逆方向のディジタルフィルタと零相してデータを平滑化。 8。正弦波応答 ゲイン 。各成分のゲインと3D眼球速度ゲインは、水平、垂直及びねじり角速度成分を介してプラットフォーム周波数に等しい周波数で正弦波をフィッティングにより算出した。眼の成分ピーク速度とプラットフォームピーク速度との比として定義される各成分のゲインは、各眼に対して別々に計算した。 Bのずれ。3D眼球速度軸とヘッド速度軸との間のずれをアウら8,9のアプローチを用いて計算した。 2つのベクトルの内積からずれをインとして算出した。眼球速度軸とヘッド速軸の逆数との間に三次元でtantaneous角度。各方位角方向のための3D角速度ゲインとずれが0°（ロール）と90°（ピッチ）方位コンポーネント10のベクトル和から予測ゲインおよびミスと比較した。このベクトル和から、ロールおよびピッチのベロシティ利得が等しい場合、眼球回転軸の方向は、ヘッド回転軸と整列することに、二つの異なる場合、刺激や眼の回転軸との間の最大偏差は、45℃期待されている°方位。 9。インパルス応答各運動方向に6プレゼンテーションの左と右眼用データトレースを別々に分析した。左と右眼値がほぼ同じであったため、左右の眼からのデータはインパルス刺激に応答して眼球速度の利得を決定するために平均した。すべての痕跡があった個別にコンピュータの画面上で検査。対象者は、トレースを手動で破棄されたことを衝動時に点滅やサッカーをしたとき。最初の100ミリ秒の間の角速度成分（N = 5〜6）の移動開始後20ミリ秒（有効ローパスフィルタリングを提供する）の時間ビンにおいて平均速度およびプラットフォーム11,12の関数としてプロットした。

<ol><li>Houben, M. M. J., Goumans, J., Dejongste, A. H., Van der Steen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angular+and+linear+vestibulo-ocular+responses+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Angular and linear vestibulo-ocular responses in humans.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 1039, 68-80 (2005).</li>
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<li>Robinson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Method+of+Measuring+Eye+Movement+Using+a+Scleral+Search+Coil+in+a+Magnetic+Field%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">A Method of Measuring Eye Movement Using a Scleral Search Coil in a Magnetic Field.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 10, 137-145 (1963).</li>
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<li>Seidman, S. H., Leigh, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+human+torsional+vestibulo-ocular+reflex+during+rotation+about+an+earth-vertical+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The human torsional vestibulo-ocular reflex during rotation about an earth-vertical axis.</a> Brain Res. 504, 264-268 (1989).</li>
<li>Tweed, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rotational+kinematics+of+the+human+vestibuloocular+reflex.+I.+Gain+matrices%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Rotational kinematics of the human vestibuloocular reflex. I. Gain matrices.</a> J. Neurophysiol. 72, 2467-2479 (1994).</li>
<li>Tabak, S., Collewijn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+vestibulo-ocular+responses+to+rapid%2C+helmet-driven+head+movements%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Human vestibulo-ocular responses to rapid, helmet-driven head movements.</a> Exp. Brain Res. 102, 367-378 (1994).</li>
<li>Paige, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linear+vestibulo-ocular+reflex+%28LVOR%29+and+modulation+by+vergence%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Otolaryngol.+Suppl%22%5BJournal%5D)">Linear vestibulo-ocular reflex (LVOR) and modulation by vergence.</a> Acta. Otolaryngol. Suppl. 481, 282-286 (1991).</li>
<li>Halmagyi, G. M., Aw, S. T., Cremer, P. D., Curthoys, I. S., Todd, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impulsive+testing+of+individual+semicircular+canal+function%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Impulsive testing of individual semicircular canal function.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 942, 192-200 (2001).</li>
<li>Tabak, S., Collewijn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+human+vestibulo-ocular+reflex+at+high+frequencies+with+a+helmet%2C+driven+by+reactive+torque%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Otolaryngol.+Suppl%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the human vestibulo-ocular reflex at high frequencies with a helmet, driven by reactive torque.</a> Acta. Otolaryngol. Suppl. 520 Pt. 1, 4-8 (1995).</li>
<li>Crawford, J. D., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Axes+of+eye+rotation+and+Listing%27s+law+during+rotations+of+the+head%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Axes of eye rotation and Listing's law during rotations of the head.</a> J. Neurophysiol. 65, 407-423 (1991).</li>
<li>Migliaccio, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+three-dimensional+vestibulo-ocular+reflex+evoked+by+high-acceleration+rotations+in+the+squirrel+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The three-dimensional vestibulo-ocular reflex evoked by high-acceleration rotations in the squirrel monkey.</a> Exp. Brain Res. 159, 433-446 (2004).</li>
</ol>

我々は、開示することは何もありません。

本論文では、正確にはヒトの全身の回転に応じて3D角度VORを測定する方法を説明しています。本方法の利点は、すべての3つの次元で立体角VORの利得とずれに関する定量的な情報を与えることである。メソッドは、基礎研究のために有用であり、垂直方向の運河の問題や病気に理解中枢前庭に問題のある患者の患者をテストするため、潜在的な臨床的価値の例を持っています。デバイスのもう一つの利点は、並進VOR応答1をテストするための機能です。システムの欠点は、測定中1）機器、スペースや人員（現在のマシンは、パイロットの訓練を目的として開発されたもの）と2の面でコストの側面が）不快感があります。正確な眼球運動の記録は、強膜サーチコイル法に基づいています。頭部装着型赤外線カメラシステムに比べスリップ雑音比および非存在下への優れた信号のために、これはまだオンになっている高精度なヒトにおいてVOR応答を測定するためにLY法。の改善スリップフリー赤外線ビデオベースのアイトラッカーシステムがひどく必要とされている。 データは、健常なヒト被験者において3D​​ VOR応答の質は、ゲ...

<table><tbody><tr><td>電動モーションベース MB-E-6DOF/24/1800KG * (旧称 E-CUE 624-1800)</td><td>FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, オランダ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>検出器付き磁場発生装置、モデルEMP3020</td><td>Skalar Medical, オランダ、デルフト</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CED power 1401、Spike2 v6を動作させている</td><td>Cambridge Electronic Design, ケンブリッジ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>電磁探索コイル</td><td>Chronos Vision、ドイツ、ベルリン</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

フリーダムモーションプラットフォーム度6を使用した三次元前庭眼反射テスト

Three Dimensional Vestibular Ocular Reflex Testing Using a Six Degrees of Freedom Motion Platform

前庭器官は、6自由度（6DF）と角度および線形加速度を計測するセンサである。このようなめまい、めまい、動揺、歩行不安定悪心および/または嘔吐などの重篤な均衡の問題にマイルドで前庭器官の結果の完全または部分的な欠陥。注視安定化を定量化するのは良いと頻繁に使用される指標は、課せられた頭の動きに対する代償性眼球運動の大きさとして定義されているゲインです。前庭機能をテストするために、より完全に一つの3D VORは、理想的には等しく反対頭部回転にもヘッド回転軸と同一直線上にある軸の周り（アラインメント振幅（ゲイン）だけではなく代償眼球回転を生成することを実現しています）。異常な前庭機能は、このように3D VOR応答の整列でゲインと変化の変化をもたらす。 ここでは、6DF意欲に全身のローテーションを使用して3D VORを測定するための方法を説明プラットフォーム上。この方法はまた、翻訳VOR応答1をテストできますが、我々は、3D角度VORを測定する方法の議論に自分自身を制限します。また、正弦波とインパルス刺激を角速度に応じて健常者で収集したデータの説明をここに自分自身を制限します。 被験者は直立座って全身小振幅の正弦波と一定の加速度インパルスを受ける。正弦波刺激は（F = 1 Hzで、= 4°）垂直軸の周りと方位で22.5°の増分でロールとピッチの間で変化する水平面内で軸の周りの配信されていました。インパルスはヨー、ロール、ピッチおよび垂直運河面で配信されていました。眼球運動は、強膜サーチコイル法2を用いて測定した。サーチコイル信号は、1kHzの周波数でサンプリングした。 3D VORの入出力比（ゲイン）およびミスアライメント（共直線性）が往復算出したM目コイル信号3。 3D VORのゲインと共同直線性は、刺激軸の向きに依存していた。系統的な偏差を横軸刺激中、特に見出された。光の中で目の回転軸が正しく方位0°と90°の方位角で刺激軸と整列が、徐々に45に向かってますます°の方位角を外れた。 中間軸のずれ系統的な偏差は、トーションための低利得（X軸、ロール軸の回転角）、縦眼球運動（Y軸方向又はピッチ軸の回転角（ 図2参照）が高利得によって説明することができる。中間軸刺激は、個々の眼球回転成分のベクトル和をもとにして代償性反応をもたらすため、X軸とY軸のゲインが異なるため、正味の応答軸がずれるする。 暗闇の中ですべての眼球回転成分の利得が低くていたER値。その最小値は、ピッチ軸刺激とロール軸の刺激のための最大のために到達しました：結果は、暗闇の中でと衝動のためにずれが光よりも異なるピークと谷を持っていたことだった。 症例提示ナイン被験者が実験に参加した。すべての被験者は、彼らのインフォームドコンセントを与えた。実験手順は、エラスムス大学医療センターの医療倫理委員会によって承認され、ヒトを対象とする研究のためのヘルシンキ宣言に付着していた。 六被験者は対照とした。 3人の被験者は、前庭神経鞘腫のために一方的な前庭障害を持っていた。対照被験者の年齢（6人の男性と3人の女性）は22から55歳の範囲であった。コントロールのいずれも、神経学、心臓血管や眼科疾患に起因する視覚や前庭苦情がありませんでした。 schwanno患者の年齢MAは44と64歳（2人の男性と一人の女性）の間で変化した。すべての神経鞘腫の被験者は、医学的監視下にあった、および/またはothorhinolaryngologistとエラスムス大学医療センターの神経外科医から成る学際的なチームによる治療を受けていた。テストした患者はすべて右側前庭神経鞘腫を持っていて、待ち時間を受け、政策（ 表1;科目N1-N3）を見る前庭神経鞘腫と診断された後。彼らの腫瘍は、磁気共鳴イメージングに8-10​​年以上にわたって安定していた。

正弦波刺激光 図4（上部パネル）は、対照群に照らして、水平面内のすべてのテストされた正弦波の刺激のために、水平垂直方向とねじれ角速度成分の平均利得を示しています。垂直方向が90°で最大を持っていたのに対し、ねじれは、0°方位で最大だった。 図5は、光で3D眼球速度ゲインを示しています。 150±0.12（ピッチ）と0.54±0.16（ロール）の間で変化させ得ることができます。測定データは、密接にねじれ及び垂直成分（ 図5の破線）のベクトル和から算出される予測値に対応する。 6被験者に亘って平均刺激と反応軸との間のずれの平均が図6に示されている。刺激と応答軸との間の光ずれで最小ピッチの間（5.25°）と徐々にまでロールに向かって増加した刺激軸の向きは22.5°方位角（最大ずれ：17.33°）に配向され、ロール軸に向かって減少した。各水平刺激角に対するこれらの値は1つがロールとピッチ貢献の線形ベクトル...

方法は、6自由度（6DF）モーションシミュレータを用いて、ヒトにおける三次元前庭眼用反射を（3D VOR）を測定するために記載されている。 3D角度VORの利得とずれが前庭機能の品質の直接測定を提供します。健常者で代表的なデータが提供されています

前庭器官は、6自由度（6DF）で角加速度および線形加速度を測定するセンサーである。...における完全または部分的な欠損は、

この手順の全体的な目的は、前庭疾患を持つ患者の三次元的な前庭機能を測定することです。まず、被験者をモーションプラットフォームに座らせ、シートベルトを締めます。その後、被験者の眼球に強膜サーチコイルを挿入します。前庭眼反射を三次元で測定するため、バキュームピローとバイトボードを使用して被験者を固定します。次に、プラットフォームを作動させます。これにより、三次元すべての方向で前庭系をテストするため、正弦波刺激およびステップ刺激がランダムな順序で提示されます。最終ステップは、眼球コイルデータのオフライン解析を行い、前庭眼反射の大きさ（ゲイン）とアライメントを抽出することです。最終的に、前庭眼反射のゲインとアライメントを用いて、前庭機能の正常か異常かを判別します。この手法により、前庭系を3次元すべてで検査することが可能になります。これは、耳鼻咽喉科クリニックで使用されているシングルアクセス回転椅子などの既存の手法に対する大きな利点です。本手法により、健常者の3次元前庭機能に関する知見が得られます。さらに、本手法は、聴神経腫瘍、前庭神経炎、および多くの内耳疾患などの前庭疾患の研究にも用いられています。本手順のデモンストレーションを行うのは、私の研究グループの博士課程学生であるJoyce DITsとKasper Boer、およびスタッフのJohan Pellです。まず、被験者をモーションプラットフォームの中央に設置された椅子に座らせ、プラットフォームのベースに固定された4点式シートベルトで拘束します。実験中は、Robinsonの振幅検出法に基づく標準的な25 kilohertzの2フィールドコイルシステムを用い、3D強膜サーチコイルを使用して両眼の眼球運動を記録します。これを達成するために、まず被験者の各眼にオキシブタンを数滴点眼して麻酔をかけます。次に、シリコンに埋め込まれた強膜サーチコイルを各眼に挿入します。サーチコイルの挿入後、外耳道と下眼窩縁（またはリース線）を結ぶ仮想線が水平面から6度以内に収まるように、被験者の頭部を配置します。次に、被験者の首の周囲に真空枕を膨らませて固定し、頭部を不動にします。その後、被験者に個別に成形された歯科用インプレッションバイトボードを噛ませます。このバイトボードは剛性バーを介して立方体フレームに取り付けられており、角加速度および線形加速度を通じて不随意な頭部運動を測定するための2つの3Dセンサーが組み込まれています。次にモーションプラットフォームを起動し、動作位置まで上昇させます。被験者に一連のターゲットをそれぞれ5秒間注視するように指示し、両眼の強膜サーチコイルの水平および垂直信号を個別に校正します。その後、あらかじめプログラムされた動作シーケンスを開始します。このモーションプラットフォームは、ここに示されている6つのコンピュータ制御電磁アクチュエータを使用することで、計6自由度の回転および並進刺激を生成することが可能です。動作を定義するには、標準的な右手座標系を使用します。座標系の中心は被験者の両耳の中間に位置し、被験者の視点から定義されます。まず、左方向への回転をZ方向の正の運動と定義します。これはYと呼ばれます。次に、下方向への運動を正の運動およびY方向と定義します。これはピッチとして知られています。最後に、右方向へのワード回転をX方向への正の動きとして定義します。これはロールとして知られています。まず、プラットフォーム背面に取り付けられたレーザービームを使用して、プラットフォームと眼球運動のデータを同期させます。ホームポジションは、後壁に配置され、手順中にモニタリングされる小型フォトセルにレーザーが投影された際に認識され、明暗両方の条件下で正弦波刺激を与えます。明条件下では、被験者に常に177センチメートル前方に配置された点灯し続ける赤色LEDを注視させます。各動作が始まる前に、ライトを2秒間点灯させ、その後消灯します。次に、モーションプラットフォームを介して、主要な3つの軸、すなわち垂直軸（roc coddle）、耳間軸、および鼻後頭軸を中心とした全身回転を行います。主要軸による刺激に加えて、ロールとピッチの間の22.5度刻みのステップで全身回転を行います。その後、LEDを視覚標的として使用し、薄暗い環境でパルス刺激を実施します。これを達成するために、3つの主軸および45度の方向にある中間水平軸のそれぞれに対して、短時間のインパルスを与えます。各インパルスを6回ずつ、ランダムな順序で与えてください。さらに、運動の開始時間を2.5秒から3.5秒の間でランダムに変化させます。刺激中の各新しい動きを分離します。CEDデータ収集システムを用いて、1000 hertzの周波数で眼球運動データを取得します。個々の成分ごとの眼球位置データのサンプルをここに示します。次に、眼球コイル信号の生データを各成分の角速度に変換します。この角速度データを用いて、提示された刺激に対する代償性眼球運動の大きさとして定義されるゲインを算出します。アライメントのずれ（Misalignment）は、眼球速度軸の逆ベクトルと頭部速度軸との間で3次元的に算出される、度数で表される瞬時角です。刺激の関数としてアライメントのずれが生じている例。軸の向きは破線で示されており、ここではゲインの平均結果のグラフを示しています。対照群の水平軸正弦波シミュレーションでは、ねじれ方向の最大値は方位角0度で現れましたが、垂直方向の最大値は方位角-90度と+90度の両方で現れました。水平成分はベースラインの測定値のみを示しています。垂直成分とねじれ成分を組み合わせると、点線で示されている3つのDI速度ゲインの予測値が得られます。実際の値はデータポイントとして示されています。ここに示す通り、6名の被験者で平均した刺激軸と反応軸のずれ（misalignment）である。点線は、実測値と密接に一致する予測値を示している。このずれはピッチ（上下方向）の際に最小となり、ロール（回転方向）に向かって徐々に増加し、方位角22.5度において最大17.33度のずれが生じた。明所と暗所における眼速ゲイン成分を比較したところ、顕著な差が認められました。垂直成分と回旋成分の両方が暗所で有意に低くなっており、その結果、全体的な3D眼速ゲインが低下しました。正弦波シミュレーションにおいて、刺激と応答のズレは明所では予測値に従っていましたが、暗所では予測値と一致しませんでした。これは主に、ゼロではない水平成分の影響によるものです。インパルス刺激は、視覚情報を短時間しか遮断しませんが、暗闇での正弦波刺激と同様に、ゲインとアライメントのずれにおいて定性的に同様の反応を示します。この手法の感度は、片側視床腫瘍などの脳異常を持つ患者を対照群の患者と比較することで実証されます。左側に示されているのは、14 mmの脳腫瘍を持つ患者のゲインおよびアライメント誤差のチャートです。これらのチャートを対照群の患者のものと比較すると、明らかな違いが見て取れます。このビデオを視聴することで、6自由度モーションプラットフォームを用いた前庭機能検査の手順について十分に理解できるはずです。被験体をこのプラットフォームにどのように固定し、探索カールをどのように挿入し、そして得られたデータをどのように解釈するかを理解することが重要です。

three-dimensional-vestibular-ocular-reflex-testing-using-six-degrees

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神経科学

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