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Medicine

Dynamische Visuelle Tests zur Identifizierung und Quantifizierung von Visual Schäden und Reparaturen Nach Demyelinisierung in Optikusneuritis Patienten

Published: April 14, 2014 doi: 10.3791/51107

Summary

Von Object Motion (OFM) und Zeit begrenzte Stereo-Protokolle sind empfindlich Werkzeuge, um monokulare und binokulare dynamische visuelle Funktionsdefizite, die einzigartig in Optikusneuritis Patienten betroffen sind, zu identifizieren. Darüber hinaus können diese Tests als nichtinvasive quantitative Werkzeuge verwendet, um das Ausmaß der Myelinisierung entlang der Sehbahn beurteilen.

Abstract

Um Optikusneuritis Patienten zu folgen und die Wirksamkeit ihrer Behandlung ist ein handliches, genaue und quantifizierbare Werkzeug erforderlich, um Änderungen in der Myelinisierung im zentralen Nervensystem (ZNS) zu beurteilen. Allerdings Standardmessungen, einschließlich visuelle Routine-Tests und MRI-Scans sind nicht empfindlich genug für diesen Zweck. Wir präsentieren zwei Sichtprüfungen dynamische Adressierung monokulare und binokulare Funktionen, die eng mit dem Ausmaß der Myelinisierung entlang der Sehbahn assoziieren kann. Dazu gehören Object Von Motion (OFM) Extraktion und Zeit begrenzte Stereo-Protokolle. In der OFM-Test, eine Reihe von Punkten zu komponieren ein Objekt, indem die Punkte im Bild nach rechts, während Sie die Punkte außerhalb des Bildes nach links oder umgekehrt. Das Punktmuster erzeugt eine getarnte Objekt, das nicht entdeckt werden können, wenn die Punkte steht oder fährt als Ganzes. Wichtig ist, dass die Objekterkennung entscheidend von Bewegungswahrnehmung. Im Time-constrainedStereo-Protokoll, räumlich disparate Bilder für eine begrenzte Zeitdauer präsentiert, anspruchsvolle Fernglas 3-dimensionale Integration in der Zeit. Beide Tests sind für den klinischen Gebrauch geeignet und bieten eine einfache, aber leistungsstarke Möglichkeit zur Identifizierung und Quantifizierung von Prozessen Demyelinisierung und Remyelinisierung entlang der Sehbahn. Diese Protokolle können effizient zu diagnostizieren und zu folgen Optikusneuritis und Multiple Sklerose Patienten.

In der Diagnostik können diese Protokolle visuelle Defizite, die nicht über aktuelle visuelle Standardmessungen identifiziert werden können, offenbaren. Darüber hinaus sind diese Protokolle sensibel identifizieren die Grundlage für die derzeit ungeklärte anhalt visuellen Beschwerden der Patienten nach der Wiederherstellung der Sehschärfe. In der Längs Follow-up Natürlich können die Protokolle als sensibler Marker für demyelinisierende und remyelinisierende Prozesse entlang Zeit verwendet werden. Diese Protokolle können daher verwendet werden, um die Wirksamkeit von aktuellen und zukünftigen therapeutischen s auszuwertenTRATEGIEN, Targeting Myelinisierung des ZNS.

Introduction

Optikusneuritis als Modell für die Verfolgung von Gewebedegeneration und Reparatur

Multiple Sklerose (MS) ist eine chronische entzündliche neurodegenerative Erkrankung des Zentralnervensystems (ZNS) und ist die häufigste Ursache für nichttraumatische neurologische Behinderungen bei jungen Erwachsenen in entwickelten Ländern. Demyelinisierung gilt als das charakteristische Merkmal der histopathologischen MS. Jüngste Studien zeigten jedoch, dass die MS ist auch eine neurodegenerative Erkrankung mit frühem neuroaxonale Schäden 1-3.

Optikusneuritis (ON), Entzündung des Sehnervs ist die Symptom in 20% der MS-Patienten und mindestens 50% der Patienten mit MS Erfahrung mindestens eine Episode von ON während ihrer Lebenszeit 4. Im Gegensatz zu anderen Standorten von MS-Läsionen, die nicht immer korrelieren mit den klinischen Manifestationen, demyelinisierende Folge des Sehnervs führt in der Regel markante Manifestation der akuten Sehverschlechterung. Gngesichts seine Komorbidität mit MS und ihre prominenten klinischen Merkmalen bietet ON eine einzigartige Gelegenheit für Tracking-und Reparaturgewebedegeneration und ihre Folgen in einer MS-Läsion.

Der Bedarf für verbesserte Verfahren für die Verfolgung von Gewebedegeneration und Reparatur in vivo

Pathologische Studien bei MS implizieren Demyelinisierung als Hauptursache des axonalen Durchtrennung und anschließender axonalen Degeneration. Remyelinisierung kann demyelinisierten Axone degenerieren zu verhindern; jedoch kann wirksam Remyelinisierung als Ergebnis der wiederholte Angriffe beschränkt. Daher werden aktuelle und sich entwickelnde neuroprotektive und regenerative Therapiestrategien bei MS abzielen, neue Angriffe zu verhindern und zu fördern Remyelinisierung Prozesse im ZNS 5.

Um Folge Optikusneuritis Patienten und die Bewertung der Wirksamkeit ihrer Behandlung wird ein feines Tool, um Änderungen in der Myelinisierung im ZNS zu quantifizieren erforderlich. Jedoch die Standard Messungen, einschließlich visuelle Routine-Tests und MRI-Scans sind nicht empfindlich genug für diesen Zweck. Routine visuelle Tests (dh. Sehschärfe, Kontrastempfindlichkeit, Gesichtsfeld und Farbwahrnehmung) können Fälle von reduzierten Eingangs Projektion entlang der Sehbahn offenbaren aber sind unempfindlich gegen verzögerten Projektion Raten, die die Rolle der demyelinisierten Fasern 6,7 identifizieren . T2 hyperintense Läsionen, die das Markenzeichen der Krankheit sind, resultiert aus Rest Mischung von Ödemen, Entzündungen, Demyelinisierung, axonale Verlust und Gliose und kann somit nicht zwischen Demyelinisierung und anderen Hirnerkrankungen zu unterscheiden. Darüber hinaus ist Standard MRT entwickelt, um qualitative Gewebekontrast zu offenbaren. Während diese angemessen zum Identifizieren des Orts von ungewöhnlichen Gewebe sind, sind sie nicht ausreichend, um Gewebeeigenschaften quantitativ zu erfassen.

Dynamische visuelle Tests können als Marker der Demyelinisierung und Remyelinisierung verwendet werden

Wir argumentieren,dass dynamische visuelle Funktionen sind besser geeignet als statische Funktionen zu identifizieren und zu quantifizieren, Änderungen in der Projektion Latenzen entlang der Sehbahn. Während Erfüllung der statischen und dynamischen visuellen Funktionen erfordert eine ausreichende Menge an visuellen Input Projektion, nur dynamische visuelle Funktionen hängen vom Projektionsraten. Sehnerv Demyelinisierung kann somit beeinflussen dynamische anstatt statische visuelle Funktionen, implizieren die Notwendigkeit für eine schnelle Übertragung von visuellen Input, um die Bewegung wahrnehmen.

Wir haben zwei Verhaltens Aufgaben entwickelt, um monokulare und binokulare visuellen Funktionen, die eng mit dem Vorsprung Latenzen assoziieren können entlang der Sehbahn beurteilen. Dazu gehören Object Von Motion (OFM) Extraktion und Zeit begrenzte Stereo-Protokolle.

In der OFM-Test, eine Reihe von Punkten zu komponieren ein Objekt, indem die Punkte im Bild nach rechts, während Sie die Punkte außerhalb des Bildes nach links oder umgekehrt. Der Punkt pattern erzeugt eine getarnte Objekt, das nicht entdeckt werden können, wenn die Punkte steht oder fährt als Ganzes. Wichtig ist, dass die Objekterkennung abhängig von der Bewegungswahrnehmung. Mit der OFM-Protokoll haben wir ein Defizit nachhaltig in den betroffenen Augen der ON Patienten, offensichtlich sogar 12 Monate nach dem Angriff demonstriert optische Neuritis, während Standard-visuellen Funktionen hatte 8 gewonnen. Darüber hinaus wurde eingeschränkter Performance mit verzögerter Leitungen verbunden (verzögerte P100, was Demyelinisierung) und die Verbesserung der Bewegungswahrnehmung wurde mit Verkürzung der Leitungsraten (reflektierende Remyelinisierung korreliert, lineare Regression der kleinsten Quadrate mit der Berechnung des Korrelationskoeffizienten F = 27,3, p = 0,0005; r = -0,87) 9.

Die aktuell vorgestellten OFM-Protokoll wurde entwickelt, um den Test für die klinische Nutzung, einschließlich Test Verkürzung, die Anpassung der Test-Software, um in einer automatischen Ausgabedatei führen und in einer Bewegung führen passen aktualisiert sensitivkeit Score.

Um die Wirkung der Projektion auf Latenzen binokularen Sehens zu beurteilen, wurde die Zeit begrenzte Stereo-Protokoll entwickelt. In diesem Protokoll werden die räumlich unterschiedliche Bilder für eine begrenzte Zeitdauer präsentiert, herausfordernde binokularen Integration in der Zeit. Dieser Test wurde entwickelt, um die Hypothese, die durch Demyelinisierung bei der betroffenen Nerven, Informationen aus beiden Augen die Rinde zu verschiedenen Zeitpunkten binokularen Integration in der Zeit beeinträchtigt zu erreichen testen. Testen einer Gruppe von ON Patienten (1-2,5 Jahre nach dem Angriff) erholt, haben wir gezeigt, dass die meisten Patienten hatten intakt Leistungsstufen in einem Standard-Stereo-statische Aufgabe; Leistung auf der Zeit-Stereo Aufgabe gezwungen wurde, in den meisten Fällen 10 beeinträchtigt.

Der OFM und die Zeit begrenzte Stereo-Protokolle bieten eine einfache, aber leistungsstarke Möglichkeit zur Identifizierung und Quantifizierung von Prozessen Demyelinisierung und Remyelinisierung entlang der Sehbahn. Diese Protokolle may effizient zu diagnostizieren und Follow-up auf und MS-Patienten in einer kosteneffektiven Weise mit einem einfach zu Computer-basiertes Protokoll verwenden.

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Protocol

Das Protokoll folgt den Richtlinien Hadassah Hebrew University Ethik-Kommission für Studien am Menschen. Um den Effekt der Myopie oder Brechungsfehler auf Testergebnisse zu vermeiden, sollten die Protokolle durchgeführt werden, während die Patienten tragen ihre Brille (Sehhilfe).

Von Object Motion (OFM) Protokoll:

1. Testansatz und Einweisung Themen

  1. Sitz Der Gegenstand 50 cm vor dem Computer-Bildschirm.
  2. Öffnen Sie die OFM-Software.
  3. Weisen Sie den Thema, das er mit Bewegung definierten Objekte präsentiert werden. Weisen Sie ihn als richtig und so schnell wie möglich, indem Sie die "A"-Tastatur und dann verbal Benennung der wahrgenommene Objekt, zu reagieren.
  4. Nach der Reaktion wird ein Bildschirm angezeigt, "die Leertaste drücken" angezeigt. Weisen Sie den unter der Leertaste, wenn Sie bereit, um den nächsten Reiz zu identifizieren drücken.
  5. Erklären Sie, dass das Thema Reize können bei sehr schwer zu-perceiv erscheinenE Geschwindigkeiten oder bei einigen leichter wahrnehmen diejenigen.

2. Lernphase

Geben Sie "Lern OFM" an der Kommandozeile. Thema wird nun mit 4 Beispiel Reize präsentiert. Diese Phase wird durchgeführt, wenn Subjekts beide Augen geöffnet sind.

3. Testphase

In der Regel wird jeder OFM Test umfasst 20 Reize. Alle ersten zum niedrigsten Geschwindigkeit von 4 Pixel / sec dargestellt. Diejenigen, die nicht erkannt werden dann bei der nächsten Geschwindigkeit von 5,5 Pixel / s vorgestellt. Diejenigen, die nicht erkannt wird, wird dann bei der nächsten Geschwindigkeit von 7,5 Pixel / Sekunde dargestellt werden und so weiter, gehen durch 10 Pixel / sec, 13,5 Pixel / sek, 18 Pixel / sek und bis zur schnellsten Geschwindigkeit von 24,5 Pixel / sec. Geschwindigkeiten wurden auf der Grundlage der Exponent y = 3 * e 0,3 definiert. Wenn fünf aufeinanderfolgende Impulse in einer bestimmten Geschwindigkeit nicht erkannt wurden, wird die nächste Stimuli bei schneller Geschwindigkeit der nächsten vorgestellt zu Frustration bei den Patienten zu vermeiden. Thwird, wird bei der Verkürzung der Testlänge, die in der Regel länger als Anerkennung ist schlimmer (erforderlich die Passage durch größere Anzahl von Geschwindigkeiten pro Stimulus) führen.

  1. Bedeckung unterliegen einem Auge mit einer Augenklappe. Jeder Augenklappe kann, solange es liefert eine vollständige Abdeckung ausreichend sein.
  2. Geben Sie "OFM Objekte" in der Befehlszeile.
  3. Wählen Sie eine Stimuli-Set (4 Software enthält Reize Sets Jedes Set beinhaltet 20 verschiedene Objekte Die Auswahl kann zufällig sein, aber stellen Sie sicher, dass Sie verschiedene Stimuli-Sets für jede der getesteten Augen gelten;... Anwenden verschiedener Reize Sätze für die nachfolgenden Lernzeitpunkten in Bei Längsabschätzung).
  4. Ein Prompt, der Sie den Namen Person eingeben, wird getestet Auge und Datum des Tests angezeigt. Füllen erforderlichen Informationen.
  5. Das Thema sorgfältig überwachen und reagieren auf das Thema, während sie / er erledigt die Aufgabe wie folgt:
    1. Wenn ein Reiz erscheint das Thema muss das "A"-Taste auf der Detailtagebuch drückenard und benennen Sie die Identität des Stimulus präsentiert.
    2. Drücken Sie die linke Maustaste für eine richtige Antwort oder die rechte Maustaste für eine falsche Antwort.
    3. Betreff drückt die "Leertaste" auf der Tastatur für die Einleitung der nächsten Reiz.
    4. Dieser Vorgang (Schritte 3.5.1-3.1.5.3) fortgesetzt, bis alle 20 Impulse in dem Satz entweder erkannt oder mit der schnellsten Geschwindigkeit dargestellt.
  6. Den Vorgang (aus Schritt 3.1) für die zweite Auge des Patienten mit einem anderen Satz von Stimuli.

Zeit begrenzte Stereo-Protokoll:

1. Testansatz und Einweisung Themen

  1. Sitz Der Gegenstand 50 cm vor dem Computer-Bildschirm.
  2. Öffnen Sie die Stereo-Software.
  3. Weisen Sie den Gegenstand, dass er mit 3-dimensionale (3D) Formen dargestellt werden und müssen die wahrgenommene Form als korrekt und schnell wie möglich zu nennen. Ein Kreis, ein Quadrat: Formen wird eine der folgenden sein, Ein Dreieck oder ein Stern.
  4. Erklären Sie dem Thema, das Reize können bei sehr harten Bedingungen wahrnehmen scheinen oder zu einem leichter, diejenigen wahrzunehmen.
  5. Weisen Sie den Gegenstand, um die 3D-Brille tragen.
  6. Schalten Sie die Raumaufhellung.

2. Lernphase

Geben Sie "Lern Stereo" in der Befehlszeile. Thema wird nun mit 4 Wiederholungen jeder Form, an der längsten Dauer Reize (500 ms) und am einfachsten Disparität (840 sec Bogen) Bedingungen vorgestellt werden. Nach der 3D-Präsentation Zustand wird ein 2D-Darstellung für jede Form folgen. Im letzteren wird eine Linienmarkierung Formen Konturen hinzugefügt werden, um sicherzustellen, unterliegen die Abmessungen der dargebotenen Form wahrgenommen. Themen, die nicht in diesem Zustand einfach nicht gelang, wird nicht in der nächsten Phase getestet werden.

3. Testphase:. Stereopsis Wahrnehmung als Funktion der Fernglas-Ungleichheit

Das 4 Form120, 300, 540 und 840 sec Bogen: s für 500 ms bei 4 verschiedenen Disparität Bedingungen vorgelegt werden.

  1. Geben Sie "Stereo Ungleichheit" in der Befehlszeile.
  2. Ein Prompt, der Sie den Namen und das Datum des Tests unterworfen eingeben wird angezeigt. Füllen erforderlichen Informationen.
  3. Stimulus erscheint
  4. Betreff Namen der präsentierten Form. Die Antworten werden vom Prüfer an wichtigen Tasten 1-4 (dh codiert. Drücken Sie die 1, 2, 3, oder 4 Taster für Probanden verbale Reaktionen von "Kreis", "ein Quadrat", "Dreieck" oder "ein Stern ", beziehungsweise). Aufgrund der Lichtverhältnisse und der Tatsache, dass das Thema 3D-Brille trägt, kann er die Antworten nicht codieren von selbst).
  5. Betreff drückt eine beliebige Taste, um zum nächsten Reiz weiter. Die Reihenfolge der Reize Präsentation ist zufällig.

4. Testphase

Stereopsis Wahrnehmung als eine Funktion der Stimuluszeit. Die 4 Formen für Unterschiede von 540 und 8 vorgestellt40 sec Bogen entweder 40, 60 oder 100 ms Dauer.

  1. Geben Sie "Stereo Dauer" in der Befehlszeile.
  2. Wiederholen Sie die Schritte 3,2-3,5.

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Representative Results

OFM-Protokoll

Das Protokoll führt in einer Textdatei, Antworten Motivs automatisch zusammenfasst. Ergebnisse können auf zwei Arten analysiert werden:

Gesamt: Jeder Reiz darstellte, wird mit einem Stimulus Gewicht zugeordnet, und die Summe der Gewichte aller identifizierten Reize wird als Reaktion des Subjekts gesetzt Punktzahl. Das Gewicht eines bestimmten Stimulus auf Basis der Geschwindigkeit des Stimulusmenge, höhere Gewichte auf niedrigere Geschwindigkeiten. Unidentified Reize werden mit einer Null-Gewicht zugeordnet. Generell sei N die unterschiedlichen Geschwindigkeiten v 1, v 2, ..., v N eingesetzt werden (wobei v 1 die niedrigste Geschwindigkeit ist, v 2 ist die zweitniedrigste Geschwindigkeit und so weiter); w 1, w 2, ..., W N sind die zugeordneten Gewichte (wobei w 1> w 2> ...> w N w 0 wird das Gewicht mit einer offenen oder unentdeckt Stimulus zugeordnet ist.) und k 1 bis k 1 k 1 + w 2 k 2 + ... + w N k N + w 0 t 0, wobei k 0 ist die Anzahl der nicht identifizierten oder unentdeckt Reize und k 0 + k 1 + k 2 + ... + k N = K. Die Antwort kann daher Punktzahl von null (kein Stimulus identifiziert) w 1 K (alle Reize mit der niedrigsten Geschwindigkeit identifiziert, daher erhielt die höchste Punktzahl) sein. Das aktuelle Protokoll wird von 20 Stimuli bei 6 verschiedenen Geschwindigkeiten präsentiert zusammen und somit kann sich die Reaktions 0-120 liegen. Die höchste Punktzahl von 6 wird auf Reize bei der niedrigsten Geschwindigkeit zugeordnet werden identifiziert und die niedrigste Punktzahl von 1 wird auf Reize an der höchsten Geschwindigkeit identifiziert zugeordnet werden. Angenommen, dass kein Stimulus identifiziert bei Geschwindigkeiten V 1 und V 2, 1 Stimulus an jedem Geschwindigkeiten identifiziert V 3 und V 4, 7 Stimuli bei der Geschwindigkeit v 5 identifiziert werden 9 Stimuli bei der Geschwindigkeit v 6 identifiziert und 2 Reize nicht identifiziert. Die Antwort Punktzahl in diesem Zahlenbeispiel ist daher 0 * 0 * 6 + 5 + 1 * 4 + 1 * 3 * 2 + 7 + 9 * 1 + 2 * 0 = 30, wobei der Begriff auf die rechte Seite entspricht zu den zwei unbekannten Reize.

Bewegungsempfindlichkeit Punktzahl: Wird wie der langsamste Punkt Geschwindigkeit, in der ein Patient hatte 80% richtige Antworten erreicht definiert werden, die Identifizierung dieser Punkt Geschwindigkeit wie Schwelle des Patienten auf die intakten Bewegungswahrnehmung zu erhalten.

Die erhaltene Punktzahl sollte zu den normalerweise gesichtet Daten verglichen werden, den Vergleich der Ergebnisse der Patienten als relativ zum Standardsortiment. Dies ist in Abbildung 1 dargestellt Der aktuelle OFM-Protokoll wurde an einer Gruppe von 16 getesteten erste einseitige ON Patienten im Alter von 20-50 (32,1 ± 2,5 Mittelwert ± SEM). studierte nach einer Sehnervenentzündung Angriff (6,5 ± 1,47 Monate im Durchschnitt 1,5 bis 19 MonatenAlter). Bei Tests, 12 der Patienten waren GUS und die anderen 4 RRMS mit dem ersten Angriff der ON. MRT war bei 10 Patienten normal. Alle Patienten wurden in der Neurologie Augenheilkunde oder Abteilungen in Hadassah Medical Center im Krankenhaus und wurden in unserer Ambulanz Neurologie gefolgt. On wurde aus klinischen Gründen von einem spezialisierten Neuroaugenarzt, der auch die Koexistenz von anderen ophthalmologischen Erkrankungen regiert hatte definiert. Perimetrie wurde bei allen Patienten erhalten aber 3. Augen mit korrigierten Sehschärfe von weniger als 20/30 und / oder zentrale Skotom wurden aus der Datenanalyse ausgeschlossen. So präsentierten Ergebnisse zählen 12 betroffenen und 15 Partneraugen. Darüber hinaus wurden 29 normal sehende Augen getestet.

Wie in Abbildung 1 gezeigt, betroffen Augen der ON-Patienten erhalten deutlich niedrigere Ergebnisse im Vergleich zu normal sehende Augen (p = 0,0001, zweiseitigen t-Test), und den Kerl Patienten (p = 0,006). Erhebliche Beeinträchtigung derdie betroffenen Augen gefunden, ob die Analyse der Ergebnisse als Gesamt-Scores (wie in Abbildung 1) oder als Bewegungsempfindlichkeit Scores (p = 0,0004 und p = 0,02 im Vergleich zu den Augen der Kontrollen und Kollegen Augen). Gefährdete Werte auf der OFM-Protokolls werden auch in Fällen von gewonnen Sehschärfe gefunden (. Dh Sehschärfe ≥ 20/25 11, p = 0,01 im Vergleich zu den Kontrollen), was darauf hindeutet, dass diese Messung ist empfindlicher zu identifizieren Patienten anhaltende visuelle beschwert. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, werden die Punkte von allen außer einer der betroffenen Augen außerhalb des normalen Bereichs (definiert als ± 2,5 SD von Kontrollen "Mittelwert) platziert.

Zeit begrenzte Stereo-Protokoll

Stereo-Wahrnehmung wird zweimal getestet. Jeder Proband erhält zwei Partituren, die Definition seiner Stereo-Wahrnehmung als Funktion der binokularen Disparität und als Funktion der Stimuluspräsentationszeit. Ergebnisse werden als Textdateien und eine gegebene als Prozent richtig Partituren alyzed.

Die aktuelle Stereo-Protokoll wurde an einer Gruppe von 17 erste einseitige Neuritis Patienten, im Alter von 20-58 Jahren (36,4 ± 2,6 Mittelwert ± SEM) getestet; 12-26 Monate nach einer ON-Angriff (15,8 ± 1,34 Monate im Durchschnitt). Alle Patienten wurden in der Neurologie Augenheilkunde oder Abteilungen in Hadassah Krankenhaus und wurden in unserer Ambulanz Neurologie gefolgt. Alle Augen waren Visus ≥ 20/25 korrigiert. Perimetrie wurde bei allen Patienten beurteilt; keiner hatte Zentralskotom entweder in Auge. Ein Neuro-Augenarzt den Patienten getestet, um die Koexistenz von anderen ophthalmologischen Erkrankungen auszuschließen.

Bei Tests, 10 der Patienten waren und die anderen GUS-7 mit RRMS ersten Angriff der ON. MRT war bei 7 Patienten normal.

Zwanzig sechs und siebzehn gesunden Kontrollen wurden in der Stereo von Ungleichheit und Stereo Dauer von Protokollen getestet sind.

ep "> Stereowahrnehmung als Funktion der binokularen Disparität (unabhängig von der Stimulationsdauer)

Themen 'Partituren für die verschiedenen Unterschiede Bedingungen zusammengefasst: 120, 300, 540 und 840 sec des Bogens. Wie erwartet, verbessert die Leistungsniveau binokularen Disparität erhöht (Abbildung 2A). Dies gilt sowohl für die Patienten und gesunden Kontrollpersonen. Verbesserte Stereo-Wahrnehmung als Funktion der Cues erhöht Ungleichheit ähneln Standard-Stereo-Tests und zeigen die Wirksamkeit unserer Protokoll zu stereopsis beurteilen. Wie in 2A zu sehen ist, die Auswirkungen der binokularen Disparität Hinweise auf Stereopsis Wahrnehmung ähneln in Patienten und Kontrollpersonen.

Stereo-Wahrnehmung als Funktion der Reizdauer (unabhängig von der Verschiedenheit Grad)

40, 60 und 100 ms: Probanden Scores für die verschiedenen Stimuli Dauer zusammengefaßt. Alle auf der höchsten Ungleichheit von 840 sec o vorgestelltf Bogens. Für Probanden, die Verringerung Reize Präsentationszeiten nicht Leistungsstufen ändern; Leistung war ähnlich für alle Präsentationsbedingungen (92,1%, 90,8% und 91,4% in der 40 richtig, 60 und 100 ms Dauer Stimulus bzw. 2B). Im ON-Patienten, auf der anderen Seite, Leistungsniveau war abhängig von Dauer Reize Länge. Stereopsis wurde deutlich in den 40 ms, verglichen mit den 60 ms Dauer Reize Bedingungen (; gepaart zweiseitigen t-Test 61,7% und 72,2% richtig, p = 0,04) beeinträchtigt. Die Performance in der 60 msec Zustand war nicht von der 100 ms Bedingung (71,2% richtig, 2B).

So ist 40 ms eine ausreichende Zeit für gesunde Augen auf Fernglas Informationen zu synchronisieren, was in intakten stereopsis Wahrnehmung. Dieser Zeitpunkt ist in Fällen von ON unzureichend. Dies kann durch die Tatsache erklärt, dass monokulare Demyelinisierung erzeugt eine Verzögerung zwischen dem Infor werdenmationen über die geplanten zwei Augen, anspruchsvolle Integration Fernglas in der Zeit für kurze Reize.

Figur 1
Abbildung 1 Ergebnisse in den OFM-Protokolle für optische Neuritis und Steuerung Augen Gesamt-Scores bei Patienten 'betroffenen Augen erhalten (AE) - schwarze Kreise.. Partneraugen (FE) - graue Kreise und Kontrollaugen - offene Quadrate. Gestrichelten Linien normativen Bereich, definiert als ± 2,5 SD von Kontrollen "Mittelwert.

Figur 2
2. Stereowahrnehmung als Funktion der binokularen Disparität und als eine Funktion der Dauer Stimuli Neuritis und SteuerThemen. (A) Stereopsis Wahrnehmung als Funktion der binokularen Disparität. Wie man sieht, wird in ähnlicher Trend auf und Kontrollen (graue und schwarze Symbole, respectively) gefunden, was zeigt, verbessert stereopsis Wahrnehmung als Funktion der Ungleichheit erhöht. (B) Stereopsis Wahrnehmung als Funktion der Dauer Reize. Wie zu sehen ist, während die Kontrollen Wahrnehmung ist unabhängig von der Dauer Reize, ist Stereo-Wahrnehmung bei den Patienten eine Funktion der Reizdarbietung Länge; deutlich schlechter Leistung wird gefunden, wenn Stimuli für 40 ms präsentiert, verglichen mit Anregungen für 60 und 100 ms präsentiert.

Fig. 3
Abbildung 3. Die Beziehung zwischen OFM-Scores und visuelle Qualität des Lebens in Optikusneuritis Patienten. Visuelle LebensqualitätPartituren (über den NEI-VFQ-25 und der 10 Artikel Neuro Ophthalmic Supplement Fragebögen erhalten) gegen Patienten OFM-Scores. OFM Punktzahl bei jedem Patienten wurden als das Delta zwischen den betroffenen und den Kerl 'Partituren (Scores der Partneraugen minus Noten der betroffenen Augen, individuelle Unterschiede zu minimieren) definiert. Wie gesehen, subjektiven visuellen Lebensqualität-Scores korrelieren mit Patientenzahlen auf der OFM-Protokoll; beeinträchtigt die Lebensqualität assoziiert mit eingeschränkter Bewegungswahrnehmung, während bessere Lebensqualität assoziiert mit intakten Bewegungswahrnehmung.

Fig. 4
Abbildung 4. Die Beziehung zwischen OFM-Scores und VEP-Latenzen in Optikusneuritis Patienten. OFM Partituren aufgetragen gegen Patienten VEP Latenzen (P100) für die betroffenen Augen (A) und den Kerl (B). Wie man sieht, sind OFM punktet mit VEP Latenzen korreliert, was Projektion Raten. Dies ist in den betroffenen, aber nicht der Kerl Augen der Patienten wahr.

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Discussion

Optikusneuritis ist eine demyelinative Erkrankung des Sehnervs, was zu akuten Sehverschlechterung. Obwohl als vorübergehend bei der Verwendung von Standard-Sichtprüfung ein, die Patienten weiterhin Schwierigkeiten bei der täglichen visuellen Aufgaben wahrzunehmen. Wir argumentieren, dass dynamische visuelle Tests ausreichend identifiziert und quantifiziert diese Defizite nachhaltig. Dies ist seit dynamische, aber nicht statisch visuellen Funktionen hängen vom Projektionsgeschwindigkeiten und können anfälliger für verzögerte Projektion folgenden Demyelinisierung.

Der OFM-Protokoll

Um zu definieren, wie dynamische visuelle Funktion Defizit in der Patienten das tägliche Leben widerspiegeln, wurden die Patienten über die Vision spezifische und die allgemeine Lebensqualität Fragebögen; Artikel 25 der National Eye Institute Visuelle Arbeits Questionnaire (NEI-VFQ-25), 12 und die 10 Artikel Neuro Ophthalmic Supplement 13. Dazu gehören Fragen zur subjektiven es des PatientenTimation seiner visuellen Fähigkeiten sowie Fragen in Bezug auf seine Frustration Gefühle, Schwierigkeiten bei der Ausführung bestimmter Aufgaben, und die Notwendigkeit der Hilfe von anderen durch visuelle Mängel. Für jeden Artikel wird der Patient gebeten, die Antwort, die am besten beschreibt, seine Wahrnehmung zum Zeitpunkt der Prüfung zu wählen. Visuelle Lebensqualität Punktzahl liegt zwischen 0-100.

Wir haben festgestellt, dass Noten in der OFM-Protokoll erklären, eine bemerkenswerte Menge an Patienten subjektive visuelle beklagt, nach Kontrolle der Sehschärfe Defizite.

Ticker im OFM-Protokoll (definiert als das Delta zwischen Partituren in den betroffenen Kolleginnen und Augen, die individuellen Unterschiede zu minimieren) wurden mit visuellen Lebensqualität-Scores korreliert (r = -0,53, siehe Details in Abbildung 3). Die Korrelation war in der Nähe statistische Signifikanz (p = 0,077). OFM-Scores vorhergesagt 28% der Varianz in der visuellen Lebensqualität Fragebögen, erklärt eine wichtigeTeil der Patienten subjektive visuelle beschwert.

Zusätzlich zu seiner Rolle bei der Erklärung der Patienten visuelle beschwert, kann der OFM-Protokoll als eine einfache Markierung der Myelinisierung Grad entlang der Sehbahn verwendet werden; Verschlechterung der OFM Noten reflektiert verzögert Projektion Raten Demyelinisierung markieren, während verbesserte OFM Noten reflektiert Verkürzung der Wartezeiten wird die Remyelinisierung zu markieren. Ferner kann der Betrag der Änderung in der OFM-Scores der Menge der Demyelinisierung oder Remyelinisierung signalisieren. Derzeit sind visuell evozierten Potential (VEP) Latenzen der Gold-Standard-Tool, um in den Blickbahnen identifizieren und zu quantifizieren Demyelinisierung und Remyelinisierung. Wie seit vielen Jahren bekannt sind, werden verlängert VEP Latenzen häufig folgende ON gefunden, und diese Verlängerung kann für 6,14 Jahre andauern.

Um die Rolle der OFM Partituren als Index der Myelinisierung entlang der Sehbahn validieren, VEP Latenzen unter Verwendung eines Muster reversal VEP wurden bei jedem Patienten beurteilt. Wie in Abbildung 4 gezeigt, wurden Noten in unserer OFM-Protokoll deutlich mit absoluter VEP Latenzen korreliert. Dies galt für die betroffenen Augen (lineare Regression der kleinsten Quadrate mit der Berechnung des Korrelationskoeffizienten F = 5.2, p = 0,046, r = -0,58), aber nicht für die Partneraugen (F = 0,85, p> 0,05, r = 0,25) von Optikusneuritis Patienten. Dies ist in Übereinstimmung mit unseren früheren Ergebnissen auf einer anderen Gruppe von Patienten, ON 10, die die Spezifität der OFM-Protokoll vorschlagen kann, um eine demyelinative Angriff offenbaren. Die Korrelation zwischen OFM-Scores und VEP (P100) Latenzwerte zeigen, dass OFM kann nicht nur erkennen, sondern auch zu quantifizieren, die demyelinative Schäden. Die Korrelation zwischen der Verbesserung der OFM-Protokoll und die Verkürzung der VEP Latenzen entlang Zeit 9 nahe, dass die OFM-Protokoll kann auch empfindlich quantifizieren Remyelinisierung.

Der Vorteil der Verwendung der OFM-Protokoll zu identifizierenund zu quantifizieren, Änderungen der Myelinisierung Grad entlang der Sehbahn kommt von seiner Verfügbarkeit.

Im Gegensatz zu VEP Messungen, wobei die OFM-Protokoll erfordert keine sehr teure Vorrichtung und ein ausgebildeter Techniker. Das Protokoll führt eine automatische Ausgabedatei, die von allen Ärzten ausgewertet werden können. Dies macht die OFM zugänglich kostengünstige Werkzeuge für weit Gebrauch geeignet.

Die Zeit begrenzte Stereo-Protokoll

Die Zeit begrenzte Stereo Protokoll kann besser geeignet als Standard-Stereopsis Tests zur Fernglas spezifische optische Neuritis visuelle Funktionsstörungen zu beurteilen.

Standard-Stereopsis Tests dienen dazu beeinträchtigte binokularen Sehens in Fällen offenbaren, wenn ein Auge Transfers unzureichende Menge an visuellen Input. Dies kann die akute Phase der ON sowie andere Optikusneuropathien charakterisieren. Diese Tests, die jedoch nicht Fälle, in denen beide Augen liefern s zeigenufficient visuelle Informationen, aber zu unterschiedlichen Zeitpunkten (Charakterisierung chronischer Neuritis). Da visuelle Reize werden auf unbestimmte Zeit präsentiert, sind Unterschiede in der Projektion Raten vernachlässigbar.

Zwar nicht über Standard-Messungen identifiziert werden Unterschiede in der Projektion Raten unter den Augen voraussichtlich deutlich verhärten Alltags binokularen Sehens (in denen eine schnelle Reize sind üblich). So ist die Zeit, begrenzte Stereo-Protokoll sinnvoll, binokularen Dysfunktion ON folgenden identifizieren und kann erklären, Patienten anhalt klagt in visuellen Alltagsleben.

Da unser Ziel ist es, Standard-Protokolle Auswertung der dynamischen visuellen Funktionen, die in ähnlichen Noten unabhängig von äußeren Bedingungen führt zu erzeugen, sind die strengen Protokollen und kann Gedanken Lauf nicht geändert werden. Wenn folgende technische Probleme der Test bricht vor der vollständigen Fertigstellung wird Teilinformationen gespeichert werden. Patienten Punktzahl in der latter Fall sollten mit Vorsicht betrachtet werden, abhängig von der Menge an Informationen, die bereits erfasst wurde. Alternativ Wiederholung des Tests mit einer anderen Versuchsanordnung ist möglich.

Zur Standard-Scoring bei Patienten zu gewährleisten, ist es wichtig, genau zu Testbeginn Schritte sein, und vor allem halten die erforderlichen Beleuchtungsbedingungen. Es ist auch wichtig, um die Lernphase Schritt als Leistungsniveau in der bildenden Tests vervollständigen kann von Gewöhnung an Reize Merkmale sind. Erfolgreicher Auftritt in der Lernschritt ist ein prerequested Zustand an die Testphase gehen, was darauf hinweist, dass das Thema ausreichend Bewegungswahrnehmung oder ausreichende binokularen Sehens in den OFM-oder Stereo-Protokolle getestet werden. Darüber hinaus, diese Leistungsniveau in den dynamischen visuellen Tests stellen sicher, spiegelt den funktionellen Status des Sehnervs anstatt vorderen Augenabschnitte, sollten andere ophthalmologische Erkrankungen ausgeschlossen und werden Protokolls inls sollte durchgeführt werden, während die Patienten tragen ihre Brille (Controlling out-Effekte der Kurzsichtigkeit oder Brechungsfehler).

Eine Einschränkung des OFM-Protokoll ergibt sich aus seiner endlichen Menge von Teststimuli. Diese 80 Objekte wurden auf der Grundlage einer umfassenden Studie über optische Neuritis und Kontrollpersonen als die Diagnosepunkte (von 240 Stimuli getestet) zwischen diesen Gruppen. Die 80 Titel zu komponieren 4 verschiedene Stimuli-Sets. Um unter Augen Lernen zu vermeiden, wird verschiedene Reize gesetzt, um jede getestete Auge angewendet. Um das Lernen in der Zeit zu vermeiden, werden verschiedene Reize Sätze zwischen den nachfolgenden Testphasen angewendet. Dies ist ausreichend für zwei benachbarte Testphasen. Die derzeit Reize Sätze 4 sind für Schwierigkeitsstufen gesteuert. Aufnahme neuer Reize innerhalb der Testphase wird vor Auswertung verlangen ähnliche Schwierigkeitsstufen zwischen Prüfgeräte gewährleisten.

Dieser Beitrag konzentriert sich auf Demyelinisierung als Charakterisierung der Pathophysiologie Optik neuritis. Wir sind mit der Vorstellung, dass optische Neuritis ist mehr als eine Demyelinisierung Staat und dass erhebliche neuroaxonale Schäden können auch bei den Patienten auftreten, wie die jüngsten optische Kohärenztomographie (OCT) zeigte studiert 15-19 vertraut. Doch während die funktionelle Konsequenz dieser neuroaxonale Schaden wurde zuvor fest 20-22, was zeigt, reduzierte Sehschärfe, Kontrastschärfe und visuelle Qualität des Lebens, wurde die funktionelle Konsequenz der Demyelinisierung selten angesprochen. Unsere Studie zielte darauf ab, die funktionellen Konsequenzen der Demyelinisierung bei der Differenzierung von axonalen Verlust zu offenbaren und entwickeln klinische Werkzeuge, um diese funktionellen Veränderungen zu quantifizieren.

Zusammenfassend empfehlen wir, dass Sie unsere neue OFM und Stereo-Protokolle können in der Diagnostik verwendet werden und Follow-up Laufe der ON-Patienten. In der Diagnose-Prozess, können diese Protokolle visuelle Defizite, die nicht über Standard-visuelle Messungen identifiziert werden können, offenbaren. Die Protokolle sind Effizienzt, einen Großteil der derzeit ungeklärten visuellen Beschwerden bei Patienten nach Wiederherstellung der Sehschärfe zu definieren. In der Follow-up-Kurs, können die Protokolle als ein sensitiver Marker der Demyelinisierung und Remyelinisierung zusammen verwendet werden.

Diese Werkzeuge können verwendet werden, um die Wirksamkeit der derzeit an der Entwicklung neuroprotektive und regenerative therapeutische Strategien Targeting Myelinisierung im Zentralnervensystem 23 ausgewertet werden.

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Disclosures

Die Autoren erklären, keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde durch die Caesarea Edmond de Rothschild & Benjamin Stiftungen unterstützt.

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 

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Medizin Optikusneuritis Sehstörungen dynamische visuelle Funktionen Bewegungswahrnehmung Stereopsis Demyelinisierung Remyelinisierung
Dynamische Visuelle Tests zur Identifizierung und Quantifizierung von Visual Schäden und Reparaturen Nach Demyelinisierung in Optikusneuritis Patienten
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Raz, N., Hallak, M., Ben-Hur, T.,More

Raz, N., Hallak, M., Ben-Hur, T., Levin, N. Dynamic Visual Tests to Identify and Quantify Visual Damage and Repair Following Demyelination in Optic Neuritis Patients. J. Vis. Exp. (86), e51107, doi:10.3791/51107 (2014).

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