1. La misurazione di soppressione <ol><li> Prima di iniziare la misurazione di soppressione, dare le istruzioni dettagliate del paziente (vedere 1.8) e mostra gli stimoli visivi relativi a fasi di 1,2-1,8 sotto sullo schermo del computer portatile. Tutti i pazienti devono indossare completa correzione refrattiva (occhiali / lenti a contatto) durante tutta la procedura, opportunamente rettificato per la distanza di lavoro. </li><li> Gli occhiali (eMagin 8700) deve essere montato al paziente (sopra la parte superiore di occhiali / lenti a contatto) e ben posizionati. Garantire che gli schermi essere parallelo alla superficie oculare. Gli schermi possono essere regolati per conto di distanza interpupillare di ogni paziente. Le istruzioni per il collegamento e la taratura delle occhiali può essere trovato qui: <a href="http://www.3dvisor.com/wpcontent/uploads/2010/08/UserGuide10.7.pdf" target="_blank">http://www.3dvisor.com/wpcontent/uploads/2010/08/UserGuide10.7.pdf</a> . </li><li> Gli stimoli sono costituiti da due popolazioni di punti in movimento, una popolazione moving in una direzione comune (il &#39;segnale&#39; punti) e l&#39;altro in movimento in direzioni casuali (il &quot;rumore&quot; punti). L&#39;osservatore ha il compito è quello di segnalare la direzione del segnale. Difficoltà del compito è manipolata variando la proporzione relativa di segnale a punti di rumore nello stimolo. </li><li> I programmi personalizzati Matlab che controllano queste misure utilizzano un 3-down 1-procedura di scala. Ci sono due fasi di misura distinti. Il primo prevede una soglia binoculare, cioè, il numero di punti di segnale di soglia richiesti quando entrambi punti di segnale e di rumore sono presentati in entrambi gli occhi a contrasto elevato. Il secondo programma misura lo squilibrio contrasto necessaria per raggiungere la soglia stessa quando le popolazioni punti sono presentati occhi separati. </li><li> Diverse immagini vengono visualizzate sugli schermi occhiali attraverso l&#39;uso di un DualHead2Go Matrox, (Montreal, Canada) dispositivo. </li><li> Per iniziare la valutazione di soppressione, prima misurare una soglia binoculare. Qui gli stessi stimoli visivi are mostrato in entrambi gli occhi e il numero minimo di punti di segnale richieste per giudicare esattamente la direzione del movimento del punto viene misurato. </li><li> Per allineare gli occhi, le schermate, compare una croce nera metà in ciascun occhio contro uno schermo bianco. Utilizzando la tastiera, il paziente viene chiesto di spostare la metà della croce visto ad occhio ambliope finché è in linea con la metà visto ad occhio compagni. È importante che il paziente si consiglia che l&#39;immagine vista dall&#39;occhio ambliope può risultare sfocata, ma è l&#39;allineamento che è importante. Se l&#39;immagine in movimento scompare dalla vista chiedere al paziente di ammiccare più frequentemente quanto ciò può migliorare la visibilità dell&#39;immagine. Esatto allineamento oculare (valori di pixel) può essere estratto dopo ogni misura per accertare la ripetibilità di questo compito. </li><li> Una volta che il paziente riferisce che le croci mezzo sono allineati, la procedura di misurazione può iniziare. Ogni misurazione richiede circa tre minuti. Cinque misure di breve scala sono completed per ciascuna delle due parti della misurazione. Le seguenti istruzioni deve essere somministrato prima che la misurazione inizia: </li><li> Istruzioni per l&#39;osservatore: &quot;Durante questa prova vi verrà chiesto di esprimere un giudizio sulla direzione delle immagini in movimento.&quot; &quot;Vedrete un gruppo di puntini bianchi / grigio su uno sfondo grigio. Dopo ogni presentazione che vi chiederà di decidere se i punti sono per lo sposta verso sinistra o verso destra con i tasti freccia sinistra e destra sulla tastiera di fronte a voi . &quot; &quot;Ci sono due gruppi di punti, un po &#39;di muoversi agevolmente verso sinistra o verso destra (i punti di segnale), l&#39;altro gruppo sembrano muoversi in direzioni casuali.&quot; &quot;Si prega di provare a decidere quale direzione i punti di segnale si muovono in (destra o sinistra), tra la confusione dei punti casuali.&quot; &quot;Mentre si continua a prendere decisioni il numero di punti casuali aumenterà, il che rende più difficile vedere i punti di segnale, quando la situazione è così difficile non si può dire la direzione, per favore basta prenderela tua ipotesi migliore &quot;. </li><li> La prima misurazione può iniziare. Una buona istruzione &#39;last minute&#39; è quello di ricordare il partecipante a lampeggiare regolarmente (&quot;un buon tempo a lampeggiare quando si preme il pulsante&quot;). </li><li> Cinque misure usando il paradigma binocolo scala sono ora. Allineamento oculare viene ripetuto prima di ogni misurazione viene avviata. </li><li> Il risultato di ciascuna misurazione è il numero minimo di punti di segnale (di 100 punti totali) necessari per valutare correttamente la direzione quando entrambi gli occhi vedere gli stessi stimoli. Il programma riporta anche la gamma di risposte come un errore standard di misura. </li><li> Per la misurazione successiva, la scala di contrasto, i risultati dei cinque scale binoculari media e la soglia risultante definisce il numero di punti di segnale presentato ad occhio ambliopico. I rimanenti punti di rumore sono presentati al non-ambliopico occhio a diversi contrasti di valutare soppressione. </li><li> Per questa misurazione l&#39;occhio ambliopevede sempre punti ad alto contrasto, mentre il contrasto dei punti di rumore dimostrato di non-ambliopico occhio è variata utilizzando una procedura di scala. All&#39;inizio della scala un numero fisso di punti di segnale (ottenuto dalla fase 1,11) sono mostrati a occhio ambliope al 100% contrasto e il restante numero di punti di rumore sono mostrati dell&#39;altro occhio allo 0% di contrasto (cioè nessun punti di rumore hanno come conseguenza visibile in soppressione minima). Corretta identificazione dei risultati dei segnali di direzione punto in un aumento del contrasto dei punti di rumore dimostrato dell&#39;altro occhio secondo il 3-basso 1-up algoritmo scala. Tutta la misurazione, il contrasto dei punti di rumore dimostrato dell&#39;altro occhio si varia la scala fino prestazioni dell&#39;attività converge sul 79% corretta. Questo indica che i punti di segnale e di rumore sono stati combinati tra i due occhi per produrre lo stesso livello di prestazioni di attività che è stata osservata in condizioni di visualizzazione binoculare (step 1,11). Il rapporto tra il contrastoi punti di segnale presentato ad occhio ambliope (sempre 100%) rispetto al contrasto dei punti di rumore dimostrato dell&#39;altro occhio in soglia è una misura del punto di equilibrio. Aumentando il contrasto dei punti di rumore dimostrato dell&#39;altro occhio sopra questo punto comporterebbe soppressione dei punti di segnale mostrate a occhio ambliope e compromissione prestazioni dell&#39;attività. </li><li> Cinque misurazioni dello squilibrio contrasto e un risultato medio viene calcolato. Il risultato informa l&#39;esaminatore circa il livello di squilibrio di contrasto che è necessaria per superare la soppressione e permettere l&#39;occhio ambliope e altro occhio di vedere i punti contemporaneamente. </li></ol> 2. L&#39;utilizzo di questo metodo di formazione <ol><li> Lo squilibrio contrasto trovata nel passo 1,14 sopra può essere usato come punto di partenza per un regime di allenamento. La formazione prevede l&#39;integrazione l&#39;uso di immagini dichoptic con lo squilibrio di contrasto in un formato videogioco (&quot;tetris&quot;). Il videogioco può essere implementato suo gli occhiali di realtà virtuale o su un dispositivo iPod touch. </li><li> Il video gioco di tetris comporta una serie di blocchi che cadono che sono montati insieme per formare linee complete. L&#39;occhio ambliope vede blocchi pieni di contrasto, e l&#39;altro occhio vede immagini a contrasto ridotto. Le informazioni presentate per ogni occhio deve essere percepita simultaneamente per gioco di successo. </li><li> Nel tempo il regime di formazione continua lo squilibrio contrasto si riduce aumentando il contrasto dell&#39;altro occhio, rendendo più difficile per il sistema visivo per superare la soppressione causata da più immagini simili dichoptic. </li><li> La formazione dovrebbe essere la durata 1-2 ore al giorno e deve essere continuato fino a quando non l&#39;ulteriore miglioramento squilibrio contrasto (aumento di contrasto presentato al altro occhio) viene osservato. Durante il regime di allenamento, i controlli di funzionalità monoculare e binoculare dovrebbero essere effettuati regolarmente (conto dell&#39;età del paziente e delle condizioni di base). Test di acuità visiva monoculare, stereopsie test standard di soppressione sono particolarmente importanti per comunicare i progressi. </li></ol>

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F., Mansouri, B., Thompson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+binocular+approach+to+the+treatment+of+amblyopia+in+adults+well+beyond+the+critical+period+of+visual+development.">A new binocular approach to the treatment of amblyopia in adults well beyond the critical period of visual development.</a> Restor. Neurol. Neurosci. 28, 793-802 (2010).</li><li>Goodman, L. K., Black, J. M., Phillips, G., Hess, R. F., Thompson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitatory+binocular+interactions+in+two+cases+of+alternating+strabismus.">Excitatory binocular interactions in two cases of alternating strabismus.</a> J. Aapos. 15, 345-349 (2011).</li><li>Holmes, J. M., Clarke, M. 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Le tecniche descritte in questo manoscritto formare la base di due brevetti di BT e RFH, una delle quali è sostenuta anche da JC e LT.

Le tecniche di eliminazione di misurazione e trattamento descritto in questo documento criticamente dipendono manipolazione del contrasto delle immagini viste da ciascun occhio. In particolare, lo squilibrio relativo contrasto interoculare in quale combinazione binoculare si verifica, cioè il &quot;contrasto punto di equilibrio&quot;, fornisce una misura di soppressione 6,11,17. Inoltre, più volte esponendo i pazienti con ambliopia e la soppressione di &quot;bilanciati&quot; stimoli visivi, è possibile ridurre la soppressione e, potenzialmente, migliorare sia monoculare e binoculare funzione visiva 12,15,16. Queste tecniche rappresentano un progresso nella misurazione soppressione e un nuovo approccio al trattamento ambliopia, rispettivamente. Test clinici attualmente disponibili per valutare come la soppressione Worth 4 test luci e le lenti Bagolini striati valutare se la soppressione è presente o assente, e altri test come la barra Sbisa quantificare il livello di soppressione mediante l&#39;uso di neutrodensità filtri. La nostra tecnica fornisce ulteriori informazioni cliniche, consentendo per la forza di soppressione da quantificare con precisione. Ambliopia, che è spesso associato alla soppressione, è generalmente trattato occludendo l&#39;occhio non ambliopico o degradare l&#39;immagine nel non-ambliopico occhio per incoraggiare l&#39;uso dell&#39;occhio ambliopico 18. Mentre questa tecnica è efficace nel migliorare la funzione amblyopic occhio 18, esso non affronta direttamente i deficit binoculari associati ambliopia. La nostra tecnica si rivolge direttamente binoculare funzione visiva e abbiamo scoperto che questo approccio può migliorare sia monoculare e la funzione binoculare in pazienti adulti affetti da ambliopia 12,15,16. Gli approcci di misurazione e il trattamento descritti sono adatti per l&#39;utilizzo in adulti e bambini, anche se i giochi potrebbero dover essere adattati per essere utilizzati nelle giovani popolazioni pediatriche. Attualmente stiamo sviluppando giochi aggiuntivi per questo scopo. Il nostrotecniche non hanno limitazioni. Alcuni pazienti con soppressione strabismo e forte troveranno difficoltoso allineare le immagini mostrate a ciascun occhio all&#39;inizio del protocollo di misura soppressione. Mentre è possibile per tali pazienti per allineare le immagini 17, questo può richiedere molto tempo. Per quanto riguarda il trattamento, è importante lavorare a fianco di un medico debitamente qualificato per tutto il regime di allenamento, e di prendere in considerazione il rischio di diplopia (visione doppia) se la soppressione è ridotto. Il nostro lavoro prima di questo approccio terapeutico si è concentrata su pazienti con anisometropia o piccolo angolo di strabismo e nessun paziente ha sviluppato diplopia, ma il rischio di diplopia deve essere attentamente valutata da un medico debitamente qualificato su un paziente di base dei pazienti prima del trattamento viene somministrato . Quando si impostano le tecniche per la prima volta, è importante garantire che tutte le connessioni hardware siano sicuri e che tutti i driver sono rilevanti inin fase di stallo e aggiornato sul computer host. E &#39;anche importante usare un computer dotato di una scheda grafica compatibile con la scheda grafica Matrox descritte nel protocollo e che supporta una risoluzione dello schermo di 1600x600 (una volta i driver Matrox sono installati), per garantire che ogni schermo occhiali ha un distinto immagine. Abbiamo scoperto che la maggior parte dei problemi incontrati durante l&#39;installazione del sistema si verificano a causa di errate impostazioni di risoluzione dello schermo e la mancanza di aggiornate i driver per l&#39;hardware necessario. È altresì importante garantire che entrambi gli schermi occhiali hanno una luminanza pari prima di misurare la soppressione di garantire misure accurate e stabili. Le tecniche descritte costituiscono la base per un ulteriore sviluppo di misura di soppressione e trattamento approcci. In particolare, lo sviluppo di videogiochi più coinvolgenti basati sul principio di base di contrasto variabili tra gli occhi potrebbe rendere questo approccio più efficiente e più appealing ai pazienti più giovani. Oltre al loro uso clinico, queste tecniche possono essere utilizzate anche in un ambiente di ricerca per esplorare i meccanismi neurali sottostanti soppressione e il ruolo che le interazioni tra gli inibitori occhi svolgere nel sistema visivo normale 13.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome dell&#39;apparecchiatura </td><td> Azienda </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Apparecchiature per la misura della soppressione </td></tr><tr><td> Computer dotato di una scheda grafica compatibile con testa Duello Matrox to Go dispositivo (vedi sotto) e Psychtoolbox 19,20 </td><td> Qualsiasi produttore Adatto </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Software Matlab di una versione compatibile con Psychtoolbox </td><td> Mathworks </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Psychtoolbox e software personalizzato per la generazione di stimoli </td><td> Psychtoolbox </td><td></td><td> Psychtoolbox è disponibile per il download dal <a href="http://psychtoolbox.org" target="_blank">psychtoolbox.org</a> e il software personalizzato aggiuntivo è disponibile presso l&#39;autore corrispondente upsu richiesta. </td></tr><tr><td> Matrox Duel Testa a Go </td><td> Matrox </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Z800 3D dual pro-HMD video di occhiali </td><td> eMagin Corporation </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Apparecchiature per il trattamento di soppressione </td></tr><tr><td> iPod Touch </td><td> Mela </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Overlay per consentire la visualizzazione dichopic di iPod </td><td> Spatial View </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Software personalizzato per il gioco tetris trattamento </td><td></td><td></td><td> Il software è stato costruito utilizzando SDK proprietario Spatial View, tutti i dettagli sono stati pubblicati precedentemente erano 15 </td></tr></tbody></table>

the measurement and treatment of suppression in amblyopia

Ambliopia, un disturbo dello sviluppo della corteccia visiva, è una delle principali cause di disfunzione visiva nella popolazione in età lavorativa. Stime attuali la prevalenza di ambliopia a circa 1-3 1-3%, la maggioranza dei casi essendo monoculare 2. Ambliopia è più frequentemente causato dal disallineamento oculare (strabismo), sfocatura indotto da un errore di rifrazione disuguale (anisometropia), e in alcuni casi di privazione forma. Sebbene ambliopia è inizialmente causata da abnorme input visivo durante l&#39;infanzia, una volta stabilito, il deficit visivo spesso rimane quando la normale input visivo è stato restaurato con un intervento chirurgico e / o correzione di rifrazione. Questo perché ambliopia è il risultato di sviluppo anormale corteccia visiva piuttosto che un problema con l&#39;occhio ambliope stesso 4,5. Ambliopia è caratterizzata da entrambi i deficit monoculari e binoculari 6,7 che includono compromessa acuità visiva e s scarsa o assentetereopsis rispettivamente. La disfunzione visiva in ambliopia è spesso associata ad una forte soppressione degli ingressi dall&#39;occhio ambliope in condizioni di visione binoculare 8. Studi recenti hanno indicato che la soppressione può giocare un ruolo centrale sia nella monoculare e binoculare deficit associati con ambliopia 9,10. Attuali test clinici per la soppressione tendono a verificare la presenza o assenza di soppressione anziché fornire una misura quantitativa del grado di soppressione. Qui si descrive una tecnica per misurare la soppressione ambliopico con un dispositivo compatto e portatile 11,12. Il dispositivo è costituito da un computer portatile collegato ad un paio di occhiali di realtà virtuale. La novità della tecnica sta nel modo di presentare gli stimoli visivi per misurare la soppressione. Gli stimoli sono mostrati all&#39;occhio ambliope ad alto contrasto, mentre il contrasto degli stimoli mostrati alla non ambliopico occhio sono molteplici. I pazienti eseguire un Simple segnale / rumore compito che consente una misurazione precisa della forza di eccitatori interazioni binoculari. Il contrasto offset che né occhio ha un vantaggio prestazionale è una misura del &quot;punto di equilibrio&quot; ed è una misura diretta di soppressione. Questa tecnica è stata validata psicofisica, sia nel controllo dei pazienti 6,9,11 13,14 e le popolazioni. Oltre a misurare soppressione questa tecnica costituisce anche la base di una nuova forma di trattamento per diminuire soppressione nel tempo e migliorare la funzione binoculare e monoculare spesso in pazienti adulti con ambliopia 12,15,16. Questo approccio nuovo trattamento può essere implementato sia sul sistema di maschera di cui sopra o su un dispositivo iPod Touch appositamente modificato 15.

Il livello di soppressione trovato nel metodo descritto dipende dalla causa della ambliopia, precedente trattamento, uso di correzione refrattiva e acuità visiva. Poiché ogni paziente ha una storia molto particolare, è difficile da definire &quot;normali&quot; valori di soppressione o di fare paragoni tra le persone. In generale ci aspettiamo che quelli con acuità visiva peggiore di avere un livello più profondo di soppressione 9. Durante l&#39;allenamento, come ridurre lo squilibrio contrasto tra gli occhi, la profondità di soppressione in genere riduce e questo migliora una serie di funzioni binoculari e monoculare. Questo cambiamento di soppressione è stata dimostrata in diverse popolazioni di pazienti (vedi figure 3 e 4 in riferimento 12, Tabella 3 e Figura 9 in riferimento 15 e la Figura 2 in riferimento 16). È importante notare che le misurazioni dettagliate di soppressione utilizzando thè tecnica hanno il potenziale per migliorare la nostra comprensione della sindrome ambliopia. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig1.jpg" /> Figura 1. L&#39;attrezzatura utilizzata per la misura che prevede la soppressione 1) computer portatile 2) Occhiali 3) segnale splitter. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig2.jpg" /> Figura 2. Gli occhiali montati in modo corretto su un partecipante allo studio. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/3927/3927fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig3.jpg" /> Figura 3. Una panoramica degli stimoli casuali kinetogram punti (fase 1.2/1.3). Il pannello superiore mostra la fase di allineamento in cui viene visualizzata una croce mezzo per ogni occhio monocularmente come spunto per bino<html> lare l&#39;allineamento. Il pannello centrale mostra il segnale di rumore paradigma dove vengono presentati punti di segnale per l&#39;occhio ambliope e solo i punti di rumore sono presentati dell&#39;altro occhio, in condizioni binoculari sono combinati il ​​segnale e rumore per dare una soglia coerenza movimento che viene poi utilizzato in il contrasto variando fase della misurazione. Il pannello inferiore mostra la soglia di contrasto, questa procedura utilizza la soglia di coerenza moto ad un livello fisso di segnale-rumore, e mostra diversi livelli di contrasto tra i due occhi. Il punto in cui i due occhi vedono un ingresso bilanciato binocolo è la soglia di contrasto o &quot;punto di equilibrio&quot;. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig4.jpg" /> Schermi di allineamento Figura 4. (Fase 1.7) come si è visto attraverso gli occhiali, orizzontale ei tasti freccia verticali vengono utilizzati per allineare gli obiettivi fino a quando un intero croce è visto. e_content &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; always &quot;&gt; <img alt="Figura 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/3927/3927fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig5.jpg" /> Figura 5. Una panoramica del protocollo di allenamento. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig6.jpg" /> Figura 6. Esempio di dati clinici e psicofisico ottenuti da un partecipante adulto con ambliopia strabici che hanno completato la procedura di formazione (passi 2,1-2,4). Figura 6A mostra la variazione di acuità visiva (misurata con un grafico stile logaritmica in unità LogMAR nell&#39;arco di quattro settimane di formazione sia per l&#39;occhio ambliope (AME) e altro occhio (FFE)). I valori più piccoli indicano LogMAR migliore acuità visiva. Il numero cumulativo di ore di gioco è indicato tra parentesi sul l&#39;asse x. Figura 6B mostra la variazione nel contrasto imbalancia più di quattro settimane di allenamento. L&#39;asse y mostra il contrasto che potrebbe essere tollerata negli occhi compagni, quindi valori superiori indicano una minore soppressione. All&#39;inizio della formazione solo il 30% di contrasto poteva essere tollerato negli occhi compagni prima che l&#39;occhio ambliope è stata soppressa. Tuttavia l&#39;addestramento procedeva, più contrasto poteva essere tollerato che indica una riduzione della soppressione. Figura 6C mostra il miglioramento stereoacuity durante il periodo di formazione (misurata con il test stereo Randot). Zero sulla asse y indica nessuna visione stereo e valori crescenti indicano un miglioramento della sensibilità stereo (unità sono il reciproco della soglia stereo in secondi d&#39;arco). <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig7.jpg" /> Figura 7. Standard test clinici utilizzati per valutare lo stato visione binoculare, prima e dopo l&#39;allenamento compresa la Worth 4 punti luminosi (in alto a sinistra), le Bagollinins (in alto a destra), Randot Stereopsi di prova (in basso a sinistra) e TNO test di stereopsi (in basso a destra).

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The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

L&#39;ambliopia è un disturbo dello sviluppo della corteccia visiva che è spesso accompagnata da forte soppressione di un occhio. Vi presentiamo una nuova tecnica per la misurazione e il trattamento di soppressione endoculare in pazienti affetti da ambliopia che possono essere distribuiti utilizzando occhiali per la realtà virtuale o di un dispositivo portatile iPod Touch.

La misurazione e trattamento di soppressione in Ambliopia

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

49.4K Views.  University of Auckland. L'ambliopia è un disturbo dello sviluppo della corteccia visiva che è spesso accompagnata da forte soppressione di un occhio. Vi presentiamo una nuova tecnica per la misurazione e il trattamento di soppressione endoculare in pazienti affetti da ambliopia che possono essere distribuiti utilizzando occhiali per la realtà virtuale o di un dispositivo portatile iPod Touch.

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Epidural Intracranial Pressure Measurement in Rats Using a Fiber-optic Pressure Transducer

Elevated intracranial pressure (ICP) is a significant problem in several forms of ischemic brain injury including stroke, traumatic brain injury and cardiac arrest. This elevation may result in further neurological injury, in the form of transtentorial herniation1,2,3,4, midbrain compression, neurological deficit or increased cerebral infarct2,4. Current therapies are often inadequate to control elevated ICP in the clinical setting5,6,7 . Thus there is a need for accurate methods of ICP measurement in animal models to further our understanding of the basic mechanisms and to develop new treatments for elevated ICP.
In both the clinical and experimental setting ICP cannot be estimated without direct measurement. Several methods of ICP catheter insertion currently exist. Of these the intraventricular catheter has become the clinical 'gold standard' of ICP measurement in humans8. This method involves the partial removal of skull and the instrumentation of the catheter through brain tissue. Consequently, intraventricular catheters have an infection rate of 6-11%9. For this reason, subdural and epidural cannulations have become the preferred methods in animal models of ischemic injury. 
Various ICP measurement techniques have been adapted for animal models, and of these, fluid-filled telemetry catheters10 and solid state catheters are the most frequently used11,12,13,14,15. The fluid-filled systems are prone to developing air bubbles in the line, resulting in false ICP readings. Solid state probes avoid this problem (Figure 1). An additional problem is fitting catheters under the skull or into the ventricles without causing any brain injury that might alter the experimental outcomes. Therefore, we have developed a method that places an ICP catheter contiguous with the epidural space, but avoids the need to insert it between skull and brain. 
An optic fibre pressure catheter (420LP, SAMBA Sensors, Sweden) was used to measure ICP at the epidural location because the location of the pressure sensor (at the very tip of the catheter) was found to produce a high fidelity ICP signal in this model. There are other manufacturers of similar optic fibre technologies13 that may be used with our methodology. Alternative solid state catheters, which have the pressure sensor located at the side of the catheter tip, would not be appropriate for this model as the signal would be dampened by the presence of the monitoring screw. 
Here, we present a relatively simple and accurate method to measure ICP. This method can be used across a wide range of ICP related animal models.

A novel technique to record the pressures within the skull is described. The minimally invasive method uses a fibre-optic pressure sensing system to accurately measure intracranial pressure (ICP) in anaesthetized rats without causing significant brain trauma. The technique may be used in a wide range of experimental models.

Epidurale Misurazione della pressione intracranica in ratto utilizzando una fibra ottica trasduttore di pressione

Elevated intracranial pressure (ICP) is a significant problem in several forms of ischemic brain injury including stroke, traumatic brain injury and ...

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In vivo Measurement of the Mouse Pulmonary Endothelial Surface Layer

The endothelial glycocalyx is a layer of proteoglycans and associated glycosaminoglycans lining the vascular lumen. In vivo, the glycocalyx is highly hydrated, forming a substantial endothelial surface layer (ESL) that contributes to the maintenance of endothelial function. As the endothelial glycocalyx is often aberrant in vitro and is lost during standard tissue fixation techniques, study of the ESL requires use of intravital microscopy. To best approximate the complex physiology of the alveolar microvasculature, pulmonary intravital imaging is ideally performed on a freely-moving lung. These preparations, however, typically suffer from extensive motion artifact. We demonstrate how closed-chest intravital microscopy of a freely-moving mouse lung can be used to measure glycocalyx integrity via ESL exclusion of fluorescently-labeled high molecular weight dextrans from the endothelial surface. This non-recovery surgical technique, which requires simultaneous brightfield and fluorescent imaging of the mouse lung, allows for longitudinal observation of the subpleural microvasculature without evidence of inducing confounding lung injury.

In vivo Measurement of the Mouse Pulmonary Endothelial Surface Layer

The endothelial glycocalyx/endothelial surface layer is ideally studied using intravital microscopy. Intravital microscopy is technically challenging in a moving organ such as the lung. We demonstrate how simultaneous brightfield and fluorescent microscopy may be used to estimate endothelial surface layer thickness in a freely-moving in vivo mouse lung.

Nella misura in vivo della superficie polmonare strato endoteliale mouse

The endothelial glycocalyx is a layer of proteoglycans and associated glycosaminoglycans lining the vascular lumen. In vivo, the glycocalyx is highly ...

Slow-release Drug Delivery through Elvax 40W to the Rat Retina: Implications for the Treatment of Chronic Conditions

Diseases of the retina are difficult to treat as the retina lies deep within the eye. Invasive methods of drug delivery are often needed to treat these diseases. Chronic retinal diseases such as retinal oedema or neovascularization usually require multiple intraocular injections to effectively treat the condition. However, the risks associated with these injections increase with repeated delivery of the drug. Therefore, alternative delivery methods need to be established in order to minimize the risks of reinjection. Several other investigations have developed methods to deliver drugs over extended time, through materials capable of releasing chemicals slowly into the eye. In this investigation, we outline the use of Elvax 40W, a copolymer resin, to act as a vehicle for drug delivery to the adult rat retina. The resin is made and loaded with the drug. The drug-resin complex is then implanted into the vitreous cavity, where it will slowly release the drug over time. This method was tested using 2-amino-4-phosphonobutyrate (APB), a glutamate analogue that blocks the light response of the retina. It was demonstrated that the APB was slowly released from the resin, and was able to block the retinal response by 7 days after implantation. This indicates that slow-release drug delivery using this copolymer resin is effective for treating the retina, and could be used therapeutically with further testing.

This paper details how Elvax 40W can be used as a slow-release method for drug delivery to the adult rat retina. The protocol for preparing, loading, and delivering the drug-resin complex to the eye is described.

Lento rilascio Drug Delivery attraverso Elvax 40W al Rat Retina: Implicazioni per il trattamento di condizioni croniche

Diseases of the retina are difficult to treat as the retina lies deep within the eye. Invasive methods of drug delivery are often needed to treat these ...

Measurement of the Pressure-volume Curve in Mouse Lungs

In recent decades the mouse has become the primary animal model of a variety of lung diseases. In models of emphysema or fibrosis, the essential phenotypic changes are best assessed by measurement of the changes in lung elasticity. To best understand specific mechanisms underlying such pathologies in mice, it is essential to make functional measurements that can reflect the developing pathology. Although there are many ways to measure elasticity, the classical method is that of the total lung pressure-volume (PV) curve done over the whole range of lung volumes. This measurement has been made on adult lungs from nearly all mammalian species dating back almost 100 years, and such PV curves also played a major role in the discovery and understanding of the function of pulmonary surfactant in fetal lung development. Unfortunately, such total PV curves have not been widely reported in the mouse, despite the fact that they can provide useful information on the macroscopic effects of structural changes in the lung. Although partial PV curves measuring just the changes in lung volume are sometimes reported, without a measure of absolute volume, the nonlinear nature of the total PV curve makes these partial ones very difficult to interpret. In the present study, we describe a standardized way to measure the total PV curve. We have then tested the ability of these curves to detect changes in mouse lung structure in two common lung pathologies, emphysema and fibrosis. Results showed significant changes in several variables consistent with expected structural changes with these pathologies. This measurement of the lung PV curve in mice thus provides a straightforward means to monitor the progression of the pathophysiologic changes over time and the potential effect of therapeutic procedures.

Here we present a protocol to simply and reliably measure the lung pressure-volume curve in mice, showing that it is sufficiently sensitive to detect phenotypic parenchymal changes in two common lung pathologies, pulmonary fibrosis and emphysema. This metric provides a means to quantify the lung&#8217;s structural changes with developing pathology.

Misura della curva di pressione-volume in mouse polmoni

In recent decades the mouse has become the primary animal model of a variety of lung diseases. In models of emphysema or fibrosis, the essential ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor initiation, metastasis and resistance to radio- and chemotherapy. Here we describe a specific methodology for culturing primary human pancreatic CSCs as tumor spheres in anchorage-independent conditions. Cells are grown in serum-free, non-adherent conditions in order to enrich for CSCs while their more differentiated progenies do not survive and proliferate during the initial phase following seeding of single cells. This assay can be used to estimate the percentage of CSCs present in a population of tumor cells. Both size (which can range from 35 to 250 micrometers) and number of tumor spheres formed represents CSC activity harbored in either bulk populations of cultured cancer cells or freshly harvested and digested tumors 1,2. Using this assay, we recently found that metformin selectively ablates pancreatic CSCs; a finding that was subsequently further corroborated by demonstrating diminished expression of pluripotency-associated genes/surface markers and reduced in vivo tumorigenicity of metformin-treated cells. As the final step for preclinical development we treated mice bearing established tumors with metformin and found significantly prolonged survival. Clinical studies testing the use of metformin in patients with PDAC are currently underway (e.g., NCT01210911, NCT01167738, and NCT01488552). Mechanistically, we found that metformin induces a fatal energy crisis in CSCs by enhancing reactive oxygen species (ROS) production and reducing mitochondrial transmembrane potential. In contrast, non-CSCs were not eliminated by metformin treatment, but rather underwent reversible cell cycle arrest. Therefore, our study serves as a successful example for the potential of in vitro sphere formation as a screening tool to identify compounds that potentially target CSCs, but this technique will require further in vitro and in vivo validation to eliminate false discoveries.

Pancreatic cancer stem cells (CSCs) can be expanded in vitro using the anchorage-independent sphere culture technique, which represents a powerful tool to study CSC biology and can serve as the first step to develop novel CSC-targeting therapies. Here the methodology for expanding, analyzing and targeting of pancreatic CSCs is provided.

Studiare cancro del pancreas staminali caratteristiche cellulari per lo sviluppo di nuove strategie di trattamento

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control seizures. However, a significant minority of patients continues to exhibit post-operative seizures, even in those cases in which the suspected source of seizures has been correctly localized and resected. The protocol presented here combines a clinical procedure routinely employed during the pre-operative evaluation of temporal lobe epilepsy (TLE) patients with a novel technique for network analysis. The method allows for the evaluation of the temporal evolution of mesial network parameters. The bilateral insertion of foramen ovale electrodes (FOE) into the ambient cistern simultaneously records electrocortical activity at several mesial areas in the temporal lobe. Furthermore, network methodology applied to the recorded time series tracks the temporal evolution of the mesial networks both interictally and during the seizures. In this way, the presented protocol offers a unique way to visualize and quantify measures that considers the relationships between several mesial areas instead of a single area.

This protocol describes a procedure to track the evolution of mesial network measures in temporal lobe epilepsy (TLE) patients. It is based on the combination of intracranial recordings with a novel numerical technique for data analysis. Specifically, we present a protocol for network analyses of foramen ovale recordings.

Network Analysis di forame ovale elettrodi Recordings in farmaco-resistenti epilessia del lobo temporale pazienti

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control ...

Preparation Steps for Measurement of Reactivity in Mouse Retinal Arterioles Ex Vivo

Vascular insufficiency and alterations in normal retinal perfusion are among the major factors for the pathogenesis of various sight-threatening ocular diseases, such as diabetic retinopathy, hypertensive retinopathy, and possibly glaucoma. Therefore, retinal microvascular preparations are pivotal tools for physiological and pharmacological studies to delineate the underlying pathophysiological mechanisms and to design therapies for the diseases. Despite the wide use of mouse models in ophthalmic research, studies on retinal vascular reactivity are scarce in this species. A major reason for this discrepancy is the challenging isolation procedures owing to the small size of these retinal blood vessels, which is ~ &#8804; 30 &#181;m in luminal diameter. To circumvent the problem of direct isolation of these retinal microvessels for functional studies, we established an isolation and preparation technique that enables ex vivo studies of mouse retinal vasoactivity under near-physiological conditions. Although the present experimental preparations will specifically refer to the mouse retinal arterioles, this methodology can readily be employed to microvessels from rats.

Preparation Steps for Measurement of Reactivity in Mouse Retinal Arterioles Ex Vivo

Many vision-threatening ocular diseases are associated with dysfunctional retinal microvessels. Therefore, the measurement of retinal arteriole responses is important to investigate the underlying pathophysiological mechanisms. This article describes a detailed protocol for mouse retinal arteriole isolation and preparation to assess the effects of vasoactive substances on vascular diameter.

Procedura di preparazione per la misura della reattività in Mouse arteriole retiniche Ex Vivo

Vascular insufficiency and alterations in normal retinal perfusion are among the major factors for the pathogenesis of various sight-threatening ocular ...

Complete and Partial Aortic Occlusion for the Treatment of Hemorrhagic Shock in Swine

Hemorrhage remains the leading cause of preventable deaths in trauma. Endovascular management of non-compressible torso hemorrhage has been at the forefront of trauma care in recent years. Since complete aortic occlusion presents serious concerns, the concept of partial aortic occlusion has gained a growing attention. Here, we present a large animal model of hemorrhagic shock to investigate the effects of a novel partial aortic balloon occlusion catheter and compare it with a catheter that works on the principles of complete aortic occlusion. Swine are anesthetized and instrumented in order to conduct controlled fixed-volume hemorrhage, and hemodynamic and physiological parameters are monitored. Following hemorrhage, aortic balloon occlusion catheters are inserted and inflated in the supraceliac aorta for 60 min, during which the animals receive whole-blood resuscitation as 20% of the total blood volume (TBV). Following balloon deflation, the animals are monitored in a critical care setting for 4 h, during which they receive fluid resuscitation and vasopressors as needed. The partial aortic balloon occlusion demonstrated improved distal mean arterial pressures (MAPs) during the balloon inflation, decreased markers of ischemia, and decreased fluid resuscitation and vasopressor use. As swine physiology and homeostatic responses following hemorrhage have been well-documented and are like those in humans, a swine hemorrhagic shock model can be used to test various treatment strategies. In addition to treating hemorrhage, aortic balloon occlusion catheters have become popular for their role in cardiac arrest, cardiac and vascular surgery, and other high-risk elective surgical procedures.

Here, we present a protocol demonstrating a hemorrhagic shock model in swine that uses aortic occlusion as a bridge to definitive care in trauma. This model has application in testing a wide range of surgical and pharmacological therapeutic strategies.

Completa e parziale occlusione aortica per il trattamento dello Shock emorragico nei suini

Hemorrhage remains the leading cause of preventable deaths in trauma. Endovascular management of non-compressible torso hemorrhage has been at the ...

The Use of Mixed Reality in Custom-Made Revision Hip Arthroplasty: A First Case Report

The technology of 3D printing and visualization of anatomical structures is rapidly growing in various fields of medicine. A custom-made implant and mixed reality were used to perform complex revision hip arthroplasty in January 2019. The use of mixed reality allowed for a very good visualization of the structures and resulted in precise implant fixation. According to the authors' knowledge, this is the first described case report of the combined use of these two innovations. The diagnosis preceding the qualification for the procedure was the loosening of the left hip's acetabular component. Mixed reality headset and holograms prepared by engineers were used during the surgery. The operation was successful, and it was followed by early verticalization and patient rehabilitation. The team sees opportunities for technology development in joint arthroplasty, trauma, and orthopedic oncology.

A complex revision hip arthroplasty was performed using a custom-made implant and mixed reality technology. According to the authors&#39; knowledge, this is the first report of such procedure described in the literature.

L'uso della realtà mista nell'artroplastica dell'anca di revisione su misura: un primo caso clinico

The technology of 3D printing and visualization of anatomical structures is rapidly growing in various fields of medicine. A custom-made implant and mixed ...

Surgical Treatment of an Endolymphatic Sac Tumor

Endolymphatic sac tumors (ELST) are low-grade papillary adenocarcinoma originating from the endolymphatic sac. Usually slow-growing, with local aggressiveness and a low risk of distant metastases, ELST can be sporadic but also frequently associated with von Hippel Lindau disease. The current treatment of ELST is primarily surgical resection. A 55-year-old woman accessed our otologic tertiary level referral center for a sudden worsening of hearing loss in her left ear and vertigo. A magnetic resonance (MRI) and computer tomography scan study subsequently showed a mass in the petrous bone; hence, the presence of an ELST was hypothesized. After embolization of the mass, the patient underwent surgical removal of the lesion. The resection of the mass was done through a translabirinthine approach, with an uneventful procedure. No residual disease remained after surgery. After 24 months of radiologic follow up with MRI, there are no signs of recurrence disease. This paper reports the management of this sporadic ELST, as well as the follow up results, providing clinicians this protocol for the handling of such a challenging otologic skull base surgery and rare disease.

Here, we discuss clinical and radiological features of endolymphatic sac tumors and report the methodology and results of a surgical removal in a case in care at our otologic referral center.