Summary
Un metodo è descritto per misurare tridimensionali riflessi oculari vestíbulo VOR (3D) nell'uomo utilizzando un sei gradi di libertà (6DF) simulatore di movimento. Il guadagno e disallineamento angolare del VOR 3D forniscono una misura diretta della qualità della funzione vestibolare. Dati rappresentativi su soggetti sani sono forniti
Abstract
L'organo vestibolare è un sensore che misura accelerazioni angolari e lineari con sei gradi di libertà (6DF). Difetti complete o parziali nei risultati di organi vestibolari a lievi a gravi problemi di equilibrio, come vertigini, capogiri, oscillopsia, andatura instabilità nausea e / o vomito. Una misura buona e frequentemente usato per quantificare la stabilizzazione sguardo è il guadagno, che è definito come l'ampiezza dei movimenti oculari compensative rispetto ai movimenti della testa imposti. Per testare funzione vestibolare più pienamente bisogna rendersi conto che il 3D VOR genera idealmente rotazioni oculari compensativi non solo con una grandezza (guadagno) uguale ed opposta alla rotazione della testa, ma anche attorno ad un asse che è co-lineare con l'asse di rotazione della testa (allineamento ). Funzione vestibolare anormale traduce quindi in variazioni di guadagno e variazioni allineamento della risposta VOR 3D.
Qui si descrive un metodo per misurare 3D VOR utilizzando tutto il corpo di rotazione su un 6DF motisulla piattaforma. Anche se il metodo permette anche di testare traduzione VOR risposte 1, ci limitiamo a una discussione del metodo per misurare 3D VOR angolare. In aggiunta, ci limitiamo qui a descrizione dei dati raccolti in soggetti sani in risposta ad angolare stimolazione sinusoidale e impulso.
I soggetti sono seduti in posizione verticale e ricevono tutto il corpo piccole ampiezza sinusoidali e costante impulsi di accelerazione. Stimoli sinusoidali (f = 1 Hz, A = 4 °) sono state consegnate attorno all'asse verticale e circa assi del piano orizzontale variabile tra rollio e beccheggio a incrementi di 22,5 ° in azimut. Gli impulsi sono stati consegnati in imbardata, rollio e beccheggio e nei piani del canale verticale. I movimenti oculari sono stati misurati utilizzando la ricerca tecnica sclerale bobina 2. Segnali bobina di ricerca sono stati campionati ad una frequenza di 1 kHz.
Il rapporto input-output (gain) e di allineamento (co-linearità) del 3D VOR sono stati calcolati from bobina segnala l'occhio 3.
Guadagno e co-linearità del 3D VOR dipendevano orientamento dell'asse stimolo. Scostamenti sistematici sono stati trovati, in particolare, durante la stimolazione asse orizzontale. Alla luce di rotazione occhio è stato correttamente allineato con l'asse stimolo a orientamenti 0 ° e 90 ° azimut, ma gradualmente deviato sempre più verso azimut 45 °.
Le deviazioni sistematiche disallineamento degli assi intermedi possono essere spiegate con un guadagno basso per torsione (asse X o di rotazione roll-axis) e un alto guadagno per i movimenti verticali degli occhi (asse Y o rotazione nick (vedi Figura 2). Poiché la stimolazione dell'asse intermedio conduce una risposta compensatoria basata su vettore somma dei singoli componenti di rotazione dell'occhio, l'asse di risposta netta si discostano perché il guadagno per X e Y sono diversi.
Al buio, il guadagno di tutti i componenti di rotazione dell'occhio aveva bassavalori di Er. Il risultato è stato che il disallineamento nelle tenebre e per impulsi avuto diversi alti e bassi rispetto alla luce: il valore minimo è stato raggiunto per l'asse stimolazione passo e il suo massimo per la stimolazione asse di rollio.
Presentazione del caso
Nove soggetti hanno partecipato all'esperimento. Tutti i soggetti hanno dato il loro consenso informato. La procedura sperimentale è stato approvato dal Comitato Etico Medico dell'Erasmus University Medical Center e ha aderito alla Dichiarazione di Helsinki per la ricerca che coinvolge soggetti umani.
Sei soggetti serviti come controlli. Tre soggetti avevano una compromissione vestibolare unilaterale a causa di un schwannoma vestibolare. L'età dei soggetti di controllo (sei maschi e tre femmine) variava 22-55 anni. Nessuno dei controlli ha avuto lamentele visiva o vestibolare a causa di disturbi neurologici, cardio-vascolari e oftalmico.
L'età dei pazienti con schwannoma variava tra 44 e 64 anni (due maschi e una femmina). Tutti i soggetti schwannoma erano sotto sorveglianza medica e / o avevano ricevuto un trattamento da un team multidisciplinare composto da un othorhinolaryngologist e un neurochirurgo della Erasmus University Medical Center. Pazienti esaminati avevano tutti una destra schwannoma vestibolare e subito una politica di aspettare e guardare (Tabella 1; soggetti N1-N3) dopo la diagnosi di schwannoma vestibolare. Loro tumori erano stati stabili per più di 8-10 anni sulla risonanza magnetica.
Protocol
1. 6DF piattaforma di movimento
Stimoli vestibolari sono state consegnate con una piattaforma di movimento (vedi Figura 1) in grado di generare stimoli angolare e traslazionale ad un totale di sei gradi di libertà (FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, Paesi Bassi). La piattaforma è mosso da sei attuatori elettromeccanici collegati ad un personal computer con software di controllo dedicato. Esso genera movimenti precisi con sei gradi di libertà. Sensori posti negli attuatori controllare continuamente il profilo di movimento della piattaforma. Il dispositivo è dotato di precisione <0.5 mm per lineare e <0,05 ° per movimenti angolari. Vibrazioni durante la stimolazione erano 0,02 °. Frequenza di risonanza del dispositivo era> 75 hertz. Profilo di movimento della piattaforma è stata ricostruita dalle informazioni sensore negli attuatori con dinamica inversa e inviato al computer di raccolta dati. Per sincronizzare piattaforma e dati movimento degli occhi, un fascio laser è stato montato sul retro del plaTForm e proiettato su una piccola fotocellula (1 mm tempo di reazione 10 msec). La tensione di uscita della fotocellula è stato campionato ad una frequenza di 1 KHz insieme ai dati di movimento degli occhi e fornito un indicatore reale tempo di insorgenza moto con accuratezza 1 msec. Durante l'analisi offline utilizzando Matlab (Mathworks, Natick, MA), il profilo di movimento della piattaforma ricostruito sulla base delle informazioni del sensore degli attuatori in piattaforma era precisamente allineato con l'inizio del movimento della piattaforma.
2. Soggetti
A. Seating
I soggetti sono seduti su una sedia montata al centro della piattaforma (Figura 2). Il corpo del soggetto è stato trattenuto con la cintura di sicurezza a quattro punti come quello usato in auto da corsa. Le cinture di sicurezza erano ancorate alla base della piattaforma di movimento. La sedia è stata circondata da una cornice cubica PVC e servito come supporto per le bobine di campo. Il sistema di bobine di campo era regolabile in altezza, tale che il subjGli occhi di ect erano nel centro del campo magnetico.
B. fissazione Capo
La testa è immobilizzato con un modellato individualmente dentale-impressione bordo morso, che è stata allegata al telaio cubico tramite una barra rigida. Un cuscino vuoto piegata intorno al collo e un anello fissato alla poltrona ulteriormente conseguito fissazione del soggetto (Figura 1). Inoltre, per monitorare i movimenti della testa spuri durante la stimolazione, abbiamo attaccato due sensori 3D (Analog Devices Inc, Norwood, MA) direttamente alla scheda morso, uno per angolare e uno per le accelerazioni lineari.
3. Sistema di coordinate
Rotazioni degli occhi sono definiti in un sistema di coordinate destrorso testa fissa (Figura 3). In questo sistema dal punto di vista una rotazione verso sinistra sulla Z (imbardata), una rotazione verso il basso sulla asse Y (pitch) e la rotazione verso destra sulla asse X (rullo) del soggetto sono definiti come positive. I piani ortogonali X, Y e Z assi di rotazione sono rispettivamente i rollio, di beccheggio e imbardata piani (Figura 3).
4. Eye Movement Recordings
I movimenti oculari di entrambi gli occhi sono stati registrati con bobine di ricerca sclerali 3D (Skalar, Delft, Paesi Bassi) 4 utilizzando un sistema standard di 25 kHz due campo bobina sulla base del metodo di rilevamento dell'ampiezza di Robinson (Modello EMP3020, Skalar medica, Delft, Paesi Bassi) 5. I segnali della bobina sono stati passati attraverso un filtro passa-basso analogico con frequenza di taglio di 500 Hz e campionati on-line e memorizzate sul disco fisso a una frequenza di 1 kHz con 16 bit di precisione (sistema CED esecuzione Spike2 v6, Cambridge Electronic Design , Cambridge).
5. Cerca Coil Calibrazione
Prima degli esperimenti, la sensibilità e la non ortogonalità di direzione e torsione bobine stata verificata in vitro montando la bobina su un Fick giSistema MBAL posto al centro del campo magnetico. Ruotando il sistema di sospensione cardanica su tutti gli assi cardinali abbiamo verificato che tutte le bobine utilizzate negli esperimenti erano simmetrici per tutte le direzioni all'interno di 2%.
In vivo, i segnali orizzontali e verticali di entrambe le bobine sono state calibrate individualmente istruendo il soggetto a fissarsi successivamente una serie di cinque obiettivi (obiettivo centrale e di un bersaglio a 10 gradi a sinistra, destra, su e giù) per cinque secondi ciascuno. Target di calibrazione sono state proiettate su uno schermo trasparente in 186 cm di distanza. Analisi post esperimento dei dati di calibrazione provocato sensibilità e valori per ciascuna ricerca le bobine offset. Questi valori sono stati poi utilizzati nelle procedure di analisi scritte in Matlab 3.
6 Stimolazione
A. stimolazione sinusoidale
La piattaforma consegnato al corpo intero rotazioni sinusoidali (1 Hz, A = 4 °) circa i tre cardinali assi: l'asse rostro-caudale o verticale (imbardata), l'asse interaurale (pitch) e l'asse naso-occipitale (rotolo), e assi orizzontali circa intermedie incrementato a passi di 22,5 ° tra rollio e beccheggio.
Stimoli sinusoidali sono stati consegnati in luce e le tenebre. Nella luce, soggetti fissati su un bersaglio visivo continuo luminosi (LED rosso, 2 mm di diametro) posta 177 centimetri di fronte al soggetto all'altezza degli occhi (Figura 1C pannello di sinistra). Testa è stato posizionato in modo tale che la linea di Reid era di base (la linea immaginaria che collega il externa meato con il cantus orbitale inferiore) era entro 6 gradi da terra-orizzontale). Durante la stimolazione sinusoidale al buio, il punto visivo è stato presentato brevemente (2 sec) quando la piattaforma era stazionaria durante ciascun intervallo tra due stimoli consecutivi. Per evitare movimenti oculari spontanei durante la stimolazione, i soggetti sono stati istruiti a fissare la posizione immaginaria del bersaglio fisso spazio durante sinusoideAl stimolazione dopo il target era stato spento poco prima dell'inizio del movimento. Abbiamo verificato che il tipo di istruzione ha ridotto soprattutto i movimenti oculari effettuati nel buio, e aveva solo un piccolo effetto sul guadagno (<10%). Questa variabilità si è verificato in tutti i componenti (orizzontale, verticale e torsione) simultaneamente.
B. stimolazione Impulse
Breve durata degli impulsi del corpo intero sono stati consegnati in un ambiente poco illuminato. L'unico stimolo visibile disposizione del soggetto era un bersaglio visivo situato a 177 cm di fronte al soggetto all'altezza degli occhi. Ciascun impulso è stato ripetuto sei volte e consegnato in ordine casuale e con tempismo casuale di movimento insorgenza (intervalli variavano tra 2,5 e 3,5 sec). Il profilo degli impulsi era una accelerazione costante di 100 ° sec -2 durante i primi 100 msec dell'impulso, seguito da una graduale diminuzione lineare in accelerazione. Questo stimolo ha determinato un aumento lineare della velocità di raggiungere un velocitylità del 10 ° sec-1 dopo 100 msec. Movimenti della testa aberranti durante la stimolazione vestibolare misurata dal tasso angolare e dispositivi di accelerazione lineare erano meno del 4% di ampiezza dello stimolo. Velocità di picco dei movimenti oculari in risposta a questi impulsi era 100 volte superiore al livello di rumore dei segnali bobina.
7. Analisi dei dati
Segnali Coil sono stati convertiti in angoli di Fick e quindi espressi come vettori di rotazione 6,7. Dai dati fissazione del target dritto abbiamo determinato il disallineamento della bobina nell'occhio rispetto alle ortogonali primari bobine di campo magnetico. Segnali sono stati corretti per questo disassamento da contro rotazione tridimensionale. Si è anche verificato che si fosse verificato alcun slittamento della bobina durante l'esperimento verificando l'uscita di posizione durante la fissazione del target prima di ogni insorgenza movimento.
Per esprimere movimenti oculari 3D nel dominio della velocità,abbiamo convertito i dati vettoriali di rotazione di nuovo in velocità angolare. Prima della conversione del vettore di rotazione a velocità angolare, si lisciò i dati da zero fase con un filtro digitale in avanti e indietro con una finestra gaussiana 20 punti (lunghezza 20 msec).
8. Risposte sinusoidali
Un guadagno. Il guadagno di ciascun componente e 3D velocity guadagno occhio è stato calcolato montando una sinusoide con una frequenza pari alla frequenza piattaforma attraverso le componenti di velocità angolare, verticali e orizzontali di torsione. Il guadagno per ogni componente definita come il rapporto tra velocità di picco componente occhio e velocità di picco piattaforma è stata calcolata separatamente per ciascun occhio.
B disallineamento. Il disallineamento tra l'asse della velocità occhio 3D e la testa dell'asse di velocità è stato calcolato utilizzando l'approccio di Aw e colleghi 8,9. Dal prodotto scalare di due vettori del disallineamento è stato calcolato come insAngolo tantaneous in tre dimensioni tra l'inverso della velocità dell'asse dell'occhio e l'asse velocity testa. Il 3D guadagno di velocità angolari e di allineamento per ogni orientamento azimutale sono stati confrontati con il guadagno e di allineamento previsto dal vettore somma del 0 ° (rollio) e 90 ° (passo) azimut 10 componenti. Da questo vettore somma ne consegue che quando guadagni velocity per rollio e beccheggio sono uguali, l'orientamento dell'asse di rotazione dell'occhio allinea con l'asse di rotazione della testa, quando i due sono differenti, la deviazione massima tra stimolo e asse di rotazione dell'occhio è previsto al 45 ° azimut.
9. Risposte all'impulso
Occhio le tracce di dati a destra ea sinistra di sei presentazioni per ogni direzione di movimento sono stati analizzati separatamente. Poiché i valori occhio destro e sinistro erano quasi identici, i dati da occhio destro e sinistro sono stati mediati per determinare il guadagno di velocità dell'occhio in risposta alla stimolazione impulso. Tutte le tracce sono stateispezionati singolarmente sullo schermo del computer. Quando il soggetto ha fatto un batter o saccade durante l'impulso che la traccia è stata scartata manualmente. Componenti di velocità angolare (n = 5-6) durante i primi 100 msec dopo l'inizio del movimento sono stati mediati in bidoni di tempo di 20 msec (fornendo un efficace filtraggio passa-basso) e tracciate in funzione della velocità piattaforma di 11,12.
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Representative Results
Luce stimolazione sinusoidale
Figura 4 (pannello superiore) mostra per il gruppo di controllo del guadagno medio delle componenti di velocità angolari orizzontali, verticali e torsione per tutte stimolazioni sinusoidali testati nel piano orizzontale nella luce. Torsione è massima a 0 ° azimuth, mentre verticale aveva il suo massimo a 90 °. Figura 5 mostra il 3D guadagno velocità occhio nella luce. Plusvalenza varia tra 0,99 ± 0,12 (pitch) e 0.54 ± 0.16 (rotolo). I dati misurati strettamente corrispondono ai valori previsti calcolati dalla somma vettoriale delle componenti di torsione e verticale (linea tratteggiata di figura 5).
Il disallineamento media tra stimolo e risposta sull'asse media di oltre sei soggetti è mostrato in Figura 6. Alla luce disallineamento tra stimolo e risposta è stato l'asse più piccolo (5,25 °) durante il passo e gradualmente aumentato verso rotolo finol'orientamento dell'asse stimolo era orientato a 22.5 ° azimut (massimo disallineamento: 17.33 °) e diminuisce verso l'asse di rollio. Questi valori per ogni angolo di stimolo orizzontale corrispondono strettamente a quello che si potrebbe prevedere da lineare vettore somma di rollio e contributi passo (linea tratteggiata in figura 6).
Stimolazione sinusoidale buio
Nel buio il guadagno massimo di entrambe le componenti verticali e torsione era significativamente inferiore (t-test P <0,001) rispetto alla luce (verticale: 0,72 ± 0,19 torsione: 0,37 ± 0,09) (Figura 7). Anche la velocità di guadagno 3D occhio era significativamente (t-test P <0.001) inferiore rispetto alla luce (Figura 8). Guadagno era leggermente superiore a quello previsto dalla sola delle componenti verticali e torsione (linea tratteggiata nella figura 8). Nel buio il disallineamento era minima a 90 ° (pitch) e gradualmente aumentata fino ad un massimo di unintorno a 0 ° asse (rotolo). Per la presenza di una piccola componente orizzontale, il modello di disallineamento nel buio non corrispondeva a quanto sarebbe predire da lineare somma vettoriale delle componenti solo rotolo e pece (vedere Figura 9).
Stimolazione Impulse
Impulsi corporei integrali sull'asse interaurale (passo) hanno determinato guadagno unitario vicino a testa in su e un guadagno di circa 0,8 per la testa in giù impulsi. Le differenze erano significative (p <0,05).
Orizzontale, verticale e torsionale componenti guadagno durante la stimolazione impulso sono mostrati in Figura 10. Massimo guadagno medio per la componente verticale da solo era 0.85 per il pitch (90 ° azimuth). Guadagno massimo di torsione è stato 0,42 per rotolo (0 ° azimuth). Vettore guadagno è mostrato in Figura 11. 3D velocity gain occhio varia tra 1,04 ± 0,18 per il passo di 0,52 ± 0,16 per rullo. Disallineamento variava tra 28,2 & dad esempio, ± 0,18 per rullo, a 11,53 ° ± 0,51 per il pitch.
In conclusione, anche se la stimolazione impulso provoca solo una breve (100 msec) interruzione di informazione visiva, il guadagno e di allineamento dei movimenti oculari hanno un modello qualitativamente simili a quelle in risposta alla stimolazione sinusoidale nell'oscurità. In entrambi i casi il più grande disallineamento tra testa 3D e asse di rotazione dell'occhio si verifica durante la stimolazione rotolo.
Pazienti
3D VOR in pazienti non operati
La Figura 13 mostra la posizione e la dimensione del tumore sulla MRI per i tre soggetti non operati (vedi anche tabella 1 nella sezione metodo). Il tumore era in tutti e tre i casi sulla destra lato. Lamentele soggettive di vertigine di questi tre soggetti vari. Oggetto N1 ha avuto un tumore intra-canicular con il più piccolo formato. Si presentò con hea unilateraleproblemi di anello e nessuna lamentela di vertigine. Soggetti N2 e N3 hanno riportato denunce di vertigini, anche se nessuno ha avuto problemi di disorientamento completi o problemi vegetativi.
La Figura 14 mostra la posizione dell'occhio tracce per i tre soggetti non operati in risposta alla stimolazione sinusoidale su un asse orizzontale 45 ° azimut. Idealmente, questo stimolo evoca solo una combinazione di componenti di movimenti oculari verticali e di torsione e senza movimenti oculari orizzontali. Durante la stimolazione alla luce ci sono stati pochi segni di deriva oculare orizzontale in soggetti N1 e N2, N3 mentre soggetto aveva un nistagmo orizzontale verso sinistra (fase lenta a destra) e un nistagmo torsionale CW (lenta fase CCW). Nel soggetto scuro N1 aveva poca o nessuna deriva, mentre per i soggetti N2 e N3 instabilità apparso nelle tracce orizzontali, verticali e di torsione. L'unico segno di debole instabilità nel soggetto N1 è in torsione, in cui piccole saccadi correttive torsionali fossero osserved che erano sempre in senso orario. Nei soggetti N2 e N3 instabilità torsionale erano più grandi.
Per dimostrare le variazioni nella stabilità 3D in pazienti schwannoma che presentiamo per soggetti N2 in Figura 15, le componenti orizzontali e verticali di torsione dell'occhio velocità di guadagno (pannello superiore), il guadagno 3D (pannello centrale) e di allineamento (pannello inferiore). Le variazioni del peso dei singoli componenti hanno un impatto diretto su 3D vettoriale velocità guadagno occhio e di allineamento. La stretta relazione tra la velocità dell'occhio 3D predetto e misurato e l'allineamento come si trova nel controllo sottopone non regge più per i pazienti schwannoma.
In particolare nei soggetti è stato influenzato N2 e N3 il 3D guadagno velocità occhio nel buio. In tema N2 il 3D velocità guadagno complessivo occhio era più bassa, che può essere spiegato con la diminuzione di guadagno di torsione (Figura 15). Sempre in tema N3 della componente torsionale è stata influenzata. I suoi toriionale occhi velocità guadagni risposte erano asimmetrici. Ciò ha comportato un massimo di due volte maggiore disallineamento.
Figura 1. Setup sperimentale con la piattaforma di movimento 6DF.
Figura 2. Schema del sistema di bobine di campo magnetico elettro circonda la sedia montato sulla piattaforma di movimento 6DF. Frecce indicano i possibili assi di rotazione e traslazione della piattaforma.
Figura 3. Directions di rotazioni intorno agli assi cardinali secondo la regola della mano destra. Pannelli inferiori mostrano l'imbardata, rollio e gli aerei a passo di proiezione.
Figura 4. Aumento delle componenti di velocità oculari orizzontali, verticali e di torsione media. Risultati di asse orizzontale stimolo sinusoidale per tutti gli assi di stimolo orizzontali testati in media su tutti i soggetti (n = 6), alla luce. Cartoni sotto danno una vista dall'alto del orientamento dell'asse stimolo rispetto alla testa.
Figura 5. 3D aumento di velocità occhio per tutti stimolo orizzontale testato significareassi in media su tutti i soggetti (n = 6), alla luce. linea tratteggiata è il vettore velocità occhio guadagno risposta prevista dalle componenti verticali e di torsione. Cartoni sotto danno una vista dall'alto del orientamento dell'asse stimolo rispetto alla testa.
Figura 6. Disallineamento dell'asse risposta rispetto all'asse stimolo durante la stimolazione sinusoidale in luce. La linea tratteggiata nel pannello inferiore rappresenta il disallineamento predizione calcolato dalla somma vettoriale delle componenti di velocità solo occhio verticali e torsione in risposta al passo puro e rollio puro stimolazione, rispettivamente. Le barre di errore indicano una deviazione standard.
Figura 7. Aumento delle componenti di velocità oculari orizzontali, verticali e di torsione media. Risultati di asse orizzontale stimolo sinusoidale per tutti gli assi di stimolo orizzontali testati in media su tutti i soggetti (N = 6) nelle tenebre. Cartoni sotto danno una vista dall'alto del orientamento dell'asse stimolo rispetto alla testa.
Figura 8. Significare 3D guadagno di velocità occhio per tutti gli assi di stimolo orizzontali testati dalla media di tutti i soggetti (N = 6) nelle tenebre. Linea tratteggiata è il vettore velocità occhio guadagno risposta prevista dalle componenti verticali e di torsione. Cartoni sotto danno una vista dall'alto del orientamento dell'asse stimolo rispetto allatesta.
Figura 9. Disallineamento dell'asse risposta rispetto all'asse stimolo durante la stimolazione sinusoidale nell'oscurità. La linea tratteggiata nel pannello inferiore rappresenta il disallineamento predizione calcolato dalla somma vettoriale delle componenti di velocità solo occhio verticali e torsione in risposta al passo puro e stimolazione rotolo puro , rispettivamente. Le barre di errore indicano una deviazione standard.
La figura 10. Guadagno delle componenti di velocità oculari orizzontali, verticali e torsione Re significare in risposta alla stimolazione all'impulso asse orizzontale.sposte sono date per gli assi orizzontali stimolo ad intervalli di 45 gradi in media su tutti i soggetti (n = 6). Cartoni sotto danno una vista dall'alto del orientamento dell'asse stimolo rispetto alla testa.
Figura 11. Significare 3D guadagno velocity occhio per tutti gli assi orizzontali stimolo tested media su tutti i soggetti (N = 6) durante la stimolazione impulso. Linea tratteggiata rappresenta il vettore velocità occhio guadagno risposta prevista dai componenti verticali e torsione. Cartoni sotto danno una vista dall'alto del orientamento dell'asse stimolo rispetto alla testa.
Figura 12. Disallineamento dell'asse risposta rispetto all'asse stimolo durante la stimolazione impulso. La linea tratteggiata nel pannello inferiore rappresenta il disallineamento predizione calcolato dalla somma vettoriale delle componenti di velocità solo occhio verticali e torsione in risposta al passo puro e stimolazione rotolo pura, rispettivamente . Le barre di errore indicano una deviazione standard.
Figura 13. MRI scansioni dei tre pazienti non trattati con Schwannoma di. L'Schwannoma è indicato in ogni scansione dal cerchio.
Figura 14. Esempi di serie temporali per i tre soggetti non operati in risposta a s sinusoidalitimulation su un asse orizzontale 45 ° fila Pannello superiore azimut:. Luce, fila Pannello inferiore: Scuro. In ogni pannello sono tracciate a destra (rosso) e di sinistra (blu) orizzontale degli occhi (H), verticale (V) e torsionali (T) posizioni oculari. In questo e in tutte le successive figure posizioni oculari e le velocità sono espressi in un sistema di coordinate destrorso, capo-fisso. In questo sistema in senso orario (CW), verso il basso e in senso antiorario (CCW) dell'occhio rotazioni viste nella prospettiva del soggetto sono definiti come valori positivi. Mozione stimolo è indicato in ogni pannello dalla linea nera in alto.
Figura 15. Guadagno e di allineamento del 3D VOR di soggetti N2 UVD durante asse orizzontale stimolazione sinusoidale nel buio Pannello superiore:. Guadagnodelle orizzontali, verticali e torsionali occhio velocity componenti sotto Cartoons dare una vista dall'alto del orientamento dell'asse stimolo rispetto alla testa pannello Center. velocità media 3D occhio a ciascuna testata orientamento dell'asse stimolo. La linea tratteggiata rappresenta il vettore velocità occhio guadagno risposta prevista dai componenti verticali e torsionali pannello inferiore:. Disallineamento dell'asse risposta rispetto all'asse stimolo. La linea tratteggiata nel pannello inferiore rappresenta il disallineamento predizione calcolato dalla somma vettoriale delle componenti di velocità oculari verticali e torsionale. Si noti il basso guadagno per torsione nel pannello superiore e grande disallineamento nel pannello inferiore. Clicca qui per ingrandire la figura .
| Soggetto | Sesso | Età (anno) </ Td> | Lato del tumore | Dimensioni del tumore (mm) | Perdita uditiva unilaterale (Fi dB) | Terapia |
| N1 | maschio | 61 | giusto | 4 | 35 | aspettare e guardare |
| N2 | maschio | 64 | giusto | 14 | 43 | aspettare e guardare |
| N3 | maschio | 55 | giusto | 22 | completare | aspettare e guardare |
Tabella 1. Risultati clinici rilevanti dei sei pazienti che hanno partecipato agli esperimenti. La perdita dell'udito unilaterale qui descritto è stato prima di qualsiasi terapia ed espressi in Fi = indice Flechter (significare la perdita dell'udito di 500, 1000 e 2000 Hz).
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Discussion
Questo documento descrive un metodo per misurare accuratamente 3D VOR angolare in risposta alle rotazioni del corpo intero in esseri umani. Il vantaggio del metodo è che dà informazioni quantitative guadagno e disallineamento angolare del 3D VOR nelle tre dimensioni. Il metodo è utile per la ricerca di base e ha anche il potenziale valore di esempio clinico per testare i pazienti con problemi di canale verticale o in pazienti con mal-capito problemi vestibolari centrali. Un altro vantaggio del dispositivo è la possibilità di testare le risposte VOR traduzionali 1. Svantaggi del sistema sono: 1) gli aspetti di costo, in termini di attrezzature, spazi e personale (la macchina attuale è stato sviluppato per scopi di addestramento dei piloti) e 2) disagio durante le misurazioni. Accurate occhio registrazioni di movimento si basano sulla tecnica di bobina di ricerca sclerale. Grazie alla sua superiore del segnale rispetto al rumore ed assenza di slittamento rispetto ai sistemi di telecamere a raggi infrarossi da testa, questo è ancora il suly tecnica per misurare le risposte VOR nell'uomo con elevata precisione. Miglioramenti in slip sono assolutamente indispensabili basi sistemi di eye tracker infrarossi video.
I dati mostrano che in soggetti umani sani la qualità della risposta VOR 3D varia non solo in termini di guadagno, ma anche in termini di allineamento dell'asse di rotazione occhio con testa asse di rotazione. Come anche è stato trovato in altri studi sul VOR dinamica 3D, vi è un elevato guadagno per movimenti oculari orizzontali e verticali rispetto alla torsione. La struttura generale è stata descritta anche in animali dagli occhi laterali come conigli 13 e animali dagli occhi frontali come le scimmie e gli esseri umani 14 4, 9, 15, 16. Il guadagno del VOR per la stimolazione di assi cardinali è in stretto accordo con gli studi precedenti nell'uomo 8, 17, 18. C'è stato un piccolo ma significativo guadagno più alto per il pitch testa alta, rispetto a piantare la testa verso il basso impulsi. Questo è probabilmente legato al fatto che il nostro impulsos erano movimenti di tutto il corpo in contrasto con studi precedenti che la stimolazione coinvolto del collo 19, 20.
Il secondo risultato è la variazione sistematica in disallineamento tra stimolo e risposta asse. Alla luce disallineamento ha minimi in rollio e beccheggio, e il suo massimi a più e meno 45 ° azimut. Quantitativamente, gli angoli di disallineamento nel nostro studio sono simili a quelli riportati nelle scimmie 21, 22.
Al buio e durante la stimolazione impulso vi è un aumento di due volte disallineamento rispetto alla stimolazione sinusoidale in luce sull'intera gamma di assi testati. Sotto buio e impulso stimolo condizioni di stimolazione sui risultati asse di rollio nel più grande disallineamento. La relativamente grande disallineamento durante la stimolazione dell'asse rotolo al buio ha la sua origine in una piccola ma consistente componente di movimento oculare orizzontale che presenta in combinazione con basso guadagno per torsione relativamente grandecontributo al guadagno vettore 3.
Anche se i soggetti hanno un target di fissazione durante la stimolazione degli impulsi, gli spostamenti non erano significativamente differenti (test t P> 0.05) dalla stimolazione sinusoidale in condizione di buio. Questo significa che l'impulso relativamente mite che abbiamo usato, interferisce brevemente con fissazione visiva. Come risultato di questa risposta è simile alla stimolazione sinusoidale nell'oscurità.
La sensibilità del metodo è dimostrata in un piccolo gruppo di pazienti con unilaterale Schwannoma di. In questo gruppo non-gestito che era su una politica di aspettare e vedere, problemi soggettivi erano variabile e relativamente mite nella luce. Tuttavia, con questo metodo siamo stati in grado di dimostrare che nel buio è compromessa la corretta guadagno 3D e l'allineamento del 3D VOR. Anche se il gruppo è molto piccolo, i nostri dati suggeriscono una correlazione tra la dimensione del tumore e la gravità delle anomalie VOR 3D.
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Disclosures
Non abbiamo nulla da rivelare.
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 |
References
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