視神経炎患者における脱髄次のVisual損傷と修復を特定し、定量化するために、動的なビジュアルテスト

要約

モーション（OFM）および時間に制約のあるステレオプロトコルからオブジェクトを一意視神経炎患者で影響を受けている単眼と両眼視機能の動的赤字を識別するために敏感なツールです。さらに、これらの試験は、視覚経路に沿った髄鞘形成の程度を評価するために定量的な非侵襲性ツールとして使用することができる。

要約

視神経炎の患者をフォローし、その治療の有効性を評価するために、正確かつ便利な定量化ツールは、中枢神経系（CNS）における髄鞘形成の変化を評価する必要がある。しかし、日常的ビジュアルテストやMRIスキャンなどの標準測定値は、この目的のために十分な感度ではありません。我々は密接に視覚的な経路に沿って髄鞘の程度と関連することができる動的な単眼と両眼の機能に対処する2ビジュアルテストを提示する。これらには、モーション（OFM）の抽出と時間に制約のあるステレオプロトコルからオブジェクトが含まれています。 OFM試験では、ドットのアレイが画像左方向外側に、またはその逆にドットを移動しながら、画像内のドットを右方向に移動させることにより、物体を構成する。ドットパターンは、ドットが静止しているか、全体として移動するときに検出することができないカムフラージュオブジェクトを生成する。重要なことは、物体認識、動きの知覚に大きく依存する。時間に制約のある中ステレオプロトコルは、空間的に異なる画像が時間的に両眼3次元集積に挑戦、時間の限られた長さのために提示されています。両方のテストは、臨床使用に適しており、視覚的な経路に沿って脱髄および再ミエリン化のプロセスを識別し、定量化するためのシンプルでありながらパワフルな方法を提供します。これらのプロトコルは、視神経炎および多発性硬化症患者を診断し、従うことが効率的である。

診断プロセスでは、これらのプロトコルは、現在の標準のVisual測定によって識別することができない視覚的な赤字を公開してもよい。さらに、これらのプロトコルは敏感に視力の回復を以下の患者の現在原因不明の継続的な視覚的な苦情の根拠を特定する。長手フォローアップコースにおいて、プロトコルは、時間に沿った脱髄及び髄鞘再形成過程の感受性マーカーとして使用することができる。これらのプロトコルは、従って、現在、進化の治療の有効性を評価するために使用することができるtrategies、CNSのミエリン形成をターゲットに。

概要

組織変性と修復を追跡するためのモデルとして視神経炎

多発性硬化症（MS）は、中枢神経系（CNS）の慢性炎症性神経変性疾患であり、先進国における若年成人における非外傷性神経障害の主な原因である。脱髄は、MSの最も特徴的病理組織学的な特徴と考えられている。最近の研究は、しかし、MSはまた、初期の神経軸索損傷^1-3と神経変性疾患であることを明らかにした。

視神経炎（ON）、視神経の炎症は、提示MS患者の20％において症状およびそれらの寿命⁴中にMSの経験からONの少なくとも一つのエピソードを患っている人々の少なくとも50％である。常に臨床症状に相関しないMS病変の他の場所とは違って、視神経の脱髄性エピソードは、通常、急性の視力低下の特徴的な症状になる。 GMSとその顕著な臨床的特徴との併存をiven、ONは組織変性と修復し、単一のMS病変での結果を追跡するためのユニークな機会を提供しています。

インビボでの組織変性および修復を追跡するための改良された方法の必要性

MS内の病理学的研究では、軸索切断とその後の軸索変性の主な原因として、脱髄を巻き込む。再ミエリンは変性から脱髄軸索のを防ぐことができ、しかしながら、効果的な再ミエリン化を繰り返し攻撃の結果として制限されてもよい。したがって、MSにおける現在および進化の神経保護および再生治療戦略が新たな攻撃を防ぐことおよびCNS ⁵で再ミエリンプロセスを促進することを目的としている。

視神経炎の患者をフォローアップし、その治療の有効性を評価するために、CNSにおけるミエリン形成の変化を定量化するための微細なツールが必要である。しかし、スタンドルーチンビジュアルテストやMRIスキャンなど、ARDの測定は、この目的のために十分な感度ではありません。ルーチンビジュアルテスト（ すなわち 。視力、感度、視野、および色知覚コントラスト）は脱髄繊維^6,7の役割である、視覚的な経路に沿って減少し、入力突起の例を明らかにしますが、遅延投影率を識別することと小文字は区別されません可能性。疾患の特徴であるのT2高信号病変は、浮腫、炎症、脱髄、軸索損失とグリオーシスの残留物から生じるので、脱髄および他の脳の病変を区別することはできません。さらに、標準的なMRIを定性的組織コントラストを明らかにするように設計されている。これらの異常な組織の位置を特定するために十分であるが、それらは定量的組織特性を評価するには不十分である。

動的な視覚テストは、脱髄および再ミエリン化のマーカーとして使用することもできる

私たちは主張しているその動的な視覚機能は、視覚的な経路に沿って投影レイテンシの変化を特定し、定量化するための静的関数よりも適切である。静的および動的な視覚機能の達成が視覚入力投影の十分な量が必要ですが、唯一の動的な視覚機能は、投影速度に依存します。視神経の脱髄は、このように運動を知覚するためには視覚入力を迅速に伝送する必要性が関与し、むしろ静的な視覚機能よりもダイナミックな影響を与える可能性がある。

我々は密接に視覚的な経路に沿って投影待ち時間に関連することができる単眼と両眼視機能を評価するために、2の行動のタスクを開発しました。これらには、モーション（OFM）の抽出と時間に制約のあるステレオプロトコルからオブジェクトが含まれています。

OFM試験では、ドットのアレイが画像左方向外側に、またはその逆にドットを移動しながら、画像内のドットを右方向に移動させることにより、物体を構成する。ドットPAtternはドットが静止しているか、全体的に移動する際に検出することができませんカムフラージュオブジェクトを生成します。重要なことは、物体認識、動きの知覚に依存する。標準視覚機能が⁸回復^していたがOFMプロトコルを使用して、我々は、視神経炎の攻撃を明らかにしても12ヶ月は、患者への影響を受けた目には持続的な財政赤字を示した。さらに、障害のあるパフォーマンスは（脱髄を反映して、遅れP100）遅延conductionsと関連していたし、運動知覚の向上が再ミエリン化を反映した伝導率（の短縮と相関していた、相関係数Fの計算に線形最小二乗回帰= 27.3、P = 0.0005; R = ^-0.87）9。

現在提示OFMプロトコルは、試験ショートニングを含む自動出力ファイルをもたらすためにテストソフトウェアを調整し、動きをもたらすことが臨床使用のためのテストを適合させるために更新されたsensitivITYスコア。

両眼視での投影レイテンシの影響を評価するために、時間に制約のあるステレオプロトコルが開発されました。このプロトコルでは、空間的に異なる画像が時間的に両眼の統合に挑戦、時間の限られた長さのために提示されています。この試験により、影響を受けた神経における脱髄に、両眼からの情報は即座に、両眼の統合を損なう異なる時点で皮質に到達するという仮説をテストするために設計した。患者（の攻撃を1〜2.5年）に回復し、我々はほとんどの患者は、標準的な静的なステレオタスクにそのままパフォーマンスレベルを有していたことが示されているのグループのテスト;時間に制約のあるステレオタスクのパフォーマンスは、多くの場合¹⁰に損なわれた。

OFMと時間に制約のあるステレオ·プロトコルは、視覚的な経路に沿って脱髄および再ミエリン化のプロセスを識別し、定量化するためのシンプルでありながらパワフルな方法を提供します。これらのプロトコルのMAYは、コンピュータベースのプロトコルを使用して簡単に使用して、コスト効果の高い方法で、ONとMS患者を診断し、フォローアップするために効率的である。

プロトコル

プロトコルは、ヒト対象における研究のためのハダサヘブライ大学倫理委員会のガイドラインに従っています。患者が眼鏡（矯正視力）を着用しながら、試験結果に近視または屈折誤差の影響を回避するために、プロトコルが実行されるべきである。

モーション（OFM）プロトコルからオブジェクト：

1。テストの開始と指示対象

1. 対象のコンピュータの画面の前で50センチメートル装着します。
2. OFMソフトウェアを起動します。
3. 彼は運動に定義されたオブジェクトが表示されます件名に指示します。 「A」キーを押してから口頭で、知覚オブジェクトに名前を付けることで正しいし、できるだけ速く応えるために彼に指示します。
4. 応答に続いて、「スペースバーを押します」を示す画面が表示されます。次の刺激を特定する準備ができて、スペースバーを押して、被写体を指示する。
5. 刺激が非常に難しいからperceivで表示されることが対象に説明E速度や一部の知覚が容易なもので。

2。学習フェーズ

コマンドラインで「学習OFM」と入力します。対象は現在、4例刺激が表示されます。被検者の両眼が開いているとき、この相が行われる。

3。テストフェーズ

一般に、各OFM試験は、20の刺激を含む。すべては最初の4ピクセル/秒の最低速度で発表されています。認識されていないものは、その後5.5ピクセル/秒の次の速度で発表される予定です。認識されていないものは、それから7.5ピクセル/秒というように、10ピクセル/秒を経由せ、13.5ピクセル/秒の次の速度、18ピクセル/秒であり、24.5ピクセル/秒の最速の速度まで表示されます。速度は指数Y = 3 * E ^0.3に基づいて定義されていた。一定の速度の5つの連続した​​刺激が認識されなかった場合は、次の刺激が患者の不満を回避するために、次のより速い速度で発表される予定。目認識は（刺激当たりの速度のより多くの通過を必要とする）悪化しているように、一般的に長いテスト期間を短縮することになりますされています。

1. 眼帯で覆い、被験者の1目。すべてのアイパッチは、それが完全なカバレッジを提供するように十分である。
2. コマンドラインで「OFMオブジェクト」を入力してください。
3. 1の刺激セットを選択してください（ソフトウェアは4刺激セットが含まれ、各セットは20種類のオブジェクトが含ま選択はランダムであってもよいが、あなたがテストされ、目のそれぞれについて、異なる刺激セットを適用することを確認してください;。で、その後の学習時間のポイントの異なる刺激セットを適用縦査定例）。
4. 対象者の名前を入力するように求めるプロンプトが、被検眼とテストの日付が表示されます。必要な情報を入力します。
5. 慎重に対象を監視し、次のように、彼女/彼は、タスクを完了するまでの間、対象に応答します。
   1. 刺激は被験者がkeyboの「A」ボタンを押す必要があります表示されたら提示された刺激の身元をARDと名前。
   2. 正解または不正解のため、マウスの右ボタンのマウスの左ボタンを押してください。
   3. 対象は、次の刺激の開始のために、キーボードの「スペースバー」を押す。
   4. セット内のすべての20の刺激がどちら認識​​も最も速い速度で発表されるまで、この手順は、（3.5.1-3.1.5.3ステップ）続けています。
6. 刺激の異なるセットを使用して、対象者の第2の眼に対する（ステップ3.1から）全体の手順を繰り返します。

時間に制約のあるステレオプロトコル：

1。テストの開始と指示対象

1. 対象のコンピュータの画面の前で50センチメートル装着します。
2. ステレオソフトウェアを起動します。
3. 彼は3次元（3D）形状が提示され、可能な限り正確かつ高速に認識される形状に名前を付ける必要があること主題を指示する。円、正方形：形状は、次のいずれかになります。、三角形、またはスター。
4. 刺激がものを知覚するための条件を知覚またはいくつかのより簡単にするのは非常に困難で表示されることが対象に説明してください。
5. 3Dメガネを着用する対象を指示する。
6. 部屋の軽量化をオフにします。

2。学習フェーズ

コマンドラインで「学習ステレオ」と入力します。対象は現在、最長の刺激の持続時間（500ミリ秒）で、最も容易な格差（アークの840秒）の条件で発表された各々の形状の4回繰り返し、が表示されます。 3Dプレゼンテーション条件に続いて、2次元のプレゼンテーションは、各形状のために従います。後者では、図形の輪郭をマーキングラインは必ず、被験者が提示された形状の寸法を感知するために、追加されます。この簡単な条件では成功しなかった被験者は、次の段階でテストされることはありません。

3試験フェーズ：両眼視差の関数としての立体視知覚

4形状120、300、540、および円弧の840秒：Sは4つの異なる視差条件で500ミリ秒のために提示されます。

1. コマンドラインで「ステレオ格差」を入力します。
2. 対象者の名前とテストの日付を入力するよう求めるプロンプトが表示されます。必要な情報を入力します。
3. 刺激が表示されます
4. サブジェクト名発表形状。応答は、キーボタン1-4（ すなわちにて審査官によって符号化される。1,2,3、または「円」、「四角」、「三角形」、又は「αの被験者の言葉による応答のための4キーボタンを押す）は、それぞれ、「スター。による照明条件と、被写体が3D眼鏡をかけているという事実のために、彼）は、自らの応答をコーディングすることができない。
5. 対象は、次の刺激に続行するには何かキーを押す。刺激提示の順序はランダムです。

4。テストフェーズ

刺激提示時間の関数としての立体視知覚。 4形状は540と8の格差のために提示される40、60のいずれかでの円弧の40秒、または100ミリ秒の持続時間。

1. コマンドラインで「ステレオ再生時間」を入力します。
2. 繰り返して3.2から3.5を繰り返します。

結果

OFMプロトコル

プロトコルは、自動的に被検者の応答を要約し、テキストフ​​ァイルになる。結果は、2つの方法で分析することができます。

総スコア：各刺激は、刺激提示の重みが割り当てられ、すべての識別された刺激の重みの和は、被験者の応答のスコアとして設定される。特定の刺激の重量はより低い速度に対してより高い重みで、刺激の速?...

ディスカッション

視神経炎は、急性視力低下を引き起こし、視神経の脱髄性疾患である。標準のVisualテスト^1を使用する際に過渡的と考えますが、患者が日常の視覚的なタスクを実行する際に困難を感じるし続けています。我々は、動的な視覚テストは、これらの持続的な赤字を特定し、定量化することが適切であると主張している。動的ではなく静的な視覚機能が投影率に依存し、脱髄次遅れ投影に?...

資料

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