שלוש בדיקות שיווי משקל ממדית Ocular Reflex שימוש בשש דרגות חופש תנועה של פלטפורמה

המטרה הכוללת של הליך זה היא לקבוע את התפקוד הווסטיבולרי התלת-ממדי במטופלים עם הפרעות וסטיבולריות. הדבר מבוצע תחילה על ידי הושבת הנבדק על פלטפורמת תנועה וחגירה של חגורת הבטיחות. לאחר מכן, יש להחדיר סלילי חיפוש סקלרליים (scleral search coils) לעיניו של הנבדק.

על מנת למדוד את הרפלקס הווסטיבולו-אוקולרי בשלושה ממדים, השתמשו בכרית ואקום ובלוח נשיכה כדי לקבע את הנבדק. לאחר מכן, הפעילו את הפלטפורמה. היא מספקת גירויים סינוסואידליים וגירויי מדרגה בסדר אקראי כדי לבחון את המערכת הווסטיבולרית בכל שלושת הממדים.

השלב הסופי הוא ניתוח לא מקוון (offline) של נתוני סליל העין כדי לחלץ את העוצמה והיישור של הרפלקס הווסטיבולו-אוקולרי. בסופו של דבר, ההגבר והיישור של הרפלקס הווסטיבולו-אוקולרי משמשים להבחנה בין תפקוד וסטיבולרי תקין לחריג. טכניקה זו מאפשרת לנו לבחון את המערכת הווסטיבולרית בשלושת הממדים.

זהו יתרון מרכזי על פני שיטות קיימות, כגון כיסאות מסתובבים עם גישה בודדת המשמשים במרפאות אא"ג. שיטה זו מספקת תובנות לגבי תפקוד וסטיבולרי בתלת-ממד בקרב נבדקים בריאים. בנוסף, השיטה משמשת לחקר מחלות וסטיבולריות כגון גידולי שוואנומה, נויריטיס וסטיבולרית ומגוון מחלות אחרות.

את הפרוצדורה ידגימו Joyce DITs Kasper Boer, שניהם סטודנטים לדוקטורט, ו-Johan Pell, איש צוות מקבוצת המחקר שלי. כדי להתחיל בפרוצדורה זו, හිשבו את הנבדק על כיסא המותקן במרכז פלטפורמת תנועה ורסנו אותו באמצעות חגורת בטיחות בעלת ארבע נקראות המעוגנת לבסיס הפלטפורמה. במהלך הניסוי, רשמו את תנועות העיניים של שתי העיניים באמצעות סלילי חיפוש סקלרליים בתלת-ממד עם מערכת סלילים סטנדרטית של שני שדות בתדר 25 kilohertz, המבוססת על שיטת זיהוי האמפליטודה של Robinson.

כדי להשיג זאת, הרדימו תחילה את עיני הנבדק באמצעות מספר טיפות של oxy butane בכל עין. לאחר מכן, הכניסו לכל עין את סלילי החיפוש הסקלרליים (scleral search coils), המוטמעים בסיליקון. ברגע שסלילי החיפוש הוכנסו, מקמו את ראשו של הנבדק כך שהקו הדמיוני המחבר בין ה-miis externa ל-lower orbital canus או לקו ה-reeds יהיה בסטייה של עד שש מעלות מהמישור האופקי של כדור הארץ.

בשלב הבא, קבעו את ראשו של הנבדק באמצעות כרית ואקום המנופחת סביב צווארו. לאחר מכן, הנחו את הנבדק לנשוף על לוח נשיכה של תבנית דנטלית המותאמת אישית. לוח הנשיכה מחובר למסגרת הקובייה באמצעות מוט קשיח ומכיל שני חיישני תלת-ממד למדידת תנועות ראש שגויות באמצעות תאוצה זוויתית וליניארית.

לאחר מכן הפעילו את פלטפורמת התנועה והעלו אותה לעמדת העבודה. בצעו כיול של האותות האופקיים והאנכיים של שני סלילי החיפוש הסקלרליים באופן נפרד, על ידי הנחיית הנבדק לקבע את מבטו על סדרה של מטרות למשך חמש שניות כל אחת. לאחר מכן, התחילו רצף של תנועות שהוגדרו מראש.

פלטפורמת התנועה מסוגלת להפיק גירויים זוויתיים וטרנסלציוניים בשישה דרגות חופש כוללות, באמצעות שימוש בשישה מפעילים אלקטרומכניים הנשלטים במחשב כפי שמוצגים כאן. כדי להגדיר את התנועה, השתמש במערכת קואורדינאטות סטנדרטית עם כיוון ימין. מערכת הקואורדינאטות ממוקמת במרכז, בנקודה שנמצאת באמצע הדרך בין אוזני הנבדק, ומוגדרת מנקודת מבטו של הנבדק.

ראשית, הגדירו סיבוב שמאלה כתנועה חיובית בציר Z. תנועה זו ידועה כ-Yaw. לאחר מכן, הגדירו תנועה כלפי מטה כתנועה חיובית בציר Y. תנועה זו ידועה כ-Pitch.

לבסוף, הגדירו סיבוב מילה ימינה כתנועה חיובית בכיוון X. תנועה זו ידועה כגלגול (roll). כדי להתחיל, סנכרנו את נתוני הפלטפורמה ותנועת העין באמצעות קרן לייזר המותקנת בחלק האחורי של הפלטפורמה.

מיקום הבית מזוהה כאשר הלייזר מוקרן על תא פוטו-אלקטרי קטן הממוקם בדופן האחורית, אשר מנוטר במהלך הפרוצדורה, להגשת גירויים סינוסואידליים הן בתנאי אור והן בתנאי חושך. באור, הנחה את הנבדק לקבע את מבטו על נורית LED אדומה דולקת באופן רציף, הממוקמת במרחק של 177 סנטימטרים לפניו בכל עת בחושך. האור נדלק למשך שתי שניות, ולאחר מכן נכבה לפני תחילתו של כל תנועה.

בשלב הבא, בצע סיבובים של הגוף כולו סביב שלושת הצירים המרכזיים (AEs) באמצעות פלטפורמת התנועה: ציר ה-roc coddle או הציר האנכי, הציר הבין-פהי (interoral) והציר הנזאלי-אוקסיפיטלי (nasal occipital). בנוסף לגירוי סביב הצירים המרכזיים, בצע סיבובים של הגוף כולו במדרגות של 22.5 מעלות בין גלגול (roll) לנטייה (pitch). לאחר מכן, בצע גירוי דחפי בסביבה בעלת תאורה עמומה תוך שימוש ב-LED כמטרה חזותית.

כדי להשיג זאת, יש להפעיל דחפים קצרים בכל אחד משלושת הצירים הראשיים ובצירים האופקיים הביניים בזווית של 45 מעלות. חזור על כל דחף שש פעמים והפעל אותם בסדר אקראי. בנוסף, גוון את תחילת התנועה באופן אקראי בטווח שבין 2.5 ל-3.5 שניות.

הפרדת כל תנועה חדשה במהלך הגירויים. רכישת נתוני תנועות עיניים בתדר של 1000 hertz. שימוש במערכת רכישת נתונים של CED. דגימת נתוני מיקום העין מוצגת כאן עבור כל רכיב בודד.

לאחר מכן, המיר את הנתונים הגולמיים של אותות סלילי העין למהירות זוויתית עבור כל רכיב. נתוני המהירות הזוויתית משמשים לחישוב ההגבר (gain), המוגדר כגודלן של תנועות עיניים מפצות ביחס לגירוי המופעל. חוסר יישור (Misalignment) הוא זווית רגעית המוצגת במעלות, המחושבת בשלושה ממדים בין ההופכי של ציר מהירות העין לציר מהירות הראש.

דוגמה לחוסר יישור כפונקציה של גירוי. כיוון הציר מוצג כאן כקו מקווקו; המוצג כאן הוא גרף של תוצאות הממוצע של ההגבר. עבור סימולציה סינוסואידלית בציר האופקי של קבוצת הביקורת, המקסימום הפיתול הופיע באזימות של אפס מעלות, בעוד שהמקסימום האנכי היה באזימות של הן מינוס 90 מעלות והן פלוס 90 מעלות.

הרכיב האופקי מציג מדידות בסיס בלבד. כאשר משלבים את הרכיבים האנכיים ושל הפיתול, מתקבל הערך החזוי עבור שלושת הגברי המהירות של ה-DI המוצגים כאן כקו מקווקו. הערכים בפועל מוצגים כנקודות נתונים.

חוסר ההלימה בין ציר הגירוי לציר התגובה, ממוצע על פני שישה נבדקים, כפי שמוצג כאן. הקו המקווקו מייצג את הערכים החזויים התואמים מקרוב לערכים בפועל. חוסר ההלימה היה קטן ביותר במהלך ה-pitch וגדל בהדרגה לעבר ה-roll, מה שיצר חוסר הלימה מקסימלי של 17.33 degrees ב-22.5 degrees azimuth.

נצפה הבדל משמעותי בהשוואה בין רכיבי הגבירות של מהירות העין באור לעומת החושך. הן הרכיב האנכי והן רכיב הפיתול היו נמוכים משמעותית בחושך, מה שהוביל לגבירות כוללת נמוכה יותר של מהירות העין בתלת-ממד. בעוד שחוסר ההלימה בין הגירוי לתגובה תאם את הערכים החזויים במהלך סימולציה סינוסואידית באור, הם אינם תואמים את הערכים החזויים בחושך.

הדבר נובע בעיקר מהשפעת הרכיב האופקי שאינו אפס. גרייה באמצעות דחף (impulse stimulation) גורמת להפרעות קצרות בלבד במידע הוויזואלי, אך מניבה תגובה דומה איכותית מבחינת הגבֶר (gain) ואי-ההלימה (misalignment) לגרייה סינוסואידלית בחושך. רגישותה של שיטה זו מודגמת כאשר משווים מטופלים עם פגיעות מוחיות, כגון סינומות (sinomas) חד-צדדיות, למטופלי ביקורת.

בצד שמאל מוצגים תרשימי ההגבר (gain) ואי-ההלימה (misalignment) של מטופל עם גידול מוחי בגודל 14 מילימטר. ניתן להבחין בהבדלים ברורים כאשר משווים תרשימים אלו לאלו של קבוצת ביקורת. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכישו הבנה טובה לגבי האופן שבו מבוצע הליך בדיקה וסטיבולרית על פלטפורמה בעלת שש דרגות חופש תנועה.

חשוב להבין כיצד מקבעים את הדגימות על פלטפורמה זו, כיצד מחדירים את סלילי החיפוש, וכיצד מפרשים את הנתונים.