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Neuroscience

자유 모션 플랫폼의 여섯도를 사용하여 세 가지 차원 전정 안구 반사 테스트

Published: May 23, 2013 doi: 10.3791/4144

Summary

방법은 자유의 여섯도 (6DF) 모션 시뮬레이터를 사용하여 인간의 입체 전정 안구 반사 신경을 (3D VOR)를 측정하기 위해 설명되어 있습니다. 3D 각도 VOR의 이득과 어긋남은 전정 기능의 품질을 직접 측정을 제공합니다. 건강한 주제에 대한 대표적인 데이터가 제공됩니다

Abstract

전정 기관은 6 자유도 (6DF)와 각도 및 선형 가속도를 측정하는 센서입니다. 같은 현기증, 현기증, oscillopsia, 보행 비정상 구역질 및 / 또는 구토 등의 심각한 평형 문제에 마일드 전정 기관 결과에서 전체 또는 일부 결함. 시선 안정화를 정량화하는 좋은 자주 사용하는 측정 부과 머리의 움직임에 대해 보상 안구 운동의 크기로 정의됩니다 이득입니다. 전정 기능을 테스트하기 위해 더욱 완벽 한 3D VOR 이상적으로 동등하고 반대 머리 회전뿐만 아니라 머리 회전 축 공동 선형 축 (맞춤 크기 (이득)과뿐만 아니라 보상 안구 회전을 생성 실현합니다 ). 비정상적인 전정 기능 때문에 3D VOR 응답의 정렬의 이득과 변화의 결과.

여기에서 우리는 6DF 모티에 몸 전체의 회전을 사용하여 3D VOR을 측정하는 방법을 설명플랫폼. 방법도 번역 VOR 응답 한 테스트 수 있지만, 우리는 3D 각도 VOR을 측정하는 방법의 토론에 자신을 제한합니다. 또한, 우리는 정현파 전류 자극을 모난 님의 질문에 건강한 과목에서 수집 된 데이터의 설명을 여기에 자신을 제한합니다.

주제 똑바로 앉아 전신 작은 진폭의 사인파 및 일정 가속도 충격을받을 수 있습니다. 정현파 자극은 (​​F = 1 Hz에서, A = 11 °) 수직 축을와 방위각 22.5 °의 증가에 롤과 피치 사이 변화 수평면에있는 축에 대해 전달 하였다. 임펄스 요, 롤과 피치와 수직 운하 비행기에서 전달되었다. 안구 운동은 공막 검색 코일 기술 2를 사용하여 측정 하였다. 검색 코일 신호는 1 kHz의 주파수에서 샘플링되었다.

3D VOR의 입출력 비율 (게인) 및 정렬 오차 (공동 선형성) 아프로 계산 하였다M 눈 코일 3 알립니다.

3D VOR의 이득과 공동 선형성 자극 축 방향에 의존. 체계적인 편차 수평 축 자극하는 동안 특히 발견되었다. 빛 눈 회전 축이 제대로 방향을 0 °, 90 ° 방위각에 자극 축과 일치하지만, 점차적으로 45쪽으로 더 ° 방위각을 이탈했다.

중간 축 어긋남의 체계적인 편차가 비틀림에 대한 낮은 게인 (X-축 또는 롤 축 회전) 및 수직 안구 운동 (Y-축 또는 피치 축 회전 (그림 2 참조) 높은 이득에 의해 설명 될 수있다. 중간 축 자극이 개인의 눈의 회전 요소의 벡터 합에 따라 보상 반응을 이끌어 때문에, X 축과 Y 축에 대한 이득이 다르기 때문에, 넷 대응 축이 이탈 할 것이다.

어둠 속에서 모든 눈 회전 구성 요소의 게인이 낮은 있었다어 값. 결과는 어둠과 충동에 대한 불일치가 빛을 다른 봉우리와 골짜기를했다고했다 : 최소값은 롤 축 자극 피치 축 자극 및 최대에 도달하였습니다.

사례 발표

아홉 과목은 실험에 참여했다. 모든 주제는 동의했다. 실험 절차는 에라스무스 대학 의료 센터의 의료 윤​​리위원회의 승인을 인류의 주제와 관련된 연구 헬싱키 선언을 준수 하였다.

여섯 과목 컨트롤을 역임했습니다. 세 과목 전정 신경초종에 의한 전정 손상을했다. 대조군의 연령 (6 개 남성 세 여성)는 22 일 55 개 년이었다. 컨트롤 아무도 신경, 심장 혈관 및 안과 질환으로 인해 시각적 또는 전정 불만이 없었습니다.

schwanno와 환자의 연령엄마는 44와 64 년 (두 남성과 한 여성) 사이에서 변화. 모든 신경초종 과목 의료진의 감시 및 / 아래에 있었다 또는 othorhinolaryngologist 및 에라스무스 대학 의료 센터의 신경 외과 의사로 구성된 종합 팀에 의해 치료를 받았다. 테스트 환자는 모두 우측 전정 신경초종이 있고 대기 및 시계 정책 (표 1, 주제 N1-N3)를 시행 전정 신경초종으로 진단 된 후. 이들 종양은 자기 공명 영상 8-10 년 이상 안정된이었다.

Protocol

1. 6DF 모션 플랫폼

전정 자극은 자유 (FCS-MOOG, 뉴 벤업, 네덜란드)의 여섯도 총에 각도 및 번역 자극을 생성 할 수있는 모션 플랫폼 (그림 1 참조)과 함께 제공 하였다. 이 플랫폼은 전용 제어 소프트웨어와 개인용 컴퓨터에 연결된 여섯 전자 기계 액추에이터로 이동합니다. 그것은 6 개의 자유도에 정확한 움직임을 생성합니다. 액츄에이터에 배치 센서는 지속적으로 플랫폼 모션 프로파일을 모니터링. 이 장치는 각 운동에 대한 선형 및 <0.05 °에 대한 <0.5 mm의 정밀도를 가지고 있습니다. 자극하는 동안 진동은 0.02 °이었다. 장치의 공진 주파수는> 75 Hz에서였다. 플랫폼 모션 프로파일은 역 동성을 사용하여 액츄에이터 센서 정보로부터 재구성 및 데이터 수집 컴퓨터에 전송되었습니다. 플랫폼 및 안구 운동 데이터를 동기화하려면, 레이저 빔은 괞 찮아의 뒷면에 장착 된TForm 클래스와 작은 광전지 투영 (1 mm의 반응 시간은 10 마이크로 초). 광전지의 출력 전압은 안구 운동 데이터와 함께 1 kHz의 속도로 샘플링 1 밀리 초 정확도 모션 발병 실시간 표시기를 제공 하였다. Matlab을 (매스 웍스, 틱, MA), 플랫폼 액츄에이터의 센서 정보를 기반으로 플랫폼의 재구성 모션 프로파일을 사용하여 오프라인 분석하는 동안 정확하게 플랫폼의 운동 증상과 일치 하였다.

2. 주제

A. 좌석

주제는 플랫폼의 중심 (그림 2)에 장착 의자에 앉아있다. 경주 용 차에 사용되는 피사체의 몸은 4 점 안전 벨트와 억제되었다. 안전 벨트는 모션 플랫폼의 기초에 고정되었다. 의자 PVC 입방 프레임으로 둘러싸여 있으며, 필드 코일에 대한 지원을 역임 하였다. 필드 코일 시스템은 높이 등의 조정 된 피사체요법의 눈이 자기장의 중심에 있었​​다.

B. 헤드 고정

머리는 엄밀한 막대기를 통해 큐빅 프레임에 장착 된 개별적으로 성형 치과 - 인상 바이트 보드를 사용하여 고정합니다. 진공 베개는 목에 접어 의자에 부착 된 고리를 더욱 피사체의 고정 (그림 1) 보장. 또한, 자극하는 동안 의사 머리의 움직임을 감시하기 위해, 우리는 직접 물린 보드에 두 개의 3D 센서 (Analog Devices Inc에, 노 우드, MA), 각 하나의 선형 가속을 위해 하나를 연결합니다.

3. 좌표계

눈 회전은 머리를 고정 오른손 좌표계 (그림 3)에 정의되어 있습니다. Z-축 (요), X-축 (롤)에 대한 Y 축 (피치) 및 오른쪽으로 회전에 대한 하향 회전에 대해 왼쪽으로 회전을 볼 주체의 관점에서이 시스템에서 positi의로 정의됩니다VE. X, Y 및 Z 회전 축에 직교 평면은 각각 롤, 피치 및 요 (yaw) 평면 (그림 3)입니다.

4. 안구 운동 레코딩

두 눈의 안구 운동은 로빈슨의 진폭 검출 방법 (모델 EMP3020, Skalar 의료, 델프트, 네덜란드)에 따라 표준 25 kHz의 두 필드 코일 시스템을 사용하여 3D 공막 검색 코일 (Skalar, 델프트, 네덜란드 4)로 기록 된 5. 코일 신호는 500 Hz에서의 차단 주파수와 아날로그 저역 통과 필터를 통과하고 온라인에서 샘플링 비트와 16 비트 정밀도 (CED 시스템 Spike2 V6, 캠브리지 전자 디자인을 실행하는 1 kHz의 주파수에서 하드 디스크에 저장되었습니다 캠브리지).

5. 검색 코일 교정

이전 실험에 방향 및 비틀림 코일의 감도와 비 직교성은 Fick 병사에 코일을 장착하여 체외에서 확인되었다mbal 시스템은 자기장의 중앙에 위치. 모든 추기경 축에 대해 짐벌 시스템을 회전하여 우리는 실험에 사용 된 모든 코일은 2 % 내의 모든 방향에 대해 대칭을 검증 하였다.

생체 내에서 두 코일의 수평 및 수직 신호는 개별적으로 연속적으로 오초 각각 다섯 개의 대상 (오른쪽, 위쪽 및 아래쪽 중앙 타겟과 왼쪽 10도에서 대상)의 시리즈를 흥분시키는 피사체를 지시하여 보정 하였다. 교정 대상은 186cm 거리에서 반투명 스크린에 투영되었다. 교정 데이터의 사후 실험 분석 감도의 결과 및 검색 코일 각각에 대한 오프셋 값. 이 값은 다음 Matlab을 3에 기록 분석 절차에 사용되었다.

6 자극

A. 사인 자극

세 카디건에 대한 전달 플랫폼은 전신 정현파 회전 (1 Hz에서, A = 11 °)NAL 축 : 주동이의 - 꼬리 또는 수직 축 (요), interaural 축 (피치)와 코 - 후두 축 (롤), 그리고 롤과 피치 사이에 22.5 °의 단계에서 증가에 대한 중간 수평 축.

정현파 자극은 빛과 어둠에 전달 하였다. 빛, 주제는 눈높이 (그림 1C 왼쪽 패널)에서 피사체의 앞에 177cm에 위치한 지속적으로 조명 시각적 대상 (적색 LED 2 mm 직경)에 집착. 머리는 리드의 라인베이스 (낮은 궤도 cantus와 도관 및 실외를 연결하는 가상의 선)이 지구 수평에서 10도 이내 WAS)라고 같은 위치에 있었다. 플랫폼은 두 개의 연속적인 자극 사이의 각 간격 동안 정지했을 때 어둠 속에서 정현파 자극하는 동안, 시각적 대상이 짧게 (2 초) 제출되었습니다. 자극하는 동안 자연 안구의 움직임을 방지하기 위해, 주제는 정현파 동안 공간이 고정 된 대상의 가상 위치를 흥분시키는 지시했다대상 후 알 자극 운동 개시 직전에 꺼져 있었다. 우리는 명령의 형식은 주로 어둠 속에서 만든 눈의 움직임을 감소 것을 확인하고, 게인 (<10 %)에 단지 작은 영향을 미쳤다. 이 변화는 동시에 모든 구성 요소 (수평 수직 및 비틀림)에서 발생했습니다.

B. 임펄스 자극

짧은 기간 전신 자극은 조명이 어두운 환경에서 전달되었다. 피사체에 사용할 수있는 유일한 보이는 자극 눈높이에서 피사체의 앞 177cm에 위치한 시각적 대상이었다. 각각의 전류는 6 번 반복하고 임의의 순서와 동작 개시 (간격 2.5 및 3.5 초 사이에서 변화)의 임의의 타이밍 전달했다. 충동의 프로파일은 가속 점진적 선형 감소에 이어 충격의 첫 번째 100 밀리 초, 중 100 ° 초 -2 일정한 가속도이었다. 이 자극은 veloc 도달 속도의 선형 증가의 결과100 밀리 후 10 ° 초 -1 ITY. 각속도 및 선형 가속 장치에 의해 측정 전정 자극하는 동안 비정상적인 머리의 움직임을 자극 진폭의 4 % 미만이었다. 이러한 자극에 대한 응답으로 안구 운동의 최고 속도는 100 배 코일 신호의 잡음 수준 이상이었다.

7. 데이터 분석

코일 신호는 Fick 각도로 변환 한 후 회전 벡터 6,7로 표현 하였다. 대상의 고정 데이터에서 직진 우리는 직교 기본 자기장 코일에 비해 눈에 코일의 오정렬을 결정했다. 신호는 입체 카운터 회전에 의해이 오프셋 불일치에 대해 보정 하였다. 그것은 또한 어떤 코일 미끄러짐 각 동작 개시하기 전에 대상의 고정 기간 동안의 출력 위치를 확인하여 실험 기간 동안 발생하지 었다는 것을 확인 하였다.

속도 영역에서 3 차원 안구의 움직임을 표현하는 것은,우리는 각속도로 다시 회전 벡터 데이터로 변환. 각속도로 회전 벡터의 변환을하기 전에, 우리는 20 점 가우스 윈도우 (길이 20 밀리)와 순방향 및 역방향 디지털 필터와 제로 위상하여 데이터를 부드럽게.

8. 정현파 응답

이득. 각 구성 요소 및 3D 눈의 속도 이득의 이득은 수평, 수직 및 비틀림 각속도 구성 요소를 통해 플랫폼의 주파수에 해당하는 주파수 정현파를 피팅하여 계산되었다. 눈 요소 피크 속도와 플랫폼 최대 속도의 비율로 정의 된 각 구성 요소에 대한 이득은 각각의 눈에 대해 개별적으로 계산되었다.

B 오정렬이. 3D 눈의 속도 축과 헤드 속도 축 사이의 어긋남은 아와 동료 8,9의 방법을 사용하여 계산 하였다. 두 벡터의 스칼라 제품에서 어긋남이 인으로 계산눈 속도 축의 반대와 헤드 속도 축 사이의 세 가지 차원에서 tantaneous 각도입니다. 각 방위각 방향을 3 차원 각속도 증가와 불일치는 0 ° (롤) 90 ° (피치) 방위각 구성 요소 (10)의 벡터 합에서 예측 이득과 어긋남을 비교 하였다. 이 벡터 합에서 롤과 피치 속도 향상이 동일 할 때, 눈 회전축의 방향은 머리 회전 축에 맞춰 다음과 같이 두 가지가 서로 다른 경우, 자극과 눈 회전 축 사이의 최대 편차가 45 예상된다 ° 방위각.

9. 임펄스 응답

각 운동 방향에 대한 여섯 프레 젠 테이션의 왼쪽과 오른쪽 눈 데이터 추적은 별도로 분석 하였다. 왼쪽과 오른쪽 눈의 값이 거의 동일했기 때문에, 왼쪽과 오른쪽 눈의 데이터가 충동 자극에 대한 응답으로 눈 속도의 이득을 결정하기 위해 평균 하였다. 모든 흔적이었다개별적으로 컴퓨터 화면에 검사. 피사체 추적을 수동으로 삭제 된 임펄스 동안 깜박임 또는 saccade을 만들 때. 각속도 성분 (N = 5 - 6) 처음 100 밀리 초 동안은 운동 개시 후 20 밀리 초 시간 쓰레기통 (필터링 효과가 낮은 패스를 제공)의 평균되었고, 플랫폼 속도 11,12의 함수로 꾸몄다.

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Representative Results

정현파 자극 빛

그림 4 (상단 패널), 대조군 빛 수평 평면에서 모든 테스트 사인 자극에 대한 수평 수직 및 비틀림 각 속도 성분의 평균 이득 보여줍니다. 수직 90 °에서 최대를했다 반면, 비틀림, 0 ° 방위각에 최대였다. 그림 5는 빛 3D 눈의 속도 증가를 보여줍니다. 0.99 ± 0.12 (피치) 및 0.54 ± 0.16 (롤) 사이에서 변화 얻을 수 있습니다. 측정 된 데이터는 밀접 비틀림 및 수직 구성 요소 (그림 5의 점선)의 벡터 합으로 계산 예측 값에 해당합니다.

여섯 과목은 그림 6과 같다 통해 자극과 반응 축 사이의 평균 불일치가 평균. 자극과 반응 축 사이의 빛의 불일치에 작은 피치 동안 (5.25 °) 점차까지 목록으로 증가 하였다자극 축 방향은 22.5 ° 방위각 (최대 어긋남 : 17.33 °)에 배향되었다 롤 축으로 감소했다. 각 수평 자극 각도이 값은 하나의 롤과 피치 기여 (그림 6의 점선)의 선형 ​​벡터 합에서 예측되는 상황 밀접하게 일치합니다.

정현파 자극 어둠

(그림 7) 어둠 속에서 수직 및 비틀림 구성 요소를 모두의 최대 이득은 빛보다 (t-test를 P <0.001) 유의하게 낮은 (: 0.72 ± 0.19 비틀림 0.37 ± 0.09 세로)이었다. 또한 3D 눈의 속도 게인 (t-test를 P는 <0.001) 유의 라이트 (그림 8)에 비해 낮았다. 이득은 혼자 수직 및 비틀림 구성 요소 (그림 8의 점선)에서 예상보다 약간 높았다. 어둠 속에서 어긋남은 90 ° (피치)에서 최소이고 점차적은 최대로 증가0 ° 축 (롤)를 반올림합니다. 작은 수평 성분의 존재로 인해, 어둠 속에서 불일치의 패턴 하나는 롤과 피치 구성 요소 (그림 9 참조)의 선형 ​​벡터 합에서 예측 것이 무엇에 해당하지 않았다.

임펄스 자극

interaural 축 (피치)에 대한 전신 자극은 머리 위로 충동 머리를 아래로 0.8에 대한 이득에 가까운 유니티 게인습니다. 차이 (P <0.05) 유의 하였다.

충동 자극하는 동안, 수평, 수직 및 비틀림 게인 구성 요소는 그림 10에 나와 있습니다. 혼자 수직 성분의 최대 평균 이득은 피치 0.85 (90 ° 방위각)이었다. 비틀림에 대한 최대 이득은 롤 0.42 (0 ° 방위각)이었다. 벡터 이득은 그림 11에 표시됩니다. 3D 눈의 속도 이득은 0.52 피치 ± 0.16 롤에 대해 1.04 ± 0.18 사이에서 변화. 어긋남은 28.2 & D 사이에서 변화예를 들어, 롤 ± 0.18로 11.53 ° 피치 ± 0.51.

충동 자극은 시각 정보의 단지 아주 짧은 (100 밀리 초) 혼란을 일으키는 원인이 있지만 결론적으로, 안구 운동의 이득과 어긋남이 어둠 속에서 정현파 자극 님의 질문에 답변 것과 질적으로 유사한 패턴이 있습니다. 두 경우 모두 3D 머리와 눈의 회전 축 사이의 가장 큰 어긋남 롤 자극하는 동안 발생합니다.

환자

비 작동 환자에서 3D VOR

그림 13은 세 가지가 아닌 운영 주체에 대한 MRI 검사의 위치와 종양의 크기 (방법 섹션의 표 1 참조)를 보여줍니다. 종양의 오른쪽면에있는 세 경우 모두에 있었다. 이 세 가지 주제 현기증의 주관적인 불만 변화. 제목 N1은 작은 크기와 내부 천랑성의 종양을했다. 그는 일방적 인 헬스와 자신을 제시링 문제와 현기증의 불만이. 주제 N2 및 N3 어느 쪽도 완전한 혼란 문제 나 식물 문제를 가지고 있지만, 현기증보고 불평을했다.

그림 14은 수평 축에 45 ° 방위각에 대한 정현파 자극에 대한 응답으로 세 개의 비 작동 피사체의 눈 위치 추적을 보여줍니다. 이상적으로,이 자극은 수직 및 비틀림 안구 운동 요소없이 수평 안구 운동의 유일한 조합을 불러 일으킨다. N3 피사체가 수평 왼쪽으로 안진 (오른쪽으로 느린 단계) 및 CW 비틀림 안진 (느린 단계 CCW)를 가지고 반면 빛 자극하는 동안 주제 N1과 N2의 수평 안구 드리프트의 몇 가지 징후가 있었다. 주제 N2 및 N3 불안정성에 대한 수평, 수직 및 비틀림 흔적에 나타난 반면, 어두운 피사체에 N1은 거의 또는 전혀 드리프트를했다. 작은 수정 비틀림 안구 단속 운동이 obser 있었던 곳 주제 N1 불안정의 약함 기호, 비틀림에CW 방향으로 일관했다가 VED. 과목 N2 및 N3 비틀림 불안정성이 더 컸다.

우리는 그림 15에 따라 N2를위한 선물 신경초종 환자에서 3D 안정성의 변화를 설명하기 위해 수평, 수직 및 비틀림 눈 속도 게인 구성 요소 (상단 패널), 3D 게인 (중앙 패널)과 불일치 (아래 패널). 개별 구성 요소의 이득 변화는 3D의 vectorial 눈 속도 이득 및 불일치에 직접적인 영향을 미친다. 같은 컨트롤에있는 예측 및 측정 3 차원 안구 속도 및 정렬 긴밀한 대응 신경초종 환자를 위해 보유하고 더 이상을 복종.

특히 과목에서 N2와 어둠 속에서 N3 3D 눈의 속도 증가에 영향을 하였다. 주제 N2에서 전체 3D 눈의 속도 이득은 비틀림 게인 (그림 15)의 감소에 의해 설명 될 수있는 낮았다. 또한 대상 N3의 비틀림 구성 요소가 영향을 받았다. 그의 TORSional 눈 속도 향상 응답 비대칭이었다. 이 어긋남에 두 배 증가까지 귀착되었다.

그림 1
그림 1. 6DF 모션 플랫폼과 실험 장치.

그림 2
그림 2. 의자 주변 전기 자기장 코일 시스템의 개략도는 6DF 모션 플랫폼에 장착. 화살표는 플랫폼의 회전 및 번역 가능한 축을 나타냅니다.

그림 3
그림 3. 디오른손 규칙에 따라 추기경 축을 중심으로 회전 irections. 하단 패널은 요, 롤과 피치 투영 평면을 보여줍니다.

그림 4
그림 4. 수평 수직 및 비틀림 눈 속도 성분의 증가를 의미한다. 모든 테스트 가로 자극 축 수평 축 정현파 자극의 결과에 비추어 모든 주제 (N은 = 6)을 통해 평균. 아래 만화는 머리에 관하여 자극 축 방향의 최고 전망을 제공합니다.

그림 5
그림 5. 모든 테스트 수평 자극을위한 3D 눈의 속도 증가를 의미축에 비추어 모든 주제 (N은 = 6)을 통해 평균. 점선은 수직 및 비틀림 구성 요소에서 예측 벡터 눈 속도 게인 응답입니다. 아래 만화는 머리에 관하여 자극 축 방향의 최고 전망을 제공합니다.

그림 6
그림 6. 빛 정현파 자극시 자극 축에 응답 축의 어긋남이. 낮은 패널의 점선 순수 피치와 순수한 롤에 대한 응답으로 만 수직 및 비틀림 눈 속도 성분의 벡터 합으로 계산 예측 불일치를 나타냅니다 자극이었다. 오차 막대는 하나의 표준 편차를 나타냅니다.

그림 7 그림 7. 수평 수직 및 비틀림 눈 속도 성분의 증가를 의미한다. 모든 테스트 가로 자극 축 수평 축 정현파 자극의 결과는 어둠 속에서 모든 주제 (N은 = 6)을 통해 평균. 아래 만화는 머리에 관하여 자극 축 방향의 최고 전망을 제공합니다.

그림 8
그림 8. 모든 테스트 수평 자극 축에 대한 의미 3D 눈의 속도 이득은 어둠 속에서 모든 주제 (N은 = 6)을 통해 평균. 점선은 수직 및 비틀림 구성 요소에서 예측 벡터 눈 속도 게인 응답입니다. 아래 만화에 대해 자극 축 방향의 상위 뷰를 제공머리.

그림 9
그림 9. 어둠 속에서 정현파 자극시 자극 축에 응답 축의 어긋남이. 낮은 패널의 점선 순수 피치와 순수한 롤 자극에 대한 응답으로 만 수직 및 비틀림 눈 속도 성분의 벡터 합으로 계산 예측 불일치를 나타냅니다 각각. 오차 막대는 하나의 표준 편차를 나타냅니다.

그림 10
그림 10. 가로 축 임펄스 자극에 대한 응답으로, 수평, 수직 및 비틀림 눈 속도 성분의 증가를 의미한다. 재sponses는 모든 주제 (N은 = 6)을 통해 평균 45도 간격으로 수평 자극 축에 대해 제공됩니다. 아래 만화는 머리에 관하여 자극 축 방향의 최고 전망을 제공합니다.

그림 11
그림 11. 모든 테스트 수평 자극 축에 대한 의미 3D 눈의 속도 이득은 모든 주제에 (N = 6) 충동 자극하는 동안 평균. 점선은 수직 및 비틀림 구성 요소에서 예측 벡터 눈 속도 게인 응답입니다. 아래 만화는 머리에 관하여 자극 축 방향의 최고 전망을 제공합니다.

그림 12
그림 12. 충동 자극시 자극 축에 응답 축의 어긋남이. 낮은 패널의 점선은 각각 순수 피치와 순수한 롤 자극에 대한 응답으로 만 수직 및 비틀림 눈 속도 성분의 벡터 합으로 계산 예측 불일치를 나타냅니다 . 오차 막대는 하나의 표준 편차를 나타냅니다.

그림 13
그림 13. 치료 신경초종의 세 환자의 MRI를 검사합니다. 신경초종은 원으로 각 검색에 표시됩니다.

그림 14
그림 14. 정현의 님의 질문에 세 가지가 아닌 운영 주체에 대한 시계열의 예. 빛, 낮은 패널 행 : 다크 수평 축에 45 ° 방위각 상단 패널의 행에 대한 timulation. 각 패널에 (빨간색) 오른쪽과 왼쪽 (파란색) 눈 수평 (H), 수직 (V) 및 비틀림 (T) 눈의 위치를​​ 꾸몄다 있습니다. 이 이후의 모든 인물 눈의 위치와 속도는 오른 손잡이, 머리 고정 좌표계에서 표현됩니다. 이 시스템 다운 (CW) 시계 방향과 시계 반대 방향으로 (CCW) 주체의 관점에서 본 눈 회전은 양의 값으로 정의됩니다. 자극 운동은 정상 검은 색 선으로 각 패널에 표시됩니다.

그림 15
그림 15. 이득과 어둠 속에서 가로 축 사인 자극하는 동안 UVD 주제 N2의 3D VOR의 어긋남 상단 패널 :. 이익. 각 테스트 자극 축 방향에서 3D 눈의 속도를 평균 : 머리에 대해 센터 패널에 자극 축 방향의 상위 뷰를 제공 아래, 수평, 수직 및 비틀림 눈 속도 성분 만화의. 점선은 수직 및 비틀림 구성 요소에서 예측 벡터 눈 속도 게인 응답을 나타냅니다 하단 패널 :. 자극 축에 응답 축의 오정렬. 하단 패널에있는 점선은 수직 및 비틀림 눈 속도 성분의 벡터 합으로 계산 예측 불일치를 나타냅니다. 상단 패널과 하단 패널에 큰 부정합의 비틀림에 대한 낮은 게인을 확인할 수 있습니다. 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오 .

제목 나이 (년) </ TD> 종양의 측면 종양의 크기 (mm) 일방적 인 청력 손실 (인터넷 dB) 요법
N1 남성 61 권리 4 35 기다려보고
N2 남성 64 권리 14 43 기다려보고
N3 남성 55 권리 22 완전한 기다려보고

표 1. 실험에 참여한 여섯 환자 관련 임상 연구 결과는. 여기에 설명 일방적 인 청력 손실은 치료 전에이었고, 인터넷 = Flechter 지수 (청각 500의 손실 1,000 2,000 Hz의 의미)로 표현.

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Discussion

이 논문은 정확하게 인간의 몸 전체 회전에 대응 3D 각도 VOR을 측정하는 방법을 설명합니다. 방법의 장점은 세 가지 차원에서 이득 및 3D 각도 VOR의 불일치에 대한 정량적 정보를 제공한다는 것입니다. 이 방법은 기초 연구에 유용 수직 운하 문제 나 질병이 해 중앙 전정 문제가있는 환자와 환자를 테스트하기위한 잠재적 인 임상 적 가치 등이 있습니다. 장치의 또 다른 장점은 번역 VOR 응답 1을 테스트 할 수있는 기능입니다. 시스템의 단점은 측정 기간 동안 1) 장비, 공간 및 인력 (현재 컴퓨터가 조종사 훈련 용으로 개발 된)과 2 측면에서 비용 측면) 불편합니다. 정확한 안구 운동 기록은 공막 검색 코일 기술을 기반으로합니다. 헤드에 장착 된 적외선 카메라 시스템에 비해 슬립 잡음 비율 부​​재로 우수한 신호로 인해,이에 여전히높은 정밀도를 가진 인간의 VOR 반응을 측정하는 LY 기술. 개선 슬립이없는 적외선 영상 기지 눈 추적 시스템이 심하게 필요합니다.

데이터는 건강한 사람을 대상으로 3D VOR 응답의 품질이 이익의 측면에서뿐만 아니라 머리 회전 축 눈 회전 축 정렬의 측면에서뿐만 아니라 다릅니다 것을 보여줍니다. 또한 3D VOR 역학에 대한 다른 연구에서 발견되면서, 비틀림에 비해 수평 및 수직 안구 운동에 대한 높은 이득이있다. 이 일반적인 속성은 또한 토끼 13 같은 원숭이 14 인간 4, 9, 15, 16로 정면 눈 동물 등의 측면 눈 동물에 설명되어 있습니다. 추기경 축에 대한 자극 VOR의 이득은 인간 8, 17, 18 이전의 연구들과의 긴밀한 일치한다. 충동 아래로 머리를 피치에 비해 피치 헤드 업을위한 작지만 중요한 높은 이득이 있었다. 이것은 아마도 사실과 관련되어 우리의 충동의 이전 연구와 달리 몸 전체의 움직임이었다 목 19, 20과 관련된 자극합니다.

두 번째 주요 발견은 자극과 반응 축 사이의 불일치에 체계적인 변화이다. 빛의 어긋남에 롤과 피치 최소값, 그리고 플러스에서 자사의 최대 값과 마이너스 45 ° 방위각이있다. 양적 연구의 어긋남 각도 원숭이 21, 22에서보고 된 것과 유사하다.

어둠 속에서와 충동 자극하는 동안 테스트 축의 전체 범위에 걸쳐 빛 정현파 자극에 비해 어긋남의 이중 증가가있다. 큰 어긋남의 롤 축 결과에 대한 어두운 충동 자극 조건 자극에 따라. 어둠 속에서 롤 축 자극하는 동안 상대적으로 큰 어긋남은 비교적 큰 비틀림 낮은 이득과 함께이 작지만 일관된 수평 안구 운동 요소에서 그 기원을 가지고벡터 게인 3에 기여.

주제 충동 자극하는 동안 고정 대상을 볼 있지만, 부정합 어둠 상태에서 정현파 자극으로부터 (t-test를 P> 0.05) 유의 한 차이가 없었다. 이것은 우리가 사용하는 비교적 가벼운 충동 짧게 시각적 고정을 방해하는 것을 의미합니다. 이것의 결과로 응답 어둠 속에서 정현파 자극 비슷합니다.

방법의 감도는 일방적 신경초종의 환자의 작은 그룹에 나와 있습니다. 대기 및 시계 방침에 있던이 아닌 운영 그룹에 주관적인 문제에 비추어 변수 비교적 온화했다. 그럼에도 불구하고,이 방법으로 우리는 어둠 속에서 3D VOR의 적절한 3D 게인 조정이 손상되는 것을 보여줄 수 있었다. 그룹은 아주 작은이지만, 우리의 데이터는 종양의 크기 및 3D VOR의 이상 심각도 사이의 상관 관계를 제안합니다.

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Disclosures

우리는 공개 아무것도 없어.

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

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References

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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).

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