Testowanie wszystkich sześciu kanałów półkolistych za pomocą systemów do testowania impulsów głowicy wideo
18 kwietnia 2019
Ten protokół opisuje, jak poprawnie przeprowadzić test impulsowy głowicy wideo za pomocą dwóch oddzielnych systemów testowych, powszechnie używanych na całym świecie. Opisano zarówno metody badania impulsów głowicy wideo 2D, jak i 3D.
Protokół ten pomaga klinicystom zoptymalizować testowanie impulsów głowicy wideo poprzez wizualizację różnych technik oraz wskazywanie potencjalnych pułapek i artefaktów. Techniki zademonstrowane w tym filmie umożliwiają innym klinicystom przeprowadzenie wideobadania impulsów głowy we wszystkich sześciu kanałach półkolistych. Uczestnikiem tego filmu jest Emil Riis Abrahamsen, współautor i lekarz.
Systemy vHIT użyte do demonstracji w tym filmie obejmują system EyeSeeCam, który będzie określany jako system vHIT A, oraz system ICS Impulse, który będzie określany jako system vHIT B w tym filmie. Zacznij od odprowadzenia uczestnika do dobrze oświetlonej sali projekcyjnej i zamontuj gogle Frenzel do wideo. Wykonaj badanie dużych ruchów gałek ocznych, prosząc uczestnika o przesunięcie oczu w płaszczyźnie pionowej i poziomej do zewnętrznej krawędzi oczodołów, aby upewnić się, że nie ma porażenia mięśni oka.
Zwróć uwagę na obszar otaczający oczy i stosuj odpowiednie środki ostrożności, jeśli uczestnik ma jedną lub dwie opadające powieki. Oceń rzęsy, aby upewnić się, że długość nie jest zbyt długa, aby mogły zagrozić śledzeniu źrenic podczas testu. Następnie posadź uczestnika na nieobrotowym, solidnym krześle w odległości od jednego do 1,5 metra od kropki fiksacyjnej umieszczonej na ścianie w celu testowania impulsów głowy wideo lub vHIT, w zależności od rodzaju używanego systemu vHIT.
Zwróć uwagę, że alternatywnie umieść kilka kropek w pionowej linii na różnych wysokościach. Dostosuj wysokość krzesła tak, aby oczy uczestnika były zrównane z kropką fiksacji. Następnie zaopatrz się w gogle i dopasuj je do głowy uczestnika.
Mocno zaciśnij pasek, aby gogle nie przesuwały się podczas stosowania impulsów głowy. Upewnij się, że oczy są szeroko otwarte, a powieki w pozycji, w której nie przeszkadzają w wykrywaniu źrenicy. W przypadku systemu vHIT B umieść obszar zainteresowania wokół źrenicy i wybierz opcję Auto-Threshold (Automatyczny próg) na laptopie.
Na koniec oceń śledzenie ucznia, prosząc uczestnika o wykonywanie krótkich, poziomych ruchów głowy przed rozpoczęciem testu. Aby skalibrować system vHIT B, najpierw włącz lasery. Następnie poproś uczestnika, aby poruszył głową, aby ustawić lewą i prawą kropkę lasera po obu stronach kropki fiksacji w równej odległości.
Powiedz uczestnikowi, aby trzymał głowę w tej pozycji i poproś, aby podążał za widzialną kropką wiązki laserowej, poruszając tylko oczami. Sprawdź kalibrację, prosząc uczestnika o wpatrywanie się w kropkę fiksacji. Przesuń głowę na boki o około 10 stopni.
Na koniec sprawdź, czy prędkości oka i głowy są zgodne. Kalibracja dla systemu vHIT A składa się z dwóch oddzielnych kalibracji, jeśli planowane jest zarówno badanie poziome, jak i pionowe. Przed rozpoczęciem testów vHIT należy pamiętać, że impulsy głowy muszą być dostarczane nagle, szybko i nieprzewidywalnie.
Następnie, aby wykonać badanie poziome sześciu kanałów półkolistych (SCC), połóż dłonie na szczęce lub na czubku głowy. Przez cały czas trwania testu proś uczestnika, aby zaciskał zęby, gdy stosowane są impulsy głowy, aby zmniejszyć ruch szczęki. Następnie obróć głowę uczestnika o 30 stopni do przodu w płaszczyźnie skoku, aby ustawić poziome SCC całkowicie poziomo i dostarczyć od 10 do 20 impulsów głowy na każdą stronę.
Aby wykonać pionowy test SCC, umieść dominującą rękę na czubku głowy uczestnika i skieruj palce w kierunku przedniego SCC, który ma być testowany. Połóż niedominującą rękę na brodzie. Następnie użyj metody testowej 2D vHIT z systemem B, obracając krzesło o 45 stopni w dowolną stronę.
Obróć solidne krzesło o 45 stopni w lewo i poproś uczestnika, aby spojrzał na kropkę fiksacji. Następnie, w celu przeprowadzenia przedniego badania SCC, obróć głowę uczestnika do przodu w płaszczyźnie nachylenia prostopadłej do ściany. Następnie, w przypadku tylnego testu SCC, obróć głowę uczestnika do tyłu w płaszczyźnie nachylenia prostopadłej do ściany.
Podsumowując, obróć głowę uczestnika do przodu w płaszczyźnie skoku prostopadłej do ściany w przypadku przedniego testu SCC, a następnie do tyłu w płaszczyźnie nachylenia prostopadłej do ściany w przypadku tylnego testu SCC. Użyj metody testowej 3D vHIT do badania z systemem A, najpierw ustawiając uczestnika przed ścianą w żądanej odległości. Poproś pacjenta, aby pozostał w tej pozycji przez cały czas trwania badania.
W przypadku prawego przedniego SCC obróć głowę do przodu i 45 stopni na prawo od płaszczyzny strzałkowej. W przypadku lewego tylnego SCC obróć głowę do tyłu i 45 stopni na lewo od płaszczyzny strzałkowej. Pamiętaj, że impulsy głowy muszą być szybkie, nagłe, nieprzewidywalne, z dużym przyspieszeniem i niską amplitudą.
Na koniec, po zakończeniu testu vHIT, oceń i zinterpretuj raport z testu, który zawiera graficzne przedstawienie 2D impulsu głowy za pomocą czasu oraz prędkości głowy i oka, a także obliczenie średniej wartości wzmocnienia. Wyniki wskazują na normalne wyniki dla bocznych SCC, takie że krzywe zarówno dla prędkości głowy, jak i oczu są zgodne. Wszystkie średnie wartości wzmocnienia mieszczą się w normalnym zakresie i nie ma patologicznych sakkad w obu systemach vHIT.
Raporty systemu B vHIT, pokazane na górze, oraz raporty systemu A vHIT, pokazane na dole. Normalne wyniki wykazano również dla wszystkich sześciu SCC po testach vHIT systemu A i testach vHIT systemu B. Aby stwierdzić, że funkcja przedsionkowa jest zmniejszona, musi występować niska średnia wartość wzmocnienia i patologiczne sakkady.
Po pełnym przetestowaniu wszystkich sześciu SCC z systemem vHIT A, po zatrzymaniu ruchu głowy widoczne są jawne sakkady. Ukryte sakkady są widoczne podczas ruchu głowy, a czasami obserwuje się mieszaninę obu. Należy zauważyć, że niskie średnie wartości wzmocnienia towarzyszą wykresom przedstawiającym patologiczne sakkady.
Ponadto, po pełnym przetestowaniu wszystkich sześciu SCC z systemem vHIT B, ponownie po zatrzymaniu ruchu głowy widoczne są jawne sakkady. Ukryte sakkady są widoczne podczas ruchu głowy, a czasami obserwuje się mieszaninę obu. W przypadku jawnych i/lub ukrytych sakkad towarzyszące im średnie wartości wzmocnienia również muszą być zbyt niskie, aby test mógł być interpretowany jako naprawdę patologiczny.
W celu pełnego zbadania wszystkich 10 narządów przedsionkowych, po zakończeniu testu vHIT można dodać potencjały miogenne wywołane przedsionkowo. Impulsy głowy muszą być szybkie, nagłe, nieprzewidywalne, z dużym przyspieszeniem i niską amplitudą. Należy wziąć pod uwagę potencjalne pułapki.
Protokół ten zapewnia lepsze zrozumienie i bardziej precyzyjną diagnozę chorób ucha wewnętrznego, ułatwiając ukierunkowane opcje leczenia. Nie wykonuj tego testu, jeśli uczestnik ma jakiekolwiek problemy z szyją.
Przegląd
Ten protokół opisuje test impulsowy głowy wideo (vHIT) przy użyciu dwóch systemów, EyeSeeCam i ICS Impulse. Celem jest optymalizacja technik badawczych i wskazanie potencjalnych pułapek.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Funkcja przedsionkowa
- Testy kliniczne
Tło
- Test impulsowy głowy wideo ocenia funkcję przedsionkową.
- Dwa systemy są powszechnie używane: 2D i 3D vHIT.
- Właściwa technika jest kluczowa dla dokładnych wyników.
- Potencjalne artefakty mogą wpływać na wyniki testu.
Cel badania
- Zademonstrować techniki skutecznego vHIT.
- Zidentyfikować typowe pułapki w procesie testowania.
- Zapewnienie dokładnej oceny wszystkich sześciu kanałów półkolistych.
Stosowane metody
- Kalibracja systemów vHIT przed testem.
- Wykonanie impulsów głowy dla kanałów półkolistych poziomych i pionowych.
- Użycie gogli do śledzenia oczu podczas testów.
- Ocena wyników testu dla normalnych i patologicznych stwierdzeń.
Główne wyniki
- Normalne wyniki wskazane przez pasujące krzywe prędkości głowy i oczu.
- Patologiczne sakkady zidentyfikowane z niskimi wartościami średniego wzmocnienia.
- Wyniki spójne w obu systemach vHIT.
- Skuteczne techniki zademonstrowane dla wszystkich sześciu kanałów półkolistych.
Wnioski
- Dokładny vHIT wymaga właściwej techniki i kalibracji.
- Niskie wartości średniego wzmocnienia i sakkady wskazują na dysfunkcję przedsionkową.
- Obie systemy vHIT zapewniają niezawodne oceny, gdy są używane poprawnie.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Accurate assessment of vestibular function is critical for identifying neurological targets in drug discovery programs targeting balance disorders, vertigo, and neurodegenerative conditions. The video head impulse test (vHIT) provides objective, high-frequency domain evaluation of all six semicircular canals, enabling mechanistic de-risking of vestibular targets. This supports predictive confidence in target validation by linking functional readouts to pharmacological modulation in preclinical models.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of vestibular hypotheses by quantifying semicircular canal function across all six canals.
- Operational Value: Provides rapid (5-10 min), minimally invasive functional readout suitable for iterative target screening.
- Predictive Value: High positive predictive value and near-perfect specificity support reliable target engagement assessment.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Standardized protocols for EyeSeeCam and ICS Impulse systems ensure reproducible vestibular function measurements.
- Quantitative Output: Generates mean gain values and saccade detection for quantitative comparison across experimental conditions.
- Scalability: Lightweight goggle-based systems facilitate adaptation to high-throughput screening environments.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Directly assesses vestibular organ function, aligning with models of inner ear disease and brainstem pathways.
- Translational Continuity: Enables consistent vestibular phenotyping from discovery through preclinical validation.
- Risk-Adjusted Decisions: Pathological saccades and low gain values provide clear thresholds for go/no-go decisions in target advancement.
Pipeline & Workflow Integration
Positioned at the discovery biology stage, vHIT supports hypothesis testing and pathway clarification for vestibular targets, with quantitative outputs enabling comparison across screening campaigns and preclinical models.
- Discovery Biology: Supports vestibular hypothesis testing by delivering objective, canal-specific functional data.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative vestibular function metrics essential for assay standardization.
- Analytics: Mean gain values and saccade analysis provide statistical outputs for cross-condition comparison and target ranking.
- Translational Research: Connects vestibular function assays to preclinical continuity through conserved measurement paradigms.
- Enterprise Reuse: Protocol-driven execution enables cross-lab standardization and reuse across vestibular discovery programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in vestibular target validation through direct functional assessment.
- Operational Value: Standardized procedures minimize variability and ensure reproducibility across sites and systems.
- Strategic Value: Enables earlier identification of off-target vestibular effects, improving capital efficiency in lead optimization.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by identifying vestibular liabilities early in the discovery cascade.
Implementation Considerations
- Requires expertise in vestibular physiology and oculomotor assessment to avoid misinterpretation of artifacts.
- Dependent on video-based eye tracking systems with precise pupil detection and head movement tracking.
- Necessitates cross-team standardization of head impulse delivery and fixation protocols to minimize noise.
- Must account for individual anatomical variations in canal alignment when applying rotational vectors.
- Limited to high-frequency vestibular function; does not assess low-frequency otolith function without complementary testing.
