Summary
Bir yöntem özgürlük altı derece (6DF) hareket simülatörü kullanarak insanlarda üç boyutlu vestibulo göz refleksleri (3D VOR) ölçmek için açıklanmıştır. 3D açısal VOR kazanç ve kaymalar vestibüler fonksiyon kalitesinin doğrudan bir ölçüsü. Sağlıklı konularda Temsilcisi veri sağlanmaktadır
Abstract
Vestibüler organın altı serbestlik derecesi (6DF) ile açısal ve doğrusal ivme ölçen bir sensör. Bu baş dönmesi, baş dönmesi, oscillopsia, yürüme dengesizlik bulantı ve / veya kusma gibi ciddi denge problemleri, hafif olarak vestibüler organın sonuçlarında tam veya kısmi kusurları. Bakışları istikrar ölçmek için bir iyi ve sık kullanılan ölçü empoze baş hareketleri ile ilgili olarak telafi edici göz hareketleri büyüklüğü olarak tanımlanır kazanç vardır. Vestibüler fonksiyon test etmek için daha tam bir 3D VOR ideal eşit ve zıt bir baş dönme değil, aynı zamanda baş dönme ekseni ile birlikte doğrusal bir eksen etrafında (hizalama bir büyüklük (kazanç) ile sadece telafi göz rotasyonlar oluşturduğu fark vardır .) Anormal vestibüler fonksiyonu böylece 3D VOR yanıt uyum içinde kazanç ve değişiklikler değişiklikler ile sonuçlanır.
Burada bir 6DF moti üzerinde tüm vücut rotasyonu kullanarak 3D VOR ölçmek için bir yöntem açıklanmaktadırplatformda. Yöntemi de çeviri VOR yanıtları 1 test izin verse, biz 3D açısal VOR ölçmek için yöntem bir tartışma kendimizi sınırlamak. Ayrıca, sinüs ve dürtü stimülasyonu açısal yanıt olarak sağlıklı kişilerde toplanan verilerin tanımı burada kendimizi kısıtlamak.
Konularda dik oturma ve tüm vücut küçük genlikli sinüs ve sürekli ivme dürtüleri alırsınız. Sinüzoidal uyaranlara (f = 1 Hz, A = 4 °) dikey ekseni ve azimut 22,5 ° artışlarla roll ve pitch arasında değişen yatay düzlemde eksenlerdeki teslim edildi. Dürtüleri yaw, roll ve pitch ve dikey kanal düzlemlerde teslim edildi. Göz hareketleri sklera arama bobini tekniği 2 kullanılarak ölçüldü. Arama bobini sinyalleri 1 kHz frekansında örneklenmiştir.
3D VOR girdi-çıktı oranı (kazanç) ve kayma (eş-doğrusallık) sağa sola hesaplandım göz bobin 3 sinyalleri.
3D VOR kazanç ve ortak doğrusallık uyaran ekseninin yönünü bağlıydı. Sistematik sapmalar yatay eksen uyarılması sırasında, özellikle bulunmuştur. Işığında göz dönme ekseni düzgün yönelimleri 0 ° ve 90 ° azimut de uyaran ekseni ile uyumlu, ama yavaş yavaş 45 karşı daha fazla ° azimut sapmış oldu.
Ara eksen için kayma olarak sistematik sapmalar burulma için düşük kazanç (X ekseni veya rulo ekseninde döndürülmesini) ve dikey göz hareketleri (Y ekseni veya pitch ekseninde döndürülmesini (bkz. Şekil 2) için yüksek kazanç ile açıklanabilir. ara eksen stimülasyon tek tek göz dönme bileşenlerinin vektör toplamı dayalı bir telafi edici yanıt açar, çünkü X ve Y ekseni için kazanç farklı olduğu için, net yanıt eksen sapma olacaktır.
Karanlıkta tüm göz dönme bileşenlerinin kazancı düşük vardıer değerleri. Sonuç karanlıkta ve dürtüler için kayma ışığında farklı zirveler ve dipler vardı: minimum değeri silindir ekseni uyarılması için adım ekseni uyarılması ve en fazla ulaşıldı.
Olgu Sunumu
Dokuz konularda deney katıldı. Tüm denekler kendi bilgilendirilmiş onam verdi. Deney prosedürü Erasmus Üniversitesi Tıp Merkezi Tıp Etiği Komitesi tarafından onaylanmış ve insan deneyleriyle ilgili araştırma için Helsinki Bildirgesi yapıştırılır oldu.
Altı konularda kontrol grubu olarak. Üç konu bir akustik nörinom nedeniyle tek taraflı vestibüler bozukluğu vardı. Kontrol grubunda yaş (altı erkek ve üç kadın) 22 55 yıl arasında değişmektedir. Kontrollerin hiçbiri nörolojik, kardiyo vasküler ve göz bozuklukları nedeniyle görsel ya da vestibüler şikayetleri vardı.
Schwanno olan hastaların yaşma 44 ve 64 yıl (iki erkek ve bir kadın) arasında değişmekteydi. Tüm schwannom konular tıbbi gözetim ve / altındaydı veya othorhinolaryngologist ve Erasmus Üniversitesi Tıp Merkezi bir beyin cerrahı oluşan multidisipliner bir ekip tarafından tedavi almıştı. Test edilmiş tüm hastalara sağ tarafında akustik nörinom vardı ve bekleme ve izle politikası (Tablo 1; konular N1-N3) yapılan akustik nörinom teşhisi konduktan sonra. Onların tümör manyetik rezonans görüntülemede 8-10 yıldır stabil olmuştu.
Protocol
1. 6DF Hareket Platformu
Vestibüler uyaranlar özgürlük (FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, Hollanda) altı derece toplam de açısal ve öteleme uyaranlara üretme kapasitesine sahip bir hareket kontrol platformu (bkz. Şekil 1) ile teslim edildi. Platform özel kontrol yazılımı ile kişisel bilgisayara bağlı altı elektro-mekanik ürün ile taşınır. Bu altı serbestlik derecesi ile doğru hareketleri oluşturur. Aktüatör yerleştirilen sensörler sürekli platformu hareket profili izlenir. Cihaz açısal hareketler için doğrusal ve <0.05 ° için <0.5 mm hassasiyete sahiptir. Stimülasyon sırasında titreşim 0.02 ° idi. Cihazın rezonans frekansı> 75 Hz olmuştur. Platform hareket profili ters dinamik kullanarak körüklerinde sensör bilgilerinden yeniden ve veri toplama bilgisayara gönderildi. Platformu ve göz hareketi verileri senkronize etmek için, bir lazer ışını pla arka tarafa monte edilditform ve küçük bir fotosel üzerine yansıtılan (1 mm, reaksiyon süresi 10 mikrosaniye). Fotosel çıkış voltajı göz hareketi verileri ile birlikte, 1 kHz hızında örneklenmiş ve 1 milisaniye doğruluk ile hareket başlangıcı, gerçek zamanlı bir göstergesi sağlandı. Matlab (Mathworks, Natick, MA), platformda aktüatörler sensör bilgilere dayanarak platformunun yeniden hareket profili kullanarak çevrimdışı analiz sırasında tam platformu hareket başlangıcı ile uyumlu hale getirilmiştir.
2. Konular
A. Oturma
Denekler platformunun merkezi (Şekil 2) monte bir sandalye üzerinde oturuyorlar. Yarış otomobillerinde kullanılan deneğin vücuduna dört noktalı emniyet kemeri ile ölçülü oldu. Emniyet kemerleri hareket platformunun tabanına demirlemiş edildi. Sandalye PVC küp çerçeve ile çevrelenmiş ve alan bobinler için bir destek olarak görev yapmıştır. Alan bobin sistemi, yüksekliği, ayarlanabilir olduğu subjvb gözleri manyetik alanın merkezinde idi.
B. Baş sabitleme
Baş katı bir bar ile küp çerçeveye bağlı olan bir tek kalıp diş gösterim ısırık pansiyon, kullanılarak immobilize edilir. Bir vakum yastık boynuna katlanmış ve sandalyeye bağlı bir halka daha da konunun sabitleme (Şekil 1) sağlanmalıdır. Buna ek olarak, uyarılması sırasında sahte baş hareketleri izlemek için, doğrudan ısırık kuruluna iki 3D sensör (Analog Devices Inc, Norwood, MA), açısal için bir ve lineer ivmeler için bir bağlı.
3. Koordinat Sistemi
Göz rotasyonlar bir baş-sabit sağ elini koordinat sisteminde (Şekil 3) 'de tanımlandığı gibidir. Z ekseni (sapma), X ekseni (rulo) hakkında Y ekseni (pitch) ve sağa dönme konusunda bir aşağı dönüş hakkında bir sola dönme görmek konusu bakış açısından bu sistemde positi olarak tanımlanırettik. X, Y ve Z eksen dik uçakları sırasıyla rulo, zift ve sapma uçakları (Şekil 3).
4. Eye Movement Kayıtlar
Her iki gözün göz hareketleri Robinson genliği algılama yöntemi (Model EMP3020, SKALAR Tıp, Delft, Hollanda) dayalı standart bir 25 kHz iki alan coil sistemi kullanarak 3D sklera arama rulo (SKALAR, Delft, Hollanda) 4 ile kaydedildi 5. Bobin sinyalleri 500 Hz kesim frekanslı bir analog alçak geçiren filtreden geçirilir ve on-line örneklenmiş ve 16 bit hassas (CED sistemi Spike2 v6, Cambridge Elektronik Tasarım çalışan 1 kHz frekansında sabit diske saklandı , Cambridge).
5. Arama Bobin Kalibrasyon
Önce deneylere, yön ve burulma bobinlerin duyarlılık ve olmayan diklik bir Fick gi üzerinde bobin monte edilerek in-vitro doğrulandımbal sistemi manyetik alanın ortasına yerleştirilir. Tüm ana eksen etrafında dönen bir yalpa çemberi sistemi ile biz Deneylerde kullanılan bütün bobinleri% 2 içinde her yönde simetrik olduğunu doğruladı.
In vivo, her iki bobin yatay ve dikey sinyalleri tek tek arda beş saniye her biri için beş hedefler (sağ, yukarı ve aşağı merkezi hedef ve sola 10 derece bir hedef,) bir dizi sabitleşmek için konu talimat ile kalibre edildi. Kalibrasyon hedefleri 186 cm mesafeden saydam bir ekrana yansıtılan edildi. Kalibrasyon verileri sonrası deney analizi duyarlılık sonuçlandı ve arama bobinleri her biri için değerleri ofset. Bu değerler daha sonra Matlab 3 yazılmış analiz yöntemleri kullanılmıştır.
6 Uyarım
A. Sinüsoidal stimülasyon
Üç hırka hakkında teslim platformu tüm vücut sinüs rotasyonlar (1 Hz, A = 4 °)nal eksen: rostral-kaudal veya dikey eksen (sapma), interaural ekseni (zift) ve burun-oksipital ekseni (rulo), ve rulo ve pitch arasında 22.5 ° lik adımlarla artırılır hakkında ara yatay eksen.
Sinüzoidal uyaranlara ışık ve karanlıkta teslim edildi. Işığında, konular göz seviyesinde (Şekil 1C sol panel) de konunun önünde 177 cm bulunan sürekli yanan görsel hedef (bir kırmızı LED, 2 mm çapında) sabitlenmiş. Başkanı Reid hattı temel (alt yörünge Cantus ile meatus Dış ve iç bağlayan hayali bir çizgi) toprak-yatay 6 derece içinde olduğu) olduğu gibi yerleştirildi. Platformun iki ardışık uyaranlara arasındaki her aralığında sabit iken karanlıkta sinüzoidal stimülasyon sırasında, görsel hedef kısa bir süre (2 sn) sunuldu. Stimülasyon sırasında spontan göz hareketleri önlemek için, konular sinüs sırasında alan sabit hedef hayali yeri sabitleşmek istendiHedef sonra al stimülasyon hareket başlamasından hemen önce kapalı olmuştu. Biz öğretim türünü esas karanlıkta yapılan göz hareketleri azalmış olduğu belirlenmiş ve kazanç (<% 10) sadece küçük bir etkisi vardı. Bu değişkenlik aynı anda tüm bileşenleri (yatay, dikey ve burulma) oluştu.
B. Darbe stimülasyon
Kısa vadeli tüm vücut darbeleri loş bir ortamda teslim edildi. Konu mevcut tek görünür uyaran göz seviyesinde konunun önünde 177 cm bulunan görsel bir hedef oldu. Her darbe altı kez tekrarlandı ve rasgele sırada ve hareket başlangıcı (aralıklarla 2.5 ve 3.5 saniye arasında değişmektedir) rastgele zamanlama ile teslim edildi. Dürtülerin profil hızlanma kademeli bir lineer düşüş takip dürtü ilk 100 msn, sırasında 100 ° sn -2 sabit bir ivme oldu. Bu uyarıcı bir H ızı ulaşan hız doğrusal bir artışa neden oldu100 milisaniye sonra 10 ° sn -1 Sığ. Açısal hızı ve doğrusal hızlanma cihazlar tarafından ölçülen vestibüler stimülasyon sırasında anormal baş hareketleri teşvik genlik 4% daha az idi. Bu uyaranlara yanıt olarak göz hareketleri zirve hızı 100 kat bobin sinyal gürültü seviyesinden oldu.
7. Veri Analizi
Bobin sinyalleri Fick açıları çevrilecek ve daha sonra dönme vektörleri 6,7 olarak ifade edildi. Hedefin tespit verilerden dosdoğru dik biz birincil manyetik alan bobinleri göre göz bobinin kayma tespit edilmiştir. Sinyaller üç boyutlu karşı dönme bu aks kaymasının düzeltildi. Ayrıca hiçbir bobin kayma her hareket başlangıcından önce hedef tespiti sırasında konumunu çıkış doğrulayarak deney sırasında meydana geldiğini doğrulandı.
Hız etki 3D göz hareketleri ifade etmek için,Biz açısal hız geri dönme vektör verileri dönüştürülür. Açısal hız dönme vektör dönüşüm önce, bir 20 noktalı Gauss pencere (uzunluk 20 msn) ile ileri ve geri dijital filtre ile sıfır faz verileri düzeltti.
8. Sinüsoidal Yanıtlar
Bir Kazanç. Her bir bileşen ve 3D göz hızı artışı kazancı, yatay, dikey ve burulma açısal hız bileşenler vasıtasıyla platforma frekansına eşit olan bir frekansa sahip bir sinüzoit montaj hesaplanmıştır. Göz bileşeni zirve hızı ve platform zirve hızı arasındaki oran olarak tanımlanan her bileşen için kazanç her bir göz için ayrı ayrı hesaplanmıştır.
B kayma. 3D göz hız ekseni ve kafa hızı ekseni arasındaki hiza Ah ve arkadaşları 8,9 yaklaşımı kullanılarak hesaplanmıştır. Iki vektörün skaler üründen kayma ins olarak hesaplandıGözün hızı ekseninin ters ve baş hız ekseni arasındaki üç boyutlu olarak tantaneous açısı. Her azimutal yönlendirme için 3D açısal hız kazanç ve kaymalar 0 ° (rulo) ve 90 ° (adım) Azimut bileşenleri 10 vektör toplamı gelen tahmin kazanç ve kaymalar karşılaştırıldı. Bu vektör toplamı onu rulo ve pitch için hız kazancı eşit olduğunda, göz dönme ekseninin yönünü baş dönme ekseni ile aynı hizaya gelecek aşağıdaki, iki farklı olduğunda, uyarıcı ve göz dönme ekseni arasındaki maksimum sapma 45 bekleniyor ° azimut.
9. Etki-Tepki
Her hareket yönü için altı sunumlar sol ve sağ göz veri izleri ayrı ayrı analiz edildi. Sol ve sağ göz değerleri hemen hemen aynı olduğu için, sağ ve sol göz verileri darbe uyarılmasına tepki olarak göz hız artışı belirlemek için ortalaması alınmıştır. Tüm izleri vardıtek tek bilgisayar ekranında kontrol. Konu iz elle atılır olduğu darbe sırasında göz kırpma veya sakkaddan yaptığında. Açısal hız bileşenlerinin (N = 5-6), birinci 100 milisaniye boyunca hareketinin başlamasından sonra 20 milisaniye arasında zaman kutuları (filtreleme etkili bir düşük geçiş sağlayan) içinde ortalaması alındı ve platform hızı 11,12 fonksiyonu olarak çizilmiştir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Sinüsoidal stimülasyon ışık
Şekil 4 (üst panel), kontrol grubunda ışığında yatay düzlemde test edilen tüm sinüs uyarılar için, yatay, dikey ve burulma açısal hız bileşenlerinin ortalama kazanç için gösterir. Dikey 90 ° maksimum vardı ise burulma, 0 ° azimut de maksimum oldu. Şekil 5 ışığında 3D göz hız kazancı gösterir. 0.99 ± 0.12 (zift) ve 0.54 ± 0.16 (rulo) arasında değişmekteydi kazanç. Ölçülen veriler, yakından burulma ve dikey bileşenleri (Şekil 5'te kesikli çizgi) vektörel toplamı hesaplanan tahmin değerleri, karşılık gelmektedir.
Altı konularda Şekil 6'da gösterilmiştir üzerinde uyarıcı ve tepki ekseni arasındaki ortalama sapma ortalama. Uyarıcı ve tepki ekseni arasındaki ışığında kayma en küçük adım sırasında (5.25 °) ve yavaş yavaş kadar rulo doğru arttıuyaran ekseninin yönünü 22.5 ° azimut (maksimum kayma: 17.33 °) olarak yerleştirilmiş ve rulo eksenine doğru azalmıştır. Her yatay uyaran açı için bu değerler bir rulo ve pitch katkıları (Şekil 6'da kesikli çizgi) doğrusal vektör toplamı gelen tahmin ne ile uyumlu değildir.
Sinüsoidal stimülasyon karanlık
(Şekil 7) karanlıkta dikey ve burulma bileşenleri hem de maksimum kazanç ışığında daha (t-testi p <0.001) anlamlı derecede düşük (: 0.72 ± 0.19 burulma 0.37 ± 0.09 dikey) oldu. Ayrıca 3D göz hız kazancı (t-testi p <0.001) önemli ölçüde ışık (Şekil 8) göre daha düşüktü. Kazanç tek başına dikey ve burulma bileşenleri (Şekil 8'de kesikli çizgi) için tahmin biraz daha yüksekti. Karanlıkta kayma 90 ° (adım) çok az oldu ve yavaş yavaş bir zirveye yükseldi0 ° ekseni (rulo) yuvarlak. Bir küçük yatay bileşeninin varlığı nedeniyle, karanlıkta yanlış hizalanmanın kalıp bir tek rulo ve pitch bileşenleri (bkz. Şekil 9) arasında lineer vektör toplamı ikinci tahmin ne uygun değildi.
Darbe stimülasyon
Interaural ekseni (perde) hakkında tüm vücut darbeleri baş yukarı ve dürtüler baş aşağı için yaklaşık 0.8 bir kazanç için yakın birlik kazanç sonuçlandı. Farklar (p <0.05) önemli bulunmuştur.
Darbe uyarılması sırasında yatay, dikey ve burulma kazanç bileşenleri Şekil 10 'de gösterilmiştir. Tek başına dikey bileşeni için maksimum ortalama kazanç adım için 0.85 (90 ° azimut) oldu. Burulma için maksimum kazanç rulo için 0.42 (0 ° azimut) oldu. Vektör kazancı Şekil 11 'de gösterilmiştir. 3D göz hız kazancı 0.52 için adım ± 0.16 rulo için 1.04 ± 0.18 arasında değişmektedir. Hiza 28.2 ve d arasında değişmektedirörneğin; rulo ± 0.18, için 11.53 ° adım için ± 0.51.
Darbe stimülasyon görsel bilgi sadece çok kısa (100 msn) bozulmasına neden olsa Sonuç olarak, göz hareketleri kazanç ve kaymalar karanlıkta sinüzoidal uyarılara yanıt olarak gibi niteliksel olarak benzer bir model var. Her iki durumda da 3D baş ve göz dönme ekseni arasındaki en büyük kayma rulo uyarılması sırasında oluşur.
Hastalar
Olmayan çalışan hastalarda 3D VOR
Şekil 13 Üç olmayan çalışan konular için MR taramalarında konumu ve tümörün boyutu (yöntemi bölümünde Tablo 1 de bakınız) gösterir. Tümör sağ taraflı üç her durumda oldu. Bu üç konuların baş dönmesi sübjektif şikayetleri değişiyordu. Konu N1 en küçük boyutu ile içi canicular tümör vardı. O tek taraflı hea ile kendini tanıttıhalka sorun ve vertigo hiçbir şikayetleri. Konular N2 ve N3 ne tam oryantasyon bozukluğu sorunları veya bitkisel sorunları olmasına rağmen, vertigo rapor şikayetleri yaptı.
Şekil 14, yatay bir eksen 45 ° azimut yaklaşık sinüzoidal uyarılmasına tepki olarak olmayan üç opere için göz pozisyonu izlerini gösterir. İdeal olarak, bu uyarıcı dikey ve burulma göz hareketi bileşenleri ve hiçbir yatay göz hareketleri sadece bir arada çağrıştırıyor. N3 konu yatay bir sola nistagmus (sağa yavaş faz) ve CW burulma nistagmus (yavaş faz CCW) vardı oysa ışığında uyarılması sırasında konular N1 ve N2 yatay göz kayması birkaç belirtileri vardı. Konular N2 ve N3 istikrarsızlıklar için yatay, dikey ve burulma izleri ortaya çıktı ise karanlık konuda N1, çok az veya hiç kayması vardı. Küçük düzeltici burulma sakkadların gözleme nerede konuda N1 istikrarsızlık zayıf işareti, burulma olduğunuCW yönünde sürekli olduğunu ved. Konularda N2 ve N3 burulma istikrarsızlıklar büyük.
Biz Şekil 15'te konu N2 için mevcut Schwannom hastalarda 3D istikrar değişiklikleri göstermek için yatay, dikey ve burulma göz hız kazancı bileşenleri (üst panel), 3D kazanç (merkezi panel) ve kayma (alt panel). Tek tek bileşenlerin kazanç değişiklikler 3D vektörel göz hız kazanç ve kaymalar üzerinde doğrudan etkisi vardır. Olarak kontrol bulunan tahmin ve ölçülen 3D göz hız ve uyum arasındaki yakın yazışma Schwannom hastalar için de geçerlidir artık konular.
Özellikle konularda N2 ve karanlıkta N3 3D göz hız kazancı etkilendi. Konu N2 olarak genel 3D göz hız kazancı burulma kazanç (Şekil 15) azalma ile açıklanabilir ki, daha düşüktü. Ayrıca konu N3 en burulma bileşeni etkilenmiştir. Onun larıional göz hız kazanır yanıtları asimetrik vardı. Bu kayma iki kat artış bir yukarı sonuçlandı.
Şekil 1. 6DF hareket platformu ile deney düzeneği.
Şekil 2. Sandalye çevreleyen elektro manyetik alan bobin sisteminin şematik çizimi 6DF hareket platformu üzerine monte edilmiş. Oklar platformun dönme ve çeviri olası eksenleri göstermektedir.
Şekil 3,. Dsağ el kuralına göre kardinal eksen etrafında dönme irections. Alt paneller yaw, roll ve pitch projeksiyon uçakları göstermektedir.
Şekil 4. Yatay, dikey ve burulma göz hız bileşenleri kazanç anlamına gelir. Test edilen tüm yatay teşvik eksen için yatay eksen sinüs stimülasyon sonuçları ışığında tüm hastaları (N = 6) üzerinden ortalama. Çizgi altında kafası ile ilgili olarak teşvik ekseninin yönünü bir üstten görünümünü verir.
Şekil 5,. Test edilen tüm yatay teşvik için 3D göz hız artışı anlamınaeksen ışığında tüm hastaları (N = 6) üzerinde ortalama. Kesikli çizgi dikey ve burulma bileşenleri tahmin vektör göz hız kazancı yanıttır. Çizgi altında kafası ile ilgili olarak teşvik ekseninin yönünü bir üstten görünümünü verir.
6 Şekil. Işığında sinüzoidal stimülasyon boyunca uyarıcı ekseni ile tepki ekseni kaymalar. Alt panelde kesikli çizgi saf pitch ve yalpa yanıt olarak dikey ve burulma göz hızı bileşenlerinin vektör toplamına göre hesaplanan tahmin kayma temsil eder stimülasyon, sırasıyla. Hata çubukları, bir standart sapma göstermektedir.
Şekil 7. Yatay, dikey ve burulma göz hız bileşenleri kazanç anlamına gelir. Test edilen tüm yatay teşvik eksen için yatay eksen sinüs stimülasyon sonuçları karanlıkta tüm konularda (N = 6) üzerinden ortalama. Çizgi altında kafası ile ilgili olarak teşvik ekseninin yönünü bir üstten görünümünü verir.
Şekil 8. Test edilen tüm yatay teşvik eksen için ortalama 3D göz hız kazanç karanlıkta tüm hastaları (N = 6) üzerinde ortalama. Kesikli çizgi dikey ve burulma bileşenleri tahmin vektör göz hız kazancı yanıttır. Altında Çizgi ile ilgili olarak teşvik ekseninin yönünü bir üstten görünümünü verirkafa.
9 Şekil. Karanlıkta sinüzoidal stimülasyon boyunca uyarıcı ekseni ile tepki ekseni kaymalar. Alt panelde kesikli çizgi saf pitch ve yalpa uyarılmasına tepki olarak sadece dikey ve burulma göz hızı bileşenlerinin vektör toplamına göre hesaplanan tahmin kayma temsil eder sırasıyla. Hata çubukları, bir standart sapma göstermektedir.
10 Şekil. Yatay eksen dürtü uyarılara yanıt olarak, yatay, dikey ve burulma göz hız bileşenleri kazanç anlamına gelir. Releflimleri tüm konularda (N = 6) üzerinde ortalama 45 derece aralıklarla yatay uyarıcı eksen için verilmiştir. Çizgi altında kafası ile ilgili olarak teşvik ekseninin yönünü bir üstten görünümünü verir.
11 Şekil. Test edilen tüm yatay teşvik eksen için ortalama 3D göz hızı kazanç tüm konular üzerinde (N = 6) darbe stimülasyon sırasında ortalama. Kesikli çizgi dikey ve burulma bileşenleri tahmin vektör göz hız kazancı yanıttır. Çizgi altında kafası ile ilgili olarak teşvik ekseninin yönünü bir üstten görünümünü verir.
Şekil 12. Darbe uyarılması sırasında uyarıcı ekseni ile tepki ekseni kaymalar. Alt panelde kesikli çizgi sırasıyla saf pitch ve yalpa uyarılmasına tepki olarak sadece dikey ve burulma göz hızı bileşenlerinin vektör toplamına göre hesaplanan tahmin kayma temsil eder . Hata çubukları, bir standart sapma göstermektedir.
13 Şekil. Tedavi edilmeyen Schwannom en üç hastanın MR-tarar. Schwannom daire ile her bir tarama gösterilir.
14 Şekil. Sinüzoidal s yanıt olarak olmayan üç opere için zaman serisi örnekleri. Işık, Alt panel satır: Koyu bir yatay eksen 45 ° azimut Üst panel satır hakkında timulation. Her panelinde (kırmızı) sağ ve sol (mavi) göz yatay (H), dikey (V) ve burulma (T) göz pozisyonları çizilir. Bu ve sonraki tüm rakamlar göz pozisyonları ve hızları bir sağ elini, baş-sabit koordinat sisteminde ifade edilir. Bu sistemi, (CW) saat yönünde ve saat yönünün tersine olarak (sola) konu açısından bakıldığında göz rotasyonlar pozitif değerler olarak tanımlanır. Uyarıcı hareket üst siyah çizgi, her panelde gösterilir.
15 Şekil. Kazanç ve karanlıkta yatay eksen sinüzoidal stimülasyon sırasında UVD konu N2 3D VOR kayma Üst panel:. Kazanç. Her test uyaran eksen yönelim de 3D göz hızı ortalama: baş göre merkezi paneli ile uyaran ekseninin yönünü bir üst görünüm vermek altında yatay, dikey ve burulma göz hız bileşenleri Çizgi. Kesikli bir çizgi, dikey ve burulma bileşenlerden tahmin vektör göz hızı artışı yanıtı temsil eder Alt panel:. Uyaran ekseni ile tepki ekseni yanlış hizalanması. Alt panelde kesikli çizgi ile dikey ve burulma göz hızı bileşenlerinin vektör toplamına göre hesaplanan tahmin kaymalar gösterir. Üst panel ve alt panel büyük kayma de burulma için düşük kazanç dikkat edin. büyük rakam görmek için buraya tıklayın .
| Konu | Cinsiyet | Yaş (yıl) | Tümör Yan | Tümör boyutu (mm) | Tek taraflı işitme kaybı (Fi dB) | Tedavi |
| N1 | erkek | 61 | doğru | 4 | 35 | beklemek ve izlemek |
| N2 | erkek | 64 | doğru | 14 | 43 | beklemek ve izlemek |
| N3 | erkek | 55 | doğru | 22 | tamamlamak | beklemek ve izlemek |
Tablo 1. Deneylerde katılan altı hastanın ilgili klinik bulgular. Burada açıklanan tek taraflı işitme kaybı herhangi bir tedavi öncesi ve Fi = Flechter indeksi (işitme kaybı 500, 1.000 ve 2.000 Hz ortalama) olarak ifade edilmiştir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu kağıt doğru insanlarda bütün vücudu rotasyonlar tepki olarak 3D açısal VOR ölçmek için bir yöntem açıklanır. Bu yöntemin avantajı, üç boyutlu olarak kazanç ve 3D açısal VOR kayma ile ilgili kantitatif bilgi verir olmasıdır. Bu yöntem temel araştırma için yararlıdır ve dikey kanal sorunları ya da kötü anlaşılmış merkezi vestibüler sorunları olan hastaları test için de potansiyel klinik değeri örneğin vardır. Cihazın bir başka avantajı translasyon VOR yanıtları 1 test yeteneğidir. Sistemin dezavantajları ölçümler sırasında 1) ekipman, mekan ve personel (mevcut makine pilot eğitim amaçlı geliştirilmiştir) ve 2 açısından maliyet yönleri) rahatsızlık vardır. Doğru göz hareketi kayıtları sklera arama bobini tekniği dayanmaktadır. Kafa tipi kızılötesi kamera sistemlerine göre kayma gürültü oranı ve yokluğu üstün sinyal nedeniyle, bu halenyüksek hassasiyetle insanlarda VOR tepkileri ölçmek için ly tekniği. Gelişmeler kayma-kızılötesi Video üsleri göz izleme sistemleri kötü ihtiyaç vardır.
Veriler, sağlıklı deneklerde 3D VOR kalite yanıt kazancı açısından değil, aynı zamanda da, baş dönme ekseni ile gözün dönme ekseninin uyum açısından sadece değişiklik göstermektedir. Ayrıca 3D VOR dinamikleri diğer çalışmalarda bulunmuştur gibi, burulma göre yatay ve dikey göz hareketleri için yüksek bir kazanç vardır. Bu genel bir özelliği, aynı zamanda tavşan 13 ve maymun ve insanlar 14 4, 9, 15, 16 olarak ön gözlü hayvanlar gibi yan gözlü hayvanlarda tarif edilmiştir. Kardinal eksenleri hakkında uyarılması için VOR kazanç insanlar 8, 17, 18 önceki çalışmalar ile yakın uyum içindedir. Dürtülerini baş aşağı adım göre adım başı kadar küçük ama önemli bir yüksek kazanç vardı. Bu muhtemelen gerçeği ile ilgilidir bizim dürtüdaha önceki çalışmaların aksine tüm vücut hareketleri olan boyun 19, 20 dahil uyarılması olduğunu.
İkinci ana bulgu uyaran ve tepki ekseni arasındaki kayma en sistematik çeşididir. Işığında hiza rulo ve eğimde minimum ve artı onun maksimum ve eksi 45 ° azimut vardır. Kantitatif, bizim çalışmamızda kayma açıları maymunlar 21, 22 rapor benzerdir.
Karanlıkta ve darbe stimülasyon sırasında test eksenlerin dizi üzerinde ışığında sinüzoidal stimülasyon göre kayma bir iki kat artış var. En büyük kayma en silindir ekseni sonuçları hakkında karanlık ve dürtü uyarıcı koşulları stimülasyon altında. Karanlıkta silindir ekseni uyarılması sırasında nispeten büyük sapma nispeten büyük burulma düşük kazanç ile birlikte olan küçük ama tutarlı bir yatay göz hareketi bileşen aslına vardırvektör kazanç 3 katkı.
Konularda dürtü stimülasyon sırasında bir tespit hedef izlendi rağmen, yanlış hizalama karanlıkta durumda sinüs stimülasyonu (t-testi p> 0.05) anlamlı bir fark saptanmadı. Bu, kullanılan nispeten hafif darbe, kısaca görsel fiksasyon müdahale anlamına gelir. Bunun bir sonucu olarak, yanıt karanlıkta sinüzoidal stimülasyon benzer.
Yöntemin duyarlılığı tek taraflı Schwannom en hastaların küçük bir grup gösterilmiştir. Bekleme ve izlemek politikası vardı bu olmayan çalışan grupta, öznel sorunlar ışığında değişken ve nispeten hafif idi. Bununla birlikte, bu yöntem ile biz karanlıkta 3D VOR uygun 3D kazanç ve uyum bozulmuş olduğunu göstermek için başardık. Grup çok küçük olmasına rağmen, bizim veri tümör boyutu ve 3D VOR anormalliklerin şiddeti arasında bir korelasyon göstermektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Biz ifşa hiçbir şey yok.
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
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Crawford, J. D., Vilis, T. Axes of eye rotation and Listing's law during rotations of the head. J. Neurophysiol. 65, 407-423 (1991).
- Tabak, S., Collewijn, H., Boumans, L. J. Deviation of the subjective vertical in long-standing unilateral vestibular loss. Acta. Otolaryngol. 117, 1-6 (1997).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Tweed, D., et al. Rotational kinematics of the human vestibuloocular reflex. I. Gain matrices. J. Neurophysiol. 72, 2467-2479 (1994).
- Tabak, S., Collewijn, H. Human vestibulo-ocular responses to rapid, helmet-driven head movements. Exp. Brain Res. 102, 367-378 (1994).
- Paige, G. D. Linear vestibulo-ocular reflex (LVOR) and modulation by vergence. Acta. Otolaryngol. Suppl. 481, 282-286 (1991).
- 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).
- 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).
- Crawford, J. D., Vilis, T. Axes of eye rotation and Listing's law during rotations of the head. J. Neurophysiol. 65, 407-423 (1991).
- 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).
