Summary
Object Van Motion (OFM) en-tijd beperkte stereo protocollen zijn gevoelig instrumenten om monoculaire en binoculaire dynamische tekorten visuele functie, die uniek zijn aangetast bij neuritis optica patiënten te identificeren. Bovendien kunnen deze proeven worden gebruikt als kwantitatieve invasieve instrumenten voor zover van myelinisatie langs visuele paden beoordelen.
Abstract
Om optische neuritis patiënten te volgen en de effectiviteit van de behandeling te evalueren, is een handige, nauwkeurige en kwantificeerbare instrument nodig om veranderingen in myelinisatie op het centrale zenuwstelsel (CZS) te beoordelen. Echter, standaardafmetingen, zoals routinematige visuele tests en MRI, zijn niet gevoelig genoeg voor dit doel. We presenteren twee visuele testen aanpakken dynamische monoculaire en binoculaire functies die nauw kunnen aansluiten bij de omvang van de myelinisatie langs visuele paden. Deze omvatten Object Van Motion (OFM) extractie en-tijd beperkt stereo protocollen. In het OSM test een reeks stippen samen een object door het bewegen van de punten in het beeld rechts terwijl u de punten buiten het beeld naar links of omgekeerd. De puntpatroon genereert een gecamoufleerd object dat niet kan worden gedetecteerd wanneer de punten stilstaan of bewegen als een geheel. Belangrijk, object herkenning is sterk afhankelijk van de waarneming van beweging. In de Time-constrainedStereo-protocol, zijn ruimtelijk ongelijksoortige beelden gepresenteerd voor een beperkte tijdsduur, uitdagende binoculair 3-dimensionale integratie in de tijd. Beide tests zijn geschikt voor klinisch gebruik en bieden een eenvoudige, maar krachtige manier om processen van demyelinisatie en remyelinisatie langs visuele pathways identificeren en te kwantificeren. Deze protocollen kunnen efficiënt op te sporen en te volgen optische neuritis en multiple sclerose patiënten.
In het diagnostisch proces, kan deze protocollen visuele tekorten die niet kunnen worden geïdentificeerd met behulp van huidige standaard visuele metingen onthullen. Bovendien zijn deze protocollen gevoelig identificeren basis van de nog onverklaarde aanhoudende visuele klachten van patiënten na herstel van de gezichtsscherpte. In de longitudinale follow up Natuurlijk kan de protocollen worden gebruikt als een gevoelige marker van demyeliniserende en remyelinisatie processen langs de tijd. Deze protocollen kunnen ook worden gebruikt om de doeltreffendheid van de huidige en evoluerende therapeutische s evaluerentrategies, gericht myelinisatie van het CZS.
Introduction
Neuritis optica als een model voor het bijhouden weefseldegeneratie en reparatie
Multiple sclerose (MS) is een chronische inflammatoire neurodegeneratieve aandoening van het centrale zenuwstelsel (CZS) en is de belangrijkste oorzaak van niet-traumatische neurologische invaliditeit bij jonge volwassenen in ontwikkelde landen. Demyelinisatie wordt beschouwd als de meest karakteristieke histopathologische kenmerk van MS. Recente studies hebben echter aangetoond dat MS een neurodegeneratieve aandoening met vroeg neuroaxonal schade 1-3.
Optische neuritis (ON), ontsteking van de oogzenuw, is het symptoom in 20% van MS-patiënten en tenminste 50% van die lijden aan MS ervaring ten minste een episode van AAN tijdens hun leven 4. In tegenstelling tot andere locaties van MS-laesies die niet altijd correleren met de klinische verschijnselen, demyeliniserende episode van de oogzenuw meestal resulteert in opvallende manifestatie van acute visuele verlies. Gezien de comorbiditeit met MS en zijn prominente klinische kenmerken, ON biedt een unieke gelegenheid voor het volgen weefseldegeneratie en reparatie en de gevolgen daarvan in een MS laesie.
De behoefte aan verbeterde werkwijzen voor het volgen weefsel degeneratie en herstel in vivo
Pathologische studies in MS impliceren demyelinisatie als een belangrijke oorzaak van de axonale doorsnijding en de daaropvolgende axonale degeneratie. Remyelination kan verhinderen gedemyeliniseerde axonen ontaarden; evenwel effectief remyelinisatie beperkt als gevolg van herhaalde aanvallen. Daarom worden de huidige en in ontwikkeling neuroprotectieve en regeneratieve therapeutische strategieën in MS gericht om nieuwe aanslagen te voorkomen en remyelination processen te bevorderen in het CZS 5.
Om volgen neuritis optica patiënten en de doeltreffendheid van de behandeling te evalueren, wordt een fijn instrument om veranderingen in myelinisatie in het CZS kwantificeren vereist. De standard metingen, inclusief routine visueel onderzoek en MRI, zijn niet gevoelig genoeg voor dit doel. Routine visuele testen (dwz. Gezichtsscherpte, contrastgevoeligheid, visuele velden, en kleurwaarneming) kunnen gevallen van verminderde inbreng projectie langs de visuele paden te onthullen, maar zijn ongevoelig voor vertraagde projectie prijzen, dat is de rol van de gedemyeliniseerde vezels 6,7 identificeren . T2 hyperintenseletsels, die het kenmerk van de ziekte het gevolg zijn van resterende mengsel van oedeem, ontsteking, demyelinisatie en axonaal verlies gliosis en kan dus geen onderscheid tussen demyelinisatie en andere hersenen pathologieën. Verder wordt standaard MRI ontworpen om kwalitatieve weefsel contrast onthullen. Hoewel deze zijn geschikt voor het identificeren van de locatie van ongebruikelijke weefsel, ze zijn onvoldoende om weefsel eigenschappen kwantitatief te beoordelen.
Dynamische visuele tests kunnen worden gebruikt als markers van demyelinisatie en remyelinisatie
Wij pleitendie dynamische visuele functies zijn meer geschikt dan statische functies op veranderingen in projectie latencies identificeren en te kwantificeren langs de visuele paden. Hoewel voltooiing van statische en dynamische visuele functies vereist voldoende hoeveelheid visuele input projectie enige dynamische visuele functies afhankelijk projectie bekijken. Oogzenuw demyelinisatie kan dus van invloed op de dynamische in plaats van statische visuele functies, wat impliceert de noodzaak van een snelle overdracht van visuele input om beweging waar te nemen.
We hebben twee gedragstaken ontwikkeld om monoculaire en binoculaire visuele functies die nauw kunnen associëren met projectie latencies langs de visuele wegen te beoordelen. Deze omvatten Object Van Motion (OFM) extractie en-tijd beperkt stereo protocollen.
In het OSM test een reeks stippen samen een object door het bewegen van de punten in het beeld rechts terwijl u de punten buiten het beeld naar links of omgekeerd. De dot pattern genereert een gecamoufleerd object dat niet kan worden gedetecteerd wanneer de punten stilstaan of bewegen als een geheel. Belangrijk, object herkenning is afhankelijk van de waarneming van beweging. De OSM protocol, hebben we een aanhoudende tekort in de aangedane ogen ON patiënten duidelijk, zelfs 12 maanden na de optische neuritis aanval aangetoond, terwijl de standaard visuele functies 8 had hersteld. Voorts is verminderde prestaties geassocieerd met vertraagde conductions (vertraagde P100 weerspiegelt demyelinatie) en verbetering van de waarneming van beweging is gerelateerd aan verkorting van geleiding rates (corresponderend remyelinisatie; lineaire kleinste kwadraten regressie berekening van de correlatiecoëfficiënt F = 27,3, p = 0,0005; r = -0,87) 9.
De momenteel gepresenteerd OFM protocol is bijgewerkt om de test voor klinisch gebruik, met inbegrip van testen verkorten, het aanpassen van de testsoftware te resulteren in een automatische output bestand, en resulteren in een motie passen sensitivteit score.
Om het effect van projectie latencies op binoculair gezichtsvermogen werd onderzocht, werd de tijd beperkte Stereo protocol ontwikkeld. In dit protocol zijn ruimtelijk ongelijksoortige beelden gepresenteerd voor een beperkte tijdsduur, uitdagende verrekijker integratie in de tijd. Deze test is ontworpen om de hypothese dat door demyelinisatie in de aangetaste zenuw, informatie van de twee ogen de cortex bereikt op verschillende tijdstippen afbreuk binoculaire integratie tijd testen. Het testen van een groep van teruggewonnen ON patiënten (1-2,5 jaar na de aanslag), hebben we aangetoond dat terwijl de meeste patiënten hadden intact prestatieniveaus in een standaard statische stereo taak; prestaties op de tijd beperkte stereo taak was aangetast in de meeste gevallen 10.
De OFM en de tijd beperkte stereo protocollen bieden een eenvoudige, maar krachtige manier om processen van demyelinisatie en remyelinisatie langs de visuele pathways identificeren en te kwantificeren. Deze protocollen may efficiënt voor de diagnose en follow-up van en MS-patiënten in een kosteneffectieve manier met behulp van een eenvoudig te gebruiken computer-gebaseerd protocol gebruiken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Het protocol volgt de richtlijnen Hadassah Hebrew University Ethische Commissie voor onderzoek bij menselijke proefpersonen. Om het effect van bijziendheid of refractieafwijkingen op testresultaten te voorkomen, moeten de protocollen worden uitgevoerd terwijl patiënten dragen hun bril (gecorrigeerd visie).
Object Van Motion (OFM) protocol:
1. Test Initiatie en instrueren onderwerpen
- Seat het onderwerp 50 cm voor het computerscherm.
- Open de OFM software.
- Instrueer het onderwerp dat hij zal worden gepresenteerd met motion gedefinieerde objecten. Instrueer hem om zo correct en zo snel mogelijk door op de "A" toetsenbord en vervolgens mondeling benoemen van de waargenomen object reageren.
- Volgende reactie, verschijnt een scherm met de vermelding "druk op de spatiebalk" verschijnen. Instrueer de onder druk op de spatiebalk wanneer u klaar bent om de volgende stimulus te identificeren.
- Leg aan het onderwerp dat stimuli kan verschijnen op zeer moeilijk te-perceive snelheden of op een gemakkelijker waar te nemen die.
2. Leerfase
Voer "leren OFM" op de commandoregel. Onderwerp zal nu worden gepresenteerd met 4 voorbeeld stimuli. Deze fase wordt uitgevoerd wanneer beide ogen onderwerp open.
3. Testfase
In het algemeen, elk OFM-test omvat 20 stimuli. Alle worden eerst gepresenteerd op de laagste snelheid van 4 pixels / sec. Deze niet herkend wordt vervolgens gepresenteerd op de volgende snelheid van 5,5 pixels / sec. Deze niet herkend, dan worden gepresenteerd op de volgende snelheid van 7,5 pixels / sec enzovoort, die door 10 pixels / sec, 13,5 pixels / sec, 18 pixels / s en tot de snelste snelheid van 24,5 pixels / sec. Snelheden werden gedefinieerd op basis van de exponent y = 3 * e 0.3. Indien vijf opeenvolgende stimuli in een bepaalde snelheid niet erkend, zal de volgende stimuli aan de volgende snellere snelheid gepresenteerd tot frustratie bij de patiënten te vermijden. This zal resulteren in een verkorting testlengte die over het algemeen langer is als een erkenning is erger (noodzakelijk de doorgang door groter aantal snelheden per stimulus).
- Cover proefpersoon een oog met een ooglapje. Elke ooglapje kan voldoende zijn, zolang het levert volledige dekking.
- Voer "OFM objecten" op de commandoregel.
- Kies een stimuli set (software omvat 4 stimuli sets Elke set bestaat uit 20 verschillende objecten keuze gemaakt kan willekeurig zijn Zorg echter wel dat je verschillende stimuli sets gelden voor elk van de geteste ogen... Pas verschillende stimuli sets voor verder leren tijdstippen in Bij longitudinale assessment).
- Een prompt waarin u wordt gevraagd om de naam van betrokkene in te voeren, zal getest oog en testen datum verschijnen. Voltooi vereiste informatie.
- Nauwlettend het onderwerp en reageren op het onderwerp, terwijl hij / zij de taak voltooit als volgt:
- Wanneer een stimulus verschijnt het onderwerp moet op de knop "A" op de toetard en benoemen van de identiteit van de aangeboden stimulus.
- Druk op de linker muisknop voor een correcte antwoord of de rechter muisknop voor een fout antwoord.
- Onderwerp drukt op de "spatiebalk" op het toetsenbord voor begin van de volgende stimulus.
- Deze procedure (stappen 3.5.1-3.1.5.3) gaat door tot alle 20 stimuli in de set zijn erkend of gepresenteerd op de snelste snelheid.
- Herhaal de gehele procedure (uit stap 3.1) voor tweede oog van de patiënt met een andere set van stimuli.
-Tijd beperkt Stereo Protocol:
1. Test Initiatie en instrueren onderwerpen
- Seat het onderwerp 50 cm voor het computerscherm.
- Open de Stereo software.
- Instrueer het onderwerp dat hij zal worden gepresenteerd met 3-dimensionale (3D) vormen en moet de waargenomen vorm als juist en snel mogelijk te noemen. Een cirkel, een vierkant: vormen zal een van de volgende zijn, Een driehoek of een ster.
- Leg aan het onderwerp dat stimuli kan verschijnen op zeer moeilijk om omstandigheden waarnemen of op een eenvoudiger om die waar te nemen.
- Instrueer de inachtneming van de 3D-bril.
- Schakel de kamer bliksem.
2. Leerfase
Voer "leren Stereo" op de commandoregel. Onderwerp zal nu worden gepresenteerd met 4 herhalingen van elke vorm, gepresenteerd op de langste stimuli duur (500 msec) en op de gemakkelijkste verschil (840 sec van de boog) omstandigheden. Na de 3D presentatie staat, zal een 2D presentatie volgen voor elke vorm. In het laatste, zal een lijn markering vormen contouren worden toegevoegd, om ervoor te zorgen onderwerp gezien de afmetingen van de gepresenteerde vorm. Onderwerpen, die niet slagen in deze makkelijk voorwaarde, zal niet worden getest bij de volgende fase.
3 testfase:. Stereopsis Perception als functie van binoculaire dispariteit
De 4 vorms zal voor 500 msec worden gepresenteerd op 4 verschillende ongelijkheid voorwaarden: 120, 300, 540, en 840 sec van de boog.
- Voer "Stereo Ongelijkheid" op de commandoregel.
- Een prompt waarin u wordt gevraagd om de naam en het testen einddatum in te voeren verschijnt. Voltooi vereiste informatie.
- Stimulus verschijnt
- Onderwerp namen de gepresenteerde vorm. Antwoorden worden gecodeerd door de examinator op belangrijke knoppen 1-4 (dwz. Druk op de 1, 2, 3, of 4 belangrijkste knoppen voor subject verbale reacties van "een cirkel", "een vierkant", "een driehoek", of "een Star ", respectievelijk). Vanwege de lichtomstandigheden en het feit dat het onderwerp draagt 3D-bril, kan hij de antwoorden niet coderen door hemzelf).
- Onderwerp drukt op een toets om door te gaan naar de volgende prikkel. De volgorde van stimuli presentatie is willekeurig.
4. Testfase
Stereopsis waarneming als functie van de stimulus presentatie tijd. De 4 vormen zal voor ongelijkheid van 540 en 8 worden gepresenteerd40 sec van de boog op een van beide 40, 60, of 100 msec duur.
- Voer "Stereo Duur" op de commandoregel.
- Herhaal de stappen 3,2-3,5.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
OFM protocol
Het protocol resulteert in een tekstbestand, automatisch samenvatten reacties onderwerp. Resultaten kunnen worden geanalyseerd op twee manieren:
Totale score: Elke stimulus gepresenteerd wordt toegewezen met een stimulus gewicht, en de som van de gewichten van alle geïdentificeerde stimuli is ingesteld als reactie score van het onderwerp. Het gewicht van een bepaalde stimulus is ingesteld op basis van de snelheid van de stimulus, met hogere gewichten lagere snelheden. Unidentified stimuli worden toegekend met een nul gewicht. In het algemeen laat de verschillende snelheden v 1, v 2, ..., v N dienst N (waar v 1 is de laagste snelheid, v 2 is naast de laagste snelheid enz.); w 1, w 2, ..., w N zijn de toegekende gewichten (waarbij w 1> w 2> ...> w N w 0 is het gewicht geassocieerd met een niet-geïdentificeerde of onopgemerkt stimulus.); en k 1 k
Bewegingsgevoeligheid score: Wordt gedefinieerd als de langzaamste dot snelheid waarmee een patiënt 80% juiste antwoorden had bereikt, deze dot snelheid drempel van de patiënt te identificeren om intacte waarneming van beweging te verkrijgen.
De verkregen score moet worden vergeleken met de normaal waargenomen gegevens, resultaten van patiënten als ten opzichte van het standaard assortiment te vergelijken. Dit wordt geïllustreerd in Figuur 1 De huidige OSM protocol werd getest op een groep van 16 eerste eenzijdige bij patiënten van 20-50 jaar (32,1 ± 2,5 gemiddelde ± SEM).; studeerde 1,5-19 maanden na een optische neuritis aanval (6,5 ± 1,47 maanden gemidleeftijd). Bij het testen, 12 van de patiënten waren GOS en de andere 4 RRMS met de eerste aanval van ON. MRI was normaal bij 10 patiënten. Alle patiënten werden in het ziekenhuis in de Neurologie en Oogheelkunde Afdelingen in Hadassah medisch centrum en werden opgevolgd in onze polikliniek Neurologie. ON werd gedefinieerd op klinische gronden door een gespecialiseerde Neuro oogarts, die had ook uitgesloten de coëxistentie van andere oogziekten. Perimetry verkregen bij alle patiënten maar 3. Ogen gecorrigeerde gezichtsscherpte lager dan 20/30 en / of centraal scotoom werden uitgesloten van gegevensanalyse. Zo presenteerde resultaten omvatten 12 getroffen en 15 snuiter ogen. Daarnaast werden 29 normaal zienden de ogen getest.
Zoals aangetoond in Figuur 1, getroffen ogen bij patiënten vinden significant lagere resultaten in vergelijking met normale ogen waargenomen (p = 0,0001, Two-tailed T Test), en mede ogen van patiënten (p = 0,006). Significante vermindering vande aangedane ogen wordt gevonden of het analyseren van de resultaten totaalscores (zoals in figuur 1) of bewegingsgevoeligheid score (p = 0,0004 en p = 0,02 in vergelijking met de ogen controles en collega ogen). Verminderde scores op de OSM protocol worden ook gevonden in het geval van teruggewonnen gezichtsscherpte (dwz gezichtsscherpte ≥ 20/25 11;. P = 0,01 in vergelijking met controles), wat suggereert dat deze meting is gevoeliger voor identificeren van patiënten aanhoudende visuele klachten. Zoals gezien in figuur 1, zijn de scores van alle behalve een van de aangedane ogen buiten het normale bereik (gedefinieerd als 2,5 ± SD van gemiddelde controles ") geplaatst.
-Tijd beperkt stereo protocol
Stereo perceptie wordt tweemaal getest. Elke proefpersoon krijgt twee scores definiëren zijn stereo waarneming als functie van binoculaire dispariteit en als functie van stimulus tijd. Resultaten worden gegeven als tekstbestanden en een alyzed als percentage correcte scores.
De huidige Stereo protocol werd getest op een groep van 17 eerste eenzijdige neuritis optica patiënten, 20-58 jaar (36,4 ± 2,6 gemiddeld ± SEM) jaar; 12-26 maanden na een ON-aanval (15.8 ± 1.34 maanden gemiddeld). Alle patiënten werden in het ziekenhuis in de Neurologie en Oogheelkunde Afdelingen in Hadassah en na afloop, in onze polikliniek Neurologie. Alle ogen waren visus ≥ 20/25 gecorrigeerd. Perimetry werd beoordeeld bij alle patiënten; niemand had centrale scotoma in beide ogen. Een neuro-oogarts testten de patiënten om de coëxistentie van andere oogheelkundige ziekten uit te sluiten.
Bij het testen, 10 van de patiënten waren GOS en de andere 7 RRMS met eerste aanval van ON. MRI was normaal bij 7 patiënten.
Twintig zes en zeventien gezonde controles werden in de stereo getest door ongelijkheid en stereo naar duur protocollen, respectievelijk.
ep "> Stereo waarneming als functie van binoculaire dispariteit (onafhankelijk van stimulusduur)Scores proefpersonen samengevat voor de verschillende ongelijkheid voorwaarden: 120, 300, 540, en 840 sec van de boog. Zoals verwacht, prestatieniveau verbetert als binoculaire ongelijkheid toeneemt (Figuur 2A). Dit geldt zowel voor bij patiënten en gezonde proefpersonen. Verbeterde stereo waarneming als functie van toenemende ongelijkheid signalen lijken standaard stereo proeven en tonen de effectiviteit van onze protocol stereopsis beoordelen. Zoals getoond in figuur 2A, de effecten van binoculaire dispariteit signalen op dieptezien waarneming lijken ON patiënten en controlepersonen.
Stereo waarneming als functie van stimulus duur (onafhankelijk van ongelijkheid graad)
Scores proefpersonen samengevat voor de verschillende stimuli duur: 40, 60, en 100 msec. Alle gepresenteerd op het hoogste verschil van 840 sec of boog. Voor controlepersonen, waardoor stimuli presentatie tijden niet prestatieniveaus te veranderen; prestatie was vergelijkbaar voor alle presentatie omstandigheden (92,1%, 90,8% en 91,4% juist de 40, 60 en 100 msec stimulus lengtes respectievelijk figuur 2B). Bij ON patiënten anderzijds, prestaties afhankelijk was stimuli duur lengte. Stereopsis was significant verminderd bij de 40 msec vergeleken met de 60 msec stimuli duur omstandigheden (61,7% en 72,2% correct respectievelijk p = 0,04; gepaarde tweezijdige T-Test). Prestaties in de 60 msec toestand was niet te onderscheiden van de 100 msec conditie (71,2% correct, Figuur 2B).
Zo, 40 msec is voldoende tijd voor gezonde ogen te verrekijker informatie synchroniseren, wat resulteert in intacte stereopsis waarneming. Deze timing is onvoldoende in gevallen van ON. Dit kan worden verklaard door het feit dat monoculaire demyelinisatie genereert een vertraging tussen de informatie geprojecteerd via de twee ogen, uitdagende verrekijker integratie in de tijd voor een korte stimuli.
Figuur 1 Scores in de OSM protocollen voor optische neuritis en controle ogen Totaal behaalde scores van de aangedane ogen van patiënten (AE) - zwarte cirkels..; snuiter ogen (FE) - grijze cirkels, en controle ogen - open vierkantjes. Stippellijnen normatieve bereik, gedefinieerd als ± 2,5 SD van gemiddelde controls '.
Figuur 2. Stereo waarneming als functie van binoculaire dispariteit en als functie van stimuli duur in optische neuritis en controleonderwerpen. (A) dieptezien waarneming als functie van binoculaire dispariteit. Zoals te zien is soortgelijke trend gevonden in zowel ON en controles (grijze en zwarte symbolen, respectievelijk), waaruit verbeterde dieptezien waarneming als functie van toenemende verschillen. (B) dieptezien waarneming als functie van stimuli duur. Zoals te zien, terwijl waarneming controles "onafhankelijk van stimuli duur, stereo perceptie bij patiënten is een functie van stimulus lengte; aanzienlijk slechtere prestaties wordt gevonden wanneer stimuli worden gepresenteerd voor 40 msec vergeleken met stimuli voor 60 en 100 msec.
Figuur 3. De relatie tussen OFM scores en visuele kwaliteit van leven bij neuritis optica patiënten. Visuele kwaliteit van levenscore (verkregen via de NEI-VFQ-25 en de 10 Item Neuro oogheelkundige Supplement vragenlijsten) uitgezet tegen OFM scores van patiënten. OFM score in elke patiënt werden gedefinieerd als de delta tussen de scores (scores van de snuiter ogen minus scores van de getroffen ogen, om individuele verschillen te minimaliseren) zijn getroffen en collega-ogen '. Zoals te zien is, subjectieve visuele kwaliteit van leven scores correleren met scores van patiënten op de OFM-protocol; verminderde kwaliteit van leven associeert met een verminderde waarneming van beweging, terwijl een betere kwaliteit van leven associeert met intacte waarneming van beweging.
Figuur 4. De relatie tussen OFM scores en VEP latenties bij neuritis optica patiënten. OFM scores afgezet tegen patiënten VEP latenties (P100) voor de aangedane ogen (A) en collega-ogen (B). Zoals te zien is, zijn OFM scores gecorreleerd met VEP latenties, wat aangeeft projectie tarieven. Dit geldt in de getroffen maar niet de snuiter ogen van de patiënten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Neuritis optica is een demyelinative ziekte van de oogzenuw, waardoor acute visuele verlies. Hoewel beschouwd als van voorbijgaande aard bij het gebruik van de standaard visuele testen 1, patiënten nog steeds problemen bij het uitvoeren van dagelijkse visuele taken waarnemen. We stellen dat dynamische visuele proeven adequaat zijn om deze aanhoudende tekorten te identificeren en te kwantificeren. Dit is omdat dynamisch, maar niet statisch visuele functies zijn afhankelijk van projectie tarieven, en kunnen meer kwetsbaar zijn voor vertraagde projectie na demyelinisatie.
De OFM protocol
Om te bepalen hoe dynamische visuele functie tekort worden weerspiegeld in patiënten dagelijks leven, werden de patiënten onderzocht via de visie specifieke en algemene kwaliteit van leven vragenlijsten; de 25 Item National Eye Institute Visual werking Questionnaire (NEI-VFQ-25) 12 en de 10 Item Neuro oogheelkundige Supplement 13. Deze omvatten vragen over subjectieve es van de patiënttimation van zijn visuele vaardigheden evenals vragen over zijn frustratie gevoelens, moeite met het uitvoeren van bepaalde taken, en de behoefte aan hulp van anderen als gevolg van visuele tekortkomingen. Voor elk item wordt de patiënt gevraagd om het antwoord dat het beste beschrijft zijn perceptie op het moment van onderzoek te kiezen. Visuele kwaliteit van leven score varieert tussen 0-100.
We hebben ontdekt dat de scores in de OSM protocol verklaren een aanzienlijk aantal van de patiënten 'subjectieve visuele klaagt, na correctie voor gezichtsscherpte tekorten.
Scores in de OSM protocol (gedefinieerd als de delta tussen scores in de aangedane ogen en collega, individuele verschillen minimaliseren) werden gecorreleerd met visuele kwaliteit van leven scores (r = -0,53, zie details in fig. 3). Correlatie was dicht bij statistische significantie (p = 0.077). OFM scores voorspelde 28% van de variantie in de visuele kwaliteit van leven vragenlijsten, uit te leggen een belangrijkedeel van de patiënten 'subjectieve visuele klaagt.
Naast zijn rol in het verklaren van patiënten 'visuele klaagt, kan de OFM protocol worden gebruikt als een gemakkelijke marker van myelinisatie graden langs de visuele paden; verslechtering van OSM scores weerspiegelen vertraagde projectie tarieven zullen demyelination markeren terwijl verbeterde OFM scores weerspiegelen verkorting van latencies remyelination zal markeren. Bovendien kan de hoeveelheid verandering in de OSM scores de hoeveelheid demyelinisatie en remyelinisatie signaal. Momenteel Visual Evoked Potential (VEP) latencies zijn de gouden standaard tool om demyelinisatie en remyelinisatie in de visuele pathways identificeren en te kwantificeren. Zoals vele jaren bekend, verlengd VEP latenties vaak aangetroffen na ON, en deze verlenging kan jaren aanhouden 6,14.
Om de rol van de OFM scores als een index van myelinisatie langs de visuele paden te valideren, VEP latenties met behulp van een patroon galmsal VEP werden beoordeeld bij elke patiënt. Zoals aangetoond in Figuur 4, werden scores in onze OSM protocol significant gecorreleerd met absolute VEP latencies. Dit gold voor de aangedane ogen (lineaire kleinste kwadraten regressie berekening van de correlatiecoëfficiënt F = 5,2, p = 0,046, r = -0,58), maar niet voor de mede ogen (F = 0,85, p> 0,05, r = 0,25) van neuritis optica patiënten. Dit is in overeenstemming met onze eerdere bevindingen op een andere groep bij patiënten 10 die de specificiteit van de OFM protocol kunnen vragen een demyelinative aanval onthullen. De correlatie tussen OFM scores en VEP (P100) latency waarden geven aan dat OSM niet alleen herkennen, maar ook kwantificeren de demyelinative schade. De correlatie tussen de verbetering van de OSM-protocol en het verkorten van VEP latenties langs tijd 9 suggereren dat de OSM-protocol kan ook gevoelig kwantificeren remyelination.
Het voordeel van de OSM-protocol te identificerenen kwantificeren van veranderingen in myelinisatie graden langs de visuele paden afkomstig van de beschikbaarheid.
In tegenstelling tot VEP metingen, het toepassen van de OFM-protocol heeft een zeer duur apparaat en een vakman nodig. Het protocol levert een automatische output file, die kan worden geëvalueerd door alle werkers. Dit maakt de OFM toegankelijk goedkope tools geschikt voor algemeen gebruik.
De tijd beperkt stereo protocol
De tijd beperkt stereo protocol kan meer adequaat dan standaard stereopsis tests om binoculair visuele disfuncties specifiek voor optische neuritis beoordelen.
Standaard stereopsis zijn bedoeld om gestoorde binoculair zicht onthullen in gevallen wanneer een oog overdrachten onvoldoende hoeveelheid visuele input. Dit kan de acute fase van ON en andere optische neuropathieën karakteriseren. Deze tests echter niet gevallen waarin beide ogen leveren s onthullenufficient visuele informatie, maar op verschillende timing (het karakteriseren van chronische neuritis optica). Omdat visuele stimuli worden gepresenteerd voor onbepaalde tijd, verschillen in projectie tarieven zijn te verwaarlozen.
Hoewel niet geïdentificeerd via standaard metingen, zijn de verschillen in projectie tarieven onder de ogen zal naar verwachting aanzienlijk verharden alledaagse binoculair zicht (waarin de snelle stimuli komen vaak voor). Zo is de tijd beperkt stereo-protocol is het nuttig om binoculaire visuele dysfunctie na ON te identificeren en te kunnen verklaren aanhoudende patiënt klaagt in het dagelijks visuele leven.
Omdat onze standaard protocollen doel van thermische visuele functies, wat zal resulteren in vergelijkbare scores onafhankelijk van externe omstandigheden genereren, de protocollen streng en kan niet worden gewijzigd gedachte lopen. Als volgende technische problemen de test stort voorafgaand aan volledige voltooiing zal gedeeltelijke informatie worden opgeslagen. Score van de patiënt in de latter geval moeten met enige voorzichtigheid, afhankelijk van de hoeveelheid informatie die reeds is verkregen. Als alternatief, het herhalen van de test met een verschillende experimentele set is mogelijk.
Om standaard scoren onder patiënten te waarborgen, is het van belang nauwkeurig op proef initiatiestappen te zijn, en in het bijzonder het houden van de vereiste verlichting voorwaarden. Het is ook van cruciaal belang voor de leerfase stap als prestatieniveau in de visuele tests zijn voltooid kan afhankelijk zijn van de kennismaking met stimuli eigenschappen. Succesvolle prestaties in de leren stap is een prerequested voorwaarde om door te gaan naar de testfase, wat aangeeft dat het onderwerp voldoende waarneming van beweging of voldoende binoculair zicht te testen in het OSM of stereo-protocollen. Bovendien, om dat prestatieniveau in de dynamische visuele testen zorgen weerspiegelt de functionele status van de oogzenuw in plaats voorste segmenten oog, moeten andere oogheelkundige aandoeningen worden uitgesloten en protocols moet worden uitgevoerd terwijl patiënten dragen hun bril (controlerende out effecten van bijziendheid of refractieafwijkingen).
Een beperking van de OFM protocol voortvloeit uit haar eindige hoeveelheid teststimuli. Deze 80 objecten werden geselecteerd op basis van een uitgebreide studie over optische neuritis en controle onderwerpen als de meest kenmerkende punten (uit 240 stimuli getest) tussen deze groepen. De 80 items componeren 4 verschillende stimuli sets. Om onder ogen leren vermijden, wordt verschillende stimuli ingesteld toegepast op elke geteste oog. Om te voorkomen dat het leren in de tijd, zijn verschillende stimuli sets toegepast tussen opeenvolgende testfasen. Dit is voldoende voor twee aangrenzende testfasen. De 4 momenteel stimuli sets worden gecontroleerd voor moeilijkheidsgraden. Opneming van nieuwe prikkels in de testfase zal voorafgaande beoordeling eisen dat soortgelijke moeilijkheidsgraden tussen testen sets garanderen.
Dit document richt zich op demyelinisatie als de pathofysiologie karakteriseren optiek neuritis. Wij zijn vertrouwd met het idee dat optische neuritis is meer dan een demyelinisatie staat en die aanzienlijke neuroaxonal schade kan ook optreden bij de patiënten, zoals blijkt uit de recente optische coherentie tomografie (OCT) bestudeert 15-19. Hoewel het functionele gevolg van deze neuroaxonal schade eerder vastgestelde 20-22 tonen verminderde gezichtsscherpte, contrast scherpte en visuele kwaliteit van leven, werd de functionele gevolg van demyelinisatie zelden aangepakt. Onze studie was gericht op de functionele gevolgen van demyelinisatie in differentiatie van axonale verlies openbaren en ontwikkelen klinische instrumenten om deze functionele veranderingen te kwantificeren.
Om samen te vatten, stellen wij voor dat onze nieuwe OFM en stereo-protocollen kunnen worden gebruikt bij de diagnose en follow-up loop van ON patiënten. In de diagnose proces, kan deze protocollen visuele tekorten die niet kunnen worden geïdentificeerd via standaard visuele metingen onthullen. De protocollen worden efficiencyt een groot deel van de nog onverklaarde visuele klachten bij patiënten na herstel van de gezichtsscherpte definiëren. In de daarop aansluitende Vanzelfsprekend kan de protocollen worden gebruikt als een gevoelige marker voor demyelinisatie en remyelinisatie langs tijd.
Deze instrumenten kunnen worden gebruikt om de doeltreffendheid van momenteel aan neuroprotectieve en regeneratieve therapeutische strategieën gericht op myelinisatie in het centrale zenuwstelsel 23 evalueren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen.
Acknowledgments
Dit werk werd ondersteund door de Caesarea Edmond & Benjamin de Rothschild Foundations.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Personal computer, including laptops | The OFM software runs best on Mac or on Windows 7 (or higher) PC. The Stereo software runs on every personal computer. | ||
| Monitor specification | Size: at least 15inch, Color: at least 16 bit | ||
| The OFM and the Stereo softwares | These are self-developed softwares | Researchers & physicians who are interested in these softwares may contact us at: fmri-hadassah.org | |
| Red/Cyan 3D glasses (We had tested the Stereo software on the two following 3D glasses): | Nvidia & American Paper Optics | 3D Vision Ultimate Anaglyph 3D Glasses & Pro X Style Red/Cyan 3D Glasses for Movies and Games on Flat Screens | |
| Performance on our stereo task was compared to performance on the standard Randot stereo test | Stereo Optical Co. | Randot SO-002 |
References
- Rovaris, M., et al. Axonal injury in early multiple sclerosis is irreversible and independent of the short-term disease evolution. Neurology. 65 (10), 1626-1630 Forthcoming.
- Tallantyre, E. C., et al. Clinico-pathological evidence that axonal loss underlies disability in progressive multiple sclerosis. Mult. Scler. 4 (4), 406-411 Forthcoming.
- Oberwahrenbrock, T., et al. Retinal ganglion cell and inner plexiform layer thinning in clinically isolated syndrome. Mult. Scler. 19 (14), 1887-1895 (2013).
- Hickman, S. J., Dalton, C. M., Miller, D. H., Plant, G. T. Management of acute optic neuritis. Lancet. 360 (9349), 1953-1962 Forthcoming.
- Keough, M. B., Yong, V. W. Remyelination therapy for multiple sclerosis. Neurotherapeutics. 10 (1), 44-54 (2013).
- Halliday, A. M., McDonald, W. I., Mushin, J. Delayed pattern-evoked responses in optic neuritis in relation to visual acuity. Trans. Ophthalmol. Soc. U.K. 93 (0), 315-324 Forthcoming.
- Jones, S. J., Brusa, A. Neurophysiological evidence for long-term repair of ms lesions: Implications for axon protection. J. Neurol. 206 (2), 193-198 Forthcoming.
- Raz, N., et al. Sustained motion perception deficit following optic neuritis: Behavioral and cortical evidence. Neurology. 76 (24), 2103-2111 Forthcoming.
- Raz, N., Dotan, S., Chokron, S., Ben-Hur, T., Levin, N. Demyelination affects temporal aspects of perception: An optic neuritis study. Ann. Neurol. 71 (4), 531-538 (2012).
- Raz, N., Chokron, S., Ben-Hur, T., Levin, N. Temporal reorganization to overcome monocular demyelination. Neurology. 81 (8), 702-709 (2003).
- Kniestedt, C., Stamper, R. L. Visual acuity and its measurement. Ophthalmol. Clin. North. 16 (2), 155-170 Forthcoming.
- Mangione, C. M., et al. Development of the 25-item national eye institute visual function questionnaire. Arch. Ophthalmol. 119 (7), 1050-1058 (2001).
- Raphael, B. A., et al. Validation and test characteristics of a 10-item neuro-ophthalmic supplement to the nei-vfq-25. Am. J. Ophthalmol. 142 (6), 1026-1035 Forthcoming.
- Halliday, A. M., McDonald, W. I., Mushin, J. Delayed visual evoked response in optic neuritis. Lancet. 1 (7758), 982-985 Forthcoming.
- Costello, F., et al. Quantifying axonal loss after optic neuritis with optical coherence tomography. Ann. Neurol. 59 (6), 963-969 Forthcoming.
- Albrecht, P., et al. Degeneration of retinal layers in multiple sclerosis subtypes quantified by optical coherence tomography. Mult. Scler. 18 (10), 1422-1429 Forthcoming.
- Bock, M., et al. Time domain and spectral domain optical coherence tomography in multiple sclerosis: A comparative cross-sectional study. Mult. Scler. 16 (7), 893-896 Forthcoming.
- Dorr, J., et al. Association of retinal and macular damage with brain atrophy in multiple sclerosis. PLoS One. 6 (4), 18132-18 Forthcoming.
- Zimmermann, H., et al. Optic neuritis interferes with optical coherence tomography and magnetic resonance imaging correlations. Mult. Scler. 19 (4), 443-450 (2013).
- Saidha, S., et al. Visual dysfunction in multiple sclerosis correlates better with optical coherence tomography derived estimates of macular ganglion cell layer thickness than peripapillary retinal nerve fiber layer thickness. Mult. Scler. 17 (12), 1449-1463 (2011).
- Costello, F., et al. Tracking retinal nerve fiber layer loss after optic neuritis: A prospective study using optical coherence tomography. Mult. Scler. 14 (7), 893-905 (2008).
- Walter, S. D., et al. Ganglion cell loss in relation to visual disability in multiple sclerosis. Ophthalmology. 119 (6), 1250-1257 (2012).
- Taveggia, C., Feltri, M. L., Wrabetz, L. Signals to promote myelin formation and repair. Nat. Rev. Neurol. 6 (5), 276-287 Forthcoming.
