Method Article

Трехмерные вестибулярного рефлекса Тестирование с помощью шестью степенями свободы движения платформы

DOI:

10.3791/4144

May 23rd, 2013

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Описан метод для измерения трехмерных вестибулоокулярной глазные рефлексы (3D VOR) в организме человека использованием шестью степенями свободы (6DF) движения симулятор. Усиления и смещения углового VOR 3D обеспечивают прямое измерение качества функционирования вестибулярного аппарата. Репрезентативные данные о здоровых субъектов предоставляются

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Вестибулярный орган - это датчик, который измеряет угловые и линейные ускорения с шестью степенями свободы (6DF). Полные или частичные дефекты вестибулярного аппарата приводят к легким или тяжелым нарушениям равновесия, таким как головокружение, осциллопсия, шаткость походки, тошнота и/или рвота. Хорошей и часто используемой мерой для количественной оценки стабилизации взгляда является усиление, которое определяется как величина компенсаторных движений глаз по отношению к наложенным движениям головы. Чтобы более полно проверить вестибулярную функцию, необходимо осознать, что 3D VOR идеально генерирует компенсаторные вращения глаза не только с величиной (усилением), равной и противоположной повороту головы, но и вокруг оси, которая коллинеарна оси вращения головы (выравнивания). Таким образом, аномальная вестибулярная функция приводит к изменениям усиления и выравниванию отклика 3D VOR.

Здесь мы описываем метод измерения 3D VOR с использованием вращения всего тела на платформе движения 6DF. Хотя метод также позволяет тестировать поступательные отклики VOR 1, мы ограничимся обсуждением метода измерения 3D углового VOR. Кроме того, мы ограничимся здесь описанием данных, собранных у здоровых пациентов в ответ на угловую синусоидальную и импульсную стимуляцию.

Испытуемые сидят прямо и получают синусоидальные импульсы малой амплитуды и постоянного ускорения всего тела. Синусоидальные стимулы (f = 1 Гц, A = 4°) подавались вокруг вертикальной оси и вокруг осей в горизонтальной плоскости, изменяющихся от крена до тангажа с шагом 22,5° по азимуту. Импульсы подавались по рысканию, крену и тангажу, а также в плоскостях вертикального канала. Движения глаз измеряли с помощью техники склеральной поисковой катушки 2. Дискретизация сигналов поисковой катушки проводилась с частотой 1 кГц.

Отношение входа-вывода (усиление) и несоосность (колинейность) 3D VOR были рассчитаны по сигналам глазной катушки 3.

Усиление и колинейность 3D VOR зависели от ориентации оси стимула. Систематические отклонения были обнаружены, в частности, при стимуляции горизонтальной оси. На свету ось вращения глаза была правильно выровнена по оси стимула в ориентациях 0° и 90° азимута, но постепенно все больше отклонялась в сторону 45° азимута.

Систематические отклонения в смещении для промежуточных осей можно объяснить низким усилением при кручении (вращение оси X или оси качения) и большим усилением при вертикальных движениях глаз (ось Y или вращение оси тангажа (см. рис. 2). Поскольку стимуляция промежуточной оси приводит к компенсаторному ответу, основанному на векторном суммировании отдельных компонентов вращения глаза, результирующая ось отклика будет отклоняться, поскольку усиление для осей X и Y различно.

В темноте усиление всех компонентов вращения глаз имело меньшие значения. В результате рассогласование в темноте и для импульсов имело иные пики и впадины, чем на свету: его минимальное значение было достигнуто для стимуляции оси тангажа, а максимальное — для стимуляции оси крена.

Презентация кейса

Девять испытуемых участвовали в эксперименте. Все испытуемые дали свое информированное согласие. Экспериментальная процедура была одобрена Комитетом по медицинской этике Медицинского центра Университета Эразма и соответствует Хельсинкской декларации для исследований с участием человека.

Шесть испытуемых служили контрольными. У трех пациентов было одностороннее вестибулярное нарушение из-за вестибулярной шванномы. Возраст участников контрольной группы (шесть мужчин и три самки) варьировал от 22 до 55 лет. Ни у одного из контрольных наблюдателей не было визуальных или вестибулярных жалоб из-за неврологических, сердечно-сосудистых и офтальмологических нарушений.

Возраст пациентов с шванномой варьировался от 44 до 64 лет (двое мужчин и одна женщина). Все пациенты с шванномой находились под медицинским наблюдением и/или получали лечение многопрофильной командой, состоящей из оториноларинголога и нейрохирурга Медицинского центра Университета Эразма. Все протестированные пациенты имели правую сторону вестибулярной шванномы, и им была назначена выжидательная тактика (Таблица 1; субъекты N1-N3) после постановки диагноза вестибулярной шванномы. Их опухоли были стабильны более 8-10 лет на магнитно-резонансной томографии.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. 6DF движения платформы

Вестибулярная стимулы были доставлены с подвижной платформе (см. рисунок 1), способных генерировать угловых и поступательных стимулов в общей сложности шестью степенями свободы (FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, Нидерланды). Платформа перемещается шесть электромеханический привод подключен к персональному компьютеру с выделенным программным управлением. Он генерирует точные движения с шестью степенями свободы. Датчиков, установленных в приводах постоянно контролируется профиля платформы движения. Устройство имеет <0,5 мм точность линейных и <0,05 ° для угловых перемещений. Вибрация во время стимуляции были 0....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Синусоидальная световой стимуляции

Рисунок 4 (верхняя панель) показывает в контрольной группе среднее усиление горизонтальные, вертикальные и кручение угловые компоненты скорости для всех тестируемых синусоидальный стимуляции в горизонтальной плоскости на свету. Кручение была максимальной при 0 ° азимут, в то время как вертикальная было своего максимума в 90 °. На рисунке 5 показана 3D усиления по скорости глаза на свету. Усиление увеличивается варьировала от 0.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта статья описывает метод для точного измерения угловых 3D VOR, реагируя на целые вращений тела в организме человека. Преимущество метода в том, что он дает количественную информацию о усиления и смещения углового VOR 3D во всех трех измерениях. Метод полезен для фундаментальных исследований, а также имеет потенциальное клиническое значение, например, для тестирования пациентов с проблемами канала вертикального или пациентам с неправильно истолкована центральных вестибулярных проблем. Другим преимуществом данн.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Нам нечего раскрывать.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Финансируемый голландской NWO / ZonMw гранты 912-03-037 и 911-02-004.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Электрическая подвижная база MB-E-6DOF/24/1800KG * (ранее E-CUE 624-1800)FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, Нидерланды
Магнитное поле с детектором, модель EMP3020Skalar Medical, Делфт, Нидерланды
CED power 1401, под управлением Spike2 v6Cambridge Electronic Design, Кембриджские
электромагнитные поисковые катушкиChronos Vision, Берлин, Германия

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Houben, M. M. J., Goumans, J., Dejongste, A. H., Van der Steen, J. Angular and linear vestibulo-ocular responses in humans. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1039, 68-80 (2005).
  2. Collewijn, H., Van der Steen, J., Ferman, L., Jansen, T. C. Human ocular....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Vestibular Ocular ReflexSix Degrees of FreedomScleral Search CoilMotion PlatformGain AlignmentSinusoidal StimulationImpulse StimulationEye Movement DataAngular VelocityVestibular Function

Related Articles