Summary

전정 기능 장애 환자에서 전정 시스템 비대칭을 개선하기 위해 단방향 회전을 사용하여

Published: August 30, 2019
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Summary

비대칭 반응을 가진 환자에서 전정 시스템을 재조정하기 위한 새로운 재활 방법이 제시되며, 이는 약한 쪽으로 단방향 회전으로 구성됩니다. 보상의 다감각적 측면을 향상시키기보다는 전정 경로를 직접 수정함으로써 1-2 세션 내에서 비대칭을 정상화하고 지속적인 효과를 보여줄 수 있습니다.

Abstract

전정 시스템은 머리 운동에 대한 정보를 제공하고 일상 적인 활동 중 균형 제어 및 시선 안정화에 기여하는 반사 를 중재합니다. 전정 센서는 뇌간에서 전정 핵에 머리와 프로젝트의 양쪽에 내이에 위치하고 있습니다. 전정 기능 장애는 종종 양측의 입력 사이의 비대칭으로 인해 발생합니다. 이것은 현기증으로 명시된 회전의 환상을 생성할 수 있는 두 귀에서 비대칭 신경 입력 귀 귀 귀귀귀귀귀귀귀귀귀귀에서 귀귀귀에 있는 결과. 전정 시스템은 양측의 감각 말단 기관의 비대칭 정보가 중앙 수준에서 처리되는 방식을 재조정하는 역할을하는 인상적인 보상 능력을 가지고 있습니다. 보상을 촉진하기 위해 클리닉에서 다양한 재활 프로그램이 사용됩니다. 그러나, 그들은 주로 다감각 통합을 향상 하는 연습을 사용. 최근에는 일방적병변을 가진 동물의 현관-안구 반사(VOR)를 개선하기 위해 시력 전정 훈련도 사용되고 있다. 여기서, 인간 과목에서 양측의 전정 활성을 재조정하기 위한 새로운 방법이 도입되었다. 이 방법은 어두운 방향(320°s의 피크 속도)에서 약한 쪽으로 5개의 단방향 회전으로 구성됩니다. 이 방법의 효능은 VOR 비대칭 환자 16명을 대상으로 순차적으로 이중 맹검 임상 시험(정현파 회전에 대한 반응으로 방향우세에 의해 측정됨)에서 나타났다. 대부분의 경우, VOR 비대칭은 단일 세션 후 감소, 일주일에 처음 두 세션 내에서 정상 값에 도달, 그리고 효과까지 지속 6 주. 재조정 효과는 약한 측면에서 VOR 응답의 증가와 강한 측에서응답의 감소 모두에 기인한다. 사실 인정은 단방향 회전이 오랜 전정 기능 장애를 가진 환자에 있는 VOR 비대칭을 감소시키기 위하여 감독된 재활 방법으로 이용될 수 있다는 것을 건의합니다.

Introduction

전정 기능 장애는 40 세 이상 성인에서 ~ 35 %의보급을 가진 일반적인 장애입니다 1. 대부분의 전정 장애는 양측의 입력 사이의 비대칭을 초래하여 현기증이라고 불리는 회전의 환상을 초래합니다. 정상적인 전정 기능이 없는 경우 간단한 일상 활동조차도 어려울 수 있습니다. 전정 기능 장애는 종종 현관 안구 반사 (VOR)에 의해 정량화됩니다. 걷기 나 달리기와 같은 자연 활동 중에 VOR는 반대 방향으로 눈을 움직이며 머리 움직임과 동일한 속도를 가지고 움직입니다. 이 반사는 ~ 5 ms의 짧은 대기 시간을 가지며, 간단한 3 뉴런 아크2를 통해 수평 평면에서 매개됩니다. 정보는 전정 수용체에서 전정 핵으로 이동한 다음 운동 뉴런을 압두센스로 이동합니다. 이러한 눈의 움직임은 일상 적인 활동 동안 수평 시선의 안정화 결과. 시계 방향 및 반시계 방향 회전에 대한 VOR의 대칭은 전정 기능의 중요한 테스트입니다.

일방적전정 기능 장애는 중앙 보상 변화와 중앙 에서 구동되는 주변 장치 변경을 생성하여 결함이 있는 비대칭 VOR및 그로 인한 전정 불균형을 극복합니다. 일방적인 전정 신경 절제술과 같은 영구적 인 전정 병변 후에도 현기증및 동반 증상은 짧은 기간 (며칠에서 몇 주)에 걸쳐 개선됩니다. 이 능력 때문에, 전정 시스템은 신경 통로에 있는 적응 그리고 보상을 공부하기 위한 모형이었습니다. 그것은 이전에 보여주었다3 중앙 전정 경로의 변화는 저자 중 하나에 의해 제안 된 가설에 따라 단방향 회전에 의해 구현 될 수 있다 (N.R.) 약 20 년 전. 다른 연구는 또한 전정 핵 (VN)4,5,6,7,8,8, 결합 통로를 포함하여 감각 통로의 다른 부분에 있는 보상 변경을 보여주었습니다 양측에 VN 사이9, 소뇌 입력10,그리고 전정 주변부(11) 이러한 보상 변화는 양쪽에 VN 뉴런의 활동에 새로운 균형을 초래한다.

두 귀에서 비대칭 입력을 보상하는 전정 시스템의 인상적인 능력에도 불구하고, 연구는 빠른 움직임에 대한 응답이 완전히12,13을보상하지 않는 것으로 나타났습니다. 자연전정 보상은 시스템의 전체 용량을 사용하지 않는 것으로 알려져 있으며, 보정된 VOR 반응은 시각 전정 훈련에 참여한 동물(14,15)에서개선될 수 있다. 전정 재활 운동은 균형 조절16,17의(비 전정) 다감각 특성을 향상시킴으로써 만성 불균형 문제를 가진 환자에서 보상을 향상시키는 것으로 오랫동안 알려져왔다. 18세 , 19세 , 20개 , 21. 이러한 전정 재활 운동의 목표는 증상뿐만 아니라 환자의 삶의 질과 독립성을 향상시키기 위해 생리적 또는 행동적 접근법을 사용하는것입니다 22,23.

본 명세서에 기재된 재활 방법은 “약한” 쪽으로단방향 회전을 사용하는 재활 방법(도 1A). 이 방법에 대 한 기본 아이디어는 Hebbian 가소성에서 온다, 신경 연결 자극 될 때 강한 되 고. 이 방법은 특히 다른 전정 재활 운동의 기초가되는 다감각 통합을 향상시키기보다는 전정 입력을 수정합니다. 이전 연구는 단방향 회전이 일방적 전정 기능 장애 환자에서 1-2 세션에서 VOR비대칭을 감소시키는 것으로 나타났습니다 3. 이러한 효과는 주로 낮은 반응(LR)을 가진 측의 활성의 증가뿐만 아니라 더 높은 반응(HR)을 가진 측의 활성의 약간 감소에 기인하였다. 이러한 변화는 중앙 경로의 수정(예: VN 연결 또는 통신 입력의 변경과 같은 구심성 경로 의 강화)에 의해 매개될 가능성이 큽니다. 실제로,이 기술은 오랜 전정 비대칭을 가진 사람들의 전정 재활을위한 감독 된 방법으로 사용할 수 있습니다.

Protocol

여기에 제시되고 이전에 출판 된 데이터3 의학 과학의 샤히드 베헤쉬티 대학의 윤리위원회의 권고에 따라 수행 된 연구에 의해 얻은, 테헤란, 이란과 의정서에 의해 승인된 대학의 기관 검토 위원회. 1. 참가자 선발 및 준비 1년 이상 밸런스 문제가 있는 참가자를 모집합니다.참고 : 전정 보상은 병변 후 첫 달에 가장 효과적으로 발생합니다. 1 년 시?…

Representative Results

단방향 회전의 단기 효과는 재활후70분에서 0.2 Hz(40°/s) 정현파 회전 시험으로 VOR를 측정하여 평가하였다 3. 도 2는 두 방향의 회전에 대한 VOR 응답 동안피크 눈 속도를 나타내고(도2A)및 DP의 변화(도2B). 단방향 회전에 이어, 낮은 반응(LR)을 가진 측면 방향으로 회전에 대한 응답이 증가하고…

Discussion

여기에 제시 된 재활 방법은 전정 불균형과 VOR 비대칭 환자에서 덜 반응 (LR) 측면을 향해 어둠 속에서 반복 단방향 회전으로 구성되어 있습니다. 대부분의 재활 기술은 균형16,17,18,19,20을개선하기 위해 다감각 통합을 향상시킵니다. 여기에 제시된 방법은 전정 경로를 대상으?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

N. R. 의료 과학 및 건강 서비스의 샤히드 베헤쉬티 대학에서 연구 기금에 의해 지원되었다. S. G. S. NIDCD R03 DC015091 교부금에 의해 지원되었다.

Materials

VEST operating and analysis software NeuroKinetics
Electronystagmograph Nicolet Spirit Model 1992 Equipment used for collecting the data presented in the Results section
I-Portal NOTC (Neurotologic Test Center) NeuroKinetics Equipment shown for current studies and shown in the movie

Riferimenti

  1. Agrawal, Y., Ward, B. K., Minor, L. B. Vestibular dysfunction: prevalence, impact and need for targeted treatment. Journal of Vestibular Research. 23 (3), 113-117 (2013).
  2. Huterer, M., Cullen, K. E. Vestibuloocular reflex dynamics during high-frequency and high-acceleration rotations of the head on body in rhesus monkey. Journal of Neurophysiology. 88 (1), 13-28 (2002).
  3. Sadeghi, N. G., Sabetazad, B., Rassaian, N., Sadeghi, S. G. Rebalancing the Vestibular System by Unidirectional Rotations in Patients With Chronic Vestibular Dysfunction. Frontiers in Neurology. 9, 1196 (2018).
  4. Beraneck, M., et al. Long-term plasticity of ipsilesional medial vestibular nucleus neurons after unilateral labyrinthectomy. Journal of Neurophysiology. 90 (1), 184-203 (2003).
  5. Beraneck, M., et al. Unilateral labyrinthectomy modifies the membrane properties of contralesional vestibular neurons. Journal of Neurophysiology. 92 (3), 1668-1684 (2004).
  6. Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Neural correlates of motor learning in the vestibulo-ocular reflex: dynamic regulation of multimodal integration in the macaque vestibular system. Journal of Neuroscience. 30 (30), 10158-10168 (2010).
  7. Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Multimodal integration after unilateral labyrinthine lesion: single vestibular nuclei neuron responses and implications for postural compensation. Journal of Neurophysiology. 105 (2), 661-673 (2011).
  8. Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Neural correlates of sensory substitution in vestibular pathways following complete vestibular loss. Journal of Neuroscience. 32 (42), 14685-14695 (2012).
  9. Galiana, H. L., Flohr, H., Jones, G. M. A reevaluation of intervestibular nuclear coupling: its role in vestibular compensation. Journal of Neurophysiology. 51 (2), 242-259 (1984).
  10. Cullen, K. E., Minor, L. B., Beraneck, M., Sadeghi, S. G. Neural substrates underlying vestibular compensation: contribution of peripheral versus central processing. Journal of Vestibular Research. 19 (5-6), 171-182 (2009).
  11. Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Response of vestibular-nerve afferents to active and passive rotations under normal conditions and after unilateral labyrinthectomy. Journal of Neurophysiology. 97 (2), 1503-1514 (2007).
  12. Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Dynamics of the horizontal vestibuloocular reflex after unilateral labyrinthectomy: response to high frequency, high acceleration, and high velocity rotations. Experimental Brain Research. 175 (3), 471-484 (2006).
  13. Halmagyi, G. M., Black, R. A., Thurtell, M. J., Curthoys, I. S. The human horizontal vestibulo-ocular reflex in response to active and passive head impulses after unilateral vestibular deafferentation. Annals of the New York Academy of Sciences. 1004, 325-336 (2003).
  14. Maioli, C., Precht, W. On the role of vestibulo-ocular reflex plasticity in recovery after unilateral peripheral vestibular lesions. Experimental Brain Research. 59 (2), 267-272 (1985).
  15. Ushio, M., Minor, L. B., Della Santina, C. C., Lasker, D. M. Unidirectional rotations produce asymmetric changes in horizontal VOR gain before and after unilateral labyrinthectomy in macaques. Experimental Brain Research. 210 (3-4), 651-660 (2011).
  16. Whitney, S. L., Rossi, M. M. Efficacy of vestibular rehabilitation. Otolaryngology Clinics of North America. 33 (3), 659-672 (2000).
  17. Telian, S. A., Shepard, N. T. Update on vestibular rehabilitation therapy. Otolaryngology Clinics of North America. 29 (2), 359-371 (1996).
  18. Hall, C. D., et al. Treatment for Vestibular Disorders: How Does Your Physical Therapist Treat Dizziness Related to Vestibular Problems. Journal of Neurological Physical Therapy. 40 (2), 156 (2016).
  19. Hillier, S., McDonnell, M. Is vestibular rehabilitation effective in improving dizziness and function after unilateral peripheral vestibular hypofunction? An abridged version of a Cochrane Review. European Journal of Physical Rehabilitation Medicine. 52 (4), 541-556 (2016).
  20. Denham, T., Wolf, A. Vestibular rehabilitation. Rehabilitation Management. 10 (3), 93-94 (1997).
  21. Cooksey, F. S. Rehabilitation in Vestibular Injuries. Proceedings of the Royal Society of Medicine. 39 (5), 273-278 (1946).
  22. Enticott, J. C., Vitkovic, J. J., Reid, B., O’Neill, P., Paine, M. Vestibular rehabilitation in individuals with inner-ear dysfunction: a pilot study. Audiology and Neurootology. 13 (1), 19-28 (2008).
  23. Cohen, H. S., Kimball, K. T. Increased independence and decreased vertigo after vestibular rehabilitation. Otolaryngological Head and Neck Surgery. 128 (1), 60-70 (2003).
  24. Baloh, R. W., Halmagyi, G. M. . Disorders of the vestibular system. , (1996).
  25. Furman, J. M., Cass, S. P., Furman, J. M. . Vestibular disorders: a case-study approach. , (2003).
  26. Brey, R. H., McPherson, J. H., Lynch, R. M., Jacobson, G. P., Shepard, N. T. . Balance Function Assessment and Management. , 253-280 (2008).
  27. Funabiki, K., Naito, Y. Validity and limitation of detection of peripheral vestibular imbalance from analysis of manually rotated vestibulo-ocular reflex recorded in the routine vestibular clinic. Acta Otolaryngology. 122 (1), 31-36 (2002).
  28. Zalewski, C. K. . Rotational Vestibular Assessment. , (2018).
  29. Furman, J. M., Cass, S. P., Baloh, R. W., Halmagyi, G. M. Ch. 17. Disorders of the vestibular system. , 191-210 (1996).
  30. Desmond, A. . Vestibular function: evaluation and treatment. , (2004).
  31. Shepard, N. T., Goulson, A. M., McPherson, J. H., Jacobson, G. P., Shepard, N. T. Ch. 15. Balance function assessment and management. , 365-390 (2016).
  32. Clement, G., Flandrin, J. M., Courjon, J. H. Comparison between habituation of the cat vestibulo-ocular reflex by velocity steps and sinusoidal vestibular stimulation in the dark. Experimental Brain Research. 142 (2), 259-267 (2002).
  33. Clement, G., Tilikete, C., Courjon, J. H. Retention of habituation of vestibulo-ocular reflex and sensation of rotation in humans. Experimental Brain Research. 190 (3), 307-315 (2008).
  34. Clement, G., Tilikete, C., Courjon, J. H. Influence of stimulus interval on the habituation of vestibulo-ocular reflex and sensation of rotation in humans. Neuroscience Letters. 549, 40-44 (2013).
  35. Cohen, H., Cohen, B., Raphan, T., Waespe, W. Habituation and adaptation of the vestibuloocular reflex: a model of differential control by the vestibulocerebellum. Experimental Brain Research. 90 (3), 526-538 (1992).
  36. Maxwell, S. S., Burke, U. L., Reston, C. The effect of repeated rotation on the duration of after-nystagmus in the rabbit. American Journal of Physiology. 58, 432-438 (1922).
  37. Griffith, C. R. The Ettect Upon the White Rat of continued Bodily Rotation. American Naturalist. 54, 524-534 (1920).
  38. Shepard, N. T., Telian, S. A. Programmatic vestibular rehabilitation. Otolaryngologicla Head and Neck Surgery. 112 (1), 173-182 (1995).
  39. Itani, M., Koaik, Y., Sabri, A. The value of close monitoring in vestibular rehabilitation therapy. The Journal of Laryngology & Otology. 131 (3), 227-231 (2017).
  40. Pavlou, M., Bronstein, A. M., Davies, R. A. Randomized trial of supervised versus unsupervised optokinetic exercise in persons with peripheral vestibular disorders. Neurorehabilitation and Neural Repair. 27 (3), 208-218 (2013).
  41. Kao, C. L., et al. Rehabilitation outcome in home-based versus supervised exercise programs for chronically dizzy patients. Archives of Gerontology and Geriatrics. 51 (3), 264-267 (2010).
  42. Topuz, O., et al. Efficacy of vestibular rehabilitation on chronic unilateral vestibular dysfunction. Clinical Rehabilitation. 18 (1), 76-83 (2004).
  43. Black, F. O., Pesznecker, S. C. Vestibular adaptation and rehabilitation. Current Opinion in Otolaryngological Head and Neck Surgery. 11 (5), 355-360 (2003).
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Citazione di questo articolo
Rassaian, N., Sadeghi, N. G., Sabetazad, B., McNerney, K. M., Burkard, R. F., Sadeghi, S. G. Using Unidirectional Rotations to Improve Vestibular System Asymmetry in Patients with Vestibular Dysfunction. J. Vis. Exp. (150), e60053, doi:10.3791/60053 (2019).

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