الاختبارات البصرية الديناميكية لتحديد وقياس الأضرار البصرية والتصليح وبعد إزالة الميالين في التهاب العصب البصري المرضى
Summary
وجوه من الحركة (OFM) والبروتوكولات ستيريو مقيدة وقت هي أدوات حساسة لتحديد أحادي والعجز وظيفة البصرية الديناميكية مجهر، التي تتأثر بشكل فريد في المرضى الذين يعانون التهاب العصب البصري. وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام هذه الاختبارات كأدوات موسع الكمي لتقييم مدى تكون الميالين على طول المسارات البصرية.
Abstract
من أجل متابعة المرضى التهاب العصب البصري وتقييم فعالية العلاج، ومطلوب أداة قوية ودقيقة وقابلة للقياس الكمي لتقييم التغيرات في تكون الميالين في الجهاز العصبي المركزي (CNS). ومع ذلك، والقياسات القياسية، بما في ذلك الاختبارات البصرية الروتينية وفحوصات الرنين المغناطيسي، ليست حساسة بما يكفي لهذا الغرض. نقدم اختبارين البصرية معالجة ظائف أحادي ومجهر الديناميكية التي قد ربط بشكل وثيق مع مدى تكون الميالين على طول المسارات البصرية. وتشمل هذه الكائنات من الحركة (OFM) استخراج والبروتوكولات ستيريو مقيدة وقت. في اختبار OFM، مجموعة من النقاط يؤلف كائن، عن طريق تحريك النقاط داخل الصورة في الوقت الذي يتجه نحو اليمين النقاط خارج الصورة اليسار أو العكس بالعكس. نمط نقطة يولد كائن مموهة التي لا يمكن الكشف عنها عند النقاط هي ثابتة أو متحركة ككل. الأهم من ذلك، الاعتراف الكائن اعتمادا كبيرا على الحركة التصور. في الوقت مقيدة-بروتوكول ستيريو، وتعرض صور متباينة مكانيا لفترة محدودة من الزمن، مما يشكل تحديا للتكامل 3 الابعاد مجهر في الوقت المناسب. كل من الاختبارات المناسبة للاستخدام السريري وتوفير بسيطة، لكنها قوية، وسيلة لتحديد وقياس عمليات إزالة الميالين وعودة الميالين على طول المسارات البصرية. قد تكون هذه البروتوكولات فعالة لتشخيص ومتابعة مرضى التهاب العصب البصري والتصلب المتعدد.
في عملية التشخيص، قد تكون هذه البروتوكولات تكشف عجز البصرية التي لا يمكن تحديدها عن طريق القياسات البصرية القياسية الحالية. علاوة على ذلك، هذه البروتوكولات تحديد بحساسية أساس من الشكاوى غير المبررة البصرية استمرار حاليا من المرضى بعد استعادة حدة البصر. في متابعة طولية تصل بطبيعة الحال، فإن البروتوكولات يمكن استخدامها كعلامة حساسة من المزيل والعمليات remyelinating طول الوقت. وبالتالي يمكن استخدام هذه البروتوكولات لتقييم فعالية ق العلاجية الحالية والناشئةtrategies، واستهداف تكون الميالين في الجهاز العصبي المركزي.
Introduction
التهاب العصب البصري كنموذج لتتبع تنكس الأنسجة وإصلاح
التصلب المتعدد (MS) هو مرض التهابي مزمن الاعصاب في الجهاز العصبي المركزي (CNS)، والسبب الرئيسي للعجز عصبي nontraumatic في صغار البالغين في البلدان المتقدمة. ويعتبر إزالة الميالين ميزة الأنسجة الأكثر تميزا من MS. الدراسات الحديثة، ومع ذلك، كشفت أن مرض التصلب العصبي المتعدد هو أيضا مرض الاعصاب مع مطلع الضرر المحواري العصبي 1-3.
التهاب العصب البصري (ON)، التهاب العصب البصري، هو فالأعراض في 20٪ من مرضى التصلب المتعدد، و 50٪ على الأقل من أولئك الذين يعانون من مرض التصلب العصبي المتعدد تجربة حلقة واحدة على الأقل من خلال حياتهم ON 4. خلافا لغيرها من المواقع من الآفات MS التي لا تتطابق دائما إلى مظاهر سريرية، المزيل حلقة من العصب البصري ينتج عادة في مظهر مميز من فقدان البصر الحاد. Gاللاعب Iven الاعتلال المشترك مع MS ومعالمه البارزة السريرية، ON يوفر فرصة فريدة للانحطاط الأنسجة تتبع وإصلاح وعواقبها في MS آفة واحدة.
الحاجة إلى أساليب محسنة للتحلل الأنسجة تتبع وإصلاح في الجسم الحي
دراسات مرضية في MS توريط إزالة الميالين كسبب رئيسي من transection محور عصبي محور عصبي وانحطاط اللاحقة. عودة الميالين قد تمنع المحاور عديمة الميلين من التحول؛ ومع ذلك، عودة الميالين فعالة قد تكون محدودة نتيجة الهجمات المتكررة. لذلك، تهدف استراتيجيات علاجية اعصاب والتجدد والتطور الحالي في MS لمنع وقوع هجمات جديدة وتعزيز العمليات عودة الميالين في الجهاز العصبي المركزي 5.
من أجل متابعة المرضى التهاب العصب البصري وتقييم فعالية العلاج، وهناك حاجة إلى أداة لقياس التغيرات الدقيقة في تكون الميالين في الجهاز العصبي المركزي. ومع ذلك، فإن موقفقياسات ارض، بما في ذلك الاختبارات البصرية الروتينية وفحوصات الرنين المغناطيسي، ليست حساسة بما يكفي لهذا الغرض. الاختبارات البصرية الروتينية (أي. البصر، وعلى النقيض حساسية والحقول البصرية، وإدراك اللون) قد تكشف عن حالات الإسقاط تخفيض المدخلات على طول المسارات البصرية ولكن لا تعير اهتماما لتحديد معدلات الإسقاط تأخر، والذي هو دور الألياف عديمة الميلين 6،7 . آفات hyperintense T2، والتي هي السمة المميزة لهذا المرض، تنتج عن خليط المتبقية من ذمة، والتهاب، وإزالة الميالين، وفقدان محور عصبي ودباق، وبالتالي لا يمكن أن تفرق بين إزالة الميالين وأمراض الدماغ الأخرى. وعلاوة على ذلك، تم تصميم معيار التصوير بالرنين المغناطيسي للكشف عن تباين الأنسجة النوعية. في حين أن هذه هي كافية لتحديد موقع الأنسجة غير عادية، فهي غير كافية لتقييم كمي لخصائص الأنسجة.
ويمكن استخدام اختبارات بصرية ديناميكية كعلامات من إزالة الميالين وعودة الميالين
نجادلأن الوظائف البصرية الديناميكية هي أكثر ملاءمة من وظائف ثابتة لتحديد وقياس التغيرات في الإختفاء الإسقاط على طول المسارات البصرية. في حين إنجاز الوظائف البصرية على حد سواء والدينامية يتطلب كمية كافية من الإسقاط المدخلات البصرية، والوظائف البصرية الحيوية فقط تعتمد على معدلات الإسقاط. وبالتالي قد تؤثر على العصب البصري إزالة الميالين الحيوية بدلا من الوظائف البصرية ثابتة، تورط الحاجة للانتقال السريع من المدخلات البصرية من أجل إدراك الحركة.
وضعنا مهمتين السلوكية لتقييم الوظائف البصرية أحادي ومجهر والتي قد ربط بشكل وثيق مع الإختفاء الإسقاط على طول المسارات البصرية. وتشمل هذه الكائنات من الحركة (OFM) استخراج والبروتوكولات ستيريو مقيدة وقت.
في اختبار OFM، مجموعة من النقاط يؤلف كائن، عن طريق تحريك النقاط داخل الصورة في الوقت الذي يتجه نحو اليمين النقاط خارج الصورة اليسار أو العكس بالعكس. السلطة الفلسطينية نقطةttern يولد كائن مموهة التي لا يمكن الكشف عنها عند النقاط هي ثابتة أو متحركة ككل. الأهم من ذلك، الاعتراف الكائن يعتمد على الحركة التصور. باستخدام بروتوكول OFM، لقد أثبتنا وجود عجز مستمر في أعين المتضررين من المرضى ON، اضحا حتى 12 شهرا بعد الهجوم التهاب العصب البصري، في حين الوظائف البصرية القياسية قد تعافى 8. علاوة على ذلك، كان مرتبطا مع ضعف الأداء التوصيلات تأخر (تأخر P100، مما يعكس إزالة الميالين) وارتبط التحسن في الحركة التصور مع تقصير من معدلات التوصيل (تعكس عودة الميالين؛ الخطية المربعات الصغرى الانحدار مع حساب معامل الارتباط F = 27.3، P = 0.0005؛ ص = -0.87) 9.
تم تحديث بروتوكول OFM مطروحة حاليا من أجل احتواء الاختبار للاستخدام السريري، بما في ذلك اختبار تقصير، وتعديل برامج الاختبار أن يؤدي في ملف الإخراج التلقائي، ويؤدي في حركة sensitivالنتيجة إيتي.
لتقييم تأثير الإختفاء الإسقاط على الرؤية بالعينين، وقد تم تطوير بروتوكول ستيريو مقيدة وقت. في هذا البروتوكول، يتم عرض الصور المتباينة مكانيا لفترة محدودة من الزمن، مما يشكل تحديا التكامل مجهر في الوقت المناسب. وقد تم تصميم هذا الاختبار لاختبار فرضية أنه نظرا لإزالة الميالين في العصب المتأثر، معلومات عن عيون اثنين سوف تصل إلى القشرة في نقاط زمنية مختلفة إضعاف التكامل مجهر في الوقت المناسب. اختبار مجموعة من استردادها على المرضى (1-2.5 سنوات عقب الهجوم)، لقد أظهرنا أنه في حين كان معظم المرضى مستويات الأداء سليمة في مهمة معيار ستيريو ثابت؛ كان ضعف الأداء على المهمة ستيريو مقيدة الوقت في معظم الحالات 10.
وOFM والبروتوكولات ستيريو مقيدة الوقت توفير بسيطة، لكنها قوية، وسيلة لتحديد وقياس عمليات إزالة الميالين وعودة الميالين على طول المسارات البصرية. هذه البروتوكولات أماهذ أن تكون فعالة لتشخيص ومتابعة مرضى MS وبطريقة فعالة من حيث التكلفة باستخدام وسيلة سهلة لاستخدام بروتوكول كمبيوتر يعمل بنظام.
Protocol
Representative Results
Discussion
التهاب العصب البصري هو مرض مزيل الميالين في العصب البصري، مما تسبب في فقدان البصر الحاد. على الرغم من اعتبار عابرة عند استخدام اختبار البصرية القياسية 1، مواصلة المرضى على إدراك الصعوبات في أداء المهام البصرية اليومية. فإننا نقول إن اختبارات بصرية ديناميكية كا…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل قيصرية إدموند دي روتشيلد وبنجامين المؤسسات.
Materials
| Personal computer, including laptops | The OFM software runs best on Mac or on Windows 7 (or higher) PC. The Stereo software runs on every personal computer. | ||
| Monitor specification | Size: at least 15inch, Color: at least 16 bit | ||
| The OFM and the Stereo softwares | These are self-developed softwares | Researchers & physicians who are interested in these softwares may contact us at: fmri-hadassah.org | |
| Red/Cyan 3D glasses (We had tested the Stereo software on the two following 3D glasses): | Nvidia & American Paper Optics | 3D Vision Ultimate Anaglyph 3D Glasses & Pro X Style Red/Cyan 3D Glasses for Movies and Games on Flat Screens | |
| Performance on our stereo task was compared to performance on the standard Randot stereo test | Stereo Optical Co. | Randot SO-002 |
References
- Rovaris, M., et al. Axonal injury in early multiple sclerosis is irreversible and independent of the short-term disease evolution. Neurology. 65 (10), 1626-1630 .
- Tallantyre, E. C., et al. Clinico-pathological evidence that axonal loss underlies disability in progressive multiple sclerosis. Mult. Scler. 4 (4), 406-411 .
- Oberwahrenbrock, T., et al. Retinal ganglion cell and inner plexiform layer thinning in clinically isolated syndrome. Mult. Scler. 19 (14), 1887-1895 (2013).
- Hickman, S. J., Dalton, C. M., Miller, D. H., Plant, G. T. Management of acute optic neuritis. Lancet. 360 (9349), 1953-1962 .
- Keough, M. B., Yong, V. W. Remyelination therapy for multiple sclerosis. Neurotherapeutics. 10 (1), 44-54 (2013).
- Halliday, A. M., McDonald, W. I., Mushin, J. Delayed pattern-evoked responses in optic neuritis in relation to visual acuity. Trans. Ophthalmol. Soc. U.K. 93, 315-324 .
- Jones, S. J., Brusa, A. Neurophysiological evidence for long-term repair of ms lesions: Implications for axon protection. J. Neurol. 206 (2), 193-198 .
- Raz, N., et al. Sustained motion perception deficit following optic neuritis: Behavioral and cortical evidence. Neurology. 76 (24), 2103-2111 .
- Raz, N., Dotan, S., Chokron, S., Ben-Hur, T., Levin, N. Demyelination affects temporal aspects of perception: An optic neuritis study. Ann. Neurol. 71 (4), 531-538 (2012).
- Raz, N., Chokron, S., Ben-Hur, T., Levin, N. Temporal reorganization to overcome monocular demyelination. Neurology. 81 (8), 702-709 (2003).
- Kniestedt, C., Stamper, R. L. Visual acuity and its measurement. Ophthalmol. Clin. North. 16 (2), 155-170 .
- Mangione, C. M., et al. Development of the 25-item national eye institute visual function questionnaire. Arch. Ophthalmol. 119 (7), 1050-1058 (2001).
- Raphael, B. A., et al. Validation and test characteristics of a 10-item neuro-ophthalmic supplement to the nei-vfq-25. Am. J. Ophthalmol. 142 (6), 1026-1035 .
- Halliday, A. M., McDonald, W. I., Mushin, J. Delayed visual evoked response in optic neuritis. Lancet. 1 (7758), 982-985 .
- Costello, F., et al. Quantifying axonal loss after optic neuritis with optical coherence tomography. Ann. Neurol. 59 (6), 963-969 .
- Albrecht, P., et al. Degeneration of retinal layers in multiple sclerosis subtypes quantified by optical coherence tomography. Mult. Scler. 18 (10), 1422-1429 .
- Bock, M., et al. Time domain and spectral domain optical coherence tomography in multiple sclerosis: A comparative cross-sectional study. Mult. Scler. 16 (7), 893-896 .
- Dorr, J., et al. Association of retinal and macular damage with brain atrophy in multiple sclerosis. PLoS One. 6 (4), 18132-18 .
- Zimmermann, H., et al. Optic neuritis interferes with optical coherence tomography and magnetic resonance imaging correlations. Mult. Scler. 19 (4), 443-450 (2013).
- Saidha, S., et al. Visual dysfunction in multiple sclerosis correlates better with optical coherence tomography derived estimates of macular ganglion cell layer thickness than peripapillary retinal nerve fiber layer thickness. Mult. Scler. 17 (12), 1449-1463 (2011).
- Costello, F., et al. Tracking retinal nerve fiber layer loss after optic neuritis: A prospective study using optical coherence tomography. Mult. Scler. 14 (7), 893-905 (2008).
- Walter, S. D., et al. Ganglion cell loss in relation to visual disability in multiple sclerosis. Ophthalmology. 119 (6), 1250-1257 (2012).
- Taveggia, C., Feltri, M. L., Wrabetz, L. Signals to promote myelin formation and repair. Nat. Rev. Neurol. 6 (5), 276-287 .
