1. A medição de Supressão <ol><li> Antes de iniciar a medição de supressão, dar as instruções detalhadas do paciente (ver 1.8) e mostrar os estímulos visuais relativas a passos 1,2-1,8 abaixo na tela do laptop. Todos os pacientes devem usar correcção refractiva completo (óculos / lentes de contacto) em todo o processo, adequadamente ajustado para a distância de trabalho. </li><li> Os óculos de proteção (eMagin 8700) deve ser instalado para o paciente (por cima dos óculos / lentes de contato) e devidamente ajustado. Certifique-se de que as telas sentar paralela à superfície ocular. As telas podem ser ajustadas para ter em conta a distância interpupilar de cada paciente. Instruções para ligar e calibrar os óculos podem ser encontrados aqui: <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> Os estímulos consistem de duas populações de pontos em movimento, uma população moving em uma direção comum (os &#39;sinais&#39; pontos) e outra em movimento, em direções aleatórias (o &quot;ruído&quot; pontos). A tarefa do observador é relatar a direção do sinal. Dificuldade da tarefa é manipulada fazendo variar a proporção relativa de sinal para os pontos de ruído no estímulo. </li><li> Os programas personalizados Matlab que controlam essas medidas utilizar um 3-down procedimento escada 1-up. Existem duas fases distintas de medição. A primeira proporciona um patamar binocular, isto é, o número de pontos de sinal de limiar necessárias quando os dois pontos de sinal e ruído são apresentados para ambos os olhos de alto contraste. O segundo programa mede o desequilíbrio de contraste necessário para atingir o limiar mesmo quando as populações de pontos são apresentados para os olhos separados. </li><li> Diferentes imagens são exibidas nas telas de óculos por meio do uso de um DualHead2Go Matrox, (Montreal, Canadá) do dispositivo. </li><li> Para começar a avaliação supressão, primeiro medir o limiar binocular. Aqui, o mesmo ar estímulos visuaise mostrada em ambos os olhos e o número mínimo de pontos de sinal necessárias para avaliar com precisão a direcção do movimento do ponto é medida. </li><li> Para alinhar os olhos, as telas irá mostrar uma cruz meia preta em cada olho contra uma tela branca. Usando o teclado, o paciente é convidado a mover a metade da cruz visto pelo olho amblíope, até que ele se alinhe com o meia vista pelo outro olho. É importante que o paciente é avisado de que a imagem vista pelo olho amblíope poderá ficar desfocada, mas é o alinhamento que é importante. Se a imagem em movimento desaparece de vista pedir ao paciente para piscar com mais freqüência, pois isso pode aumentar a visibilidade da imagem. Alinhamento exacto ocular (valores de pixels) pode ser extraído depois de cada medição para determinar a reprodutibilidade desta tarefa. </li><li> Uma vez que o paciente relata que as cruzes meia estão alinhadas, o processo de medição pode começar. Cada medição leva cerca de três minutos para completar. Cinco medições escadaria curtas são completed para cada uma das duas partes da medição. As seguintes instruções devem ser dadas antes da medição começa: </li><li> Instruções para o observador: &quot;Durante este teste, você será solicitado a fazer um julgamento sobre a direção das imagens em movimento.&quot; &quot;Você vai ver um grupo de pontos brancos / cinza sobre um fundo cinza. Após cada apresentação eu vou pedir-lhe para decidir se os pontos são na sua maioria se movendo para a esquerda ou direita usando as teclas de seta esquerda e direita no teclado na frente de você . &quot; &quot;Existem dois grupos de pontos, alguns mover-se suavemente para a esquerda ou para a direita (os pontos de sinal), o outro grupo parece mover-se em direcções aleatórias&quot;. &quot;Por favor, tente para decidir qual direção os pontos de sinal estão se movendo em (direita ou esquerda), entre a confusão dos pontos aleatórios.&quot; &quot;Como você continuar a tomar decisões o número de pontos aleatórios irá aumentar, tornando-o mais difícil de ver os pontos de sinal, quando ele fica tão difícil que você não pode dizer o sentido, por favor, basta tero seu melhor palpite &quot;. </li><li> A primeira medição pode agora começar. Uma boa instrução &quot;última hora&quot; é para lembrar o participante a piscar regularmente (&quot;um bom tempo para piscar é quando você pressiona o botão&quot;). </li><li> Cinco medições utilizando o paradigma escadaria binocular são feitas agora. Alinhamento ocular é repetido antes de cada medição é iniciada. </li><li> O resultado de cada medição é o número limite de pontos de sinal (de 100 pontos no total) necessários para julgar corretamente a direção quando ambos os olhos ver os mesmos estímulos. O programa também relata a gama de respostas como erro padrão da medição. </li><li> Para a medição seguinte, a escadaria contraste, os cinco resultados das escadas binocular é calculada a média e o limiar resultante define o número de pontos de sinal apresentada ao olho amblíope. Os pontos remanescentes de ruído são apresentados para o olho não amblíope em diferentes contrastes para avaliar a supressão. </li><li> Para esta medição do olho amblíopevê sempre pontos de alto contraste enquanto que o contraste dos pontos de ruído mostrado para o olho não amblíope é variada através de um procedimento escada. No início da escadaria de um número fixo de pontos de sinal (obtido a partir do passo 1.11) são mostrados a olho amblíope em contraste de 100%, e o restante número de pontos de ruído são mostradas para o olho contralateral em contraste 0% (isto é, sem pontos de ruído são visíveis, resultando na supressão do mínimo). Identificação correcta dos resultados do sinal de ponto de direcção em um aumento no contraste dos pontos de ruído mostrado para o outro olho de acordo com o algoritmo de escada 3 para baixo 1-up. Ao longo da medição, o contraste dos pontos de ruído mostrados para o outro olho é variada pela escada até o desempenho da tarefa converge em 79% correto. Isto indica que os pontos de sinal e ruído são combinados entre os dois olhos, para produzir o mesmo nível de desempenho da tarefa que foi observado em condições de visão binocular (passo 1.11). A razão entre o contraste deos pontos de sinal apresentada ao olho amblíope (sempre de 100%) em relação ao outro lado dos pontos de ruído mostrado para o olho contralateral ao limiar é uma medida do ponto de equilíbrio. Aumentando o contraste dos pontos de ruído mostrado para o outro olho acima deste ponto iria resultar na supressão dos pontos de sinal apresentada ao olho amblíope e prejuízo no desempenho da tarefa. </li><li> Cinco medições são feitas do desequilíbrio de contraste e um resultado médio é calculado. O resultado informa o examinador sobre o nível de desequilíbrio de contraste que é necessário superar a supressão e permitir que o olho amblíope e outro olho para ver os pontos simultaneamente. </li></ol> 2. Usando este método de treinamento <ol><li> O desequilíbrio contraste encontrado no passo acima de 1,14 pode ser usado como um ponto de partida para um regime de formação. O treinamento envolve a integração do uso de imagens dichoptic com o desequilíbrio de contraste em um formato de vídeo game (&quot;Tetris&quot;). O videogame pode ser implementado emou os óculos de realidade virtual ou em um iPod Touch. </li><li> O vídeo jogo de tetris envolve uma série de blocos de queda, montados para formar linhas completas. O olho amblíope vê blocos contraste completo, e outro olho vê imagens de contraste reduzidos. As informações apresentadas a cada olho deve ser percebida simultaneamente para o jogo de sucesso. </li><li> Ao longo do tempo como o regime de formação continua a desequilíbrio de contraste é reduzida com o aumento do contraste para o outro olho, o que torna mais difícil para o sistema visual para ultrapassar a supressão causada por mais imagens semelhantes dichoptic. </li><li> Duração da formação deve ser de 1-2 horas por dia e deve ser continuado até que não haja mais melhorias no desequilíbrio de contraste (aumento de contraste apresentada ao olho contralateral) é observada. Durante o regime de formação, verificações de função monocular e binocular deve ser feita regularmente (determinado pela idade da paciente e da condição subjacente). Testes de acuidade visual monocular estereopsia,e testes padrão de supressão são particularmente importantes para relatar o progresso. </li></ol>

<ol>
	<li>Webber, A. L., Wood, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amblyopia:+prevalence,+natural+history,+functional+effects+and+treatment.">Amblyopia: prevalence, natural history, functional effects and treatment.</a> Clin. Exp. Optom. 88, 365-375 (2005).</li><li>Dirani, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+refractive+error+in+Singaporean+Chinese+children:+the+strabismus,+amblyopia,+and+refractive+error+in+young+Singaporean+Children+(STARS)+study.">Prevalence of refractive error in Singaporean Chinese children: the strabismus, amblyopia, and refractive error in young Singaporean Children (STARS) study.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 51, 1348-1355 (2010).</li><li>Group, M.-e. P.E.D.S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+amblyopia+and+strabismus+in+African+American+and+Hispanic+children+ages+6+to+72+months+the+multi-ethnic+pediatric+eye+disease+study.">Prevalence of amblyopia and strabismus in African American and Hispanic children ages 6 to 72 months the multi-ethnic pediatric eye disease study.</a> Ophthalmology. 115, 1229-1236 (2008).</li><li>Hess, R. F., Li, X., Lu, G., Thompson, B., Hansen, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contrast+dependence+of+the+cortical+fMRI+deficit+in+amblyopia;+a+selective+loss+at+higher+contrasts.">The contrast dependence of the cortical fMRI deficit in amblyopia; a selective loss at higher contrasts.</a> Hum. Brain Mapp. 31, 1233-1248 (2010).</li><li>Li, X., Dumoulin, S. O., Mansouri, B., Hess, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+deficits+in+human+amblyopia:+their+regional+distribution+and+their+relationship+to+the+contrast+detection+deficit.">Cortical deficits in human amblyopia: their regional distribution and their relationship to the contrast detection deficit.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 48, 1575-1591 (2007).</li><li>Mansouri, B., Thompson, B., Hess, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+suprathreshold+binocular+interactions+in+amblyopia.">Measurement of suprathreshold binocular interactions in amblyopia.</a> Vision Res. 48, 2775-2784 (2008).</li><li>Agrawal, R., Conner, I. P., Odom, J. V., Schwartz, T. L., Mendola, J. 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As técnicas descritas neste manuscrito formar a base de duas patentes detidas pela BT e IRA, uma das quais é também realizada por JC e LT.

As técnicas de supressão de medição e de tratamento descritas no presente documento dependem criticamente manipulação do contraste das imagens vistas por cada olho. Especificamente, o desequilíbrio de contraste em relação à qual interocular combinação binocular ocorre, isto é, o &quot;ponto de equilíbrio de contraste&quot;, fornece uma medida de supressão 6,11,17. Além disso, por exposição repetida pacientes com ambliopia e supressão de &quot;equilibradas&quot; estímulos visuais, é possível reduzir a supressão e potencialmente melhorar a função visual monocular e binocular 12,15,16. Estas técnicas representam um avanço na medição de supressão e uma nova abordagem para tratamento da ambliopia, respectivamente. Actualmente disponíveis testes clínicos para avaliar a supressão, tais como o teste de luzes Worth 4 e as lentes Bagolini estriados avaliar se a supressão está presente ou ausente, e outros testes, tais como a barra de sbisa quantificar o nível de supressão com a utilização de neutroOs filtros de densidade. A nossa técnica proporciona informação clínica adicional, permitindo a supressão da força a ser quantificada com precisão. Ambliopia, que é frequentemente associada com a supressão, é geralmente tratado por ocluir o olho não amblíope ou degradar a imagem do olho não amblíope, a fim de incentivar o uso do olho amblíope 18. Embora esta técnica é eficaz em melhorar a função olho amblíope 18, ele não trata diretamente os déficits binocular associados com ambliopia. Nossa técnica visa diretamente a função visual binocular e nós descobrimos que esta abordagem pode melhorar tanto monocular e binocular função em pacientes adultos com ambliopia 12,15,16. Os métodos de medição e de tratamento descritas são adequados para utilização em adultos e crianças, embora os jogos podem ter de ser adaptados para uso em mais jovens da população pediátrica. Estamos actualmente a desenvolver jogos adicionais para este propósito. Nossotécnicas têm limitações. Alguns pacientes com uma supressão de estrabismo e forte acham difícil alinhar as imagens mostradas para cada olho, no início do protocolo de medição da supressão. Embora seja possível para tais pacientes para alinhar as 17 imagens, este pode ser demorado. Com relação ao tratamento, é importante trabalhar ao lado de um médico qualificado em todo o regime de treinamento, e para considerar o risco de diplopia (visão dupla) se a supressão é reduzida. O nosso trabalho anterior sobre este método de tratamento tem-se centrado em pacientes com anisometropia ou pequeno ângulo de estrabismo e nenhum dos doentes desenvolveu diplopia, no entanto, o risco de diplopia devem ser cuidadosamente consideradas pelo médico qualificado em um paciente por cada doente antes do tratamento é administrado . Ao configurar as técnicas para a primeira vez que é importante para assegurar que todas as ligações de hardware são seguras e que todos os condutores são relevantes emestagnou e atualizado no computador host. Também é importante o uso de um computador equipado com uma placa de vídeo que é compatível com a placa gráfica Matrox descrito no protocolo e que suporta uma resolução de tela de 1600x600 (uma vez que os drivers são instalados Matrox) para garantir que cada tela óculos tem um distinto imagem. Descobrimos que a maioria dos problemas encontrados durante a configuração do sistema de ocorrer devido a configurações de tela incorretas resolução ea ausência de actualizada drivers para o hardware necessário. Também é importante para assegurar que ambas as telas goggle têm luminância igual antes de medir a supressão de assegurar medições precisas e estáveis. As técnicas descritas fornecem uma base para o desenvolvimento da medição de repressão e tratamento abordagens. Em particular, o desenvolvimento de mais jogos de vídeo envolventes com base no princípio do núcleo de contraste variado entre os olhos podem tornar esta abordagem mais eficiente e mais umappealing aos mais jovens. Para além da sua utilização clínica, essas técnicas também podem ser usadas num ambiente de investigação para explorar os mecanismos neuronais subjacentes a supressão e o papel que as interacções entre os olhos inibitórios desempenham no sistema visual normal 13.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do equipamento </td><td> Companhia </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Equipamento para a medição da supressão </td></tr><tr><td> Computador equipado com uma placa gráfica compatível com um chefe Duel Matrox ir dispositivo (veja abaixo) e Psychtoolbox 19,20 </td><td> Qualquer fabricante Adequado </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Software Matlab de uma versão compatível com Psychtoolbox </td><td> Mathworks </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Psychtoolbox e software sob encomenda para geração de estímulo </td><td> Psychtoolbox </td><td></td><td> Psychtoolbox está disponível para download a partir <a href="http://psychtoolbox.org" target="_blank">psychtoolbox.org</a> eo software personalizado adicional está disponível a partir do autor correspondente sea pedido. </td></tr><tr><td> Matrox Chefe Duelo para Ir </td><td> Matrox </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Z800 3D duplo pró-HMD óculos de vídeo </td><td> eMagin Corporação </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Equipamento para o tratamento de supressão </td></tr><tr><td> iPod Touch </td><td> Maçã </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Sobreposição de tela para permitir a visualização dichopic do iPod </td><td> Ver espacial </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Software personalizado para o jogo de tratamento de tetris </td><td></td><td></td><td> O software foi construído usando SDK proprietária visão espacial, os detalhes completos foram publicados anteriormente 15 </td></tr></tbody></table>

the measurement and treatment of suppression in amblyopia

Ambliopia, um transtorno do desenvolvimento do córtex visual, é uma das principais causas de disfunção visual na população em idade de trabalhar. As estimativas actuais colocar a prevalência de ambliopia em cerca de 1-3% 1-3, a maioria dos casos é monocular 2. A ambliopia é mais frequentemente causada por desalinhamento ocular (estrabismo), borrão induzida por erro de refração desigual (anisometropia), e em alguns casos por privação formulário. Embora a ambliopia é inicialmente causada por input visual anormal na infância, uma vez estabelecido, o déficit visual permanece muitas vezes quando a entrada visual normal foi restaurada com a cirurgia e / ou correção refrativa. Isto é porque a ambliopia é o resultado do desenvolvimento anormal córtex visual, em vez de um problema com o olho amblíope si 4,5. A ambliopia caracteriza-se por ambos os déficits monoculares e binoculares 6,7 que incluem a acuidade visual prejudicada e é pobre ou ausentetereopsis respectivamente. A disfunção visual em ambliopia é freqüentemente associada com a supressão forte das entradas do olho amblíope em condições de visão binocular 8. Trabalhos recentes têm indicado que a supressão pode desempenhar um papel central em ambos os monocular e binocular défices associados ambliopia 9,10. Correntes testes clínicos de supressão tendem a verificar a presença ou ausência de supressão em vez de dar uma medida quantitativa do grau de supressão. Aqui descrevemos uma técnica para medir a supressão amblíope com um dispositivo compacto e portátil 11,12. O dispositivo consiste de um computador portátil ligado a um par de óculos de realidade virtual. A novidade da técnica está na forma como apresentamos estímulos visuais para medir supressão. Os estímulos são apresentados ao olho amblíope em alto contraste, enquanto o contraste dos estímulos indicados para o olho não amblíope são variados. Pacientes executar uma simpltarefa e relação sinal / ruído que permita uma medição exacta da força de interacções excitatórios binocular. O contraste deslocamento no qual nem o olho tem uma vantagem de desempenho é uma medida do &quot;ponto de equilíbrio&quot;, e é uma medida directa de supressão. Esta técnica tem sido validado psicofisicamente tanto no controlo e paciente 6,9,11 13,14 populações. Além de medir a supressão desta técnica também forma a base de uma nova forma de tratamento para diminuir a supressão ao longo do tempo e melhorar a função binocular e monocular frequentemente em doentes adultos com ambliopia 12,15,16. Esta nova abordagem de tratamento pode ser implementada no sistema goggle descrito acima ou num dispositivo especialmente modificado iPod toque 15.

O nível de supressão encontrado no método descrito depende da causa subjacente da ambliopia, o tratamento anterior, o uso de correcção refractiva e acuidade visual. Como cada paciente tem uma história muito original, é difícil definir valores &quot;normais&quot; de supressão ou fazer comparações entre as pessoas. Geralmente esperamos que aqueles com pior acuidade visual para ter um nível mais profundo de supressão 9. Durante o treino, como se reduzir o desequilíbrio de contraste entre os olhos, a profundidade de supressão reduz tipicamente o que melhora a uma gama de funções binocular e monocular. Esta mudança na supressão foi demonstrada em várias populações de doentes (ver Figuras 3 e 4 na referência 12, Tabela 3 e na Figura 9 na referência 15 e na Figura 2, em referência 16). É importante notar que as medidas pormenorizadas de supressão utilizando thé técnica tem o potencial para melhorar a nossa compreensão da síndrome de ambliopia. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig1.jpg" /> Figura 1. O equipamento usado para medir a supressão, que inclui 1) portátil 2) goggles 3) divisor de sinal. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig2.jpg" /> Figura 2. Os óculos equipados corretamente em um participante do estudo. <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. Uma visão geral dos estímulos kinetogram aleatórios dot (Passo 1.2/1.3). O painel superior mostra a fase de alinhamento onde uma cruz meia é exibida para cada olho monocular como uma sugestão para bino<html> alinhamento cular. O painel do meio mostra o sinal de ruído, onde paradigma pontos de sinal são apresentados ao olho amblíope só e os pontos de ruído são apresentados para o outro olho, sob condições binoculares do sinal e ruído são combinados para dar uma coerência limiar de movimento, que é então utilizada em o contraste variado fase da medição. O painel inferior mostra o limiar de contraste, este procedimento utiliza o limiar de coerência de movimento a um nível fixo de sinal para ruído e apresenta diferentes níveis de contraste entre os dois olhos. O ponto em que os dois olhos ver uma entrada binocular equilibrada é o limiar de contraste ou &quot;ponto de equilíbrio&quot;. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig4.jpg" /> Figura 4 telas. (Passo 1.7) Alinhamento vistos através dos óculos, horizontal e teclas de seta verticais são usados ​​para alinhar metas até uma cruz inteira é visto. &quot;fo: manter-together.within-page =&quot; e_content sempre &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. Uma visão geral do protocolo de treino. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig6.jpg" /> Figura 6. Exemplo de dados clínicos e psicofísica obtidos a partir de um participante adulto com ambliopia estrábica que completou o processo de formação (passos 2,1-2,4) Figura. 6A demonstra a alteração na acuidade visual (medida com um gráfico logarítmico de estilo em unidades logMAR durante quatro semanas de formação para ambos os olhos amblíope (AME) e do outro olho (FFE)). Valores menores indicam LogMAR melhor acuidade visual. O número total de horas de jogo é mostrado entre parênteses no eixo-x. Figura 6B demonstra a alteração no contraste imbalança mais de quatro semanas de treinamento. O eixo dos y mostra o contraste que pode ser tolerada no olho contralateral, portanto os valores maiores indicam uma menor supressão. No início da formação de apenas 30% de contraste pode ser tolerada no olho contralateral antes do olho amblíope foi suprimida. No entanto, como a formação progredia, mais contraste podem ser toleradas, indicando uma redução da supressão. Figura 6C mostra a melhoria na stereoacuity ao longo do período de formação (medida com o teste de estéreo Randot). Zero no eixo dos y indica a ausência de visão estereoscópica e valores crescentes indicam melhoria da sensibilidade estéreo (unidades são o recíproco do limiar estéreo em segundos de arco). <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/3927/3927fig7.jpg" /> Figura 7. Padrão de testes clínicos usados ​​para avaliar o estado de visão binocular, antes e após o treinamento, incluindo o teste de Worth ponto 4 (superior esquerdo), Bagollini leNSES (canto superior direito), Randot Estereopsia teste (inferior esquerdo) e TNO teste de estereopsia (canto inferior direito).

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The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

A ambliopia é uma desordem de desenvolvimento do córtex visual que é muitas vezes acompanhada por forte supressão de um olho. Nós apresentamos uma nova técnica para medir e tratar supressão interocular em pacientes com ambliopia, que podem ser implantadas usando óculos de realidade virtual ou um dispositivo portátil iPod touch.

A Medição e Tratamento de Supressão de 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

49.5K visualizações.  University of Auckland. A ambliopia é uma desordem de desenvolvimento do córtex visual que é muitas vezes acompanhada por forte supressão de um olho. Nós apresentamos uma nova técnica para medir e tratar supressão interocular em pacientes com ambliopia, que podem ser implantadas usando óculos de realidade virtual ou um dispositivo portátil 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.

Medida da Pressão Intracraniana peridural em ratos, utilizando um transdutor de pressão de fibra óptica

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

Medicina

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.

Na medição in vivo da camada superficial do rato pulmonar endotelial

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.

De liberação lenta Drug Delivery através Elvax 40W para o Rat Retina: implicações para o tratamento de condições crônicas

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.

Medição da curva pressão-volume no 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 ...

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.

Estudar o cancro do pâncreas Stem características celulares para desenvolver estratégias Novo tratamento

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.

Análise de Redes de forame oval Eletrodo Recordings na epilepsia do lobo temporal Os pacientes resistentes a drogas

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.

Etapas de preparação para medição de reatividade no Mouse arteríolas retina 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.

Oclusão da aorta total e parcial para o tratamento do choque hemorrágico em suínos

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.

O Uso da Realidade Mista na Artroplastia de Quadril de Revisão Personalizada: Um Primeiro Relato de Caso

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.