Name: assessment of static graviceptive perception in the roll-plane using the subjective visual vertical paradigm
Uploaded: 2020-04-28T14:00:00
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Die Autoren haben keine Bestätigungen.

Die Studie wurde von der Ethikkommission der Medizinischen Universität Wien genehmigt und in Übereinstimmung mit den ethischen Standards der Erklärung von Helsinki durchgeführt. Vor der Studie wurde von allen Patienten eine informierte Einwilligung und Kontrollen unterzeichnet.
1. Installation des Patienten im Stuhl
<ol><li>Führen Sie die Messung fernokular durch. Installieren Sie den Patienten in einem stabilen Stuhl mit Rückenlehne und Kopfbefestigungseinheit. Dieser hält den Kopf d...

<ol>
	<li>Dieterich, M., Brandt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perception+of+Verticality+and+Vestibular+Disorders+of+Balance+and+Falls.">Perception of Verticality and Vestibular Disorders of Balance and Falls.</a> Frontiers in Neurology. 10, 172 (2019).</li><li>Elwischger, K., Rommer, P., Prayer, D., Mueller, C., Auff, E., Wiest, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thalamic+astasia+from+isolated+centromedian+thalamic+infarction.">Thalamic astasia from isolated centromedian thalamic infarction.</a> Neurology. 78 (2), 146-147 (2012).</li><li>Wiest, G., Zimprich, F., Prayer, D., Czech, T., Serles, W., Baumgartner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vestibular+processing+in+human+paramedian+precuneus+as+shown+by+electrical+cortical+stimulation.">Vestibular processing in human paramedian precuneus as shown by electrical cortical stimulation.</a> Neurology. 62 (3), 473-475 (2004).</li><li>Wiest, G., Tian, J. 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R., Wiest, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+tests+of+vestibular+function.">New tests of vestibular function.</a> Annals of the New Yorc Academy of Science. 942, 428-445 (2001).</li><li>Clarke, A. 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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Interaction+of+Otolith+and+Proprioceptive+Information+in+the+Perception+of+Verticality:+The+Effects+of+Labyrinthine+and+CNS+Disease.">The Interaction of Otolith and Proprioceptive Information in the Perception of Verticality: The Effects of Labyrinthine and CNS Disease.</a> Annals of the New York Academy of Science. 871, 324-333 (1999).</li><li>Saeys, W., Herssens, N., Verwulgen, S., Truijen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+information+and+the+perception+of+verticality+in+post-stroke+patients.+Another+point+of+view+in+sensory+reweighting+strategies.">Sensory information and the perception of verticality in post-stroke patients. Another point of view in sensory reweighting strategies.</a> PLOS ONE. 13 (6), 0199098 (2018).</li><li>Baier, B., Th&#246;mke, F., Wilting, J., Heinze, C., Geber, C., Dieterich, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pathway+in+the+brainstem+for+roll-tilt+of+the+subjective+visual+vertical:+evidence+from+a+lesion-behavior+mapping+study.">A pathway in the brainstem for roll-tilt of the subjective visual vertical: evidence from a lesion-behavior mapping study.</a> Journal of Neuroscience. 32 (43), 14854-14858 (2012).</li><li>Huh, Y. E., Kim, K., Chung, W., Youn, J., Kim, S., Cho, J. 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S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Head+Position+on+Perception+of+Gravity+in+Vestibular+Neuritis+and+Lateral+Medullary+Infarction.">Effects of Head Position on Perception of Gravity in Vestibular Neuritis and Lateral Medullary Infarction.</a> Frontiers in Neurology. 9, 60 (2018).</li><li>Funk, J., Finke, K., M&#252;ller, H. J., Utz, K. S., Kerkhoff, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+lateral+head+inclination+on+multimodal+spatial+orientation+judgments+in+neglect:+Evidence+for+impaired+spatial+orientation+constancy.">Effects of lateral head inclination on multimodal spatial orientation judgments in neglect: Evidence for impaired spatial orientation constancy.</a> Neuropsychologia. 48 (6), 1616-1627 (2010).</li><li>Winnick, A., Sadeghpour, S., Otero-Millan, J., Chang, T. P., Kheradmand, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Errors+of+Upright+Perception+in+Patients+With+Vestibular+Migraine.">Errors of Upright Perception in Patients With Vestibular Migraine.</a> Frontiers in Neurololgy. 9, 892 (2018).</li><li>Deriu, F., Ginatempo, F., Manca, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+research+quality+of+studies+on+VEMP+in+central+neurological+disorders:+a+scoping+review.">Enhancing research quality of studies on VEMP in central neurological disorders: a scoping review.</a> Journal of Neurophysiology. 122 (3), 1186-1206 (2019).</li><li>Rosengren, S. M., Colebatch, J. G., Young, A. S., Govender, S., Welgampola, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vestibular+evoked+myogenic+potentials+in+practice:+Methods,+pitfalls+and+clinical+applications.">Vestibular evoked myogenic potentials in practice: Methods, pitfalls and clinical applications.</a> Clinical Neurophysiology Practice. 4, 47-68 (2019).</li></ol>

SVV ist eine Methode, um das Gefühl der Vertikalität zu gewährleisten. Sie ergibt sich aus der Integration mehrerer Informationen. Das vestibuläre System ist in dieser Wahrnehmung von größter Bedeutung, es hat sich gezeigt, dass eine Läsion auf jeder Ebene des vestibulären Informationswegs zu SVV-Fehlern führt.
Die Messung von SVV in der Kopfaufrechten Position gilt heute als klinische Standardmethode zur Erfassung der Otolithfunktion. Diese Methode wird jedoch durch eine geringe Empf...

Eine Beeinträchtigung der Otolithfunktion kann durch periphere sowie durch zentrale vestibuläre Bedingungen verursacht werden1. Zu den peripheren vestibulären Ursachen gehören meniere-Krankheit, Labyrinthinfarkt sowie überlegene oder minderwertige vestibuläre Neuritis. Zentrale Otolith dysfunktion kann in Läsionen der zentralen otolithischen Bahnen vom Hirnstamm über Thalamus2 bis zum vestibulären Kortex3auftreten. Darüber hinaus werden verminderte Otolithreflexe auch bei Kleinhirnerkrankungen gefunden4. Während für die Beurteilung der halbkreisförmigen Kanalfunktion eine Reihe standardisierter Methoden wie Kalorientests oder Videokopfimpulstests zur Verfügung stehen, gibt es für die Gravitationsschätzung und vertikale Wahrnehmung keine standardisierte klinische Messmethode5.
Da die Otolithen für die Wahrnehmung der linearen Beschleunigung verantwortlich sind, kann die Otolithfunktion grundsätzlich durch lineare Beschleunigung durch Aufzeichnung des sogenannten translationalen Vestibulo-Okulo-Reflexes (t-VOR) gemessen werden. Dies erfordert jedoch den Einsatz spezieller und komplexer Geräte wie einer parallelen Schaukel oder linearen Schlitten4,6. Für die Beurteilung der einseitigen sakkabulären und utrularen Funktion wurde ein spezifischer zentrifugationstest entwickelt, der klinisch in Gleichgewichtslaboren mit einem spezifischen Rotationsstuhlsystem7eingesetzt werden könnte. Beim Verdrängen des Kopfes um 3,5–4 cm von der Rotationsachse wird die exzentrisch positionierte Utricle einseitig durch eine resultierende Fliehkraft stimuliert. In diesem Paradigma kann die Otolithfunktion entweder durch Messung der resultierenden Augentorsion oder der subjektiven visuellen Vertikalen (SVV) bestimmt werden. Dieses Verfahren erfordert jedoch auch eine ausgeklügelte Ausrüstung und die Methode weist nach wie vor begrenzte Empfindlichkeiten sowohl für die SVV- als auch für die Augentorsionsbeurteilungauf 7. Die Otolith-Funktion kann durch Augenbewegungsaufzeichnungen weiter quantifiziert werden. Die Beurteilung kann in horizontaler oder linearer Beschleunigung, aber auch während der Kopf- oder Körperneigung in der Rollenebene mit Anwendung der 3D-Videookulographie erfolgen. Letzteres ermöglicht die Bestimmung der Augentorsion. Die klinische Anwendung dieser Methode ist auch aufgrund ihrer geringen Empfindlichkeit eingeschränkt8. Die Wahrnehmung der Körpervertikalität (d.h. das Gefühl, dass ich das Gefühl habe, dass mein Körper an der wahren Vertikalen ausgerichtet ist) kann mit Hilfe der sogenannten subjektiven Haltungsvertikale beurteilt werden. Bei dieser experimentellen Aufgabe werden die Patienten in einem Stuhl in einem motorisierten Gimbal sitzen und gebeten, anzugeben, wann sie die aufrechte Position betreten und verlassen haben, während sie 15 ° in der Tonhöhe oder Rollebene geneigt sind. Der Nachteil dieser Technik ist nicht nur ihr ausgeklügelter experimenteller Ansatz, sondern auch, dass sie sowohl Otolith als auch Körperpropriozeptive Signale9misst. Ob vestibuläre evozierte myogene Potenziale (VEMPs) nützliche klinische Screening-Tools für die Otolithfunktion bei verschiedenen klinischen Erkrankungen sind, ist noch umstritten10,11.
Visuelle Aufgaben sind derzeit die am häufigsten verwendeten klinischen Methoden zur Messung der Gravizeptivfunktion, die durch Messung der subjektiven visuellen vertikalen (SVV)12beurteilt werden können. Aus einer präzisen physiologischen Perspektive betrachtet, ist SVV kein direkter Test der Otolithfunktion allein, da der SVV das Ergebnis einer Gewichtung zwischen mehreren Informationsquellen (Schwerkraft, Propriozeptive und auch visuelle, wenn sie verfügbar sind) ist. Für eine schnelle klinische Anwendung wurde jedoch eine einfache Anwendung dieser SVV-Aufgabe, der sogenannte Eimertest,13 speziell für die Notfalleinstellung entwickelt, die eine sofortige Erkennung akuter Störungen der Gravizeptivwahrnehmung ermöglicht. Das präzisere und standardisiertere Verfahren besteht darin, dass ein Beobachter einen Lichtbalken oder Stab mit der geschätzten Vertikalen ausrichten lässt. Getestet in der Dunkelheit bei gesunden Individuen in aufrechter Position, sind Abweichungen auf 2° von der Erde vertikal14begrenzt. Mit der SVV-Aufgabe wurde die Gravizeptive Funktion bisher in einer Vielzahl von neurologischen Erkrankungen wie Schlaganfall15,,16 oder Parkinson17bewertet. Darüber hinaus wurde eine beeinträchtigte SVV-Wahrnehmung auch bei einseitigen18,,19 oder bilateralen vestibulären Läsionen20, sowie bei Patienten mit gutartiger paroxysmaler Positions-Nystagmus21berichtet.
Wir stellen hier eine modifizierte SVV-Bewertungsmethode vor, die SVV-Schätzungen nicht nur in Kopf-aufrecht-Position misst, sondern auch bei 15° und 30° Kopfneigungen in der Rollenebene. Dieses Paradigma erhöht den Informationsgehalt zur Erkennung von Gravizeptiven Defiziten und zu systematischen Neigungen des SVV.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Adjustable plastic goniometer board 7,87&#34; x 7,87&#34;, (marked tilt angles of 0&#176;, 15&#176; and 30&#176; )</td>
			<td>self-produced</td>
			<td>6</td>
			<td>for fixation at the backrest and for adjustment of neckrest along the given tilt angles (0&#176;,15&#176;,30&#176;)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elastic head band with adjustable screw on the back</td>
			<td>Micromedical Technologies Inc</td>
			<td>4</td>
			<td>modified with attached adhesive strap</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HD LCD display, 1366 x 768p resolution, 19&#34;</td>
			<td>Philips</td>
			<td>5</td>
			<td>for monitoring SVV-adjustments outside the cabin (infrared camera recording)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Subjective Visual Vertical Set including infrared video camera (black/white, resolution 0,25&#176;)</td>
			<td>Micromedical Technologies Inc</td>
			<td>2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sytem 2000 (Rotational Vestibular Chair System with Centrifuge)</td>
			<td>Micromedical Technologies Inc., 10 Kemp Dr., Chatham, IL 62629-9769 United States</td>
			<td>1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tiltable headrest&#160;</td>
			<td>Micromedical Technologies Inc</td>
			<td>3</td>
			<td>modified with attached adhesive strap</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of static graviceptive perception in the roll-plane using the subjective visual vertical paradigm

Vestibuläre Störungen gehören zu den häufigsten Syndromen in der Medizin. In den letzten Jahren wurden neue vestibuläre Diagnosesysteme eingeführt, die die Untersuchung aller halbkreisförmigen Kanäle im klinischen Umfeld ermöglichen. Bewertungsmethoden des otolithischen Systems, das für die Wahrnehmung der linearen Beschleunigung und der Wahrnehmung der Schwerkraft verantwortlich ist, sind weit weniger im klinischen Einsatz. Es gibt mehrere experimentelle Ansätze zur Messung der Wahrnehmung der Schwerkraft. Die am häufigsten verwendete Methode ist die Bestimmung der subjektiven visuellen Vertikalen. Dies wird in der Regel mit dem Kopf in aufrechter Position gemessen. Wir stellen hier eine Bewertungsmethode zum Testen der Otolithfunktion in der Walzenebene vor. Die subjektive visuelle Vertikalität wird sowohl in der Kopfaufrechtenposition als auch mit einer Kopfneigung von 15° und 30° in der Rollenebene gemessen. Dieses erweiterte funktionelle Paradigma ist ein einfach durchzuführender klinischer Test der Otolithfunktion und sorgt für einen erhöhten Informationsgehalt zum Nachweis einer beeinträchtigten Gravizeptivwahrnehmung.

Die SVV-Bewertung erfolgte mit einem Drehstuhlsystem (Abbildung 1a) bestehend aus einer kippbaren Kopfstütze und einer verstellbaren LED-Lichtleiste. Die SVV-Einstellungen wurden über eine Infrarotkamera von einem Goniometer-Display auf der Rückseite der Leuchtleiste aufgezeichnet (Abbildung 1b). Die verwendeten Geräte und das Testprotokoll entsprechen exakt den hier vorgestellten Prüfmethoden.
Die SVV-Messung wurde bei 13 gesund...

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Assessment of Static Graviceptive Perception in the Roll-Plane using the Subjective Visual Vertical Paradigm

Die Wahrnehmung der Schwerkraft wird gemeinhin durch die subjektive visuelle Vertikale in der Kopfaufrechtstellung bestimmt. Die zusätzliche Beurteilung an Kopfneigungen von 15° und 30° in der Walzenebene sorgt für einen erhöhten Informationsgehalt zur Erkennung einer beeinträchtigten Gravizeptivwahrnehmung.

Bewertung der statischen Gravizeptiven Wahrnehmung in der Rollebene mit dem subjektiven visuellen vertikalen Paradigma

Vestibular disorders are among the most common syndromes in medicine. In recent years, new vestibular diagnostic systems have been introduced that allow ...

Unsere Technik der SVV-Bewertung in bestimmten Winkeln der Kopfneigung bietet ein standardisiertes Protokoll zur Erkennung von Störungen der Graviceptivfunktion mit höherer Redundanz im Vergleich zu nicht-dynamischen Methoden, die eine einfach durchzuführende Technik in der klinischen Praxis darstellen. Der Hauptvorteil dieser Technik ist ihr höherer Informationsgehalt und ihre einfache klinische Anwendbarkeit. Wie in unserem Manuskript gezeigt, wurde diese Technik bereits zum Nachweis der Behandlungsreaktion auf Botulinumtoxin bei Patienten mit zervikaler Dystonie angewendet.Grundsätzlich kann diese Methode für die Beurteilung der gravizeptiven Dysfunktion bei einer Vielzahl von Krankheiten verwendet werden. Die Anwendung dieser Methode bei Patienten mit spezifischen kortikalen Läsionen kann helfen, kortikale Bereiche zu lokalisieren, die an der gravizeptiven Verarbeitung beteiligt sind. Die Fixierung des Kopfes des Patienten auf den gewünschten Winkel ist entscheidend für die Methode.Um Verzerrungsdaten weiter zu vermeiden, empfehlen wir ein randomisiertes Protokoll unter Berücksichtigung des Neigungswinkels, um einen Lerneffekt zu vermeiden. Installieren Sie den Patienten in einem stabilen Stuhl mit Rückenlehne und Kopffixierungseinheit. Die Fixiereinheit hält den Kopf des Patienten in einer stabilen und definierten Position.Es besteht aus einem elastischen Stirnband und einer U-förmigen Kopfstütze, die mit einem Klebeband aneinander befestigt werden kann. Die Kopfstütze kann im gewünschten Neigungswinkel eingestellt werden, indem sie entlang der Skala eines Goniometers ausgerichtet wird, das an der Rückenlehne des Stuhls befestigt ist. Passen Sie zu Beginn des Experiments die Kopfstütze bei einer Neigung von null Grad in subokzipitaler Höhe an.Legen Sie das elastische Stirnband auf den Kopf des Patienten und fixieren Sie es mit einer Schraube auf der Rückseite. Verbinden Sie die beiden Klebebänder am Stirnband und an der Kopfstütze miteinander. Montieren Sie das SVV-Gerät mit der Befestigungsvorrichtung auf dem Stuhl vor dem Patienten.Passen Sie über ein verbundenes Potentiometer die Position der Lichtleiste in der Rollebene genau gegenüber dem Kopf des Patienten und auf der gleichen Ebene wie die Augen des Patienten an. Schließen Sie das SVV-Gerät an den elektrischen Anschluss unter dem Stuhl an. Legen Sie das Potentiometer in die linke Hand des Patienten und weisen Sie ihn an, wie die SVV-Einstellung durchgeführt werden soll.Um zu kalibrieren, neigen Sie den Lichtbalken um 30 Grad nach rechts oder links relativ zur absoluten Vertikalen und bitten Sie den Patienten, ihn unter visueller Kontrolle an die vertikale Position anzupassen. Dies dient dazu, den Patienten selbst zu kalibrieren und die sehkraft-motorische Fähigkeit des Patienten zu überprüfen. Öffnen Sie das Prüfungsprotokoll für die gleichzeitige Eingabe der SVV-Schätzungen.Schließen Sie die Kabinentür, damit der Patient während des gesamten Experiments völlig dunkel ist. Bitten Sie den Patienten über die Gegensprechanlage, die Lichtleiste in der Startposition um 30 Grad nach rechts oder nach links zu neigen. Weisen Sie den Patienten nach einer Wartezeit von 15 Sekunden an, den Lichtbalken von der Startposition aus einzustellen, bis er die subjektive Vertikale erreicht.Der Patient steht nicht unter Zeitdruck und kann die eingestellte Position jederzeit korrigieren. Der Patient bestätigt die Einstellung mündlich über die Gegensprechanlage. Geben Sie den Neigungswinkel ein, der auf dem Display in Grad im Protokoll angezeigt wird.Insgesamt lässt der Patient den SVV in sechs Durchgängen mit der Ausgangsposition von 30 Grad randomisiert einstellen. Lösen Sie die anfängliche Kopffixierung, indem Sie die Klebebänder trennen. Lösen Sie die Kopfstütze und passen Sie die Neigungsposition entsprechend dem Protokoll an, 15 Grad oder 30 Grad nach rechts oder links.Fixieren Sie die Kopfstütze in dieser Position fest. Befestigen Sie den Kopf des Patienten mit dem elastischen Stirnband an der Kopfstütze. Stellen Sie sicher, dass diese Kopfneigung für den Patienten erträglich ist und passen Sie bei Bedarf die Höhe der Kopfstütze an.Weisen Sie den Patienten an, diese Kopfposition während der Studie beizubehalten. Schließen Sie die Kabinentür und führen Sie die Probe wie in der neutralen Kopfposition durch. Nach Abschluss der Studie die Kopfstütze rückgängig machen und die Kopfstütze entsprechend der vom Protokoll angegebenen randomisierten Kopfneigungsposition anpassen.Schließen Sie die Kabinentür wieder und führen Sie die gleichen Verfahren durch, bis alle SVV-Einstellungen in allen Kopfneigungen aufgezeichnet wurden. In dieser Studie wurde die SVV-Messung bei 13 gesunden Personen im mittleren Alter von 52,8 Jahren durchgeführt. Die absolute Neigung des SVV aus der Erwachsenenvertikalen bei Null-Grad-Kopfstellung ergab einen SVV-Median von 1,33.Bei einer Kopfneigung von 15 Grad wurde ein SVV-Median von 1,66 erreicht und die Messungen des SVV bei einer Kopfneigung von 30 Grad ergaben einen SVV-Median von 5,33 Grad. Die Methode wurde auch verwendet, um SVV Neigungen bei 32 Patienten mit Zervixdystonie zu analysieren. Die Beurteilung des SVV an der gewohnten Kopfhaltung des Patienten ergab große Abweichungen von der tatsächlichen Vertikalen mit einem Median von 2,65 Grad.Im Vergleich zu gesunden Personen an ihrer gewohnten Kopfhaltung, etwa Null-Grad-Kopfneigung, war die Reaktion der Patienten signifikant beeinträchtigt mit einem medianen Unterschied von negativen 1,34 Grad. Drei Wochen nach der Injektion von Botulinumtoxin unterschieden sich die SVV-Schätzungen der Patienten in gewohnter Kopfposition und bei 30-Grad-Kopfneigung nicht mehr von denen der Kontrollen. Eine genaue Positionierung des Kopfes des Patienten ist entscheidend für das Experiment.Wir empfehlen dringend, ein randomisiertes Protokoll für die Neigungswinkel zu verwenden, um eine Erkennungsverzerrung zu vermeiden. Wir selbst verwenden diese Technik, um die Auswirkungen der Botulinumtoxin-Injektion auf die vertikalitätswahrnehmung bei Patienten mit zervikaler Dystonie zu bewerten.

Research

JoVE Journal

Medicine

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