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基于视频头脉冲测试系统的所有六根半圆形运河的功能测试

Published: April 18, 2019 doi: 10.3791/59012
Automatic Translation
1,2, 1,2
1Department of Otolaryngology, Head & Neck Surgery and Audiology, Aalborg University Hospital, 2Department of Clinical Medicine, Aalborg University

ERRATUM NOTICE

Summary

该协议描述了如何使用全球常用的两个独立测试系统正确执行视频头脉冲测试。介绍了二维和三维视频头脉冲测试方法。

Abstract

在过去的十年里, 评估人类前庭系统的现有测试程序和方法迅速发展。2009年和 2013年, 商用视频头部冲动测试 (vHIT) 使临床医生能够检查前庭系统内所有三个配对半圆形运河的功能。VHIT 检测使前庭检测发生了革命性的变化, 在世界各地的许多诊所和医院, 这种检测现在被认为是眩晕患者最重要的初始测试。全球有几家 vHIT 系统制造商。将提出两个最广泛的 vHIT 系统--效应局和 ICS 脉冲系统的测试协议。该协议中包括对两种不同测试方法的描述, 称为二维 vHIT 测试和 3D vHIT 测试。VHIT 系统包括一个轻巧的护目镜和附带的软件。测试速度快 (5-10), 可以在对被检查者造成最小不适的情况下进行。但是, 测试有许多步骤, 如果测试的各个步骤未正确执行, 则每个步骤都可能更改最终测试结果。因此, 审查员熟悉潜在的噪声和/或工件触发因素是至关重要的。在临床环境中执行 vHIT 之前对未来的审查员进行系统的培训, 并遵守此协议, 可以最大限度地减少测试的这些挑战。VHIT 测试不仅仅是一个 "即插即用" 测试。然而, 如果正确地进行, 这个测试提供了优秀的客观评估功能的高频域的前庭系统。它具有非常高的阳性预测值, 并提供了非常接近百分之百的特异性。

Introduction

在寻求一般医疗建议的患者中, 眩晕是第三大常见投诉, 终生流行率为7.8%1,2。通常很难确定眩晕的原因是由前庭器官内的疾病或身体其他部位的疾病引起的, 因为眩晕可能是许多疾病的表现症状 3.传统上, 前庭检查对临床医生来说既困难又耗时, 对参与者来说往往不是很愉快。这些检查中的许多都是作为床边检查进行的, 依靠的是非常熟练的考官和合作、头晕的病人。1988年采用了公认的前庭功能床头测试方法, 称为 "头部脉冲测试"4。在过去十年中, 现有的测试程序和方法迅速发展, 新的测试方法也在增加。各种实验室测试, 评估前庭系统的功能, 现在已上市。2009年, 一种新的测试方法----视频头脉冲测试 (vHIT)----在商业上面世。通过此测试, 世界各地的临床医生现在能够客观和快速地测试前庭系统的六个半圆形运河 (Scc) 的功能 (5-10), 只有轻微的不适, 病人5。VHIT 检测使前庭检测发生了革命性的变化, 在世界各地的许多诊所和医院, 它现在被认为是急性和慢性眩晕患者最重要的初步检测 6.

全球有几家 vHIT 系统制造商。一些最广泛使用的 vHIT 系统包括眼视卡 (丹麦)、ICS 冲动 (丹麦) 和 VHIT Ulmer (法国) (见材料表)。前两个提到的 vHIT 系统在设计上相当相似, 本文对此作了进一步描述 (分别称为 vHIT 系统 A 和 B)。这两个 vHIT 系统都提供了一个轻量级的护目镜, 其中包含一个用于记录眼睛运动的高速摄像头和一个测量头部速度7的传感器。伴随的软件需要安装在笔记本电脑上, 并且护目镜通过 USB 电缆连接到同一台计算机。在 vHIT 测试中, 护目镜安装在患者的头部, 并牢固地固定。参与者的眼睛盯着墙上的目标, 而审查员在正在测试的半圆形运河平面上应用快速、突然和不可预知的头部冲动。VHIT 为审查员提供了一份报告, 其中包括: 1) 将头部和眼睛速度描述为时间函数的图形和 2) 一个被称为 "平均增益值" 的计算数值。

在完成 vHIT 测试后, 软件计算平均增益值, 该值被定义为眼睛速度 (以°为单位) 除以每个被测试的 Scc 的头部速度 (以°为单位)。单个 vHIT 系统通过测试前庭眼反射 (VOR) 来评估 Scc 的功能, 但它们通常通过各种方法计算平均增益值。VHIT 系统 a 使用回归增益方法, 该方法允许对头部脉冲的整个速度范围进行图形数据分析。在 vHIT 测试完成后, 它提供了平均回归图斜率 (通过不同磁头速度的数据点的最适合线, 并带有增益值)。VHIT 系统 B 使用区域曲线下 (AUC) 方法计算增益值。眼睛速度记录下的区域除以头部速度记录下的区域。此区域 VOR 增益受眼速微小偏差的影响较小, 这可能会影响仅根据眼速记录计算的 VOR 增益7。在使用 AUC 方法时, 增益值计算为从头部脉冲开始到头部速度恢复到零的时刻, 累积慢相眼速度与累积头速度的比率。

此外, 与床头脉冲测试不同的是, vHIT 使审查员能够检测到补偿性眼动和囊状物 [都发生在头部运动停止 (公开的囊) 和囊状物发生在头部运动 (隐蔽的囊体) 之后]通过分析所附报告8、9 中提供的图表。关于是否存在病理囊的结论需要对检测报告进行主观评估, 因为对病理囊的定义没有共识。但是, 如果带有 ICS 脉冲的软件将 scades 识别为病理, 则这些曲线标记为红色。两个 vHIT 系统对眼睛记录进行了不同的分析。在系统 B 中, 确定瞳孔的质量中心, 并与图像中的时间戳一起使用, 以确定眼睛速度。这些与顶头速度一起用于增益计算。在系统 A 中, 分析了侧眼运动速度和垂直眼动速度。如果只分析瞳孔, 则只有头部眼睛位置的水平和垂直分量进入计算 vor 增益的矢量分析算法。

VHIT 测试被认为是一种客观测试。然而, 这个测试在技术上要求考官执行。应用于参与者的头部脉冲在时间和方向上都需要不可预测, 并且需要以每秒150°至250°的峰值峰值速度传递, 振幅为5°至 20°, 理想情况下为 8,9, 10,11。成功测试的另一个先决条件是参与者能够理解并遵守给定的指令8。测试还容易受到多种误差的影响, 最常见的是由于瞳孔检测和跟踪不良而导致的眼镜滑点 8、11、12 和噪音伪影。该公司的软件在测试过程中丢弃了噪音太大的脉冲。测试完成后, 通常需要手动删除软件未检测到并自动删除的额外噪音和工件。

两个 vHIT 系统对水平 vHIT 测试使用相同的测试方法。但是, 垂直 SCC 测试比水平 SCC 测试更难执行。通过对垂直 Scc 的测试, 头部脉冲的技术要求更高, 眼动包括扭转部分, 测试更容易受到眼镜滑移的影响, 并且测试对参与者11更不舒服。传统的 vHIT 测试方法称为 "3D vhit 测试", 在使用 vHIT 系统 A 执行垂直 SCC 测试时使用。针对这些挑战, 开发了一种2D 改进的 vHIT 测试方法.这种方法在测试过程中提供了几乎全部去除眼动旋转部分的方法, 在使用 vHIT 系统进行垂直 SCC 测试时, 使用了这种方法的说明和对这两种 vHIT 测试方法的更详细的描述, 见结果部分。最近的一项研究包括上述两个 vHIT 系统14。由于这些 vHIT 系统在垂直 SCC 测试中使用了单独的测试方法, 因此在评估前庭功能时, 既采用了二维测试方法, 也采用了三维 vHIT 测试方法。3D 测试方法的名称可能具有误导性, 因为大多数市售的 vHIT 测试系统目前只测量两个维度的眼动。但是, 在本文中, 原始测试被称为3D 测试方法。详细介绍了上述两种 vHIT 测试方法。还应该注意的是, vHIT 系统 A 可以进行 2D vHIT 测试, 但据我们所知, 此测试方法尚未针对此 vHIT 系统进行验证。

Protocol

该议定书遵循北丹麦地区科学伦理委员会的准则。

1. 参与者筛选

  1. 招聘有能力完成测试的参与者。参与者必须具备视觉能力, 以便在1.0 至1.5 米远的距离内固定在一个点上。
  2. 没有资格的参与者有颈部手术或颈椎突出史, 因为所应用的头部冲动可能会恶化这种情况。删除任何化妆品, 因为这可能会导致学生跟踪不良。
  3. 评估参与者的眼动, 通过进行严重的眼动检查, 以排除任何可能影响检查的眼肌麻痹。还要注意, 如果有任何自发或凝视引起的眼球震颤, 可能会影响最终的结果。
    1. 通过要求参与者将垂直和水平平面上的眼睛移动到眼窝的外缘来进行粗眼运动检查, 以确保没有眼肌麻痹。
  4. 评估在光线充足的房间里的学生的大小, 并记下学生的配置。这可确保在测试过程中对学生的跟踪不会受到影响。
  5. 确定两只眼睛是否同样适合记录眼球运动。
    注:    并非所有 vhit 系统都可以选择记录左眼或右眼的运动。
    1. 在检查参与者的眼动和视力后, 确定哪种眼睛是记录眼动的最佳选择 (如果它们不是同样好的话)。
    2. 如果参与者有一个或两个下垂的眼睑, 请特别注意眼睛周围的区域, 并采取适当的预防措施。评估和记录睫毛是否很长, 并可能会影响检查学生在测试期间的跟踪。
    3. 如果右眼适合测试, 请使用 vHIT 系统 A 或 B 进行测试。如果只有左眼适合测试, 则使用系统 A 进行 vHIT 测试。

2. 实验准备

  1. 包括推荐的硬件和软件, 以启用视频头脉冲测试。请务必在安装前阅读手册。
    1. 硬件要求包括一台笔记本电脑和一对附带的轻量级护目镜, 其中包含高速摄像机和运动传感器。使用带有 vHIT 系统 a 的惯性运动传感器, 在系统 B 中使用头速度传感器芯片 (MEMs 陀螺仪)。运动传感器提供有关头部速度的信息。检查各个硬件组件是否完好。
    2. 安装每个系统的相关软件。
  2. 将参与者放置在至少1.5 米远的非旋转实心椅子上, 用于 vHIT 系统 A 或至少1.0 米以外 (vHIT 系统 b), 而不是放置在墙上的固定点。调整椅子的高度, 使参与者的眼睛与固定点对着平;或者, 将点放置在不同的高度, 以达到相同的效果。
  3. 确保房间光线充足, 以最大限度地减小瞳孔的大小。就检查的不同步骤向患者提供彻底的指导。
    1. 要求参与者不要在测试过程中通过放松颈部肌肉来移动头部。为了优化测试, 所有头部运动都必须由审查员应用。
    2. 在头部冲动的过程中, 请参与者避免与眼睛眨眼。如果需要, 提供一个单独的头部冲动之间的停顿, 以克服这个问题。在测试过程中, 参与者应保持固定在墙上的一个点上。

3. 条件与实验设计

  1. 调整和调整病人头上的护目镜。它必须是紧密固定的 (这是至关重要的)。
  2. 牢固地拧紧表带, 以确保护目镜在头部脉冲应用过程中不会移动。将护目镜上的电缆放在颈部中线, 并将其连接到电缆表带支架 (vHIT 系统 a) 或随附的电缆夹连接到患者的衣服 (vHIT 系统 B) 上。
  3. 确保眼睛睁得大大的, 眼睑处于不干扰瞳孔检测的位置。如果需要, 请相应调整眼睑周围的皮肤。
    1. 将护目镜的底部或顶部倾斜, 使其远离面部, 向上或向下拉皮肤, 并重新定位护目镜, 将皮肤固定在原地。目视检查, 看看护目镜是否令人满意。
      请注意:护目镜是一个极其重要的过程。不适当的护目镜可能会导致不准确的数据收集, 并在测试中增加噪音。
  4. 通过在摇号、俯仰或滚动方向旋转相机, 将相机对齐以将图像中的瞳孔居中。将下眼皮的边界沿图像的底部边缘放置 (vHIT 系统 a)。
    1. 使用 vHIT 系统 B, 将 ROI (感兴趣的区域) 放置在瞳孔周围, 并在笔记本电脑上选择自动阈值。
    2. 在开始测试之前, 通过进行短的水平和垂直头部移动来评估瞳孔的跟踪情况。确保整个瞳孔在所有位置都可见。如有必要, 请手动调整。
  5. 检查 LED (两个白点) 的反射是否显示为靠近瞳孔边缘。如果是这种情况, 请在俯仰平面上向前移动患者, 以增加两个反射和瞳孔 (系统 A 和 B) 之间的距离。
  6. 让参与者直视水平固定点。如果中心激光投影与墙上的固定点不匹配, 请重新调整安装在位于鼻子边缘上方的护目镜部分的激光 (系统 A)。

4. 校准

  1. 对于 vHIT 系统 A, 在使用相关软件测试横向 Scc 之前, 启动标准校准 (步骤 4.1.1-4.1.2)。按照此过程, 立即启动头部校准 (步骤 4.1.3), 如果打算进行垂直 SCC 测试。
    1. 双击桌面上的软件图标, 该图标将打开程序。双击 "选择仪器" 框中的"眼视摄像头" 图标, 选择仪器。
      1. 在"校准" 菜单中选择"标准" , 然后单击 "准备".
      2. 告诉参与者看中间的激光点。通知参与者不要眨眼, 并指示参与者在不移动头部的情况下, 查看每个指定的激光点大约2-3 秒 (一次一个)。
    2. 按照屏幕上的说明进行操作, 或决定患者必须查看点的顺序。重要的是, 参与者要把目光投向五个点中的每一个点一次, 最好是两次。
      1. 确保标准校准符合所需标准。校准报告将良好的校准显示为一个交叉, 其中每个手臂的长度相等 (参见图 1)。
      2. 确保有五个突出显示的圆圈, 说明一个中心点和四个外部标记 (图像中的眼睛)。还要确保十字的手臂在垂直和水平方向上都处于零度 (太空中的眼睛)。
    3. 执行头部校准, 以包括垂直 SCC 测试。在"校准" 菜单中选择"头", 然后单击 "准备".
      1. 确保头部运动的振幅 (峰值速度) 在50°/s 左右, 振幅不得超过 100°/s (圆圈标记的边缘)。
      2. 将患者的头部来回旋转 (沿节距轴) 至少 5倍, 然后侧向旋转 (沿黄瓦轴) 至少5倍。运动在屏幕上显示。
      3. 确保头部运动的振幅在50°/s 左右, 注意不要超过 100°/s (圆圈标记的边缘)。
      4. 评估校准的质量。了解良好的头部校准的特点。
        1. 确保标记不超过圆圈的边缘。还要确保标记靠近垂直线和水平线。
        2. 确保第三个图像的形状像一个交叉, 其中腿不会垂直和水平偏离一个以上的三角形 (参见图 2)。
        3. 如果患者在校准过程中不能完全配合, 请使用默认设置。在选择此选项之前, 请尝试重新校准至少2倍。
  2. 对于 vHIT 系统 B, 请按照以下步骤进行校准, 以便能够测试所有六个 SCCS。确保投资回报率嵌入了整个学生区。
    1. 打开激光。要求参与者移动头部, 将左右激光点的左右激光点等距放置在固定点的两侧 (参见图 3)。
    2. 告诉参与者保持清醒的头脑。要求参与者只移动眼睛, 跟随可见的激光束点 (在校准过程中, 在左侧和右侧之间只能看到一个激光点交替)。
    3. 通过让参与者盯着固定点来检查校准。将他们的头左右移动10°。
    4. 检查眼睛和头部速度匹配。请记住, 在低频头部旋转过程中看到的赶超囊可以表明前庭丢失, 小脑功能障碍, 或两者兼而有之。

5. 程序

  1. 一般测试原则:
    1. 不可预测地传递头部的冲动。这在方向和时间方面都是必要的。
    2. 发出突然的头部冲动。应用小振幅 (5°-20°) 的头部脉冲。
      1. 执行高加速度头脉冲 (1,000°/s 24,000°/s2)。确保头部的冲动是快的。
    3. 在150°/s-250°/s 之间传递头脉冲, 用于水平 SCC 测试, 并在100°/s-250°/s 之间传递具有峰值头速度的头脉冲, 用于垂直 SCC 测试。
    4. 提供振幅为 5°-20 °的头部脉冲。完成每个头部脉冲后, 软件将提供有关头部脉冲质量的反馈。
      请注意:在 vHIT 系统 A 中, 如果在头部脉冲开始后的前70毫秒内达到峰值头速度, 并且峰值头速度超过 150°/s (如果峰值速度可能会根据个人喜好改变), 则接受头部脉冲。请注意, 这是由一个绿色的复选标记或或一个红色的十字架显示, 表明给定的头部脉冲不符合预定义的条件。使用 vHIT 系统 b, 在实际测试过程中实时收集数据。如果满足预定义的数据算法标准, 将接受头脉冲。其中包括头部最大速度最小120°/s 至250°/s 的头部运动, 用于测试横向 Scc, 以及头部最大速度最小 100°/s 250°/s 用于测试垂直 Scc 的头部运动. 如果框架, 头部脉冲也会被拒绝e 速率下降到219帧以下。在每个头部脉冲之后, 还会显示当前脉冲的操作员反馈。绿色圆圈表示头部脉冲被接受 (充分执行), 橙色点表示头部脉冲被拒绝 (未充分执行)。
  2. 要进行水平 SCC 测试, 请将手放在下颌或头顶上。请注意不要触摸护目镜带或电缆, 以避免任何意外的移动护目镜。
    1. 如果用双手放在下巴上进行测试, 请参与者在测试过程中咬紧牙关, 以减少下巴运动, 并促进更直接的力量转移到头部。
    2. 将患者头部向前旋转 30°, 使其完全水平地定位水平 Scc。向每侧输送10到20个头部脉冲。请注意, 软件会跟踪应用于每个 SCC 的总脉冲数。
  3. 要进行垂直 SCC 测试, 将优势手放在患者头部上方, 并将手指指向要检测的前 SCC 方向。将非显性的手放在下巴上。
    1. 要求参与者咬紧牙关 (病人可能会咬木制的舌头抑制器)。注意不要触摸护目镜带或电缆, 以避免无意中移动护目镜 (大拇指可以放置在乳突和其他手指上的下颌骨)。
    2. 存在两种不同的方法来测试垂直 Scc 的 VOR 函数。使用 2D (步骤 5.3.3) 或 3D vHIT (步骤 5.3.4) 测试方法评估垂直 SCC 功能 (参见图 4)。
    3. 使用 Vhit 系统 B 的 2d vhit 测试方法将座椅旋转45°至两侧, 在垂直 SCC 测试之前, 将桌腿放置在地板上的固定标记上, 以确保每次连续测试的起始位置都能精确对齐。这也将确保参与者的测试眼点和墙上的固定点之间的最小距离为1米。
      1. 右前 (RA) 和左后 (LP) SCC: 将实心椅子向左旋转45°。让病人看看固定点。正在测量的眼睛现在已经被侧向化了。
        1. 右前部 (RA): 在垂直于墙壁的沥青平面上向前旋转参与者的头部。注意不要触摸电缆或护目镜带。
        2. 左后部 (LP): 将参与者在垂直于墙壁的音高平面上向后旋转。注意不要触摸电缆或护目镜带。
      2. 左前 (LA) 和右后部 (RP) SCC: 将实心椅子向右旋转45°。让病人看看固定点。正在测量的眼睛现在已经被中导。
        1. 左前 (LA): 在垂直于墙壁的音高平面上向前旋转参与者的头部。注意不要触摸电缆或护目镜带。
        2. 右后角 (RP): 在垂直于墙壁的音高平面上向后旋转参与者的头部。注意不要触摸电缆或护目镜带。
    4. 使用 3D vHIT 测试方法对 vHIT 系统 A 进行检测。
      1. 将参与者放置在墙前面的所需距离。在整个测试过程中, 要求患者保持在这个位置。
      2. 在垂直 SCC 测试期间, 使用右上角的方向平面导轨来可视化头部旋转的平面。如果测试做得正确, 则必须在以灰色显示方向的彩色区域内描述方向, 并以黑色显示最新的垂直头部脉冲。
      3. 右前 (RA) SCC: 将头部向前旋转, 并将45°旋转到矢状平面的右侧。左后部 (LP) SCC: 向后旋转头部, 将矢状面左侧旋转45°。
      4. 左前 (LA) SCC: 将头部向前旋转, 并将45°旋转至矢状面的左侧。右后 (RP) SCC: 向后旋转头部, 并将45°旋转到矢状面的右侧。
      5. 请注意不要触摸电缆或护目镜带, 因为它可能会增加测试的噪音。

6. 结果解释

  1. 在测试过程中, 两个 vHIT 系统都忽略了不符合某些预定义条件的数据集。使用系统 A 手动 (可选) 调整垂直和水平 Scc 的预设头速度标准。
    1. 请注意, 在 vHIT 测试完成后, 包含工件和噪声的最终算法包含头脉冲, 而不是头部脉冲。如果最终测试结果仍然包含噪声或伪影, 请通过手动数据选择来消除人工噪声。
  2. 这两个 vHIT 系统都允许在测试过程中对眼球运动进行视频记录, 作为其他故障排除方法。根据需要启用此功能 (可选)。
    1. 在 vHIT 系统测试后, 手动删除额外的噪音。输入"编辑"菜单。
      1. 选择速度跟踪选择。在下拉菜单中选择"多个" 。
      2. 手动选择要删除的曲线, 然后选择"删除选定的曲线"。然后将生成一个不包含选定曲线的新报表。如果错误地删除了太多的曲线, 选择"全部显示" 将重新生成包含最初获得的所有数据的原始报表。
    2. 在使用附加软件进行 vHIT 系统 B 测试后, 手动删除其他噪音。输入2D 分析菜单。
      1. 将光标放在所需的头部脉冲上, 以突出显示与该特定头部脉冲相关的整个图形。如果图形包含噪声和/或工件, 请按"删除" 手动删除此头部脉冲。
      2. 包含囊号的平均增益值和图形将在手动去除头部脉冲后同时调整。在意外删除头脉冲的情况下还原数据集。
  3. 在完成 vHIT 测试后对测试报告进行评估和解释。测试报告包括通过时间和头部及眼睛速度对头部脉冲进行二维图形描述, 以及计算平均增益值。
    1. 平均增益值是通过将窥视眼速度 (°/) 除以峰值峰值速度 (°/s) 来计算的。水平 SCC 增益值的正常范围为0.80 至 1.207.确定增益值是在正常范围内, 要么太高, 还是太低。
      1. 如果平均增益值在0.80 和1.20 之间, 则得出增益值为正常的结论。
      2. 再次执行 vHIT 测试的所有步骤, 包括重新校准 (执行步骤4中包含的所有步骤和子步骤, 并为相关 vHIT 系统执行步骤5中包含的所有步骤和子步骤), 如果获得高于预期的平均增益值 (和 gt;1.20).
        请注意:高数字并不真正代表任何前庭病理, 但表明测试没有正确进行, 或者参与者在测试期间没有充分合作。
      3. 如果平均增益值低于 0.80, 则得出结论, 增益值太低, 可能通过受损的 VOR 功能代表前庭器官内的病理。
      4. 垂直 SCC 增益值的正常范围为0.70 至 1.207.确定增益值是在正常范围内、过高还是过低。如果平均增益值在0.70 和1.20 之间, 则得出增益值为正常的结论。
        1. 再次执行 vHIT 测试的所有步骤, 包括重新校准 (执行步骤4中包含的所有步骤和子步骤, 并为相关 vHIT 系统执行步骤5中包含的所有步骤和子步骤), 如果获得高于预期的平均增益值 (和 gt;1.20).
          请注意:高数字并不真正代表任何前庭病理, 但表明测试没有正确进行, 或者参与者在测试期间没有充分合作。
      5. 如果平均增益值低于 0.70, 则得出的结论是增益值太低, 可能通过受损的 VOR 功能代表前庭器官内的病理。
    2. 评估测试报告图表, 并确定是否存在任何囊。Saccades 是矫正眼动, 如果病理, 是由于损害 VOR 功能。
    3. 解释所有的图形材料, 并得出结论是否存在 Abrahamsen 等人所定义的病理囊.
      1. 评估潜在的囊的频率。囊数必须发生在头部冲动总数的50% 以上。
      2. 评估潜在的囊尾的延迟。在头部运动启动后的100毫秒之间, 以及头部运动停止后的100毫秒内, 必须发生在囊面之间。
      3. 评估潜在囊的速度。囊头的峰值速度必须至少是峰值头速度的50%。
      4. 评估潜在的囊号的方向。这些囊件必须与 VOR 处于同一方向。如果囊面是以相反的方向描绘的, 那么考虑这些发现是否可能是自发眼球震颤的描述。

7. 结论

  1. 根据平均增益值和病理处理的存在, 将每个单独 SCC 的 vHIT 检查分为正常、非典型或病理检查。
    1. 如果平均增益值在正常范围内, 不存在病理囊, 则认为个体 SCC 功能是正常的。
    2. 结论, 如果平均增益值低于正常范围, 存在病理性囊, 个体 SCC 功能是病理的。
    3. 结论, 如果平均增益值低于正常范围, 且不存在伴随的病理囊, 则单个 SCC 功能具有潜在的妥协非典型。
    4. 结论, 如果平均增益值在正常范围内, 并伴有病理囊, 则单个 SCC 功能具有潜在的妥协。

Representative Results

有效和精确的测试结果的先决条件包括正确、细致和彻底的预测试校准。有关 vHIT 系统 a 正确校准后的报告, 请参阅图 1和图 2。所有六个 Scc 都只需一步即可完成系统 b 的校准, 方法是要求参与者在激光打开时出现的两个点之间切换视线 (参见图 3)。在此校准完成后, 请务必检查眼睛和头部速度是否匹配。正确的校准包括低于21的 "值"。有关校准程序的详细说明, 请参阅制造商提供的手册15、16。

Figure 1
图 1: 在使用 vhit 系统 a 测试水平 Scc 之前进行标准校准.应确保 "图像中的眼睛" (左边的图像) 包含相当于四个外部限制的标记以及中间的一个标记, 并确保 "空间中的眼睛" 被描述为一个具有零度垂直和水平线的交叉。请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 2
图 2: 在使用 vhit 系统 a 测试垂直 Scc 之前进行头部校准.显示的是相对于地球的头部运动的3D 表示。水平和垂直方向与头部运动相对于惯性传感器可能的倾斜轴显示。三个极图从三个不同的角度显示头部运动。灰点: 原始头部运动、黑点: 校准的头部运动、实心灰色线: 相机方向、实心黑线: 头部方向。最左边: 灰色和黑色的点必须遵循一条线在右左方向 (水平), 中间: 黑色和灰色的点必须跟随一条线在上-下方向 (垂直), 极右: 黑色和灰色的点必须遵循两个垂直线, 看起来像一个交叉。请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 3
图 3: 使用 vhit 系统 b 进行校准程序设置。要求患者将左右点等距放置在固定点的每一侧。随着程序的继续, 一次只有一个点被照亮, 参与者被要求保持他们的目光在可见的点。当参与者的目光改变时, 系统会跟踪瞳孔的运动。请点击这里查看此图的较大版本.

水平 Scc 的测试对这两种类型的设备都是以类似的方式进行的。对于垂直 Scc 的测试, 可以使用2D 或3D 测试方法。在测试所有六个 Scc 时, 请参阅图 4详细说明这两种测试方法。

Figure 4
图 4: Vhit 测试过程的可视化.左侧说明了带有 vHIT 系统 A 的 3D vHIT 过程。右侧说明了带有 vHIT 系统 b 的2D 修改 vHIT 过程。中间部分说明了正在测试的半圆形运河 (Scc) 的方向。中间部分插图是对从智能手机应用程序中拍摄的图像的修改 (见材料表), 并在版权所有者允许的情况下使用。对于水平 SCC 测试, 审查员将双手放在病人的下巴上, 将头部脉冲传递到两侧。对于垂直 SCC 测试, 考官将他的优势手 (在这项研究中, 两个审查员都是右手) 放在头顶, 其他手放在下巴下面。(a-c)使用 vHIT 系统 a 的 3D vHIT 性能的说明。在所有三个设置中, 患者都面对着相机, 头部朝正在测试的 Scc 方向旋转。(a) 右左前后 (ralp) scc 检测。(b) 水平 scc 测试。(c) 左前右后部 (larp) scc 测试。(g– i)头部的起始位置;箭头说明头部旋转的方向;正在测试的 Scc 集标记为红色。(d-f)使用 vHIT 系统 B. (d) RALP scc 测试的2D 修改 vHIT 的性能说明, 主体向左旋转 45°, 通过向前或向后旋转头部传递脉冲。(e) 水平 scc 测试。(f) larp scc 测试, 主体向右旋转 45°, 通过向前或向后旋转头部来传递脉冲。通过在 RAPP 和 LARP 测试前45°旋转患者头部, 眼睛与正在测试的垂直 Scc 的轴对齐;因此, 主要是垂直的眼动产生时, 应用头部冲动。(h)、(j) 和 (k) 显示头部的起始位置;箭头说明了头部旋转的方向;正在测试的 Scc 集标记为灰色。LARP 表示左右平面;RAP 表示右前、左后平面。这一数字的复制已获得许可。请点击这里查看此图的较大版本.

每次执行 vHIT 测试时, 测试的所有各个步骤都很重要, 因为它们可能会影响或更改测试结果。每次 vHIT 测试完成后, 审查员必须仔细地完成报告, 以确定结果是否有效。必须特别注意确保报告中不包含噪音或工件。已经描述了八种不同类型的可能会改变结果的工件 (请参见图 5)。即使随附的软件从报告中删除了大量的噪音和工件, 也可能需要手动删除噪音和工件, 作为评估的额外步骤。如果测试进行得很好, 参与者在测试过程中充分合作, 在对报告进行评价和解释后, 可以得出正常前庭功能或真正受损功能的结论。有关对具有正常 SCC 功能的参与者进行检查后的测试报告, 请参阅图6、图 7和图 8 。正常完整 vHIT 测试的先决条件包括正常范围内的平均增益值以及没有病理障碍。当平均增益值位于正常范围内时, 头部和眼睛速度几乎相似, 在镜像视图中相应的曲线几乎相同。 当没有病理囊的情况下, 头部和眼睛速度的描述在头部冲动的应用过程中和应用后都非常匹配。

Figure 5
图 5: 八种不同工件的可视化.每种类型的工件都通过图表以及描述触发单个工件的测试情况的随附图像 (x 轴: 时间 (秒)、y 轴: 头部和眼睛速度 (°/)) 来说明。黑色和红色线分别表示眼睛速度和头部速度。面板左侧的图像显示正在使用 vHIT 系统 A 进行测试的主题, 而右侧的图像显示正在使用 vHIT 系统 B 测试的主题。附属图显示了与文物相关的眼睛和头部运动的痕迹。(a) 校准错误 (高增益)、(b) 触摸护目镜 (两个峰)、(c) 病人注意力不集中 (眼迹朝错方向)、(d) 弹跳 (头部超调)、(e) 松散表带 (延迟相移)、(f)瞳孔跟踪丢失 (跟踪振荡), (g) 迷你闪烁 (伪囊), (h) 闪烁 (伪囊)17。此数字已在获得许可17的情况下修改。请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 6
图 6: 报告与横向 Scc 的正常结果.需要注意的是, 头部和眼睛速度的曲线匹配, 所有平均增益值都在正常范围内 (0.80-1.20), 并且不存在病理囊。 (A) vhit 系统 b 报告。左: 增益值被描述为代表峰值速度和增益值的相干部分的单个点;红色 = 右侧, 蓝色 = 左侧。平均增益值也显示为数值 (0.91 和 1)。 右: x 轴 = 时间 (毫秒), y 轴 = 头部和眼睛速度。头部和眼睛的速度显示在相同的方向 (镜像视图), 以方便解释。(B) vhit 系统报告。左: x 轴 = 时间 (毫秒), y 轴 = 头部和眼睛速度 (°/s)。头部和眼睛的速度显示在相反的方向。右:增益值被描述为最适合的线, 通过单个点代表峰值的峰值速度和窥视眼速度 (第一 y 轴) 以及增益值 (第二 y 轴) 的相干部分;红色 = 右侧, 蓝色 = 左侧。平均增益值也显示为数值 (1.07 和 1.07)。请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 7
图 7: 报告所有六个 scc 在 vHIT 系统 a 测试后的正常发现。需要注意的是, 头部和眼睛速度的曲线匹配, 所有平均增益值都在正常范围 (0.80-1.20) 或更高, 并且不存在病理囊。请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 8
图 8: 在 vhit 系统 b 测试后, 报告所有六个 scc 的正常结果.需要注意的是, 头部和眼睛速度的曲线匹配, 所有平均增益值都在正常范围内 (0.80-1.20), 并且不存在病理囊。请点击这里查看此图的较大版本.

为了得出前庭功能降低的结论, 必须存在较低的平均增益值和病理囊。当存在低平均增益值时, 眼速振幅明显低于相应的头速度振幅。如果检查是真正的病理检查, 也必须存在病理检查。这些囊可能发生在头部运动期间或之后。为了得出结论, 如果囊面是真正的病理, 审查员必须评估囊线的频率, 延迟, 方向, 和振幅。有关示例, 请参阅图 9和图 10 。

Figure 9
图 9: 使用 vhit 系统测试后的病理测试结果A 个.在头部运动停止 (a) 后, 可以看到明显的囊, 在头部运动 (b) 的过程中可以看到隐蔽的囊, 有时会看到两者的混合物 (c)。还应注意的是, 在病理囊的同侧, 平均增益值低于正常范围。在 (b) 和 (c) 中, 红色的数字1表示隐蔽的囊, 红色的数字2表示公开的囊, 红色的数字3表示被归类为非病理囊的小型矫正囊。请点击这里查看此图的较大版本.

Figure 10
图 10: 用 vhit 系统 b 测试后的病理测试结果.在头部运动停止 (a) 后, 可以看到明显的囊, 在头部运动 (b) 的过程中可以看到隐蔽的囊, 有时会看到两者的混合物 (c)。还应注意的是, 在病理囊的同侧, 平均增益值低于正常范围。在 (c) 中, 蓝色的数字1表示隐蔽的囊, 数字2蓝色表示公开的囊。请点击这里查看此图的较大版本.

Discussion

所提供的实验设计应能使审查员完成对所有六个尽可能高质量的 Scc 的 Hhit 测试。为了获得可靠的测试结果, 协议中有几个关键步骤需要仔细遵循。测试前评估很重要, 因为几种疾病可能会损害或改变结果。例如, 眼肌麻痹、斜视或瞳孔畸形可能会严重影响测试结果, 即使前庭功能正常。每次测试前对设备进行校准也是非常关键的, 因为不精确或错误的校准可能会对结果产生很大影响。在进行实际测试时也应特别注意。参与者在测试过程中需要配合, 在应用头部冲动时, 应特别强调将冲动引导到正确和所需的平面上。

为 vHIT 测试描述的两种方法都有优点和缺点。特别是在执行垂直 vHIT 测试时, 审查员必须考虑头部、眼睛和视觉目标的位置。头部在头部冲动期间的位置可以是患者面对墙壁, 也可以是头部向两侧旋转45°。从业者可以转动头部或整个身体来获得这个位置。还应考虑到哪些立场对个别患者最有利, 因为检测期间的合作至关重要。 在 3D vHIT 中测试垂直 Scc 时的眼动既是垂直的, 也是扭转的。在二维改进的 vHIT 测试方法中, 通过在测试过程中对眼球进行侧化, 消除了扭转分量。扭转成分可能会给测试增加噪音, 眼球的侧化可能会诱发伪影, 特别是来自眼睑或睫毛的伪影。审查员还必须考虑这样一个事实, 即许多头部冲动应用于垂直平面与连续侧向眼睛是疲劳的病人。视觉目标也需要根据每个患者的眼睛水平进行调整。如果不是这种情况, 工件和噪音可能会改变测试, 如果目标在测试过程中没有以最佳方式放置, 患者可能很难将目光盯在目标上。考试结束后, 考官大多会得出结论, 测试结果是否有足够的质量, 必要时是否再次执行测试的所有步骤。对测试的最终评估是强制性的, 在得出最终结论之前, 应包括手动清除任何噪音和文物。

最重要的是, 审查员要在整个 vHIT 测试过程中意识到潜在的工件触发因素。在测试过程中, 有许多不同的步骤可能会单独影响最终测试结果5、12、17、18、19。重要的是要知道, vHIT 测试提供的两个重要参数, 即 saccades 和平均增益值, 可能由于工件和/或噪声而不正确, 而不是由于 VOR 功能受到损害。不存在标准的均值增益计算方法, 个别制造商使用不同的计算方法。因此, 审查员在比较通过不同增益计算方法获得的均值时必须谨慎。

一项特殊的研究发现, 如果采用相同的增益计算方法19, 几个 vhit 系统之间的平均增益值差异没有显著差异。然而, 最近的另一项研究发现, 根据设备和使用的增益计算方法的不同, 平均增益值也有差异.因此, 最好获取每个 vhit 设备的规范数据21、22、23、24.其他几个因素可能会改变平均增益值, 其中包括护目镜滑点 (或者是由于带松或考官接触谷歌), 距离墙的距离太短, 以及任何隐蔽的囊 (如果使用 AUC 增益计算方法)8 , 12,17,19,25。此外, 没有明确的病理囊的定义存在。因此, 需要在检查后对头部和眼睛速度图进行解释, 以确定是否存在囊线。测试完成后的最终分析得出的结论取决于不同的变化, 需要以前的 vHIT 测试经验。建议使用精确和统一的标准来定义病理囊。在就这一问题达成共识之前, 建议适用最近一项研究14中界定的四项标准。

在过去的十年里, 前庭测试经历了一场革命。许多临床床边试验已被设备所取代, 这些设备能够对所有五个配对的前庭末端器官进行客观测试。vHIT 优于主观床头脉冲测试, 目前在世界各地的许多诊所和医院提供, 作为眩晕患者前庭功能的初步测试。测试速度快, 只需对参与者有轻微的不适即可进行。测试容易受到多种错误来源的影响, 如果不按照某些预定义的标准执行测试, 这些错误就更有可能发生。在最佳使用 vHIT 测试之前, 需要为临床使用和研究目的明确界定临床技能、以往经验和具体要求的资格。最近的一项研究表明, 在执行 vHIT 时, 一定程度的先前经验是有益的;因此, 建议未来的审查员在临床环境中执行 vHIT 之前接受系统培训.VHIT 测试不仅仅是一个 "即插即用" 测试;然而, 如果执行正确, 它提供了良好的客观诊断前庭系统的功能。这项测试具有很高的阳性预测值, 并提供了一个特异性非常接近 100% 14.

Disclosures

Dan Dupont Hougaard 已从 Otmics 获得了关于 vHIT 的理论课程的资助。

Acknowledgments

提交人没有得到任何承认。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EyeSeeCam Interacoustics, Denmark Video Head Impulse Test Equipment
ICS Impulse Otometrics, Denmark Video Head Impulse Test Equipment
VHIT Ulmer Synapsys, France Video Head Impulse Test Equipment
OtoAccess Interacoustics, Denmark Software for Video Head Impulse Test
OTOsuite Otometrics, Denmark Software for Video Head Impulse Test
aVOR App Iphone App Mid section images in figure 4 have been modified from this app

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References

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Posted by JoVE Editors on 01/14/2019. Citeable Link.

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Hougaard, D. D., Abrahamsen, E. R. Testing of all Six Semicircular Canals with Video Head Impulse Test Systems. J. Vis. Exp. (146), e59012, doi:10.3791/59012 (2019).

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