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

この手順の全体的な目標は、前庭障害のある患者の三次元前庭機能を決定することです。これは、最初に被験者をモーションプラットフォームに座らせ、シートベルトを固定することによって達成されます。強膜検索コイルを被験者の目に挿入します。

前庭眼反射を立体的に測定するには、真空枕とバイトボードを使用して被験者を拘束します。次に、プラットフォームがアクティブになります。これは、正弦波とステップの刺激をランダムな順序で提供し、3次元すべてで前庭系をテストします。

最後のステップは、前庭眼反射の大きさとアライメントを抽出するためのアイコイルデータのオフライン分析です。最終的に、前庭眼反射のゲインとアライメントは、正常な前庭機能と異常な前庭機能を区別するために使用されます。この技術により、前庭系を3次元すべてでテストできます。

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方法に対する主な利点です。この方法は、健康な被験者の3D前庭機能に関する洞察を提供します。さらに、この方法は、ソノマ腫瘍、前庭神経炎、および多くのエラー疾患などの前庭疾患の研究に使用されます。

その手順を実演するのは、博士課程の学生であり、私の研究グループ内のヨハン・ペルのスタッフであるジョイス・ディッツのカスパー・ボーアです。この手順を開始するには、モーションプラットフォームの中央に取り付けられた椅子に被験者を座らせ、プラットフォームの基部に固定された4点式シートベルトで被験者を拘束します。実験中は、ロビンソンの振幅検出法に基づく標準的な25キロヘルツ2フィールドコイルシステムを備えた3D強膜探索コイルを使用して、両眼の眼球運動を記録します。

これを達成するには、まず、各眼に数滴のオキシブタンを使用して被験者の眼に麻酔をかけます。次に、シリコンに埋め込まれた強膜検索コイルを各目に挿入します。サーチコイルを挿入したら、miis externaと下部眼窩のcanusまたはreedsの線を結ぶ架空の線が地球から6度以内になるように、被験者の頭を配置します。水平な。

次に、被験者の首の周りに膨らませた真空枕を使用して、被験者の頭を固定します。次に、個別に成形された歯科印象噛み板で被験者を噛みしめてもらいます。バイトボードは、剛性の高いバーを介して立方体のフレームに取り付けられており、角加速度と線形加速度を介してスプリアスヘッドの動きを測定するための2つの3Dセンサーが含まれています。

次に、モーションプラットフォームをアクティブにして、操作位置まで上げます。被験者に一連のターゲットにそれぞれ5秒間固定するように指示することにより、両方の強膜検索コイルの水平信号と垂直信号を個別にキャリブレーションします。次に、事前にプログラムされた一連のモーションを開始します。

モーションプラットフォームは、ここに示す6つのコンピュータ制御の電気機械式アクチュエータを使用して、合計6自由度で角度および並進刺激を生成することができます。モーションを定義するには、標準の右手座標系を使用します。座標系は、被験者の耳の中間点を中心とし、被験者の視点から定義されます。

まず、左向きの回転をZ方向の正の動きとして定義します。これはY.Nextとして知られており、下向きの動きを正の動きとY方向として定義します。これはピッチと呼ばれます。

最後に、正しい単語の回転をX方向の正の動きとして定義します。これはロールと呼ばれます。まず、プラットフォームの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視線運動のデータを同期します。

ホームポジションは、レーザーが後壁にある小さなフォトセルに投影されると認識され、処置中に監視され、明るい設定と暗い設定の両方で正弦波刺激を照射します。光の中で、暗闇の中で常に前方177センチメートルにある連続点灯する赤いLEDに被験者に目を固定してもらいます。ライトは 2 秒間点灯し、各動作が始まる前に消灯します。

次に、モーションプラットフォーム、ロックコドルまたは垂直軸、口間軸、および鼻後頭軸を介して、3つの基本的なAEを中心に全身を回転させます。基軸周りの刺激に加え、ロールとピッチを22.5度刻みで全身を回転させます。次に、LEDを視覚的なターゲットとして使用して、薄暗い環境でインパルス刺激を行います。

これを実現するには、3 つの基本軸と中間水平軸のそれぞれに 45 度の短時間インパルスを送ります。各インパルスを6回繰り返し、ランダムな順序で伝えます。さらに、モーションの開始を2.5秒から3.5秒の間でランダムに変化させます。

刺激中の新しい動きをそれぞれ分離する 1000ヘルツの周波数で眼球運動データを取得します。CEDデータ収集システムを使用。ここでは、個々のコンポーネントごとにサンプルの視線位置データを示します。

次に、アイコイル信号の生データを各コンポーネントの角速度に変換します。角速度データは、課せられた刺激に対する代償眼球運動の大きさとして定義されるゲインの計算に使用されます。ミスアライメントは、視速軸と頭速度軸の逆数の間の3次元で計算される度数で表される瞬間的な角度です。

刺激の関数としてのミスアライメントの例。軸の向きは、ゲインの平均結果のグラフである破線で示されています。対照群の水平軸正弦波シミュレーションでは、ねじり極大値は方位角 0 度に現れましたが、垂直極大値はマイナス 90 度とプラス 90 度の方位角の両方で現れました。

水平コンポーネントは、ベースライン測定値のみを示します。鉛直成分とねじり成分を組み合わせると、ここに示した 3 つの DI 速度ゲインの予測値が点線で示されます。実際の値はデータ ポイントとして表示されます。

刺激軸と反応軸の間のずれは、ここに示すように6人の被験者で平均されました。点線は、実際の値に密接に対応する予測値を表します。ミスアライメントはピッチ中に最も小さく、役割に向かって徐々に増加し、方位角22.5度で最大17.33度のミスアライメントを生み出しました。

光と暗闇での眼球速度増加成分を比較すると、大きな違いが見られました。垂直方向の成分とねじりの成分はどちらも暗闇で大幅に低かったため、全体的に3D目の速度向上が小さくなりました。刺激と反応の間のミスアライメントは、光の正弦波シミュレーション中に予測値に従いましたが、暗闇では予測値と一致しません。

これは主に、ゼロ以外の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の短時間の混乱を引き起こすだけですが、ゲインとミスアライメントの反応は暗闇での正弦波刺激と質的には似ています。この方法の感度は、片側性ソノーマなどの脳異常のある患者を対照患者と比較するときに実証されます。

左側に示されているのは、14ミリメートルの脳腫瘍の患者のゲインチャートとミスアライメントチャートです。これらのチャートを対照患者のチャートと比較すると、明らかな違いが見られます。このビデオを見た後、6度のモーションプラットフォームでの前庭試験手順がどのように実行されるかをよく理解しているはずです。

このプラットフォームに被写体がどのようにマウントされるか、検索カールがどのように挿入されるか、および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。