בדיקות חזותיים דינמיים לזהות ולכמת נזק ותיקון חזותיים בעקבות הפגיעה במיאלין בחולי דלקת בעצב ראיה

Summary

אובייקט מMotion (הפרנציסקאני) ופרוטוקולי סטריאו מוגבל בזמן הם כלים רגישים לזהות המשקפת וגירעונות משקפת דינמיים תפקוד ראייה, שמושפעים באופן ייחודי בחולי דלקת בעצב הראיה. יתר על כן, בדיקות אלו עשויות לשמש ככלים פולשנית כמוני להערכה לאורך מסלולים חזותיים היקף myelination.

Abstract

על מנת לעקוב אחר חולים בעצב ראייה ולהעריך את היעילות של הטיפול בם, יש צורך בכלי נוח, מדויק וכמותיים להערכת שינויים בmyelination במערכת העצבים המרכזיים (CNS). עם זאת, מדידות סטנדרטיות, כוללים בדיקות ראייה שגרתיות וסריקות MRI, אינן רגישות מספיק למטרה זו. אנו מציגים שתי בדיקות חזותיות טיפול בפונקציות משקפות ומשקפות דינמיות אשר עשויים לשייך באופן הדוק עם לאורך מסלולים חזותיים היקף myelination. אלה כוללים אובייקט ממיצוי Motion (הפרנציסקאני) ופרוטוקולי סטריאו מוגבל בזמן. במבחן הפרנציסקאני, מערך של נקודות להלחין אובייקט, על ידי הזזת הנקודות בתוך התמונה ימינה תוך כדי תנועת הנקודות מחוץ לתמונה שמאלה או להיפך. דפוס הנקודה יוצר אובייקט מוסווה שלא ניתן לאתרם כאשר הנקודות הן נייחות או נע בכללותה. חשוב לציין, זיהוי אובייקט תלוי באופן קריטי בתפיסת תנועה. במוגבל בזמןפרוטוקול סטריאו, תמונות מרחבית שונות מוצגות לאורך מוגבל של זמן, מאתגר שילוב 3 ממדים משקפת בזמן. שני הבדיקות מתאימות לשימוש קליני ולספק, דרך פשוטה, אך רבת עוצמה כדי לזהות ולכמת את תהליכים של פגיעה במיאלין ויצירת מיאלין מחדש לאורך מסלולי ראייה. פרוטוקולים אלה עשויים להיות יעילים כדי לאבחן ולעקוב בעצב ראייה וחולי טרשת נפוצה.

בתהליך האבחון, פרוטוקולים אלה עשויים לחשוף ליקויי ראייה שלא ניתן לזהות באמצעות מדידות חזותיות תקן נוכחית. יתר על כן, הפרוטוקולים הללו ברגישות לזהות את בסיס התלונות חזותיות המשך מוסברים כיום של חולים לאחר ההתאוששות של חדות ראייה. במעקב ארוך טווח עד כמובן, ניתן להשתמש בפרוטוקולים כסמן רגיש של demyelinating ותהליכי remyelinating לאורך זמן. פרוטוקולים אלה ולכן עשויים לשמש כדי להעריך את היעילות של ים טיפולי הנוכחי ומתפתחtrategies, מיקוד myelination של מערכת העצבים המרכזית.

Introduction

אופטיק בעצב כמודל למעקב ניוון ותיקון רקמות

טרשת נפוצה (MS) היא מחלה ניוונית של מערכת עצבים דלקתית כרונית של מערכת העצבים המרכזית (CNS), והוא הסיבה המובילה למוגבלות נוירולוגית לא טראומטיות אצל מבוגרים צעירים במדינות מפותחות. הפגיעה במיאלין נחשב תכונת histopathological האופיינית ביותר של טרשת נפוצה. מחקרים שנעשה לאחרונה, עם זאת, גילו כי טרשת נפוצה היא גם מחלה ניוונית של מערכת עצבים עם נזק neuroaxonal מוקדם ^1-3.

דלקת בעצב ראיה (ON), דלקת של עצב הראייה, היא הסימפטום מציג ב20% מחולי טרשת נפוצה ולפחות 50% מאלה הסובלים מטרשת נפוצה ניסיון לפחות אפיזודה אחת של ON במהלך חייהם ^4. שלא כמו במקומות אחרים של נגעי טרשת נפוצה שלא תמיד תואמים לביטויים הקליניים, demyelinating פרק של עצב הראייה בדרך כלל תוצאות בביטוי ייחודי של אובדן ראייה חמור. סולIven התחלואה הנלווית שלה עם טרשת נפוצה והמאפיינים הקליניים הבולטים שלה, על מציעה הזדמנות ייחודית לניוון רקמת מעקב ותיקון והשלכותיהם בנגע MS אחת.

הצורך בשיטות משופרות לניוון רקמת מעקב ותיקון in vivo

מחקרים פתולוגיים ב-MS לסבך את הפגיעה במיאלין כגורם עיקרי לחיתוך הרוחב אקסון וניוון אקסון שלאחר מכן. חידוש יצירת המיאלין עלולה למנוע אקסונים demyelinated וממידרדר; עם זאת, יצירת מיאלין מחדש יעילה עשויה להיות מוגבל כתוצאה מהתקפות חוזרות ונשנות. לכן, אסטרטגיות טיפוליות הגנה עצביות ומשובים קיימים ומתפתחות בטרשת הנפוצה שמטרתו למנוע התקפות חדשות ולקדם את תהליכי יצירת מיאלין מחדש במערכת העצבים המרכזית ^5.

על מנת לעקוב אחר חולים בעצב ראייה ולהעריך את היעילות של הטיפול בם, יש צורך בכלי משובח לכמת שינויים בmyelination במערכת העצבים המרכזית. עם זאת, העמדהמדידות ארד, כוללים בדיקות ראייה שגרתיות וסריקות MRI, אינן רגישות מספיק למטרה זו. בדיקות שגרתיות חזותיות (כלומר. חדות ראייה, רגישות לניגודיות, שדה ראייה, ותפיסת צבע) עשוי לחשוף מקרים של השלכה קלט מופחתת לאורך המסלולים החזותיים, אך אינם רגישים לזיהוי שיעורי היטל עיכוב, שהוא התפקיד של סיבי demyelinated ^6,7 . נגעי T2 hyperintense, המהווים את סימן ההיכר של המחלה, כתוצאה מתערובת שייר של בצקת, דלקת, פגיעה במיאלין, אובדן ודבק באקסון ולכן לא ניתן להבחין בין הפגיעה במיאלין ופתולוגיות אחרות במוח. יתר על כן, ה-MRI הסטנדרטי נועדה לחשוף ניגוד רקמה איכותי. בעוד אלה הם נאותים לזיהוי המיקום של רקמה יוצאת דופן, הם אינם מספיקים כדי להעריך כמותית את מאפייני רקמה.

בדיקות חזותיות דינמיים עשויות לשמש כסמנים של פגיעה במיאלין ויצירת מיאלין מחדש

אנו טועניםכי פונקציות חזותיות דינמיות הן מתאימות יותר מפונקציות סטטית לזהות ולכמת את שינויים בשיהוי הקרנה לאורך מסלולי הראייה. אמנם הישג של פונקציות חזותיות שני סטטי ודינמיות דורש כמות מספקת של הקרנת קלט חזותית, פונקציות חזותיות בלבד דינמיות תלויות בשיעורי הקרנה. פגיעה במיאלין עצב ראייה עלולה להשפיע ובכך דינמית ולא סטטית פונקציות חזותיות, להפליל את הצורך בהעברה מהירה של קלט חזותי כדי לתפוס תנועה.

פיתחנו שתי משימות התנהגותיות להערכת תפקודים חזותיים משקפים ומשקפים שעשויים לשייך באופן הדוק עם שיהוי הקרנה לאורך מסלולי הראייה. אלה כוללים אובייקט ממיצוי Motion (הפרנציסקאני) ופרוטוקולי סטריאו מוגבל בזמן.

במבחן הפרנציסקאני, מערך של נקודות להלחין אובייקט, על ידי הזזת הנקודות בתוך התמונה ימינה תוך כדי תנועת הנקודות מחוץ לתמונה שמאלה או להיפך. הרשות dotttern יוצר אובייקט מוסווה שלא ניתן לאתרם כאשר הנקודות הן נייחות או נע בכללותה. חשוב לציין, זיהוי אובייקט תלוי בתפיסת תנועה. באמצעות פרוטוקול הפרנציסקאני, יש לנו הפגנו גירעון מתמשך בעיניים המושפעות מחולים, ניכרו אפילו חודשים 12 בעקבות הפיגוע בעצב ראייה, ואילו פונקציות חזותיות סטנדרטיות התאוששו ^8. יתר על כן, ביצועים לקויים היה קשור עם conductions המושהה (P100 מתעכב, משקפים פגיעה במיאלין) ושיפור בתפיסת תנועה היה בקורלציה עם קיצור של שיעורי הולכה (המשקפים יצירת מיאלין מחדש; רגרסיה ריבועים לפחות לינארית עם חישוב מקדם מתאם F = 27.3, p = 0.0005; r = -0.87) ^9.

פרוטוקול הפרנציסקאני מוצג כעת עודכן על מנת להתאים את הבדיקה לשימוש קליני, כולל קיצור בדיקה, התאמת תוכנת בדיקה כדי לגרום לקובץ פלט אוטומטי, וכדי לגרום לתנועת sensitivציון ity.

כדי להעריך את ההשפעה של שיהוי השלכה על ראייה כפולה, פרוטוקול סטריאו המוגבל בזמן פותח. בפרוטוקול זה, תמונות מרחבית שונות מוצגות לאורך מוגבל של זמן, מאתגר אינטגרציה משקפת בזמן. בדיקה זו נועדה לבחון את ההשערה כי בשל פגיעה במיאלין בעצב, המידע המושפע משתי העיניים תגיע לקליפת המוח בנקודות זמן שונה לפגוע אינטגרציה משקפת בזמן. בדיקת קבוצה התאוששה על חולים (1-2.5 שנים בעקבות הפיגוע), שהראינו כי בעוד שרוב חולי רמות ביצועים ללא שינוי במשימת סטריאו סטטי סטנדרטית; ביצועים במשימת סטריאו מוגבל בזמן היה לקוי ברוב המקרים ^10.

הפרנציסקאני ופרוטוקולי סטריאו המוגבל בזמן לספק, דרך פשוטה, אך רבת עוצמה כדי לזהות ולכמת את תהליכים של פגיעה במיאלין ויצירת מיאלין מחדש לאורך מסלולי הראייה. ma פרוטוקולים אלהy להיות יעיל לאבחון ולמעקב בחולי ON ו-MS באופן חסכוני באמצעות קל לשימוש פרוטוקול מחשב מבוסס.

Protocol

הפרוטוקול כדלקמן הנחיות ועדת האתיקה אוניברסיטת עברית הדסה ללימודים בבני אדם. כדי למנוע את האפקט של קוצר ראייה או שגיאות שבירה על תוצאות בדיקה, יש לבצע את הפרוטוקולים בזמן שחולים להרכיב המשקפיים שלהם (חזון מתוקן).

אובייקט מתנועת פרוטוקול (הפרנציסקאני):

1. מבחן ייזום ונושאי הנחייה

1. סיאט הנושא 50 סנטימטר מול מסך המחשב.
2. פתח את תוכנת הפרנציסקאני.
3. הדריכו את הנושא שהוא יוצג עם חפצי תנועה מוגדרת. להורות לו להגיב נכון ומהר ככל האפשר על ידי לחיצה על המקשים "" ולאחר מכן באופן מילולי שמות האובייקט הנתפס.
4. בעקבות תגובה, מסך המצביע על "לחץ על מקש הרווח" יופיע. הדריכו את הנושא ללחץ על מקש הרווח כאשר מוכן לזהות את הגירוי הבא.
5. הסבר לנושא שגירויים עשויים להופיע בקשה מאוד לperceivמהירויות דואר או בכמה כאלה יותר קל לתפוס.

2. הלמידה שלב

הזן "הפרנציסקאני למידה" בשורת הפקודה. נושא עכשיו יהיה מוצג עם 4 גירויי ירושלים. שלב זה מתבצע כאשר הנושא של שני העיניים פתוחות.

3. בדיקת Phase

באופן כללי, כל בדיקת הפרנציסקאני כוללת 20 גירויים. כולם הוצגו לראשונה במהירות הנמוכה ביותר של 4 פיקסלים / sec. אלה לא הוכרו כאמור אז הוצגו במהירות הבאה של 5.5 פיקסלים / sec. אלה שלא הכירו, יהיו אז הוצגו במהירות הבאה של 7.5 פיקסלים / שנייה וכן הלאה, עוברים 10 פיקסלים / sec, 13.5 פיקסלים / sec, 18 פיקסלים / שניות, ועד המהירות המהירה ביותר של 24.5 פיקסלים / sec. מהירויות הוגדרו בהתבסס על מעריך y = 3 * e ^0.3. אם חמישה גירויים רצופים במהירות מסוימת לא הוכרו, הגירויים הבאים יוצגו במהירות מהירה יותר הבאה כדי למנוע תסכול בחולים. ההוא יגרום לקיצור אורך מבחן אשר בדרך כלל הוא ארוכה יותר כהכרה היא גרועה (דבר המחייב מעבר דרך מספר רב יותר של מהירויות לגירוי).

1. עין אחת של נושא הכיסוי עם רטייה על העין. כל רטייה עשויה להיות מתאימה, כל עוד היא מספקת כיסוי מלא.
2. הזן "אובייקטי הפרנציסקאני" בשורת הפקודה.
3. בחר קבוצת גירויים אחת (תוכנה כוללת 4 סטי גירויים כל ערכה כוללת 20 אובייקטים שונים לבחירה עשויה להיות אקראית עם זאת, ודא שאתה מחיל סטי גירויים שונים לכל אחת מהעיניים שנבדקו;... החל סטי גירויים שונים לנקודות הבאות בזמן למידה מקרה של הערכת אורך שלו).
4. הפקודה מבקשת ממך להזין את שמו של הנושא, תאריך העין והבדיקה נבדק תופיע. השלם את המידע הנדרש.
5. לפקח בזהירות את הנושא ולהגיב לנושא בזמן שהיא / הוא משלים את המשימה באופן הבא:
   1. כאשר גירוי מופיע הנושא חייב ללחוץ על הכפתור "" על keyboארד ושם את זהותו של הגירוי שהוצג.
   2. לחץ על לחצן העכבר השמאלי לתשובה נכונה או הכפתור הימני של העכבר על תשובה לא נכונה.
   3. נושא לוחץ על "מקש הרווח" במקלדת לחניכה של הגירוי הבא.
   4. הליך זה (שלבים 3.5.1-3.1.5.3) ממשיך עד שכל 20 הגירויים בסט מוכרים או שהוצגו במהירות המהירה ביותר או.
6. חזור על התהליך כולו (משלב 3.1) לעין השנייה של הנושא באמצעות סדרה של גירויים שונה.

פרוטוקול סטריאו המוגבל בזמן:

1. מבחן ייזום ונושאי הנחייה

1. סיאט הנושא 50 סנטימטר מול מסך המחשב.
2. פתח את תוכנת סטריאו.
3. הדריכו את הנושא שהוא יוצג עם 3 צורות ממדיות (3D) ויצטרך שם את הצורה הנתפסת כנכונה ומהר ככל האפשר. צורות תהיה אחת מהפעולות הבאות: עיגול, ריבוע, משולש, או כוכב.
4. הסבר לנושא שגירויים עשויים להופיע בקשה מאוד לתפוס את התנאים או בחלק קל יותר לתפוס את אלה.
5. הדרך את הנושא ללבוש המשקפיים 3D.
6. כבה את הברקים החדר.

2. הלמידה שלב

הזן "סטריאו למידה" בשורת הפקודה. נושא יהיה כעת מוצג עם 4 חזרות של כל צורה, שהוצגו בזמן הארוך ביותר הגירויים (500 אלפית השני) ובפער הקל ביותר (840 שניות של קשת) התנאים. בעקבות מצב מצגת 3D, מצגת 2D יעברו לכל צורה. בחודש האחרון, קו סימון קווי המתאר צורות יתווסף, כדי לוודא שהנושא נתפס הממדים של הצורה שהוצגה. נבדקים, שלא הצליחו במצב זה קל, לא ייבחנו בשלב הבא.

3 בדיקת שלב:. תפיסת stereopsis כפונקציה של פער המשקפת

צורת 4ים יוצג ל500 אלפית שניים ב 4 תנאים שונים פער: 120, 300, 540, ו840 שניות של קשת.

1. הזן "פער סטריאו" בשורת הפקודה.
2. הפקודה מבקשת ממך להזין את השם של נושא ובדיקת התאריך תופיע. השלם את המידע הנדרש.
3. גירוי מופיע
4. שמות נושא בצורה שהוצגה. תגובות המקודדות על ידי הבוחן בכפתורי מפתח 1-4 (כלומר. לחץ על 1, 2, 3, או 4 לחצני מפתח לתגובות המילוליות של הנושא של "מעגל", "מרובע", "משולש", או " כוכב ", בהתאמה). בשל תנאי תאורה ואת העובדה כי הנושא מרכיב משקפיים 3D, הוא לא יכול לקודד את התגובות בעצמו).
5. נושא לוחץ על מקש כלשהו כדי להמשיך את הגירוי הבא. סדר הצגת גירויים הוא אקראי.

4. בדיקת Phase

תפיסת stereopsis כפונקציה של זמן הצגת גירוי. 4 הצורות יוצגו לפערים של 540 ו840 שניות של קשת בשני 40, 60, או 100 משכי אלפיות שניים.

1. הזן "Stereo משך זמן" בשורת הפקודה.
2. חזור על שלבים 3.2-3.5.

תוצאות

פרוטוקול הפרנציסקאני

פרוטוקול התוצאות בקובץ טקסט, באופן אוטומטי המסכם את התגובות של הנושא. תוצאה יכולה להיות מנותחת בשתי דרכים:

ציון הכולל: כל גירוי שהוצג מוקצה עם משקל גירוי, והסכום של משקולו?...

Discussion

דלקת בעצב ראיה היא מחלה demyelinative של עצב הראייה, גורם לאובדן ראייה חמור. למרות שנחשב חולף בעת השימוש בבדיקה חזותית סטנדרטית ^1, מטופלים ממשיכים לתפוס קשיים בביצוע משימות חזותיות יומיומיות. אנו טוענים כי בדיקות חזותיות דינמיות מספיקות כדי לזהות ולכמת גירעונות מתמש?...

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