Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Трехмерные вестибулярного рефлекса Тестирование с помощью шестью степенями свободы движения платформы

Published: May 23, 2013 doi: 10.3791/4144

Summary

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

Protocol

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 0,02 °. Резонансная частота устройства составляла> 75 Гц. Профиль платформы движения была реконструирована от датчика информации в исполнительные элементы обратной динамики и отправляться на компьютер сбора данных. Для синхронизации платформы и данные движения глаз, лазерный луч был установлен на задней стороне плаTForm и проецируется на небольшой фотоэлемент (1 мм, время реакции 10 мкс). Выходное напряжение фотоэлемента отбирали со скоростью 1 кГц вместе с данными движения глаз и при условии, реальный показатель времени начала движения с точностью 1 мс. В автономном анализа с использованием Matlab (Mathworks, Natick, MA), реконструированный профиль движения платформы на основе информации датчика приводов в платформу точно выровнены с началом вращения платформы.

2. Тематика

А. Гостиный

Объекты сидя на стуле установлен в центре платформы (рис. 2). Тела субъекта был сдержан с четырех пунктов ремней безопасности, используемый в гоночных автомобилях. Ремни были прикреплены к основанию движение платформы. Кафедра была окружена ПВХ кубических рамы и служила опорой для катушек. Система поля катушки регулируется по высоте, так что Subjглаза т.д. были в центре магнитного поля.

B. Глава фиксации

Глава иммобилизуется использованием индивидуально изготовленные Дентал-впечатление укуса доска, которая была прикреплена к кубическим корпусом через жесткий стержень. Вакуумные подушки сложены вокруг шеи и кольца при кафедре дальнейшем обеспечена фиксация субъекта (рис. 1). Кроме того, для контроля ложных движений головы во время стимуляции, мы прикрепили два 3D-сенсоры (Analog Devices Inc, Норвуд, Массачусетс) непосредственно на укус доске, по одному для угловых и один для линейных ускорений.

3. Система координат

Глаз вращения определяются в лобовом фиксированной правой системы координат (рис. 3). В этой системе с точки зрения субъекта смотреть влево вращение вокруг Z-оси (рыскания), вниз вращения вокруг оси Y. (шаг) и вправо вращение вокруг оси Х (рулон) определяются как Positiве. Плоскостях, перпендикулярных к X, Y и Z осей вращения, соответственно, крена, тангажа и рыскания плоскости (рис. 3).

4. Записи движений глаз

Движения глаз обоих глаз были записаны с 3D склеральное катушки поиска (Skalar, Делфт, Нидерланды) 4 с помощью стандартного 25 кГц две катушки системы, основанной на амплитудный метод обнаружения Робинсон (модель EMP3020, Skalar медицинский, Делфт, Нидерланды) 5. Катушка сигналы прошли через аналоговый фильтр нижних частот с частотой среза 500 Гц и пробовал он-лайн и хранится на жесткий диск с частотой 1 кГц и 16-битной точностью (CED система работает Spike2 V6, Cambridge Electronic Design , Кембридж).

5. Калибровка поисковой катушки

До экспериментов, чувствительность и неортогональности направлении и кручение катушки была проверена в лабораторных условиях путем установки катушки на Фик Г.И.MBAL системы, помещенной в центре магнитного поля. При вращении карданный система по всем кардинальным оси мы убедились, что все катушки, используемые в экспериментах были симметричны по всем направлениям в пределах 2%.

В естественных условиях, горизонтальные и вертикальные сигналы обеих катушек были индивидуально калиброванные, инструктируя подлежат последовательно зафиксировать серию из пяти мишеней (центральная цель и цели на 10 градусов влево, вправо, вверх и вниз) в течение пяти секунд каждый. Калибровка цели были проецируется на полупрозрачный экран на расстоянии 186 см. Сообщение эксперимента анализ данных калибровки в результате чувствительности и смещения значений для каждой катушки поиска. Эти значения были затем использованы при анализе процедуры, написанные на Matlab 3.

6 Стимуляция

А. Синусоидальная стимуляции

Платформа поставляется всего тела синусоидального вращения (1 Гц, = 4 °) относительно трех сердечноНАЛ осей: ростральной-каудальной или вертикальной оси (рыскания), межушной оси (шаг) и носовая-затылочной оси (крен), а также о промежуточных горизонтальных осей увеличивается с шагом 22,5 ° между крена и тангажа.

Синусоидальная стимулы были поставлены в свет и тьма. В свете, предметы фиксироваться на непрерывно освещенной визуального цели (красный светодиод, 2 мм в диаметре) расположен 177 см от предмета на уровне глаз (рис. 1C левая панель). Голова была расположена так, что линия Рейда было основание (мнимой линии, соединяющей наружный слуховой проход с нижней орбитальной Cantus) была в пределах 6 градусов от земли горизонтально). Во синусоидальной стимуляции в темноте, визуальный цель была кратко представлена ​​(2 секунды), когда платформа была стационарная в течение каждого интервала между двумя последовательными стимулами. Чтобы избежать спонтанных движений глаз во время стимуляции, субъекты были проинструктированы для фиксации расположения мнимых пространства фиксированной мишенью во время синусоидедр. стимуляции после того как цель была выключена непосредственно перед началом движения. Мы проверили, что тип команды основном сократили движений глаз, сделанные в темноте, и имела лишь небольшое влияние на усиление (<10%). Эта изменчивость происходит во всех компонентах (горизонтальные, вертикальные и кручение) одновременно.

B. Импульс стимуляции

Короткие импульсы длительностью целого тела были доставлены в условиях недостаточной освещенности. Единственным видимым стимулом имеющейся у субъекта была визуальной мишени, расположенной в 177 см от предмета на уровне глаз. Каждый импульс повторяется шесть раз и доставлены в случайном порядке и со случайными времени начала движения (интервалы варьировать между 2,5 и 3,5 сек). Профиль импульсов был постоянным ускорением 100 ° сек -2 течение первых 100 мс импульса, с последующим постепенным линейное уменьшение ускорения. Этот стимул привел к линейному увеличению скорости достижения скоростейность 10 ° с -1 через 100 мс. Аберрантный движения головы во время стимуляции вестибулярного измеряется угловой скорости и линейные ускорения устройства были меньше, чем 4% от амплитуды стимула. Пик скорости движения глаз в ответ на эти импульсы в 100 раз выше уровень шума катушки сигналов.

7. Анализ данных

Катушка сигналы были преобразованы в углах Фик, а затем выражается как векторы вращения 6,7. От фиксации данных для этой прямой мы определили смещение катушки в глаза относительно ортогональных первичного магнитного поля катушки. Сигналы были исправлены для этого радиального смещения по трехмерным счетчик вращения. Было также подтверждено, что нет виток проскальзывания не произошло в ходе эксперимента путем проверки позиции вывода во время фиксации целевого перед каждым движением начала.

Чтобы выразить 3D движения глаз по скорости домена,мы преобразовали данные вектора вращения обратно в угловую скорость. До преобразования вращения вектора угловой скорости, сглаживается данных нулевой фазе с прямым и обратным цифровой фильтр с 20-точечное гауссово окно (длиной 20 мс).

8. Синусоидальная Ответы

Gain. Коэффициент усиления каждого компонента и 3D усиления скорости глаз был рассчитан путем установки синусоиды с частотой, равной частоте платформы через горизонтальные, вертикальные и кручение угловые компоненты скорости. Коэффициент усиления для каждого компонента определяется как отношение между глазом компонент пиковой скорости и скорости платформы пик рассчитывается отдельно для каждого глаза.

B смещения. Рассогласования между 3D скорость оси глаз и оси скоростной напор был рассчитан с использованием подхода Aw и коллег 8,9. От скалярного произведения двух векторов смещения рассчитывается как модулиtantaneous углом в трех измерениях между обратная скорость оси глаз и оси скоростного напора. 3D углового коэффициента усиления скорости и смещения для каждой азимутальной ориентации сравнивали с коэффициентом усиления и смещения предсказанный вектор с суммированием 0 ° (рулон) и 90 ° (шаг) азимутальный компонент 10. Из этого вектора суммирование следует, что при скорости усиления для крена и тангажа равны, ориентации оси вращения глаз совпадала с осью вращения головы, когда две разные, максимальное отклонение между стимулом и ось вращения глаз ожидается на 45 ° азимуту.

9. Импульсных характеристик

Левый и правый глаз данные следы шести презентаций для каждого направления движения были проанализированы отдельно. Потому что левый и правый глаз значения были почти идентичны, данные из левого и правого глаза были усреднены, чтобы определить прирост скорости глаз в ответ на импульс стимуляции. Все следы былииндивидуально проверены на экране компьютера. Если объект сделан мигать или саккады во время импульса, который был вручную следа отбрасываются. Угловое компоненты скорости (N = 5 и 6) в течение первых 100 мс после начала движения были усреднены во времени бункеров 20 мс (при условии эффективной фильтрации нижних частот) и на графике как функцию скорости платформы 11,12.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

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 0,99 ± 0,12 (шаг) и 0,54 ± 0,16 (рулон). Измеренные данные близко соответствуют предсказанных значений вычисляется из векторной суммы кручение и вертикальных составляющих (пунктирная линия на фиг.5).

Среднее смещение между стимулом и реакцией оси усредненные по шести предметам показано на рисунке 6. В свете смещения между стимулом и реакцией оси не было наименьшим (5,25 °) в течение шага и постепенно увеличивается, пока к рулонориентации стимул ось была ориентирована под углом 22,5 ° азимут (максимальное смещение: 17,33 °) и уменьшение в направлении оси валка. Эти значения для каждого горизонтального угла стимул точно соответствуют тому, что можно было бы предсказать с линейного суммирования вектора крена и тангажа взносов (пунктирная линия на рисунке 6).

Синусоидальная темноте стимуляции

В темное время максимальное усиление вертикальной и торсионной компоненты были значительно ниже (т-тест P <0,001), чем на свету (вертикальная: 0,72 ± 0,19 кручения: 0,37 ± 0,09) (рис. 7). Кроме того, 3D усиления по скорости глазом было значительно выше (Т-тест Р <0,001) ниже, чем на свету (рис. 8). Усиление было несколько выше, чем прогнозировалось от вертикальной и кручение компонентов одни (пунктирная линия на рисунке 8). В темноте смещение было минимальным при 90 ° (шаг) и постепенно увеличивается до пикавокруг оси 0 ° (рулон). В связи с наличием небольшой горизонтальной компоненты, структуры смещение в темноте, не соответствует тому, что можно было бы предсказать от линейного суммирования вектора только крена и тангажа компонентов (см. рисунок 9).

Импульс стимуляции

Всего импульсы тела относительно оси интерауральной (шаг) в результате усиления вблизи единства вверх головой и выручить около 0,8 для головы импульсами. Различия были значимыми (Р <0,05).

Горизонтальные, вертикальные и крутильные усиления компонентов во время импульса стимуляции показаны на рисунке 10. Максимальный коэффициент усиления означает для вертикальной составляющей один был 0,85 за шагом (90 ° азимут). Максимальный коэффициент усиления для кручения составила 0,42 для рулонной (азимут 0 °). Векторные усиления показан на рисунке 11. 3D усиления по скорости глаз колебалась от 1,04 ± 0,18 для шага до 0,52 ± 0,16 для рулона. Перекос колебалась от 28,2 & DEG; ± 0,18 для рулонных, в 11,53 ± 0,51 ° по тангажу.

В заключение, хотя импульсная стимуляция вызывает лишь очень кратко (100 мс) нарушение визуальной информации, усиления и смещения движений глаз имеют качественно аналогичная картина, как в ответ на стимуляцию синусоидальной в темноте. В обоих случаях крупнейший 3D рассогласования между осью головы и глаз вращение происходит во время переклички стимуляции.

Пациенты

3D VOR в неоперированных больных

Фиг.13 показывает расположение и размер опухоли на МРТ для трех неоперированных пациентов (см. также таблицу 1 в методическом разделе). Опухоль была во всех трех случаях на правостороннее. Субъективные жалобы на головокружение этих трех субъектов разнообразны. Тема N1 были внутри знойный опухоли с наименьшим размером. Он представил себя с односторонним АЭМКольцо проблем и жалоб, связанных с головокружением. Субъекты N2 и N3 сделал доклад жалоб головокружения, хотя ни были полные задачи дезориентации или вегетативным проблемам.

14 показана следы положения глаз для трех неоперированных субъектов в ответ на стимуляцию синусоидальный вокруг горизонтальной оси 45 ° азимуту. В идеале, это стимул вызывает только сочетание вертикальных и крутильных движений глаз компонентов и не горизонтальные движения глаз. Во время стимуляции в свет появилось несколько признаков горизонтального дрейфа глазного в субъектах N1 и N2, N3 в то время как тема была горизонтальной влево нистагм (медленная фаза вправо) и CW крутильных нистагм (медленная фаза против часовой стрелки). В темный объект N1 было или почти не дрейф, в то время как для субъектов, N2 и N3 неустойчивости появились в горизонтальных, вертикальных и крутильных следов. Единственным слабым признаком нестабильности в теме N1 находится в кручение, где небольшие корректирующие саккады были крутильные наблюденийвед, которые были последовательно по часовой стрелке. В субъектах N2 и N3 крутильных неустойчивости были больше.

Чтобы продемонстрировать изменения в 3D стабильности у пациентов Шваннома приведены на предмет N2 на фиг.15 горизонтальные, вертикальные и крутильных глаз скорость прироста компоненты (верхняя панель), 3D усиления (центральная панель) и смещение (нижняя панель). Изменения в усиление отдельных компонентов имеют прямое влияние на 3D векторную усиления по скорости глаз и перекосы. Близкое соответствие между предсказанными и измерили скорость 3D глаз и выравнивания, которые содержатся в контрольной группе уже не имеет для Шваннома пациентов.

В частности, в субъектах N2 и N3 3D усиления по скорости глаз в темноте была повреждена. В предмет N2 общей 3D усиления скорости глаз был ниже, что может быть объяснено уменьшением крутильных усиления (рисунок 15). Кроме того, в теме N3 торсионная составляющая была повреждена. Его ровРациональная глазу скоростью прибыли ответы были асимметричными. В результате до двух-кратное увеличение смещения.

Рисунок 1
Рисунок 1. Экспериментальная установка с 6DF платформу движения.

Рисунок 2
Рисунок 2. Схематическое изображение системы электромагнитной катушки поле, окружающее кресло установлено на платформу 6DF движения. Стрелки указывают на одной из осей и перевод платформы.

Рисунок 3
Рисунок 3. Реirections вращений вокруг оси кардинальных согласно правилу правой руки. Нижняя панель показывает рыскания, крена и самолеты шаг проекции.

Рисунок 4
Рисунок 4. Среднее усиление горизонтальных, вертикальных и кручение компоненты глаза скоростью. Результаты горизонтальной оси синусоидальной стимуляции для всех тестируемых горизонтальных осей стимулом усредненная по всем предметам (N = 6), в свете. Мультфильмы под дают вид сверху ориентации стимул оси по отношению к головке.

Рисунок 5
Рисунок 5. Среднее 3D усиления по скорости глаз для всех тестируемых горизонтального стимулаосей усредненная по всем предметам (N = 6), в свете. Пунктирная кривая соответствует вектору скорости глаз усиления ответа предсказать, исходя из вертикальных и кручение компонентов. Мультфильмы под дают вид сверху ориентации стимул оси по отношению к головке.

Рисунок 6
Рисунок 6. Несоосность ответ оси по отношению к стимул оси во время стимуляции синусоидальный на свету. Пунктирной линией на нижней панели представляет предсказанный смещения вычисляется из векторной суммы только вертикальные и кручение компонентов глаз скорости в ответ на чистом тангажа и крена чистый стимуляции, соответственно. Ошибок указывают на одно стандартное отклонение.

Рисунок 7 Рисунок 7. Среднее усиление горизонтальных, вертикальных и кручение компоненты глаза скоростью. Результаты горизонтальной оси синусоидальной стимуляции для всех тестируемых горизонтальных осей стимулом усредненная по всем предметам (N = 6) в темноте. Мультфильмы под дают вид сверху ориентации стимул оси по отношению к головке.

Рисунок 8
Рисунок 8. Среднее 3D усиления по скорости глаз для всех тестируемых горизонтальных осей стимулом усредненная по всем предметам (N = 6) в темноте. Пунктирная кривая соответствует вектору скорости глаз предсказал усиление ответа от вертикальной компоненты и кручение. Мультфильмы под дают вид сверху ориентации стимул оси относительноголовы.

Рисунок 9
Рисунок 9. Несоосность ответ оси по отношению к стимул оси во синусоидальный стимуляции в темноте. Пунктирной линией на нижней панели представляет предсказанный смещения вычисляется из векторной суммы только вертикальные и кручение компонентов глаз скорости в ответ на чистом тангажа и крена чистый стимуляции соответственно. Ошибок указывают на одно стандартное отклонение.

Рисунок 10
Рисунок 10. Средний прирост горизонтальные, вертикальные и кручение компонентов глаз скорости в ответ на стимуляцию импульс горизонтальной оси. Reответах приведены для горизонтальных осей стимула на 45 градусов интервалы усредненная по всем предметам (N = 6). Мультфильмы под дают вид сверху ориентации стимул оси по отношению к головке.

Рисунок 11
Рисунок 11. Среднее 3D усиления по скорости глаз для всех тестируемых горизонтальных осей стимулом усредненная по всем предметам (N = 6) в течение импульса стимуляции. Пунктирная кривая соответствует вектору скорости глаз предсказал усиление ответа от вертикальной компоненты и кручение. Мультфильмы под дают вид сверху ориентации стимул оси по отношению к головке.

Рисунок 12
Рисунок 12. Несоосность ответ оси по отношению к стимул оси во время импульсного возбуждения. Пунктирной линией на нижней панели представляет предсказанный смещения вычисляется из векторной суммы только вертикальные и кручение компонентов глаз скорости в ответ на чистой смолы и чистый стимуляции рулон, соответственно . Ошибок указывают на одно стандартное отклонение.

Рисунок 13
Рисунок 13. ЯМР-сканирование из трех пациентов с необработанными Шваннома в. Шваннома указывается в каждом сканировании по окружности.

Рисунок 14
Рисунок 14. Примеры временных рядов для трех неоперированными субъектов в ответ на синусоидальной сtimulation вокруг горизонтальной оси 45 ° Азимут Верхний ряд панелей:. света, нижняя панель ряд: Темно. В каждой панели нанесены правый (красный) и левого (синие) глаза горизонтальная (H), вертикальная (V) и крутильных (T) позиции глазом. В этом и во всех последующих глаз цифры положения и скорости выражены в правой руки, голова фиксированной системе координат. В этой системе по часовой стрелке (CW), вниз и против часовой стрелки (против часовой стрелки) вращений глаз рассматривать с точки зрения субъекта определяются как положительные значения. Стимул движения указаны в каждой панели, верхней черной линией.

Рисунок 15
Рисунок 15. Усиление и смещение 3D VOR УВД N2 вопросу на горизонтальной оси синусоидальной стимуляции в темноте Верхняя панель:. Gainв горизонтальном, вертикальном и крутильных глаз компоненты скорости Мультфильмы под дают вид сверху ориентации стимул оси по отношению к голове центр панели. Среднее 3D скорость глаз на каждом проверенных ориентации оси стимула. Пунктирная линия представляет собой вектор скорости глаз усиления предсказанный отклик от вертикальных и крутильных компонентов нижней панели. Несоосность ответ оси по отношению к стимул оси. Пунктирная линия на нижней панели представляет предсказанный смещения вычисляется из векторной суммы вертикальных и крутильных компонентов глаз скорости. Обратите внимание на низкий коэффициент усиления для кручения на верхней панели и большие перекосы в нижней панели. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Тема Пол Возраст (год) </ TD> Сторона опухоли Размер опухоли (мм) Односторонние потеря слуха (Fi дБ) Терапия
N1 мужской 61 право 4 35 ждать и наблюдать
N2 мужской 64 право 14 43 ждать и наблюдать
N3 мужской 55 право 22 полный ждать и наблюдать

Таблица 1. Соответствующие клинические данные из шести пациентов, которые участвовали в эксперименте. Односторонние потери слуха описанные здесь было до любой терапии и выраженной в Fi = Flechter индекс (средняя потеря слуха в 500, 1000 и 2000 Гц).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

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 данного устройства является возможность проверки поступательного ответов VOR 1. Недостатками системы являются: 1) стоимость аспектов с точки зрения оборудования, пространство и персонала (текущая машина была разработана для целей подготовки пилотов) и 2) дискомфорт во время измерений. Точные записи движения глаз основаны на склеральное технику поисковой катушки. Благодаря своим превосходным соотношением сигнал шум и отсутствие скольжения по сравнению с устанавливаемый на головке камеры инфракрасные системы, это все еще нают метод для измерения VOR ответов у людей с высокой точностью. Улучшения в проскальзывания инфракрасном видео систем баз слежения за глазом крайне необходимы.

Данные показывают, что в здоровом человеческом субъектов качество ответа 3D VOR меняется не только с точки зрения выгоды, но и с точки зрения выравнивания оси вращения глаз с головой оси вращения. Как было также обнаружено в других исследованиях 3D VOR динамики, есть высокий коэффициент усиления для горизонтального и вертикального движения глаз по сравнению с кручением. Это общее свойство также была описана в боковой глаза животных, таких как кролики 13 и фронтальной глаза животных, таких как обезьяны 14 и человека 4, 9, 15, 16. Прирост VOR для стимуляции о кардинальной оси хорошо согласуется с предыдущими исследованиями, у людей 8, 17, 18. Был небольшой, но значимый более высокий коэффициент усиления по тангажу Голова, по сравнению с шагом голову импульсы. Возможно, это связано с тем, что наш импульсы были целые движения тела в отличие от предыдущих исследований, в которых участвуют стимуляция шеи 19, 20.

Второй основной вывод заключается в систематическом изменении рассогласования между стимулом и реакцией оси. В свете смещения имеет минимумы при крену и тангажу, а его максимумы при плюс и минус 45 ° азимуту. Количественно смещение угла в нашем исследовании, аналогичны тем, которые представлены в обезьян 21, 22.

В темноте и во время импульса стимуляции есть двукратное увеличение смещения по сравнению с синусоидальной стимуляции в свет во всем диапазоне испытанных осей. В темном и импульсный стимул условиях стимуляции около оси крена результатов в крупнейших смещения. Относительно большое смещение оси крена во время стимуляции в темноте имеет свое начало в небольшой, но стабильный горизонтальный компонент движения глаз, который имеет в сочетании с низким коэффициентом усиления для кручения относительно большойвклад в вектор усиления 3.

Хотя субъекты просматриваемые фиксации цель во время импульса стимуляции, перекосов существенно не отличались (Т-тест P> 0,05) от синусоидальной стимуляции в темноте состоянии. Это означает, что относительно слабый импульс, который мы использовали, кратко препятствует визуальной фиксации. В результате этой реакции подобна синусоидальному стимуляции в темноте.

Чувствительность метода продемонстрирована в небольшой группе пациентов с односторонним Шваннома автора. В этом неоперированными группы, которая была на политику жди и наблюдай, субъективные проблемы были переменными и относительно мягкий свет. Тем не менее, с помощью этого метода мы смогли показать, что в темноте 3D надлежащего усиления и выравнивания 3D VOR нарушается. Хотя группа очень мала, наши данные свидетельствуют о корреляции между размером опухоли и тяжести 3D аномалии VOR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Нам нечего раскрывать.

Acknowledgments

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Electric Motion Base MB-E-6DOF/24/1800KG * (Formerly E-CUE 624-1800) FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, The Netherlands
Magnetic field with detector, Model EMP3020 Skalar Medical, Delft, The Netherlands
CED power 1401, running Spike2 v6 Cambridge Electronic Design, Cambridge
Electromagnetic search coils Chronos Vision, Berlin, Germany

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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 counterroll: assessment of static and dynamic properties from electromagnetic scleral coil recordings. Exp. Brain Res. 59, 185-196 (1985).
  3. Goumans, J., Houben, M. M., Dits, J., Van der Steen, J. Peaks and troughs of three-dimensional vestibulo-ocular reflex in humans. J. Assoc. Res. Otolaryngol. 11, 383-393 (2010).
  4. Ferman, L., Collewijn, H., Jansen, T. C., Vanden Berg, A. V. Human gaze stability in the horizontal, vertical and torsional direction during voluntary head movements, evaluated with a three-dimensional scleral induction coil technique. Vision Res. 27, 811-828 (1987).
  5. Robinson, D. A. A Method of Measuring Eye Movement Using a Scleral Search Coil in a Magnetic Field. IEEE Trans. Biomed. Eng. 10, 137-145 (1963).
  6. Haustein, W. Considerations on Listing's Law and the primary position by means of a matrix description of eye position control. Biol. Cybern. 60, 411-420 (1989).
  7. Haslwanter, T., Moore, S. T. A theoretical analysis of three-dimensional eye position measurement using polar cross-correlation. IEEE Trans. Biomed. Eng. 42, 1053-1061 (1995).
  8. Aw, S. T., et al. Three-dimensional vector analysis of the human vestibuloocular reflex in response to high-acceleration head rotations. II. responses in subjects with unilateral vestibular loss and selective semicircular canal occlusion. J. Neurophysiol. 76, 4021-4030 (1996).
  9. Aw, S. T., et al. Three-dimensional vector analysis of the human vestibuloocular reflex in response to high-acceleration head rotations. I. Responses in normal subjects. J. Neurophysiol. 76, 4009-4020 (1996).
  10. Crawford, J. D., Vilis, T. Axes of eye rotation and Listing's law during rotations of the head. J. Neurophysiol. 65, 407-423 (1991).
  11. Tabak, S., Collewijn, H., Boumans, L. J. Deviation of the subjective vertical in long-standing unilateral vestibular loss. Acta. Otolaryngol. 117, 1-6 (1997).
  12. Tabak, S., Collewijn, H., Boumans, L. J., Van der Steen, J. Gain and delay of human vestibulo-ocular reflexes to oscillation and steps of the head by a reactive torque helmet. II. Vestibular-deficient subjects. Acta. Otolaryngol. 117, 796-809 (1997).
  13. Van der Steen, J., Collewijn, H. Ocular stability in the horizontal, frontal and sagittal planes in the rabbit. Exp. Brain Res. 56, 263-274 (1984).
  14. Seidman, S. H., Leigh, R. J., Tomsak, R. L., Grant, M. P., Dell'Osso, L. F. Dynamic properties of the human vestibulo-ocular reflex during head rotations in roll. Vision Res. 35, 679-689 (1995).
  15. Seidman, S. H., Leigh, R. J. The human torsional vestibulo-ocular reflex during rotation about an earth-vertical axis. Brain Res. 504, 264-268 (1989).
  16. Tweed, D., et al. Rotational kinematics of the human vestibuloocular reflex. I. Gain matrices. J. Neurophysiol. 72, 2467-2479 (1994).
  17. Tabak, S., Collewijn, H. Human vestibulo-ocular responses to rapid, helmet-driven head movements. Exp. Brain Res. 102, 367-378 (1994).
  18. Paige, G. D. Linear vestibulo-ocular reflex (LVOR) and modulation by vergence. Acta. Otolaryngol. Suppl. 481, 282-286 (1991).
  19. Halmagyi, G. M., Aw, S. T., Cremer, P. D., Curthoys, I. S., Todd, M. J. Impulsive testing of individual semicircular canal function. Ann. N.Y. Acad. Sci. 942, 192-200 (2001).
  20. Tabak, S., Collewijn, H. Evaluation of the human vestibulo-ocular reflex at high frequencies with a helmet, driven by reactive torque. Acta. Otolaryngol. Suppl. 520 Pt. 1, 4-8 (1995).
  21. Crawford, J. D., Vilis, T. Axes of eye rotation and Listing's law during rotations of the head. J. Neurophysiol. 65, 407-423 (1991).
  22. Migliaccio, A. A., et al. The three-dimensional vestibulo-ocular reflex evoked by high-acceleration rotations in the squirrel monkey. Exp. Brain Res. 159, 433-446 (2004).

Tags

Нейробиологии выпуск 75 неврологии медицины анатомии физиологии биомедицинская инженерия офтальмология вестибуло рефлекс движения глаз кручение расстройства равновесия вращение перевод равновесие вращение глаз движение вращение тела вестибулярного аппарата клинические методы
Трехмерные вестибулярного рефлекса Тестирование с помощью шестью степенями свободы движения платформы
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dits, J., Houben, M. M. J., van derMore

Dits, J., Houben, M. M. J., van der Steen, J. Three Dimensional Vestibular Ocular Reflex Testing Using a Six Degrees of Freedom Motion Platform. J. Vis. Exp. (75), e4144, doi:10.3791/4144 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter