Summary
De perceptie van de zwaartekracht wordt vaak bepaald door de subjectieve visuele verticale in het hoofd rechtop positie. De aanvullende beoordeling bij kopkantelen van ± 15° en ± 30° in het rolvlak zorgt voor een verhoogd informatiegehalte voor de detectie van verminderde graviceptieve waarneming.
Abstract
Vestibulaire aandoeningen behoren tot de meest voorkomende syndromen in de geneeskunde. In de afgelopen jaren zijn nieuwe vestibulaire diagnostische systemen geïntroduceerd die het mogelijk maken alle halfronde kanalen in de klinische setting te onderzoeken. Beoordelingsmethoden van het otolithische systeem, dat verantwoordelijk is voor de perceptie van lineaire versnelling en perceptie van de zwaartekracht, zijn veel minder in klinisch gebruik. Er zijn verschillende experimentele benaderingen voor het meten van de perceptie van de zwaartekracht. De meest gebruikte methode is de bepaling van de subjectieve visuele verticale. Dit wordt meestal gemeten met het hoofd in een rechte positie. We presenteren hier een beoordelingsmethode voor het testen van de otolietfunctie in het rolvlak. De subjectieve visuele verticale wordt gemeten in de hoofdrechtpositie en met hoofdhelling van ± 15° en ± 30° in het rolvlak. Dit uitgebreide functionele paradigma is een gemakkelijk uit te voeren klinische test van de otolietfunctie en zorgt voor een verhoogde informatie-inhoud voor de detectie van verminderde graviceptive perceptie.
Introduction
De stoornis van de otolietfunctie kan worden veroorzaakt door zowel perifere als centrale vestibulaire omstandigheden1. Perifere vestibulaire oorzaken zijn de ziekte van Meniere, labyrintinfarct, evenals superieure of inferieure vestibulaire neuritis. Centrale otolietdisfunctie kan optreden bij laesies van centrale otolithische paden van hersenstam via thalamus2 naar de vestibulaire cortex3. Bovendien worden verminderde otolietreflexen ook gevonden bij cerebellar stoornissen4. Hoewel een aantal gestandaardiseerde methoden, zoals calorische testen of video-head impulstest, beschikbaar zijn voor de beoordeling van de halfronde kanaalfunctie, bestaat er geen gestandaardiseerde klinische meetmethode voor zwaartekrachtschatting en verticaliteitsperceptie5.
Aangezien de otolieten verantwoordelijk zijn voor de perceptie van lineaire versnelling, kan de otolietfunctie in principe worden gemeten door lineaire versnelling door de zogenaamde translationele vestibulo-oculaire reflex (t-VOR) vast te stellen. Dit vereist echter het gebruik van speciale en complexe apparatuur, zoals een parallelle schommel of lineaire slee4,6. Voor de beoordeling van eenzijdige saccular en utrculaire functie is een specifieke off-center centrifugatietest ontwikkeld, die klinisch in balans laboratoria met een specifiek rotatiestoelsysteem7kan worden gebruikt. Bij het verplaatsen van het hoofd door 3,5-4 cm van de rotatie-as, de excentrisch gepositioneerde utricle wordt eenzijdig gestimuleerd door een resulterende centrifugale kracht. In dit paradigma otoliet functie kan worden bepaald door het meten van de resulterende oogtorsie of de subjectieve visuele verticale (SVV). Deze procedure vereist echter ook geavanceerde apparatuur en de methode vertoont nog steeds beperkte gevoeligheden voor zowel SVV- als oogtorsiebeoordeling7. Otoliet functie kan verder worden gekwantificeerd door middel van oogbeweging opnames. Beoordeling kan worden gedaan in horizontale of lineaire versnelling, maar ook tijdens het hoofd- of lichaam kantelen in het rolvlak met toepassing van 3-D videooculografie. Dit laatste maakt bepaling van oculaire torsie mogelijk. De klinische toepassing van deze methode is ook beperkt vanwege de lage gevoeligheid8. De perceptie van lichaamsverticaliteit (d.w.z. het gevoel dat ik voel dat mijn lichaam is afgestemd op de echte verticale) kan worden beoordeeld door middel van de zogenaamde subjectieve posturale verticale. In deze experimentele taak zitten patiënten in een stoel in een gemotoriseerde gimbal en wordt gevraagd aan te geven wanneer ze de rechtopstaande positie in- en uitstapten, terwijl ze 15 ° in het toonhoogte- of rolvlak worden gekanteld. Het nadeel van deze techniek is niet alleen de uitgebreide experimentele aanpak, maar ook dat het meet zowel otoliet en lichaam proprioceptieve signalen9. Of vestibulaire opgeroepen myogene potentials (VEMP's) zijn nuttige klinische screening tools voor otoliet functie in verschillende klinische aandoeningen is nog steeds controversieel10,11.
Visuele taken zijn momenteel de meest gebruikte klinische methoden voor het meten van de graviceptieve functie, die kunnen worden beoordeeld door meting van de subjectieve visuele verticale (SVV)12. Gezien vanuit een nauwkeurig fysiologisch perspectief, svv is niet een directe test van de otoliet functie alleen, zoals de SVV is het resultaat van een weging tussen verschillende bronnen van informatie (zwaartekracht, proprioceptief en ook visueel wanneer ze beschikbaar zijn). Voor snel klinisch gebruik is echter een eenvoudige toepassing van deze SVV-taak, de zogenaamde emmertest, ontwikkeld13 speciaal voor de noodinstelling, waardoor acute verstoringen van de graviceptieve waarneming onmiddellijk kunnen worden gedetecteerd. De preciezere en gestandaardiseerde procedure bestaat uit het laten uitlijnen van een waarnemer een lichtbalk of staaf met de geschatte verticale. Getest in het donker in gezonde individuen in een rechte positie, afwijkingen zijn beperkt tot ± 2 ° van de aarde verticale14. Met behulp van de SVV-taak is de graviceptieve functie tot nu toe beoordeeld in verschillende neurologische aandoeningen, zoals beroerte15,,16 of de ziekte van Parkinson17. Bovendien is ook een verminderde SVV-perceptie gemeld bij eenzijdige18,19 of bilaterale vestibulaire laesies20, evenals bij patiënten met goedaardige paroxysmale positionele nystagmus21.
We presenteren hier een aangepaste SVV-beoordelingsmethode, die SVV-schattingen meet, niet alleen in de kop-rechtop, maar ook bij ± 15° en ± 30° hoofdkantelen in het rolvlak. Dit paradigma verhoogt de informatie-inhoud voor de detectie van graviceptive tekorten en voor systematische kankantelen van de SVV.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van de Medische Universiteit van Wenen en is uitgevoerd in overeenstemming met de ethische normen gevonden in de Verklaring van Helsinki. Een geïnformeerde toestemming werd ondertekend door alle patiënten en controles voor het onderzoek.
1. Installatie van de patiënt in de stoel
- Voer de meting verrekijker uit. Installeer de patiënt in een stabiele stoel met een rugleuning en een hoofdfixatie-eenheid. Deze laatste houdt het hoofd van de patiënt in een stabiele en gedefinieerde positie en bestaat uit een elastische hoofdband en een u-vormige hoofdsteun, die met behulp van een kleefband aan elkaar kan worden bevestigd. Plaats de stoel in een afsluitbare cabine waardoor de Beoordeling van de SVV in het donker.
- Plaats de hoofdsteun in de gewenste hellingshoek (0°, ± 15° of ± 30°) door deze uit te lijnen langs de schaal van een goniometer, die aan de rugleuning van de stoel is bevestigd. Pas aan het begin van het experiment de hoofdsteun aan op 0° helling strekkenop suboccipital hoogte.
- Plaats de elastische hoofdband op het hoofd van de patiënt en bevestig deze met de schroef op de rug. Zorg ervoor dat de hoofdband niet te laag op het voorhoofd van de patiënt is geplaatst, zodat de beweeglijkheid van het oog niet wordt aangetast.
- Sluit de kleefriemen – op de hoofdband en op de hoofdsteun – met elkaar aan. Dit zorgt voor een optimale fixatie van het hoofd naar de hoofdsteun op de stoel.
2. Installatie van de SVV-eenheid
- Monteer de SVV-unit door middel van de fixatie-inrichting op de stoel voor de patiënt (Figuur 1a). De SVV unit bestaat uit een LED-lichtbalk die aan een stok is bevestigd, waardoor de patiënt zich kan positioneren. De positie van de lichtbalk kan in het rolvlak worden aangepast door middel van een verbonden potentiometer.
- Zorg ervoor dat de SVV-unit stevig vastzit en dat de lichtbalk precies tegengesteld is aan het hoofd van de patiënt en op hetzelfde niveau als de ogen van de patiënt.
- Sluit de SVV-unit aan op de elektrische aansluiting onder de stoel.
- Plaats de potentiometer in de linkerhand van de patiënt en instrueer hen over hoe de SVV-instelling uit te voeren. Terwijl u voor de patiënt staat, past u de positie van de lichtbalk opnieuw aan, indien nodig, om zijn positie langs het coronaire vlak te waarborgen.
- Lees de SVV afwijking van de echte verticale op de goniometer op de achterkant van de SVV unit. De goniometer bevat een hoekweergave van ±20° met tussenpozen van 2° en is uitgerust met een infraroodcamera die 3 cm voor het display is geplaatst, waardoor continue gegevensverzameling in volledige duisternis mogelijk is(figuur 1b, 1c).
- Controleer voordat u verdergaat met de volgende stap de zichtbaarheid op het scherm. Het infraroodbeeld van het hoekdisplay wordt naar een scherm buiten de cabine verzonden, zodat de SVV-schattingen van de patiënt continu kunnen worden verzameld zonder dat de cabinedeur tussen de tests hoeft te worden geopend, waardoor visuele heroriëntatie wordt voorkomen.
3. Kalibratie onder visuele controle
- Kantel de lichtbalk 30° naar rechts of links ten opzichte van de absolute verticale (die dient als startpositie voor elke SVV-taak) en vraag de patiënt om deze aan te passen aan de verticale positie onder visuele controle. Dit dient om de patiënt zelf te kalibreren en de visuomotorische capaciteit van de patiënt te controleren.
- Als de patiënt de weergegeven SVV-positie bevestigt, vergelijkt u deze met de werkelijke verticale positie.
- Als de instelling van de patiënt aanzienlijk afwijkt van de werkelijke verticale, controleer dan de orthograde positie van de SVV-eenheid opnieuw. Een afwijking van ±1° is aanvaardbaar om de intacte visuomotorische functie te bevestigen.
4. SVV-instelling in neutrale hoofdpositie
- Open het examenprotocol voor gelijktijdige invoer van de SVV-schattingen. Het protocol maakt de documentatie van de metingen tijdens het experiment mogelijk en bepaalt willekeurig of de SVV-taak wordt uitgevoerd vanuit de +30° of -30° startpositie.
- Sluit de cabinedeur zodat de patiënt tijdens het experiment in volledige duisternis verkeert. Controleer via intercom of de patiënt de instructies goed kan begrijpen. Vraag de patiënt nu om de lichtbalk in de uitgangspositie te kantelen: 30° naar rechts of naar links (randomisatie volgens het protocol, figuur 1d).
- Na een wachttijd van 15 s, instrueren de patiënt om de lichtbalk aan te passen vanaf de startpositie totdat het de subjectieve verticale bereikt. De patiënt staat niet onder tijdsdruk en kan de ingestelde positie op elk gewenst moment nog corrigeren. De patiënt bevestigt de instelling mondeling via het intercomsysteem.
- Voer de kantelhoek in het protocol in op het display. Teken per definitie hoekafwijkingen met de klok mee met een plus, terwijl u afwijkingen tegen de klok in markeert met een min. Laat de patiënt in totaal de SVV in 6 passen aanpassen, waarbij de startpositie van ±30° gerandomiseerd wordt.
- Na voltooiing van de proef in neutrale hoofdpositie, voert de test met hoofd kantelen in het rolvlak. De kantelrichtingvolgorde (-30°, -15°, +15° en +30°) wordt ook voor elke patiënt gerandomiseerd.
5. SVV-instelling met hoofdkanteling
- Maak de eerste hoofdfixatie ongedaan door de kleefriemen los te koppelen.
- Maak de hoofdsteun los en pas de kantelpositie aan volgens het protocol: 15° of 30° naar rechts of naar links. Zorg ervoor dat de hoofdsteun precies is uitgelijnd langs de respectievelijke hoek op de goniometer, die is bevestigd aan de rugleuning van de stoel. Bevestig de hoofdsteun in deze positie stevig.
- Bevestig het hoofd van de patiënt met de elastische hoofdband aan de hoofdsteun. Zorg ervoor dat deze hoofdkanteling aanvaardbaar is voor de patiënt en pas indien nodig de hoogte van de hoofdsteun aan. Instrueer de patiënt om deze hoofdpositie te behouden tijdens het proces.
- Sluit de cabinedeur en voer de proef uit zoals in de neutrale hoofdpositie.
- Na voltooiing van de proef, ongedaan maken van de hoofdsteun en de hoofdsteun aan te passen aan de gerandomiseerde head-tilt positie gegeven door het protocol.
- Sluit de cabinedeur opnieuw en voer dezelfde procedures uit totdat alle SVV-instellingen in alle hoofdkantelen zijn geregistreerd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De SVV-beoordeling werd uitgevoerd met behulp van een rotatiestoelsysteem (figuur 1a) bestaande uit een kantelbare hoofdsteun en een verstelbare LED-lichtbalk. De SVV-aanpassingen werden opgenomen via een infraroodcamera vanaf een goniometerdisplay aan de achterkant van de lichtbalk (Figuur 1b). De gebruikte apparaten en het testprotocol komen precies overeen met de hier gepresenteerde testmethoden.
SVV-metingen werden uitgevoerd bij 13 gezonde personen op een gemiddelde leeftijd van 52,8 jaar. De verdeling tussen mannen en vrouwen was 69,2% vrouwen en 30,8% mannen. Ze hadden geen geschiedenis van vestibulaire aandoeningen en vertoonden normale resultaten in vestibulaire- en oculaire motorische functietests, waaronder de beoordeling van spontane oogbewegingen of spontane nystagmus, beoordeling van blik-evoked nystagmus (bij ±25°), horizontale en verticale saccades (±5-20°), soepele achtervolgingsoogbewegingen (op 0,1, 0,2 en 0,4 Hz), VOR-gain onderzoek met sinusoïdale rotatiestoeltest (op 0,04, 0,08 en 0,32 Hz) en test van VOR-onderdrukking (bij 0,04 Hz). De absolute kanteling van de SVV van de werkelijke verticale op 0° hoofdpositie werd beoordeeld (Figuur 2) en toonde een SVV mediaan van 1,33 (95% CI 0 tot 3,00), die correleert met waarden gerapporteerd in de literatuur.
Bij een kopkanteling van 15° werd een SVV-mediaan van 1,66 bereikt (95% BI, 0,34 tot 5,34; Figuur 2) en metingen van de SVV bij een hoofdkanteling van 30° leverden een SVV-mediaan op van 5,33 (95% BI, 0,17 tot 9,84; Figuur 2). Concluderend werd een verhoogde afwijking en variabiliteit van de SVV waargenomen met hogere kantelhoeken aan het hoofd, correlerend met een hoger informatie-inhoud voor het detecteren van graviceptive impairment in een dynamische omgeving.
De methode werd ook gebruikt om SVV kantelen te analyseren bij patiënten die lijden aan cervicale dystonie (CD). In totaal werden 32 patiënten getest. De patiëntengroep had een mediane leeftijd van 59,0 jaar en bestond uit 36,7% mannen en 63,3% vrouwen. Zij vertoonden een mediane gewone hoofdafwijking van 10,0° met de klok mee of 8,5° tegen de klok in. Beoordeling van de SVV bij de gebruikelijke hoofdhouding van de patiënt bracht belangrijke afwijkingen aan het licht van de werkelijke verticale met een mediaan van 2,65° (95% BI, 0,17 tot 7,83; Figuur 3, tweede balk). In vergelijking met gezonde personen bij hun gewone hoofdhouding (ongeveer 0° hoofdkanteling), was de respons van de patiënt aanzienlijk verminderd met een mediaan verschil van – 1,34° (95% CI, -2,5 tot -0,33, p=0,017; Figuur 3, eerste balk).
De methode werd vervolgens ook gebruikt in een vervolgonderzoek om mogelijke behandelingseffecten te beoordelen. Patiënten die lijden aan cervicale dystonie werden behandeld met botulinetoxine (BoNT) om de hoofdhouding rechtop te verbeteren. Drie weken na de injectie van BoNT verschilden de SVV-schattingen van de patiënten in de gebruikelijke hoofdpositie (figuur 3) en bij 30° hoofdkanteling(figuur 4) niet meer van die van de controles. Een gedetailleerde bespreking en interpretatie van deze resultaten is te vinden in een voorafgaand document22.
Figuur 1: Experimentele opstelling. aa) Voor de Beoordeling van SVV wordt een rotatiestoelsysteem gebruikt, uitgerust met een kantelbare hoofdsteun en een verstelbare LED-lichtbalk. bb) De goniometer aan de achterkant van de lichtbalk heeft een totale meetbreedte van ±20° met tussenpozen van 2°. De SVV-aanpassingen worden vastgelegd via een infraroodcamera (zwarte doos voor het goniometerdisplay), waardoor gegevens van buiten de cabine kunnen worden verwijderd. SVV werd rechtop beoordeeld in een volledig donkere cilindrische cabine met een diameter van 2 meter. Voor de deelnemers, op een afstand van 50 cm, was er een dim lichtbalk, 2 mm breed en 10 cm lang, die kon worden gedraaid over het middelpunt door middel van een elektronische motor en een afstandsbediening, zodat een coaxiale rotatie rond het middenoog van de proefpersoon werd gegarandeerd. Alle deelnemers pasten de balk zes keer aan van gerandomiseerde startposities op ±30° (ten opzichte van de absolute verticale) voor parallelle uitlijning met de waargenomen gravitatieverticaal. De zes ramingen werden gemiddeld voor verdere analyse. c) De hoofdsteun kan 15° of 30° naar rechts of naar links worden gekanteld. Door middel van een kleefriem op de hoofdband en de hoofdsteun kan het hoofd van de patiënt stevig in de gewenste positie worden bevestigd. d) Schematische kaart van de opstelling van de experimentele opstelling. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 2: SVV kantelt bij gezonde individuen. Absolute SVV tilt in mate beoordeeld bij hoofdkantelen van 0°, 15° en 30° bij gezonde individuen. Verhoging van de SVV tilt werd waargenomen met hogere hoofd kantelhoeken. Met toestemming van Elsevier (Dit cijfer is gewijzigd van Platho-Elwischger et al. 201722). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 3: SVV kantelt bij patiënten die lijden aan cervicale dystonie bij injectie van botulinetoxine. Absolute SVV tilt in mate beoordeeld in gezonde controles, patiënten die lijden aan cervicale dystonie bij baseline (CD baseline) en drie weken na injectie van botulinum toxine (CD week 3) bij gewone hoofdhouding. SVV-afwijkingen van cd-patiënten bij aanvang stegen aanzienlijk in vergelijking met controles (p=0,017), maar niet na botulinetoxineinjectie (cd-week 3). Met toestemming van Elsevier (Dit cijfer is gewijzigd van Platho-Elwischger et al. 201722). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 4: SVV kantelen bij cd-patiënten en controles tijdens het kantelen van het hoofd. Absolute SVV tilt gedurende 0° (A), 15°(B) en 30°(C)hoofdkanteling in controles, CD-patiënten bij baseline (CD baseline) en drie weken na injectie van botulinetoxine (CD week 3). SVV-schattingen van cd-patiënten bij aanvang met 30° hoofdkanteling vertoonden aanzienlijk verhoogde afwijkingen in vergelijking met controles, wat niet het geval was na botoxtherapie (cd-week 3). Met toestemming van Elsevier (Dit cijfer is gewijzigd van Platho-Elwischger et al. 201722). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
| Patiënten | N | Hoofd kantelen | SVV mediaan (95% CI) | Binnen groepsverschillen | |
| Gemiddelde verschil (95% BI) | p-waarden | ||||
| Besturingselementen | 13 | 0° | 1.33 (0 tot 3.00) | 0° vs. 15°: − 0,85° (− 2,1 tot 0,36) | 0.1525 |
| 15° | 1.66 (0.34 tot 5.34) | 15 vs. 30°: − 2,31° (− 3,72 tot − 0,90) | 0.0039* | ||
| 30° | 5.33 (0,17 tot 9,84) | 0° vs. 30°: − 3,17° (− 5,39 tot − 0,94) | 0.009* | ||
Tabel 1: Beschrijvende gegevens van absolute SVV tilt en verschillen binnen hoofdposities bij gezonde individuen. SVV werd gemeten in graad (°). Statistisch significante waarden (p<0,05) zijn gemarkeerd met *. CI: betrouwbaarheidsinterval; N: aantal patiënten; SVV: subjectieve visuele verticale. Met toestemming van Elsevier (Deze tabel is gewijzigd van Platho-Elwischger et al. 201722).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
SVV is een methode om het gevoel van verticaliteit te waarborgen. Het vloeit voort uit de integratie van verschillende informatie. Het vestibulaire systeem wordt van het grootste belang in deze perceptie, is aangetoond dat een laesie op elk niveau van vestibulaire informatie route leidt tot SVV fouten.
De meting van SVV in de hoofdrechtpositie wordt nu beschouwd als de klinische standaardmethode voor het registreren van de otolietfunctie. Deze methode wordt echter belemmerd door een lage gevoeligheid, aangezien SVV-afwijkingen in het donker bij gezonde individuen beperkt zijn tot ±2° van de aarde verticaal14. Eerdere experimentele studies hebben gesuggereerd dat het kantelen van het hoofd in het frontale vlak de gevoeligheid van de SVV-test23verhoogt. Er zijn verschillende rapporten gepubliceerd over de effecten van hoofdkantelen op SVV-schattingen bij normale proefpersonen, wat een hogere variabiliteit van de reacties bevestigt en dus mogelijk een hogere gevoeligheid in termen van graviceptieve beoordeling in dit paradigma. Of deze dynamische methode zeker ook de gevoeligheid in de detectie van de otolietfunctie verhoogt, moet nog worden bevestigd door directe methodevergelijking. Geen van deze eerdere experimentele studies gebruikte echter een gestandaardiseerd protocol voor toegepaste hoofdkantelen, dat varieerde van 7° tot 20°, 30°, 35° of zelfs 45° in het rolvlak24,25,26,27, waardoor een vergelijking van de resultaten moeilijk werd.
Het SVV-paradigma op verschillende hoofdkantelen is tot nu toe nauwelijks toegepast bij patiënten met centrale of perifere vestibulaire aandoeningen. Eerdere studies gebruikten ook verschillende technieken bij patiënten met perifere laesies28,21 of toegepast verschillende hoofd kantelen (dat wil zeggen, 20 ° of 25 °) bij patiënten met centrale aandoeningen zoals verwaarlozing of vestibulaire migraine29,30. Deze verschillende procedures voor de bepaling van de SVV maken het redelijk om een gestandaardiseerde testprocedure in te voeren om de testresultaten beter vergelijkbaar te maken.
Het testprotocol heeft verschillende voordelen ten opzichte van andere testmethoden. Allereerst wordt het gekenmerkt door een eenvoudigere toepasbaarheid dan de toepassing van lineaire versnellingen, centrifuges of hele lichaam kantelen voor het meten van de otolietfunctie bij patiënten. Hoewel er inspanningen zijn om de kwaliteit van VEMP's in onderzoek en praktijk te verbeteren31,32, heeft deze klinisch eenvoudige methode nog steeds een lage gevoeligheid voor de beoordeling van otolithstoornissen11. Dus, de eenvoudigste methode om te gebruiken in de klinische instelling van vandaag is SVV meting. De door ons voorgestelde gewijzigde techniek zorgt voor een grotere variabiliteit van de reacties en dus tot een verhoogd informatiegehalte door het meten onder verschillende hoofdposities (tabel 1), zoals eerdere gegevens over normale onderwerpen ook hebben aangetoond23,27. Zowel onze benaderingen van SVV beoordeling met hoofd kantelen en de emmer methode vertegenwoordigen haalbare technieken van de meting van de otolietfunctie. Hoewel de emmertest13 een gevalideerde, gemakkelijk uitgevoerde bedtest is die voor iedereen toegankelijk is, biedt onze aanpak een hoge gevoeligheid, maar heeft ze nog steeds bepaalde technische apparatuur nodig. Zwergal et al. vonden een SVV-afwijking van 0,9° ± 0,7° voor verrekijkermetingen13. De gevalideerde techniek van SVV-beoordeling zonder hoofdkanteling resulteerde in een SVV-mediaan van 1,33 met 0 tot 3,0 (95% BI) in het gezonde cohort. Met de benadering van beoordeling met 15% hoofdkanteling werd een SVV-mediaan van 1,66 met 0,34 tot 5,34 (95% BI) verkregen.
De meting in vier verschillende kantelhoeken (d.w.z. ±15° en ±30° in het rolvlak) is aanvaardbaar voor patiënten en verhoogt de robuustheid van de SVV-respons in de testopstelling (figuur 2); de methode is daarom ook een ideaal instrument om het effect van interventies op een gevoeligere manier aan te tonen, zoals we konden aantonen in een Botox-behandelingsstudie met cervicale dystoniepatiënten (Figuur 3,4). Bovendien kan de gepresenteerde methode ook voor experimentele vragen worden uitgebreid door de aanvullende projectie van een patroon dat rond de visuele as draait, zodat de zogenaamde dynamische SVV kan worden bepaald5.
Om de testmethode correct uit te voeren, moeten tijdens de testprocedure enkele punten in acht worden genomen. Voor instructie en praktijk, evenals om de visuomotorische capaciteiten van de patiënt te controleren, raden we aan dat de patiënt de eerste SVV-aanpassingen onder visuele controle maakt. Het is ook belangrijk dat de cabine altijd volledig gesloten is tijdens de SVV-instellingen, zodat de patiënt zich daadwerkelijk in volledige duisternis bevindt, omdat elk visueel referentiepunt de instellingen kan beïnvloeden. De volgorde van de hoofdposities moet altijd worden gerandomiseerd, evenals de startpositie van de lichtbalk vóór de desbetreffende SVV-aanpassing. Ervaringen uit eerdere proeftests toonden aan dat een continue verandering van de hoofdpositie, bijvoorbeeld van -30° naar -15°, naar 0°, +15° en tenslotte +30°, leidt tot een directionele bias in de SVV-aanpassingen, blijkbaar als gevolg van een leereffect. Eerdere studies hebben ook aangetoond dat een langdurige retentie van hoofdkanteling leidt tot een na-effect in SVV-instellingen die de resultaten vervalst27. Daarom wordt aanbevolen om een te lange latentie tussen veranderingen in de hoofdpositie niet toe te staan.
Bovendien maakt de goniometer het mogelijk om ±20° met tussenpozen van 2° te meten. Hoewel de gebruikte goniometer 2° intervallen vertoont, heeft de gebruikte aanwijzer een zeer hoge gevoeligheid en maakt het dus ook mogelijk om numerieke waarden tussen de intervallen vast te leggen. Dit maakt een visuele resolutie van 1° zonder problemen mogelijk wanneer deze op een extern scherm wordt bekeken. De resolutie van 1° komt ook tot uiting in de representatieve testresultaten.
Ondanks de eenvoudige behandeling van de methode, kan of mag het niet worden gebruikt voor sommige patiëntengroepen. Deze omvatten natuurlijk patiënten met ernstige visuele beperkingen, met operatieve fixaties in het gebied van de cervicale wervelkolom, of patiënten die cognitief of om andere neurologische redenen niet in staat zijn om de SVV adequaat aan te passen. Het wordt ook niet aanbevolen voor patiënten met cervicale schijf verzakking of ernstige cervicale pijn syndroom. Patiënten die lijden aan cervicale dystonie kunnen ook slechts in beperkte mate met deze methode worden onderzocht. Uit eerdere studies van ons laboratorium blijkt echter dat deze patiënten nog steeds kunnen worden onderzocht zolang de hoofdkanteling een hoek van 30° in het rolvlak22overschrijdt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
De auteurs hebben geen erkenningen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Adjustable plastic goniometer board 7,87" x 7,87", (marked tilt angles of 0°, 15° and 30° ) | self-produced | 6 | for fixation at the backrest and for adjustment of neckrest along the given tilt angles (0°,15°,30°) |
| Elastic head band with adjustable screw on the back | Micromedical Technologies Inc | 4 | modified with attached adhesive strap |
| HD LCD display, 1366 x 768p resolution, 19" | Philips | 5 | for monitoring SVV-adjustments outside the cabin (infrared camera recording) |
| Subjective Visual Vertical Set including infrared video camera (black/white, resolution 0,25°) | Micromedical Technologies Inc | 2 | |
| Sytem 2000 (Rotational Vestibular Chair System with Centrifuge) | Micromedical Technologies Inc., 10 Kemp Dr., Chatham, IL 62629-9769 United States | 1 | |
| Tiltable headrest | Micromedical Technologies Inc | 3 | modified with attached adhesive strap |
References
- Dieterich, M., Brandt, T. Perception of Verticality and Vestibular Disorders of Balance and Falls. Frontiers in Neurology. 10, 172 (2019).
- Elwischger, K., Rommer, P., Prayer, D., Mueller, C., Auff, E., Wiest, G. Thalamic astasia from isolated centromedian thalamic infarction. Neurology. 78 (2), 146-147 (2012).
- Wiest, G., Zimprich, F., Prayer, D., Czech, T., Serles, W., Baumgartner, C. Vestibular processing in human paramedian precuneus as shown by electrical cortical stimulation. Neurology. 62 (3), 473-475 (2004).
- Wiest, G., Tian, J. R., Baloh, R. W., Crane, B. T., Demer, J. L. Otolith function in cerebellar ataxia due to mutations in the calcium channel gene CACNA1A. Brain. 124, Pt 12 2407-2416 (2001).
- Dakin, C. J., Rosenberg, A. Gravity estimation and verticality perception. Handbook of Clinical Neurology. 159, 43-59 (2018).
- Demer, J. L., Crane, B. T., Tian, J. R., Wiest, G. New tests of vestibular function. Annals of the New Yorc Academy of Science. 942, 428-445 (2001).
- Clarke, A. H., Schonfeld, U., Helling, K. Unilateral examination of utricle and saccule function. Journal of Vestibular Research. 13 (4-6), 215-225 (2003).
- Kingma, H. Clinical testing of the statolith-ocular reflex. ORL Journal for Otorhinolaryngology and its Related Specialties. 59 (4), 198-208 (1997).
- Bisdorff, A. R., Wolsley, C. J., Anastasopoulus, D., Bronstein, A. M., Gresty, M. A. The perception of body verticality (subjective postural vertical) in peripheral and central vestibulardisorders. Brain. 199 (5), 1523-1534 (1996).
- Welgampola, M. S., Colebatch, J. G. Characteristics and clinical applications of vestibular-evoked myogenic potentials. Neurology. 64 (10), 1682-1688 (2005).
- Kingma, H. Function tests of the otolith or statolith system. Current Opinion in Neurology. 19 (1), 21-25 (2006).
- Kheradmand, A., Winnick, A. Perception of Upright: Multisensory Convergence and the Role of Temporo-Parietal Cortex. Frontiers in Neurology. 8, 552 (2017).
- Zwergal, A., Rettinger, N., Frenzel, C., Dieterich, M., Brandt, T., Strupp, M. A bucket of static vestibular function. Neurology. 72 (19), 1689-1692 (2009).
- Bronstein, A. M. The Interaction of Otolith and Proprioceptive Information in the Perception of Verticality: The Effects of Labyrinthine and CNS Disease. Annals of the New York Academy of Science. 871, 324-333 (1999).
- Saeys, W., Herssens, N., Verwulgen, S., Truijen, S. Sensory information and the perception of verticality in post-stroke patients. Another point of view in sensory reweighting strategies. PLOS ONE. 13 (6), 0199098 (2018).
- Baier, B., Thömke, F., Wilting, J., Heinze, C., Geber, C., Dieterich, M. A pathway in the brainstem for roll-tilt of the subjective visual vertical: evidence from a lesion-behavior mapping study. Journal of Neuroscience. 32 (43), 14854-14858 (2012).
- Huh, Y. E., Kim, K., Chung, W., Youn, J., Kim, S., Cho, J. W. Pisa Syndrome in Parkinson's Disease: Pathogenic Roles of Verticality Perception Deficits. Science Reports. 8 (1), 1804 (2018).
- Ogawa, Y., Otsuka, K., Shimizu, S., Inagaki, T., Kondo, T., Suzuki, M. Subjective visual vertical perception in patients with vestibular neuritis and sudden sensorineural hearing loss. Journal of Vestibular Research. 22 (4), 205-211 (2012).
- Toupet, M., Van Nechel, C., Bozorg,, Grayeli, A. Influence of body laterality on recovery from subjective visual vertical tilt after vestibular neuritis. Audiology and Neurootology. 19 (4), 248-255 (2014).
- Lopez, C., Lacour, M., Ahmadi, A. E., Magnan, J., Borel, L. Changes of visual vertical perception: a long-term sign of unilateral and bilateral vestibular loss. Neuropsychologia. 45 (9), 2025-2037 (2007).
- Kitahara, T., et al. Idiopathic benign paroxysmal positional vertigo with persistent vertigo/dizziness sensation is associated with latent canal paresis, endolymphatic hydrops, and osteoporosis. Auris Nasus Larynx. 46 (1), 27-33 (2019).
- Platho-Elwischger, K., et al. Plasticity of static graviceptive function in patients with cervical dystonia. Journal of the Neurological Sciences. 373, 230-235 (2017).
- Aranda-Moreno, C., Jáuregui-Renaud, K. The subjective visual vertical in vestibular disease. Revista de Investigación Clínica. 57 (1), 22-27 (2005).
- Guerraz, M., Luyat, M., Poquin, D., Ohlmann, T. The role of neck afferents in subjective orientation in the visual and tactile sensory modalities. Acta Otolaryngologica. 120 (6), 735-738 (2000).
- Luyat, M., Noël, M., Thery, V., Gentaz, E. Gender and line size factors modulate the deviations of the subjective visual vertical induced by head tilt. BMC Neuroscience. 13, 28 (2012).
- Fraser, L. E., Makooie, B., Harris, L. R. The Subjective Visual Vertical and the Subjective Haptic Vertical Access Different Gravity Estimates. PLOS ONE. 10 (12), 0145528 (2015).
- Otero-Millan, J., Kheradmand, A. Upright Perception and Ocular Torsion Change Independently during Head Tilt. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 573 (2016).
- Kim, S. H., Kim, J. S. Effects of Head Position on Perception of Gravity in Vestibular Neuritis and Lateral Medullary Infarction. Frontiers in Neurology. 9, 60 (2018).
- Funk, J., Finke, K., Müller, H. J., Utz, K. S., Kerkhoff, G. Effects of lateral head inclination on multimodal spatial orientation judgments in neglect: Evidence for impaired spatial orientation constancy. Neuropsychologia. 48 (6), 1616-1627 (2010).
- Winnick, A., Sadeghpour, S., Otero-Millan, J., Chang, T. P., Kheradmand, A. Errors of Upright Perception in Patients With Vestibular Migraine. Frontiers in Neurololgy. 9, 892 (2018).
- Deriu, F., Ginatempo, F., Manca, A. Enhancing research quality of studies on VEMP in central neurological disorders: a scoping review. Journal of Neurophysiology. 122 (3), 1186-1206 (2019).
- Rosengren, S. M., Colebatch, J. G., Young, A. S., Govender, S., Welgampola, M. S. Vestibular evoked myogenic potentials in practice: Methods, pitfalls and clinical applications. Clinical Neurophysiology Practice. 4, 47-68 (2019).
