Динамические визуальные тесты для выявления и количественной оценки видимых повреждений и ремонт После демиелинизации в неврит зрительного нерва пациентов

Summary

Объект От Motion (ФОМ) и ограниченные во времени стерео протоколов являются чувствительными инструментами для выявления монокуляр и бинокулярного динамические дефицит зрительной функции, которые однозначно пострадавших в оптических пациентов невриты. Кроме того, эти тесты могут быть использованы в качестве количественных неинвазивных инструментов для оценки степени миелинизации вдоль зрительных путей.

Abstract

Для того чтобы проследить оптические пациентов невритов и оценки эффективности их лечения, удобный, точный и количественному инструмент необходим для оценки изменений в миелинизации на центральную нервную систему (ЦНС). Тем не менее, стандартные измерения, в том числе обычных визуальных тестов и МРТ, недостаточно чувствительны для этой цели. Мы представляем два визуальных тестов адресации динамические Монокуляр и бинокулярные функции, которые могут тесно связывают со степенью миелинизации вдоль зрительных путей. К ним относятся объект из движения (ФОМ) добычи и ограниченные во времени стерео протоколов. В тесте OFM, массив точек составить объекта путем перемещения точки в изображении вправо при перемещении точки за пределами изображения влево или наоборот. Точечного растра генерирует замаскированную объект, который не может быть обнаружен, когда точки являются стационарными или перемещение в целом. Важно отметить, что распознавание объекта критически зависит от восприятия движения. В то время с ограниченнымиПротокол стерео, пространственно разрозненные образы представлены в течение ограниченного периода времени, бросая вызов бинокулярное 3-мерное интеграции во времени. Оба теста являются подходящими для клинического использования и обеспечивают простой, но мощный, способ выявления и количественной оценки процессов демиелинизации и ремиелинизации вдоль зрительных путей. Эти протоколы могут быть эффективными для диагностики и следуйте неврит зрительного нерва и больных рассеянным склерозом.

В диагностическом процессе, эти протоколы могут быть выявлены визуальные дефициты, которые не могут быть идентифицированы с помощью текущих стандартных визуальных измерений. Более того, эти протоколы чутко определить основу в настоящее время необъяснимых продолжение визуальных жалоб пациентов следующих восстановление остроты зрения. В продольном следить за курс, протоколы могут быть использованы в качестве чувствительного маркера демиелинизирующих и remyelinating процессов по времени. Таким образом, эти протоколы могут быть использованы для оценки эффективности существующих и новых терапевтических сtrategies, ориентации миелинизации ЦНС.

Introduction

Неврит зрительного нерва в качестве модели для отслеживания дегенерации и восстановление тканей

Рассеянный склероз (РС) является хроническим воспалительным нейродегенеративное заболевание центральной нервной системы (ЦНС) и является ведущей причиной нетравматического неврологической инвалидности у молодых людей в развитых странах. Демиелинизация считается наиболее характерной гистопатологическое особенностью MS. Недавние исследования, однако, показали, что МС также нейродегенеративное заболевание с ранним neuroaxonal повреждения ^1-3.

Неврит (ВКЛ), воспаление зрительного нерва, является симптомом у 20% пациентов с рассеянным склерозом и не менее 50% людей, страдающих от MS опытом работы не менее один эпизод ON в течение своей жизни ^4. В отличие от других местах MS поражений, которые не всегда соотносятся с клиническими проявлениями, демиелинизирующие эпизод зрительного нерва, как правило, приводит к характерным проявлением острой потери зрения. GИвен его сопутствующих заболеваний с МС и ее видных клинических признаков, ПО предлагает уникальную возможность для дегенерации и ремонта отслеживания тканей и их последствий в одной MS поражения.

Потребность в улучшенных методов дегенерации отслеживания тканей и ремонта в естественных условиях

Патологические исследования в MS вовлечь демиелинизацию как основной причины аксонов перерезки и последующей дегенерации аксонов. Ремиелинизацию может предотвратить демиелинизированные аксоны от вырождения; Однако эффективный ремиелинизация может быть ограничена в результате повторных приступов. Таким образом, текущие и развивающиеся нейропротективные и регенеративные терапевтические стратегии в MS направлены, чтобы предотвратить новые атаки и способствовать ремиелинизацию процессы в ЦНС ^5.

Для того чтобы следить за оптические пациентов невритов и оценки эффективности их лечения, прекрасный инструмент для количественной оценки изменений в миелинизации на ЦНС требуется. Тем не менее, подставкаARD измерения, в том числе обычных визуальных тестов и МРТ, недостаточно чувствительны для этой цели. Рутинные визуальные тесты (т.е.. Остроту зрения, контрастная чувствительность, поля зрения и восприятие цвета) может выявить случаи снижения проекции вводом данных зрительных путей, но не чувствительны для выявления отсроченных цены проекционные, что на роль демиелинизированных волокон ^6,7 . T2 гиперинтенсивных поражения, которые являются признаком болезни, в результате остаточного смеси отек, воспаление, демиелинизации, потери аксонов и глиоза и таким образом не может различать демиелинизации и других патологий головного мозга. Кроме того, стандарт МРТ предназначен для выявления качественного ткани контраст. Хотя эти достаточно для идентификации местоположения необычной ткани, они недостаточны для количественной оценки свойств ткани.

Динамические визуальные тесты могут быть использованы в качестве маркеров демиелинизации и ремиелинизации

Мы утверждаем,что динамические зрительные функции являются более подходящими, чем статические функции по выявлению и количественной оценки изменений в проекционных задержками вдоль зрительных путей. В то время как выполнение статических и динамических зрительных функций требуется достаточное количество визуального проектирования ввода, только динамические зрительные функции зависят от ставок проецирования. Зрительный нерв демиелинизация может таким образом влиять динамическими, а не статическими зрительных функций, вовлекая необходимость быстрой передачи визуальной информации, чтобы воспринимать движение.

Мы разработали два поведенческих задач для оценки Монокуляр и бинокулярные зрительные функции, которые могут тесно связывают с проекционных задержками вдоль зрительных путей. К ним относятся объект из движения (ФОМ) добычи и ограниченные во времени стерео протоколов.

В тесте OFM, массив точек составить объекта путем перемещения точки в изображении вправо при перемещении точки за пределами изображения влево или наоборот. Точка годовыхttern генерирует замаскированную объект, который не может быть обнаружен, когда точки являются стационарными или перемещение в целом. Важно отметить, что распознавание объекта зависит от восприятия движения. Использование протокола OFM, мы продемонстрировали устойчивый дефицит в пострадавших глазах пациентов дальше, видно даже через 12 месяцев после неврит зрительного нерва атаки, в то время как стандартные зрительные функции оправился ^8. Кроме того, нарушение производительность была связана с задержкой проводимостью (замедленные P100, отражая демиелинизацию) и улучшение восприятия движения коррелировало с укорочением ставок проводимости (отражающих ремиелинизацию, линейный метод наименьших квадратов регрессии с расчетом коэффициента корреляции F = 27,3; р = 0,0005; R = -0,87) ^9.

В настоящее время представлены протокол ФОМ был обновлен, чтобы соответствовать испытание для клинического использования, в том числе тест укорочения, регулировочный тестовый программное обеспечение для привести к автоматической выходного файла, а также привести к движению Чувствиность оценка.

Для оценки влияния проекционных задержками на бинокулярного зрения, Время ограниченными протокол Стерео был разработан. В этом протоколе, пространственно разрозненные образы представлены в течение ограниченного периода времени, бросая вызов бинокулярное интеграции во времени. Этот тест был разработан, чтобы проверить гипотезу, что в связи с демиелинизации в пораженной нервной, информации от двух глаз достигнет кору в различные моменты времени наносящих ущерба бинокулярное интеграции во времени. Тестирование группу поправилась на пациентов (1-2,5 лет после нападения), мы показали, что в то время как у большинства пациентов было нетронутыми уровень производительности в стандартном статическом стерео задачи; производительность от времени с ограниченными стерео задачи была нарушена в большинстве случаев ^10.

ФОМ и временные ограниченными стерео протоколы обеспечивают простой, но мощный, способ выявления и количественной оценки процессов демиелинизации и ремиелинизации вдоль зрительных путей. Эти протоколы мау быть эффективным для диагностики и наблюдения больных на и MS в экономически эффективным образом с помощью простой в использовании протокола компьютерной основе.

Protocol

Протокол следует руководству Комитета Хадасса Еврейского университета Этика для исследований на людях. Чтобы избежать эффекта близорукости или рефракции на результаты испытаний, протоколы должны выполняться во время пациенты носят свои очки (с поправкой зрением).

Объект От Motion (ФОМ) протокола:

1. Тест Инициирование и инструктирование Субъекты

1. Сиденье субъекту 50 см в передней части экрана компьютера.
2. Откройте программное обеспечение OFM.
3. Поручить предмет, который он будет представлен с движения определяется объектов. Поручить ему ответить как правильно и как можно быстрее, нажав на "А" клавиатуру, а затем устно называя воспринимаемого объекта.
4. После ответа, появится экран с указанием "нажмите пробел". Поручить тему нажать пробел, когда готовый, чтобы определить следующего стимула.
5. Объясните к теме, что стимулы могут появиться при очень трудно-perceivе скорости или в некоторых легче воспринимать те.

2. Обучение Фаза

Введите "обучения OFM" в командной строке. С учетом теперь будут представлены четыре например раздражители. Этот этап проводится при субъекта оба глаза открыты.

3. Этап тестирования

В общем, каждый тест OFM включает в себя 20 раздражители. Все они впервые представлен на самой низкой скорости 4 пикселей / сек. Те, кто не признал будут затем представлены на следующем скорости 5,5 пикселей / сек. Те, кто не признал, будет затем представлен на следующей скорости 7,5 пикселей / сек и так далее, пройдя через 10 пикселей / сек, 13.5 пикселей / сек, 18 пикселей / сек, а до самой быстрой скоростью 24,5 пикселей / сек. Были определены Скорости на основе показателя у = 3 + е ^0.3. Если пять последовательных стимулы в определенной скоростью не были признаны, следующий стимулы будут представлены на следующем быстрее скорости, чтобы избежать разочарования в пациентов. Чтбудет будет укорачиваться длину тест, который обычно длиннее, как признание хуже (что требует прохождения через большее количество скоростей на раздражитель).

1. Один глаз Cover субъекта с повязкой на глазу. Каждый глаз патч может быть адекватным тех пор, пока она обеспечивает полный охват.
2. Введите "объекты OFM" в командной строке.
3. Выберите один стимулы набор (программное обеспечение включает в себя 4 стимулов наборы Каждый набор включает в себя 20 различных объектов Выбор может быть случайным Однако, убедитесь, что вы применяете разные наборы стимулов для каждого из тестируемых глазами;... Применение различных наборов стимулов для последующих моментов времени обучения в случай продольной оценки).
4. , Появится испытания глаз и тестирование Дата быстрое просьбой ввести имя субъекта. Заполните необходимую информацию.
5. Тщательно контролировать этот вопрос и ответить на объекте, пока он / она завершает задачу следующим образом:
   1. Когда появится стимул субъект должен нажать кнопку "A" на сохранить его отдельным файломARD и назвать идентичность представленной стимула.
   2. Нажмите левую кнопку мыши для правильного ответа или правой клавишей мыши на неправильный ответ.
   3. Тема нажимает кнопку «пробел» на клавиатуре для начала следующего стимула.
   4. Эта процедура (шаги 3.5.1-3.1.5.3) продолжается, пока все 20 стимулы в наборе не являются либо признаны или представлены на самой быстрой скорости.
6. Повторите всю процедуру (начиная с шага 3.1) для второго глаза субъекта, используя различный набор стимулов.

Время ограниченными Стерео протокол:

1. Тест Инициирование и инструктирование Субъекты

1. Сиденье субъекту 50 см в передней части экрана компьютера.
2. Откройте программу Stereo.
3. Поручить предмет, который он будет представлен с 3 мерные (3D) форм и придется назвать воспринимаемую форму, как правильно и быстро, как это возможно. Фигуры будет одним из следующих: круг, квадрат, Треугольник или звезда.
4. Объясните субъекта, которые могут появиться стимулы при очень трудно воспринимать условия или на некоторые легче воспринимать те.
5. Поручить тему носить 3D-очки.
6. Выключите молнии номера.

2. Обучение Фаза

Введите "обучения Stereo" в командной строке. Тема будет теперь представлен с 4 повторений каждой формы, представленных на длинной стимулов продолжительности (500 мс) и на простой неравенства (840 сек дуги) условиях. После условии 3D презентации, презентация 2D будет следовать за каждой фигуры. В последнем, будут добавлены линии разметки формы контуров, чтобы убедиться, что предметом воспринимается размеры представленной форме. Субъекты, которые не преуспеть в этом легком состоянии, не будут проверены на следующем этапе.

3 Этап тестирования:. Стереоскопическое восприятие как функция бинокулярного Дисбаланса

Форма 4с будет представлен на 500 мс в 4-х различных условиях несоразмерности: 120, 300, 540 и 840 сек дуги.

1. Введите "Stereo неравенство" в командной строке.
2. Появится запрос с просьбой ввести имя и тестирования дату субъекта. Заполните необходимую информацию.
3. Появляется стимул
4. Тема имена представлены формы. Ответы кодируются экзаменатора в ключевых кнопок 1-4 (т.е.. Нажмите 1, 2, 3, или 4 ключевых кнопок для словесных ответов испытуемого ОАО «круг», «квадрат», «треугольник» или « звезды ", соответственно). В связи с условиями освещения и тот факт, что человек носит очки 3D, он не может кодировать ответов на себя).
5. Тема нажимает любую клавишу для продолжения на следующий раздражитель. Порядок предъявления стимулов является случайным.

4. Этап тестирования

Стереоскопическое восприятие как функцию времени стимул презентации. В 4 формы будут представлены для диспропорциям в 540 и 840 сек дуги либо на 40, 60 или 100 мс длительности.

1. Введите "Stereo Продолжительность" в командной строке.
2. Повторите шаги 3.2-3.5.

Results

Протокол ФОМ

Протокол результатов в текстовом файле, автоматически обобщения ответов субъекта. Исход могут быть проанализированы в двух способов:

Общая оценка: Каждый стимул представленные назначается с весом стимула, а сумма весов всех выявленных раздражителей устанавливается как счет реагирования субъекта. Вес конкретного раздражителя устанавливается на основе скорости стимула, с более высокими весами в низких скоростях. Неизвестные стимулы назначаются с весом нул...

Discussion

Неврит зрительного нерва является demyelinative заболевание зрительного нерва, что вызывает острую потерю зрения. Хотя считается переходный при использовании стандартной проверки визуального ^1, пациенты продолжают воспринимать трудности в выполнении повседневных визуальных задач. Мы утверждаем, что динамические визуальные тесты адекватны для выявления и количественной оценки этих устойчивые дефициты. Это так динамические, но не статические визуальные функции зависят от ставок проекционных, и могут быть более ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Персональный компьютер, включая ноутбуки			Программное обеспечение OFM лучше всего работает на Mac или на ПК с Windows 7 (или выше). Программа Stereo работает на каждом персональном компьютере.
Монитор  Спецификация			Размер: не менее 15 дюймов,  Цвет: не менее 16 бит
Программное обеспечение OFM и Stereo Это	программное обеспечение		Исследователи и врачи, заинтересованные в этом программном обеспечении, могут связаться с нами по адресу: fmri-hadassah.org
Red/Cyan 3D очки (Мы протестировали программное обеспечение Stereo на двух следующих 3D-очках):	Nvidia & Американская бумажная оптика	3D Vision Ultimate Анаглиф 3D очки и Красные/голубые 3D-очки Pro X Style для фильмов и игр на плоских экранах
Производительность на нашей стереозадаче сравнивалась с производительностью на стандартном стерео тесте Randot	Stereo Optical Co.	Рандот SO-002