Valutazione della percezione gravicettiva statica nel Roll-Plane utilizzando il paradigma verticale visivo soggettivo

Riepilogo

La percezione della gravità è comunemente determinata dalla verticale visiva soggettiva nella posizione eretta della testa. La valutazione aggiuntiva alle inclinazioni della testa di 15 e 30 gradi nell'aereo rotolo garantisce un aumento del contenuto di informazioni per il rilevamento di una percezione gravicettiva compromessa.

Abstract

I disturbi vestibolici sono tra le sindromi più comuni in medicina. Negli ultimi anni sono stati introdotti nuovi sistemi diagnostici vestibolari che consentono l'esame di tutti i canali semicircolari in ambito clinico. I metodi di valutazione del sistema otolittico, che è responsabile della percezione dell'accelerazione lineare e della percezione della gravità, sono molto meno nell'uso clinico. Ci sono diversi approcci sperimentali per misurare la percezione della gravità. Il metodo più frequentemente utilizzato è la determinazione della verticale visiva soggettiva. Questo è di solito misurato con la testa in posizione eretta. Vi presentiamo qui un metodo di valutazione per testare la funzione di otolito nel piano rotolo. Il verticale visivo soggettivo è misurato nella posizione eretta della testa e con l'inclinazione della testa di 15 e 30 gradi nel piano di rollio. Questo paradigma funzionale esteso è un test clinico facile da eseguire della funzione otolith e garantisce un aumento del contenuto di informazioni per il rilevamento della percezione gravicettiva alterata.

Introduzione

La compromissione della funzione otolito può essere causata da condizioni periferiche e da condizioni vestibolali centrali¹. Le cause vestibolali periferiche includono la malattia di Meniere, l'infarto del labirinto, così come la neurite vestibolare superiore o inferiore. La disfunzione dell'otolito centrale può verificarsi nelle lesioni delle vie otolitiche centrali dal tronco cerebrale tramite talamo² alla corteccia vestibolare³. Inoltre, i riflessi dell'otolito diminuire si trovano anche nei disturbi cerebellari⁴. Mentre un certo numero di metodi standardizzati, come il test calorico o il test d'impulso video-testa, sono disponibili per la valutazione della funzione del canale semicircolare, non esiste un metodo di misurazione clinica standardizzato per la stima della gravità e la percezione della verticalità⁵.

Poiché gli otoliti sono responsabili della percezione dell'accelerazione lineare, la funzione otolititra può in linea di principio essere misurata mediante accelerazione lineare registrando il cosiddetto riflesso vestibulo-oculare traslazionale (t-VOR). Tuttavia, questo richiede l'uso di attrezzature speciali e complesse come un'altalena parallela o slitte lineari^4,6. Per la valutazione della funzione saccolare e utricolare unilaterale è stato sviluppato uno specifico test di centrifugazione fuori centro, che potrebbe essere utilizzato clinicamente in laboratori di equilibrio con uno specifico sistema di sedie rotazionali⁷. Quando si allontana la testa di 3,5-4 cm dall'asse di rotazione, l'utricle eccentricamente posizionato è stimolato unilateralmente da una forza centrifuga risultante. In questo paradigma funzione otolito può essere determinata misurando la torsione oculare risultante o la verticale visiva soggettiva (SVV). Questa procedura, tuttavia, richiede anche attrezzature sofisticate e il metodo mostra ancora una sensibilità limitata sia per la valutazione SVV che per la torsione degli occhi⁷. La funzione Otolith può essere ulteriormente quantificata attraverso le registrazioni del movimento degli occhi. La valutazione può essere effettuata in accelerazione orizzontale o lineare, ma anche durante l'inclinazione della testa o del corpo nel piano di rollio con l'applicazione della videooculografia 3D. Quest'ultimo permette la determinazione della torsione oculare. L'applicazione clinica di questo metodo è anche limitata a causa della sua bassa sensibilità⁸. La percezione della verticalità del corpo (cioè la sensazione che sento il mio corpo allineato con la vera verticale) può essere valutata attraverso il cosiddetto verticale posturale soggettivo. In questo compito sperimentale, i pazienti sono seduti su una sedia in un gimbal motorizzato e hanno chiesto di indicare quando sono entrati ed usciti dalla posizione verticale, mentre sono inclinati di 15 gradi nel piazzole o nel piano di lancio. Lo svantaggio di questa tecnica non è solo il suo elaborato approccio sperimentale, ma anche che misura sia i segnali propriocettivi del corpo⁹. Se i vestibolari evocati potenziali miogenici (VEMP) sono utili strumenti di screening clinico per la funzione di otolitore in vari disturbi clinici è ancora controverso^10,11.

Le attività visive sono attualmente i metodi clinici più utilizzati per misurare la funzione gravicettiva, che possono essere valutati attraverso la misurazione del verticale visivo soggettivo (SVV)¹². Visto da una precisa prospettiva fisiologica, la SVV non è un test diretto della sola funzione di otolito, in quanto la SVV è il risultato di una ponderazione tra diverse fonti di informazione (gravità, propriocettiva e anche visiva quando sono disponibili). Tuttavia, per un uso clinico rapido, una facile applicazione di questo compito SVV, il cosiddetto test del secchio, è stato sviluppato¹³ soprattutto per l'impostazione di emergenza, consentendo il rilevamento immediato di disturbi acuti della percezione gravicettiva. La procedura più precisa e standardizzata consiste nel lasciare che un osservatore allinei una barra luminosa o un'asta con la verticale stimata. Testate al buio in individui sani in posizione eretta, le deviazioni sono limitate a s 2 s dalla terra^{verticale 14}. Utilizzando il compito SVV, la funzione gravicettiva è stata finora valutata in una varietà di condizioni neurologiche come ictus^15,16 o morbo di Parkinson¹⁷. Inoltre, alterata SVV-percezione è stata segnalata anche in unilateral^18,19 o lesioni vestibolali bilaterali²⁰, così come in pazienti con generepitonero parossese posizionale nystagmus²¹.

Noi qui presentiamo un metodo di valutazione SVV modificato, che misura le stime SVV non solo in posizione testata, ma anche a 15 e 30 gradi inclinati della testa nel piano di lancio. Questo paradigma aumenta il contenuto informativo per il rilevamento di deficit gravicettivi e per inclinazioni sistematiche del SVV.

Protocollo

Lo studio è stato approvato dal comitato etico dell'Università di Medicina di Vienna ed è stato eseguito in conformità con gli standard etici presenti nella Dichiarazione di Helsinki. Un consenso informato è stato firmato da tutti i pazienti e controlli prima dello studio.

1. Installazione del paziente sulla sedia

1. Eseguire la misurazione binoculare. Installare il paziente su una sedia stabile con uno schienale e un'unità di fissaggio della testa. Quest'ultimo mantiene la testa del paziente in una posizione stabile e definita ed è costituito da una fascia elastica e da un poggiatesta a forma di U, che può essere fissato l'uno all'altro utilizzando una cinghia adesiva. Posizionare la sedia in una cabina closable consentendo la valutazione della SVV al buio.
2. Posizionare il poggiatesta nell'angolo di inclinazione desiderato (0, 15 o 30 gradi) allineandolo lungo la scala di un goniometro, che è collegato allo schienale della sedia. All'inizio dell'esperimento regolare il poggiatesta a un'inclinazione di 0 gradi all'altezza suboccipitale.
3. Posizionare l'archetto elastico sulla testa del paziente e fissarlo con la vite sul retro. Assicurarsi che l'archetto non sia posizionato troppo in basso sulla fronte del paziente, in modo che non comprolisca la motilità degli occhi.
4. Collegare le cinghie adesive – sulla fascia e sul poggiatesta – l'una con l'altra. Ciò garantisce una fissazione ottimale della testa al poggiatesta sulla sedia.

2. Installazione dell'unità SVV

1. Montare l'unità SVV per mezzo del dispositivo di fissaggio sulla sedia di fronte al paziente (Figura 1a). L'unità SVV è costituita da una barra luminosa a LED collegata ad un bastone, che consente il posizionamento davanti al paziente. La posizione della barra luminosa può essere regolata nel piano di rollio attraverso un potentiometro collegato.
2. Assicurarsi che l'unità SVV sia saldamente fissa e che la barra luminosa sia posizionata esattamente di fronte alla testa del paziente e allo stesso livello degli occhi del paziente.
3. Collegare l'unità SVV alla connessione elettrica sotto la sedia.
4. Posizionare il potenziatore nella mano sinistra del paziente e istruirli su come eseguire l'impostazione SVV. Mentre si trova di fronte al paziente, regolare nuovamente la posizione della barra luminosa, se necessario, per garantire la sua posizione lungo il piano coronarico.
5. Leggere la deviazione SVV dalla vera verticale sul goniometro sul retro dell'unità SVV. Il goniometro contiene una visualizzazione ad angolo di 20 gradi a intervalli di 2 gradi ed è dotato di una telecamera a infrarossi posizionata 3 cm davanti al display, consentendo l'acquisizione continua dei dati in completa oscurità (Figura 1b, 1c).
6. Prima di continuare con il passaggio successivo, controllare la visibilità sullo schermo. L'immagine a infrarossi del display angolare viene trasmessa a uno schermo esterno alla cabina, garantendo che le stime SVV del paziente possano essere raccolte continuamente senza dover aprire la porta della cabina tra le prove, impedendo così il riorientamento visivo.

3. Calibrazione sotto controllo visivo

1. Inclinare la barra luminosa di 30 gradi verso destra o sinistra rispetto alla verticale assoluta (che funge da posizione iniziale prima di ogni attività SVV) e chiedere al paziente di regolarla alla posizione verticale sotto controllo visivo. Questo serve ad auto-calibrare il paziente e per controllare la capacità visuomotor del paziente.
2. Se il paziente conferma la posizione SVV visualizzata, confrontarla con la verticale effettiva.
3. Se l'impostazione del paziente si discosta in modo significativo dalla verticale effettiva, controllare nuovamente la posizione ortograda dell'unità SVV. Una deviazione di 1 s è tollerabile per confermare la funzione visuomotor intatta.

4. Impostazione SVV in posizione della testa neutra

1. Aprire il protocollo di esame per l'immissione simultanea delle stime SVV. Il protocollo consente la documentazione delle misurazioni durante l'esperimento e determina in modo casuale se l'attività SVV viene eseguita dalla posizione di partenza di 30 o -30 gradi.
2. Chiudere lo sportello della cabina in modo che il paziente sia in completa oscurità durante l'esperimento. Controllare tramite citofono se il paziente può comprendere bene le istruzioni. Chiedere al paziente ora di inclinare la barra della luce nella posizione di partenza: 30 gradi a destra oa sinistra (randomizzazione in base al protocollo, Figura 1d).
3. Dopo un periodo di attesa di 15 s, indicare al paziente di regolare la barra luminosa dalla posizione di partenza fino a raggiungere il verticale soggettivo. Il paziente non è sotto pressione temporale e può comunque correggere la posizione impostata in qualsiasi momento. Il paziente conferma verbalmente l'impostazione tramite il citofono.
4. Immettere l'angolo di inclinazione visualizzato sul display in gradi nel protocollo. Per definizione, contrassegnare le deviazioni dell'angolo in senso orario con un segno più, mentre le deviazioni in senso antiorario con un segno meno. In totale, lasciare che il paziente regoli l'SVV in 6 passaggi, in base ai quali la posizione di partenza di 30 gradi viene randomizzata.
5. Dopo aver completato la prova in posizione della testa neutra, eseguire il test con l'inclinazione della testa nel piano di rollio. Anche la sequenza di direzione dell'inclinazione (-30, -15, 15 e 30 gradi) è randomizzata per ogni paziente.

5. Impostazione SVV con inclinazione della testa

1. Annullare la fissazione iniziale della testa scollegando le cinghie adesive.
2. Allentare il poggiatesta e adattare la posizione di inclinazione in base al protocollo: 15 o 30 gradi a destra oa sinistra. Assicurarsi che il poggiatesta sia esattamente allineato lungo il rispettivo angolo al goniometro, che è attaccato allo schienale della sedia. Fissare saldamente il poggiatesta in questa posizione.
3. Fissare la testa del paziente con l'elastico della fascia al poggiatesta. Assicurarsi che questa inclinazione della testa sia tollerabile per il paziente e adattare l'altezza del poggiatesta, se necessario. Indicare al paziente di mantenere questa posizione della testa durante lo studio.
4. Chiudere lo sportello della cabina ed eseguire la prova come nella posizione di testa neutra.
5. Al termine della prova, annullare il contenimento della testa e regolare il poggiatesta in base alla posizione casuale head-tilt data dal protocollo.
6. Chiudere nuovamente la porta della cabina ed eseguire le stesse procedure fino a quando non sono state registrate tutte le impostazioni SVV in tutte le inclinazioni della testa.

Risultati

La valutazione SVV è stata effettuata utilizzando un sistema di sedie rotazionali (Figura 1a) che comprende un poggiatesta a sospensione a sospensione e una barra luminosa LED regolabile. Le regolazioni SVV sono state registrate tramite una telecamera a infrarossi da un display goniometro sul retro della barra luminosa (Figura 1b). I dispositivi utilizzati e il protocollo di prova corrispondono esattamente ai metodi di test qui presentati.

Discussione

SVV è un metodo per garantire il senso di verticalità. Risulta dall'integrazione di diverse informazioni. Il sistema vestibolare di fondamentale importanza in questa percezione, è stato dimostrato che una lesione a qualsiasi livello di percorso di informazione vestibolare porta a errori SVV.

La misurazione della SVV nella posizione eretta della testa è ora considerata come il metodo standard clinico per la registrazione della funzione di otolito. Tuttavia, questo metodo è ostacolato da ba...

Materiali

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