Summary
重力の知覚は、一般に、頭の直立位置における主観的な視覚的垂直によって決定される。ロール面の±15°および±30°のヘッドの傾きで付加的な評価は障害された加量的な知覚の検出のための増加した情報内容を保障する。
Abstract
前庭障害は、医学の中で最も一般的な症候群の一つです。近年、臨床現場ですべての半円形の運河を検査できる新しい前庭診断システムが導入されています。線形加速と重力の知覚を担当する石器系の評価方法は、臨床使用においてはるかに少ない。重力の知覚を測定するためのいくつかの実験的アプローチがあります。最も頻繁に使用される方法は、主観的な視覚的垂直の決定です。これは通常、頭を直立した位置に置いて測定します。ここでは、ロール面でのオトリス機能のテスト方法を紹介します。縦の主観的な視覚は、ヘッドの直立位置で測定されるだけでなく、ロール面の±15°および±30°のヘッド傾斜で測定される。この拡張された機能パラダイムは、オトリス機能の臨床検査を容易に行い、障害のある優れた知覚の検出のための情報コンテンツの増加を保証します。
Introduction
オトリス機能の障害は、末梢および中央前庭条件1によって引き起こされる可能性がある。末梢前庭の原因は、メニエール病、迷路梗塞、ならびに優れたまたは劣った前庭神経炎を含む。中枢性オリス機能不全は、視床2を介して脳幹から前庭皮質3までの中発性石器経路の病変に起こり得る。さらに、減少した耳リス反射は小脳障害4にも見られる。カロリー検査やビデオヘッドインパルス検査などの多くの標準化された方法が半円形運河機能の評価に利用できるが、重力推定および垂直性知覚のための標準化された臨床測定方法は存在しない5。
オトリスは線形加速度の知覚を担うので、オトリス関数は、いわゆるトランスレーショナル前庭眼反射(t-VOR)を記録することによって、原理的に線形加速度によって測定することができる。ただし、この場合、平行振動や線形そり44、66などの特殊で複雑な装置を使用する必要があります。一方的な嚢胞およびutricular機能の評価のために、特定の回転椅子システム7とのバランスの実験室で臨床的に使用することができる特定の中心外遠心分離試験が開発されている。回転軸から3.5~4cmの頭部をずらすと、その偏心位置のウトリクルは、結果として生じる遠心力によって一方的に刺激される。このパラダイムオトリス関数では、得られた眼のトーションまたは主観的な視覚垂直(SVV)を測定することによって決定することができる。しかし、この手順は、洗練された機器を必要とし、方法はまだSVVと眼のトーション評価7の両方のための限られた感度を示しています。オトリス機能は、さらに眼球運動記録を通じて定量することができる。評価は水平または線形加速度で行うことができますが、3Dビデオノグラフィーの適用により、ロールプレーンのヘッドまたはボディの傾きの間にも行うことができます。後者は眼の引き下がりの決定を可能にする。この方法の臨床応用は、その低感度8のためにも制限される。身体の垂直性の知覚(すなわち、私の体が真の垂直に合っていると感じる感覚)は、いわゆる主観的な姿勢の垂直によって評価することができる。この実験作業では、患者は電動ジンバルの椅子に座り、ピッチまたはロールプレーンで15°傾けながら、直立位置に出入りした時期を示すように求められます。この技術の欠点は、その精巧な実験的アプローチだけでなく、オトリスと身体のプロプリオセプチブ信号9の両方を測定することである。前庭誘発筋原性電位(VEMP)が様々な臨床障害における耳座機能に有用な臨床スクリーニングツールであるかどうかは、まだ議論の余地がある10,10,11である。
視覚タスクは、現在、縦型(SVV)12の主観的な視覚の測定を通じて評価することができる、重ね合う機能を測定12するための最も頻繁に使用される臨床方法である。正確な生理学的観点から見ると、SVVは、いくつかの情報源(重力、プロプリオセプティブ、および利用可能な場合の視覚的)間の重み付けの結果であるため、オスリス関数単独の直接テストではありません。しかし、迅速な臨床使用のために、このSVVタスクの容易な適用、いわゆるバケット試験は、特に緊急設定のために13を開発し、グラビエンシーブ知覚の急性障害の即時検出を可能にする。より正確で標準化された手順は、観察者がライトバーまたはロッドを推定垂直に位置合わせできるようにすることで構成されます。直立した位置で健康な個体の暗闇の中でテストされ、偏差は、地球垂直14から±2°に制限されています。SVVタスクを用いて、グラビセプチーブ機能は、これまで脳卒中15、16または16パーキンソン病17のような様々な神経学的状態で評価されてきた。さらに、SVV知覚障害は、一方的な18、19または19両側前庭病変20、ならびに良性発作性位置性眼圧21の患者においても報告されている。
ここでは、ヘッドアップライトの位置だけでなく、ロール面の±15°および±30°のヘッドチルトでSVV推定を測定する修正SVV評価方法を提示します。このパラダイムは、重力的な赤字の検出とSVVの体系的な傾きのための情報コンテンツを増加させます。
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Protocol
この研究はウィーン医科大学の倫理委員会によって承認され、ヘルシンキ宣言に記載されている倫理基準に従って行われました。インフォームド・コンセントは、研究の前にすべての患者とコントロールによって署名されました。
1. 椅子の患者の取り付け
- 双眼鏡で測定を行います。患者を背部および頭部固定の単位が付いた安定した椅子に取付けなさい。後者は患者の頭部を安定した定められた位置に維持し、粘着性の革紐を使用して互いに固定することができる弾性ヘッドバンドおよびU字型ヘッドレストから成っている。暗闇の中でSVVの評価を可能にする凝固可能な小屋に椅子を置く。
- ヘッドレストを希望の傾斜角(0°、±15°または±30°)に配置し、椅子の背部に取り付けられたゴニオメーターのスケールに沿って位置合わせします。実験の開始時に、頭の背部を低小頭高さで0°の傾斜で調整します。
- 弾性ヘッドバンドを患者の頭の上に置き、背面のネジで固定します。ヘッドバンドが患者の額に低すぎないようにして、眼の運動性を損なわないよう確認してください。
- ヘッドバンドとヘッドレストの接着ストラップを相互に接続します。これは椅子のヘッドレストに頭部の最適な固定を保障する。
2. SVVユニットの設置
- 患者の前の椅子に固定装置を使用してSVVユニットを取り付ける(図1a)。SVVの単位は患者の前に置くことを許可する棒に付すLEDライトバーから成っている。ライトバーの位置は、接続されたポテンショメータを通してロールプレーンで調整することができます。
- SVVユニットがしっかりと固定されており、ライトバーが患者の頭と正反対で、患者の目と同じレベルに配置されていることを確認してください。
- SVVユニットを椅子の下の電気接続に接続します。
- 患者の左手にポテンショメータを置き、SVV設定の実行方法を指示します。患者の前に立っている間、必要に応じて、ライトバーの位置を再調整して、冠状平面に沿ってその位置を確保する。
- SVVユニットの背面にあるゴニオメータの真の垂直からのSVV偏差を読み取ります。ゴニオメータは、2°間隔で±20°の角度表示を含み、ディスプレイの前に3cmを配置した赤外線カメラを備えており、完全な暗闇の中で連続的なデータ取得を可能にする(図1b、1c)。
- 次の手順に進む前に、画面の表示を確認します。アングルディスプレイの赤外線画像は、キャビンの外のスクリーンに送信され、患者のSVV推定値をテスト間でキャビンドアを開けることなく継続的に収集できるため、視覚的な方向の変更を防ぎます。
3. 視覚的な制御下でのキャリブレーション
- ライトバーを絶対垂直(各SVVタスクの前の開始位置として機能する)に対して右または左に30°傾け、視覚制御下の垂直位置に調整するように患者に依頼します。これは、患者を自己較正し、患者のバイオーモト機能をチェックするのに役立つ。
- 患者が表示されたSVV位置を確認した場合は、実際の垂直と比較する。
- 患者の設定が実際の垂直から大きく逸脱している場合は、SVVユニットのオルソグレード位置を再度確認してください。±1°の偏差は、無傷のビスオーモター機能を確認するために許容可能です。
4. 中立的なヘッド位置のSVV設定
- SVV推定値の同時入力のための試験プロトコルを開きます。このプロトコルは、実験中の測定値の文書化を可能にし、SVVタスクが+30°または-30°開始位置から実行されるかどうかをランダムに決定します。
- 患者が実験を通して完全な暗闇の中にあるように、キャビンのドアを閉めます。患者が指示をよく理解できるかどうかはインターホンで確認してください。開始位置(30°)または左にライトバーを傾けるように患者に依頼してください(プロトコルに従ったランダム化、図1d)。
- 15sの待ち時間の後、患者に、主観的な垂直に達するまで開始位置からライトバーを調整するように指示する。患者は時間の圧力を受けておらず、いつでも設定位置を修正することができます。患者はインターホンシステムを介して口頭で設定を確認する。
- プロトコルの表示角度に表示される傾き角度を入力します。定義ごとに、時計回りの角度偏差をプラス記号でマークし、反時計回りの偏差をマイナスでマークします。合計で、患者は6パスでSVVを調整させ、それによって±30°の開始位置をランダム化する。
- 中立ヘッド位置で試験終了後、ロール面でヘッドを傾けて試験を行います。傾斜方向シーケンス(-30°、-15°、+15°および+30°)も患者ごとにランダム化されます。
5. ヘッドチルト付きSVV設定
- 粘着ストラップを外して、最初のヘッド固定を元に戻します。
- ヘッドレストを緩め、プロトコルに従って傾斜位置を調整します:15°または30°右または左に。ヘッドレストが、椅子の背もたれに取り付けられているゴニオメーターの角度に沿って正確に整列していることを確認します。この位置のヘッドレストをしっかりと固定します。
- 弾性ヘッドバンドで患者の頭をヘッドレストに固定します。このヘッドチルトが患者に許容できることを確認し、必要に応じてヘッドレストの高さを調整します。試験中にこのヘッドの位置を維持するように患者に指示します.
- キャビンのドアを閉め、中立的なヘッドポジションのようにトライアルを実行します。
- 試験が完了したら、ヘッド拘束を元に戻し、プロトコルによって与えられたランダム化されたヘッドチルト位置に従ってヘッドレストを調整します。
- 再度キャビンドアを閉め、すべてのヘッドチルトのすべてのSVV設定が記録されるまで同じ手順を実行します。
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Representative Results
SVV評価は、チルテーブルヘッドレストと調節可能なLEDライトバーを備えた回転チェアシステム(図1a)を使用して実施した。SVV調整は、ライトバーの背面にあるゴニオメーターディスプレイから赤外線カメラを介して記録された(図1b)。使用されるデバイスとテスト プロトコルは、ここで示すテストメソッドに正確に対応します。
SVV測定は、平均年齢52.8歳で13人の健常者で実施した。性別分布は女性69.2%、男性30.8%であった。彼らは前庭障害の既往歴がなく、自発的な眼球運動や自発的な眼圧運動の評価を含む前庭および眼運動機能試験で正常な結果を示した。 視線誘発性眼球(±25°)、水平および垂直サッカド(±5-20°)、滑らかな追求眼球運動(0.1、0.2、0.4Hz)、しなやかな回転椅子試験(0.04、0.08および0.32Hz)のVORゲイン検査、およびVOR抑制(0.04Hz)の試験0°ヘッド位置における実際の垂直からのSVVの絶対傾きを評価し、SVV中央値1.33(95%CI 0〜3.00)を示し、文献で報告された値と相関する。
15°のヘッドチルトで1.66のSVV中央値が達成された(95%CI、0.34から5.34;図2)30°のヘッドチルトでのSVVの測定は5.33のSVV中央値を得た(95%CI、0.17から9.84;図 2.結論として、SVVの偏差および変動性の増加は、より高いヘッド傾斜角で観察され、動的な設定における重力障害を検出するためのより高い情報コンテンツと相関した。
この方法は、子宮頸部ジストニア(CD)に罹患している患者のSVV傾きを分析するためにも使用された。合計で32人の患者が検査された。患者群の年齢の中央値は59.0歳で、36.7%の男性と63.3%の女性で構成されていました。彼らは時計回りに10.0°または8.5°のいずれかの中央値の習慣的な頭の偏差を示した。患者の常習的な頭部姿勢におけるSVVの評価は、2.65°(95%CI、0.17〜7.83;)の中央値を有する実際の垂直からの大きな偏差を明らかにした。図3、第2バー)。常習的な頭部姿勢(約0°の頭傾き)における健康な個人と比較して、患者の応答は中央値差-1.34°(95%CI、-2.5〜-0.33、p=0.017)の差で有意に損なわれた。図3、最初のバー)。
この方法は、その後、可能な治療効果を評価するためにフォローアップ検査にも使用された。子宮頸部ジストニアに罹患した患者は、頭の姿勢を直立した位置に改善するためにボツリヌス毒素(BoNT)で治療された。BoNTの注射の3週間後、患者のSVVは常習的な頭部位置(図3)および30°ヘッドチルト(図4)での制御のそれらともはや変わらないと推定した。これらの結果の詳細な議論と解釈は、前の論文22で見つけることができます。
図1:実験用セットアップ(a) 回転チェアシステムは、SVV評価に使用され、タイルテーブルヘッドレストと調節可能なLEDライトバーが装備されています。(b)ライトバーの背面にあるゴニオメータは、2°間隔で±20°の全測定幅をカバーします。SVVの調節は赤外線カメラ(ゴニオメーターの表示の前の黒い箱)を介して記録され、小屋の外からのデータ獲得を可能にする。SVVは直径2メートルの完全に暗い円筒形の小屋の直立した座っている位置で査定された。参加者の前では、50cmの距離に、電子モーターとリモコン装置を用いてその中点を中心に回転できる薄暗いライトバー、幅2mm、長さ10cmがあり、被験者の中目を中心に同軸回転が保証された。すべての参加者は、知覚された重力垂直と平行な位置合わせのために±30°(絶対垂直に対して)でランダム化された開始位置からバーを6回調整しました。6つの推定値は、さらなる分析のために平均化された。(c)ヘッドレストは、右または左に15°または30°を傾けることができます。ヘッドバンドとヘッドレストの粘着ストラップを通して、患者の頭部は所望の位置でしっかりと固定することができる。(d)実験用セットアップの配置の概略図。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図2:健康な個体におけるSVV傾き健康な個人の0°、15°および30°の頭の傾きで査定される程度の絶対SVVの傾き。SVV傾斜の増加は、より高いヘッドチルト角度で観察された。エルゼビアの許可を得て(この図はプラト・エルウィシュガーら 201722)から変更されました。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図3:ボツリヌス毒素の注射時に子宮頸部ジストニアに罹患した患者におけるSVV傾き。健康なコントロールで評価される絶対的なSVV傾き、ベースラインで子宮頸部ジストニア(CDベースライン)に罹患している患者(CDベースライン)およびボツリヌス毒素の注射後3週間後(CD第3週)は常習的な頭部姿勢で。ベースラインにおけるCD患者のSVV偏差は対照(p=0.017)と比較して有意に増加したが、ボツリヌス毒素注射後(CD第3週)は増加しなかった。エルゼビアの許可を得て(この図はプラト・エルウィシュガーら 201722)から変更されました。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図4:CD患者におけるSVVチルトおよびヘッドチルト中のコントロールコントロールにおける0°(A)、15°(B)およびB30°(C)ヘッドCチルト、ベースライン(CDベースライン)およびボツリヌス毒素の注射後3週間(CD第3週)における絶対SVV傾斜。A30°ヘッドチルトを有するベースラインにおけるCD患者のSVV推定は、ボトックス療法後のそうではなかった対照と比較して有意に増加した偏差を示した(CD第3週)。エルゼビアの許可を得て(この図はプラト・エルウィシュガーら 201722)から変更されました。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
| 患者 | N | ヘッドチルト | SVV中央値(95% CI) | グループの違いの範囲内 | |
| 平均差(95% CI) | p値 | ||||
| コントロール | 13 | 0° | 1.33 (0~ 3.00) | 0°対 15°: - 0.85° (- 2.1 から 0.36) | 0.1525 |
| 15° | 1.66 (0.34 から 5.34) | 15対30°:- 2.31°(- 3.72から- 0.90) | 0.0039* | ||
| 30° | 5.33 (0.17 から 9.84) | 0°対 30°: - 3.17° (- 5.39 ~ - 0.94) | 0.009* | ||
表1:健康な人における絶対SVV傾きと頭部位置内の違いの記述データ。SVVは、度(°)で測定した。統計的に有意な値 (p<0.05) は * でマークされます。CI: 信頼区間;N:患者数;SVV:主観的な視覚的な垂直。エルゼビアの許可を得て(このテーブルはプラト・エルヴィシュガーら 201722)から変更されました。
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Discussion
SVVは、縦方向の感覚を確保する方法である。これは、いくつかの情報の統合から生じます。この知覚において最も重要な前庭系は、任意のレベルの前庭情報経路における病変がSVVエラーにつながることが示されている。
頭部直立位置におけるSVVの測定は、現在、オトリス機能を記録するための臨床標準方法と見なされている。しかし、健康な個人の暗闇の中でのSVV偏差は地球垂直14から±2°に制限されるため、この方法は低感度によって妨げられる。これまでの実験では、前頭面で頭部を傾けるとSVV試験23の感度が高くなることが示唆されている。通常の被験者におけるSVV推定値に対する頭部傾きの影響に関するいくつかの報告が発表されており、応答のより高い変動性を確認し、したがって、このパラダイムにおけるgraviceptive評価の観点からより高い感度を確認する。この動的方法が間違いなくオトリス関数の検出における感度を高めるかどうかは、直接的な方法比較によって確認されなければならない。しかし、これらの以前の実験研究では、ロールプレーン24、25、26、27の範囲で、7°から20°、30°、35°、または45°の範囲24,25,の適用ヘッドチルトに対して標準化されたプロトコルを使用し、結果の比較が困難でした。26,27
異なる頭傾きのSVVパラダイムは、これまでのところ、中枢または末梢前庭障害を有する患者にはほとんど適用されていない。これまでの研究では、末梢,病変28、21、,21または無視または前庭片頭痛29、30のような中枢障害を有する患者において異なる頭部傾き(すなわち、20°または25°)を適用した患者において、異なる技術を用いた。30SVVの決定のためのこれらの異なる手順は、テスト結果をより比較可能にするために標準化されたテスト手順を導入することが合理的です。
テストプロトコルには、他のテスト方法と比較していくつかの利点があります。まず、患者のオトリス機能を測定するための直線加速度、遠心分離機または全身傾斜の適用よりも簡単な適用性によって特徴付けられる。研究および実践31、32におけるVEMPの品質を向上させるための努力があるが、32この臨床的に容易な方法は、まだ耳蓋障害の評価のための低い感受性を有する11。したがって、今日の臨床現場で使用する最も簡単な方法はSVV測定です。我々によって提示された修正された技術は、応答の変動性を高め、したがって、異なるヘッド位置(表1)で測定することによって情報内容の増加を生じ、通常の被験者に関する以前のデータも23,27,27を示している。ヘッドチルトによるSVV評価のアプローチとバケット法の両方が、オトリス関数の測定の実現可能な技術を表しています。バケットテスト13は、誰もがアクセス可能な検証された、簡単に実行されたベッドサイドテストですが、当社のアプローチは高感度を提供しますが、まだ特定の技術機器を必要とします。Zwergalらは双眼測定13に対して0.9°±0.7°のSVV偏差を見つけた。ヘッドチルトなしのSVV評価の検証された技術は、健康なコホートに0〜3.0(95%CI)のSVV中央値1.33をもたらしました。15%のヘッドチルトによる評価アプローチにより、0.34~5.34(95%CI)のSVV中央値が1.66(CI95%)であった。
4つの異なるヘッド傾斜角度(すなわち、ロール面の±15°および±30°)の測定は患者にとって許容可能であり、テスト配置におけるSVV応答の堅牢性を高める(図2);したがって、この方法は、子宮頸部ジストニア患者とのボトックス治療研究で示すことができたので、より敏感な方法で介入の効果を実証するための理想的な手段でもある(図3、4)。さらに、提示された方法は、視覚軸を中心に回転するパターンの追加投影によって実験問題に対して拡張することもできるので、いわゆる動的SVVを5と判定することができる。
試験方法を正しく実行するためには、試験手順中に一部の点を観察する必要があります。指示および練習のために、患者のバイオータ能力を確認するために、我々は患者が視覚制御下で最初のSVV調節を行うことをお勧めします。また、患者が実際に完全な暗闇の中にあるように、キャビンは常に完全に閉じられていることが重要です。ヘッドポジションの順序は、それぞれのSVV調整前のライトバーの開始位置と同様に、常にランダム化する必要があります。以前のパイロットテストの経験によると、頭の位置を-30°から-15°、0°、+15°、そして最後に+30°に連続的に変化すると、学習効果によるSVV調整の方向性バイアスが発生しました。以前の研究では、ヘッドチルトの長期保持が結果を改ざんするSVV設定の後効果につながることも示されています27.したがって、ヘッドポジションの変更の間に長すぎる待ち時間を許さないことをお勧めします。
さらに、ゴニオメーターは2°間隔で±20°の測定を可能にする。しかし、使用されるゴニオメータは2°間隔を示していますが、使用されるポインタは非常に高い感度を持ち、間隔間の数値の記録も可能にします。これにより、外部画面で表示しても問題なく、1°の視覚的な解像度が可能になります。1°の解像度は、示された代表的なテスト結果にも反映されます。
方法の単純な処理にもかかわらず、それは、いくつかの患者グループのために使用することはできませんまたは使用すべきではありません。これらは当然、重度の視覚障害を有する患者、頸椎の領域に手術固定を有する患者、または認知的または他の神経学的理由でSVVを適切に調整できない患者を含む。また、子宮頸部の脱出や重度の子宮頸部疼痛症候群の患者には推奨されません。子宮頸部ジストニアに罹患している患者も、この方法で限られた程度までしか検査できない。しかし、我々の研究室からの以前の研究は、頭の傾きがロールプレーン22の30°の角度を超えない限り、これらの患者がまだ検査できることを示している。
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Disclosures
著者らは開示するものは何もない。
Acknowledgments
著者は謝辞を持っていません。
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 |
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