May 23rd, 2013
방법은 자유의 여섯도 (6DF) 모션 시뮬레이터를 사용하여 인간의 입체 전정 안구 반사 신경을 (3D VOR)를 측정하기 위해 설명되어 있습니다. 3D 각도 VOR의 이득과 어긋남은 전정 기능의 품질을 직접 측정을 제공합니다. 건강한 주제에 대한 대표적인 데이터가 제공됩니다
이 절차의 전반적인 목표는 전정 장애가 있는 환자의 3차원 전정 기능을 결정하는 것입니다. 이것은 먼저 피사체를 모션 플랫폼에 앉히고 안전 벨트를 매는 방식으로 수행됩니다. 공막 검색 코일을 피험자의 눈에 삽입합니다.
전정 안구 반사를 3차원으로 측정하려면 진공 베개와 바이트 보드를 사용하여 피험자를 제지합니다. 다음으로 플랫폼이 활성화됩니다. 그것은 3차원 모두에서 전정계를 테스트하기 위해 무작위 순서로 사인파 및 계단 자극을 전달합니다.
마지막 단계는 전정 안구 반사의 크기와 정렬을 추출하기 위해 아이 코일 데이터의 오프라인 분석입니다. 궁극적으로, 전정 안구 반사의 이득과 정렬은 정상 전정 기능과 비정상적인 전정 기능을 구별하는 데 사용됩니다. 이 기술을 통해 3차원 모두에서 전정계를 테스트할 수 있습니다.
이는 이비인후과 클리닉에서 사용되는 단일 접근 회전 의자와 같은 기존 방법에 비해 주요 이점입니다. 이 방법은 건강한 피험자의 3D 전정 기능에 대한 통찰력을 제공합니다. 또한 이 방법은 소노마 종양, 전정 신경염 및 많은 오류 질환과 같은 전정 질환을 연구하는 데 사용됩니다.
이절차를 시연하는 사람은 박사 과정 학생이자 제 연구 그룹의 Johan Pell 직원인 Joyce DIT Kasper Boer입니다. 이 절차를 시작하려면, 모션 플랫폼의 중앙에 장착된 의자에 피험자를 앉히고 플랫폼 바닥에 고정된 4점식 안전벨트로 피험자를 구속합니다. 실험하는 동안 Robinson의 진폭 감지 방법을 기반으로 표준 25킬로헤르츠 2필드 코일 시스템이 있는 3D 공막 검색 코일을 사용하여 양쪽 눈의 안구 움직임을 기록합니다.
이를 위해 먼저 각 눈에 옥시 부탄 몇 방울을 떨어뜨려 피험자의 눈을 마취합니다. 그런 다음 실리콘에 내장된 공막 검색 코일을 각 눈에 삽입합니다. 탐색 코일이 삽입되면, 피험자의 머리를 위치시켜 miis externa와 하부 안와상 또는 갈대선을 연결하는 가상의 선이 지구로부터 6도 이내에 있도록 한다. 가로.
다음으로, 피험자의 목에 부풀린 진공 베개를 사용하여 피험자의 머리를 움직이지 못하게 합니다. 그런 다음 피험자가 개별적으로 성형된 치과 인상 교합 보드를 물게 합니다. 바이트 보드는 단단한 막대를 통해 입방체 프레임에 부착되며 각도 및 선형 가속을 통해 스퓨리어스 헤드 움직임을 측정하는 두 개의 3D 센서가 포함되어 있습니다.
그런 다음 모션 플랫폼을 활성화하고 작동 위치로 올립니다. 두 공막 검색 코일의 수평 및 수직 신호를 개별적으로 보정하여 피험자에게 각각 5초 동안 일련의 표적에 고정하도록 지시합니다. 그런 다음 사전 프로그래밍된 동작의 시퀀스를 시작합니다.
모션 플랫폼은 여기에 표시된 6개의 컴퓨터 제어 전기 기계 액추에이터를 사용하여 총 6개의 자유도에서 각도 및 평행 이동 자극을 생성할 수 있습니다. 모션을 정의하려면 표준 오른손 좌표계를 사용합니다. 좌표계는 피사체의 귀 사이의 중간 지점의 중앙에 위치하며 피사체의 관점에서 정의됩니다.
먼저 왼쪽 회전을 Z 방향의 양의 동작으로 정의합니다. 이를 Y라고 합니다.다음으로, 하향 운동을 양의 움직임과 Y 방향으로 정의합니다. 이를 음높이라고 합니다.
마지막으로 오른쪽 단어 회전을 X 방향의 양의 동작으로 정의합니다. 이를 롤이라고 합니다. 시작하려면 플랫폼 뒷면에 장착된 레이저 빔을 사용하여 플랫폼과 안구 운동 데이터를 동기화합니다.
홈 위치는 시술 중에 모니터링되는 뒤쪽 벽에 위치한 작은 포토 셀에 레이저가 투사될 때 인식되며, 밝은 환경과 어두운 환경 모두에서 사인파 자극을 전달합니다. 빛 속에서 피험자는 어둠 속에서 항상 177cm 앞에 있는 계속 켜져 있는 빨간색 LED에 시선을 고정하게 합니다. 조명은 2초 동안 켜졌다가 각 동작이 시작되기 전에 꺼집니다.
다음으로, 모션 플랫폼, roc coddle 또는 vertical axis, interoral axis 및 nasal occipital axis를 통해 3개의 기본 AE에 대한 전신 회전을 전달합니다. 기본 축에 대한 자극 외에도 롤과 피치 사이에서 22.5도 간격으로 전신 회전을 전달합니다. 그런 다음 LED를 시각적 대상으로 사용하여 어두운 조명 환경에서 임펄스 자극을 수행합니다.
이를 달성하려면 45도에서 3개의 기본 축과 중간 수평 축 각각에서 짧은 기간 임펄스를 전달합니다. 각 임펄스를 6번 반복하고 임의의 순서로 전달합니다. 또한 2.5초에서 3.5초 사이로 모션 시작을 무작위로 변경합니다.
자극 중 각각의 새로운 움직임을 분리: 1000Hz의 주파수에서 안구 운동 데이터를 획득합니다. CED 데이터 수집 시스템 사용. 각 개별 구성 요소에 대한 샘플 눈 위치 데이터가 여기에 표시됩니다.
그런 다음 아이 코일 신호의 원시 데이터를 각 구성 요소에 대한 각속도로 변환합니다. 각속도 데이터는 이득을 계산하는 데 사용되며, 이는 부과된 자극에 대한 보상적 안구 운동의 크기로 정의됩니다. 오정렬은 눈 속도 축의 역과 머리 속도 축 사이의 3차원으로 계산되는 각도로 표시되는 순간 각도입니다.
자극의 함수로서의 오정렬의 예. 축 방향은 여기에 점선으로 표시되며, 여기에 표시된 것은 이득의 평균 결과에 대한 그래프입니다. 제어 그룹의 수평 축 정현파 시뮬레이션의 경우 비틀림 최대값은 방위각이 0도인 반면 수직 최대값은 방위각이 마이너스 90도와 90도 방위각에 모두 나타났습니다.
수평 구성 요소에는 기준선 측정값만 표시됩니다. 수직 및 비틀림 성분이 결합되면 여기에 표시된 세 가지 DI 속도 이득에 대한 예측 값을 점선으로 얻을 수 있습니다. 실제 값은 데이터 포인트로 표시됩니다.
자극과 반응 축 사이의 오정렬은 여기에서 볼 수 있듯이 6명의 피험자에 대해 평균적으로 나타났습니다. 점선은 실제 값과 밀접하게 일치하는 예측 값을 나타냅니다. 오정렬은 피치 중 가장 작았고 역할로 갈수록 점차 증가하여 22.5도 방위각에서 17.33도의 최대 오정렬을 생성했습니다.
밝은 곳과 어두운 곳에서의 안구 속도 증가 성분을 비교할 때 상당한 차이가 발견되었습니다. 수직 및 비틀림 구성 요소 모두 어둠 속에서 현저히 낮았기 때문에 전체적으로 3D 안구 속도 증가가 낮았습니다. 자극과 반응 사이의 오정렬은 빛에서 정현파 시뮬레이션 동안 예측된 값을 따랐지만 어둠 속에서는 예측된 값과 일치하지 않습니다.
이것은 주로 0이 아닌 수평 구성 요소의 영향 때문입니다. 충동 자극은 시각적 정보의 잠깐의 중단만 일으키지만, 어둠 속의 정현파 자극에 대한 이득 및 부정 정렬에서 질적으로 유사한 반응을 보입니다. 이 방법의 민감도는 편측성 염색체종과 같은 뇌 이상이 있는 환자와 대조군 환자를 비교할 때 입증됩니다.
왼쪽에는 14mm 뇌종양 환자의 이득 및 정렬 불량 차트가 표시됩니다. 이 차트와 대조군 환자의 차트를 비교할 때 명백한 차이점을 볼 수 있습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 6도 모션 플랫폼에서 전정 검사 절차가 어떻게 수행되는지 잘 이해하게 될 것입니다.
이 플랫폼에 피사체가 장착되는 방법, 검색 컬이 삽입되는 방법 및 데이터를 해석하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다.
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이 기사는 6자유도(6DF) 모션 시뮬레이터를 사용하여 인간의 3차원 전정안구반사(3D VOR)를 측정하는 방법을 설명합니다. 이 절차는 3D 각도 VOR의 이득 및 불일치를 통해 전정 기능의 질을 평가하는 것을 목적으로 합니다.
Assessing three-dimensional vestibular function provides critical insights into sensorimotor integration, supporting target validation in neurological and vestibular disorder research. The method enables mechanistic de-risking by quantifying gain and alignment of compensatory eye movements, offering predictive confidence in preclinical models of vestibular dysfunction. This approach supports translational biomarker development by linking functional readouts to underlying neural pathways, informing go/no-go decisions in early discovery pipelines.
The method fits within the discovery continuum from target validation to preclinical evaluation, providing functional vestibular readouts that bridge in vitro findings and in vivo disease modeling.