Dynamiske synsprøver for å identifisere og kvantifisere Visual Skader og reparasjon Etter Demyelinisering i optikusneuritt Pasienter

Summary

Objekt Fra Motion (OFM) og tidsbegrensede stereo protokoller er sensitive verktøy for å identifisere monokulær og binokulær dynamiske synsfunksjon underskudd, noe som er unikt berørt i optikusneuritt pasienter. Videre kan disse testene kan brukes som ikke-invasiv kvantitative verktøy for å bedømme graden av myelinisering langs synsbanene.

Abstract

For å følge optisk nevritt pasienter og evaluere effektiviteten av behandlingen, er en praktisk, nøyaktig og kvantifiserbare verktøyet som kreves for å vurdere endringer i myelinisering i sentralnervesystemet (CNS). Men, standard målinger, inkludert rutinemessige synsprøver og MR skanner, er ikke sensitive nok til dette formålet. Vi presenterer to synsprøver adressering dynamiske monokulære og binokulære funksjoner som kan tett forbinder med omfanget av myelinisering langs synsbanene. Disse inkluderer Object Fra Motion (OFM) ekstraksjon og Tid med begrenset stereo protokoller. I OFM-test, en matrise av punkter komponere en gjenstand, ved å bevege de punkter i bildet mot høyre mens det beveger seg prikkene utenfor bildet mot venstre eller vice versa. Den punktmønster genererer en kamuflert objekt som ikke kan oppdages når prikkene er i ro eller beveger seg som en helhet. Viktigere, er objektgjenkjenning kritisk avhengig av bevegelse oppfatning. I tidsbegrensedeStereo-protokollen, er romlig ulike bildene presenteres for et begrenset tidsrom, utfordrende kikkert 3-dimensjonale integrering i tid. Begge testene er egnet for klinisk bruk og gir en enkel, men kraftig, måte å identifisere og kvantifisere prosessene av demyelinisering og remyelination langs synsbanene. Disse protokoller kan være effektiv for å diagnostisere og følge optisk nevritt og pasienter med multippel sklerose.

I den diagnostiske prosessen, kan disse protokollene avsløre visuelle underskudd som ikke kan identifiseres via dagens standard visuelle målinger. Videre disse protokollene følsomt identifisere grunnlag av tiden uforklarlige fortsatt visuelle klager av pasienter etter utvinning av synsskarphet. I den langsgående oppfølging Selvfølgelig kan de protokoller brukes som en markør for følsom demyelinerende og remyelinating prosesser langs gangen. Disse protokollene kan derfor brukes til å evaluere effekten av nåværende og utviklende terapeutiske strategies, målretting myelinisering av CNS.

Introduction

Optikusnevritt som en modell for å spore vev degenerasjon og reparasjon

Multippel sklerose (MS) er en kronisk inflammatorisk nevrodegenerativ sykdom i sentralnervesystemet (CNS), og er den ledende årsak til nontraumatic nevrologisk uførhet hos unge voksne i utviklede land. Demyelination regnes som den mest karakteristiske histopatologiske trekk ved MS. Nyere studier har imidlertid avdekket at MS er også en nevrodegenerativ sykdom med tidlig neuroaxonal skade ^1-3.

Optikusnevritt (ON), betennelse i synsnerven, er den presenterer symptom i 20% av MS-pasientene og minst 50% av de som lider av MS opplever minst én episode av ON i løpet av livet ^fire. I motsetning til andre steder av MS-lesjoner som ikke alltid korrelerer til de kliniske manifestasjoner, demyeliniserende episode av synsnerven vanligvis resulterer i karakteristiske manifestasjon av akutt synstap. GIven sin komorbiditet med MS og dets fremtredende kliniske funksjoner, tilbyr PÅ en unik mulighet for sporing vev degenerasjon og reparasjon og deres konsekvenser i en enkelt MS lesjon.

Behovet for forbedrede metoder for sporing vev degenerasjon og reparasjon in vivo

Patologiske studier i MS implisere demyelination som en av hovedgrunnene axonal tran og påfølgende aksonal degenerasjon. Remyelination kan hindre demyelinated axoner fra degenereres; kan imidlertid effektiv remyelination være begrenset som følge av gjentatte angrep. Derfor er nåværende og utviklende nervecellene og regenererende terapeutiske strategier i MS tok sikte på å hindre nye angrep og fremme remyelination prosesser i CNS ^fem.

For å følge opp optisk nevritt pasienter og evaluere effekten av behandlingen, er et fint verktøy for å kvantifisere endringer i myelinisering ved CNS nødvendig. Imidlertid stativetard målinger, herunder rutinemessige synsprøver og MR skanner, er ikke sensitive nok til dette formålet. Rutinemessige synsprøver (ie. Synsskarphet, kontrast følsomhet, visuelle felt, og fargesans) kan avsløre tilfeller av redusert inngangs projeksjon langs synsbanene, men er ufølsomt å identifisere utsatte projeksjon priser, som er den rollen de demyelinated fibrene ^6,7 . T2 hyperintense lesjoner, som er kjennetegn på sykdommen, skyldes rest blanding av ødem, inflammasjon, demyelinisering, aksonal tap og gliosis og dermed kan ikke skille mellom demyelinisering og andre hjernesykdommer. Dessuten er standard MR utformet for å avdekke kvalitativ vev kontrast. Selv om disse er tilstrekkelig for å identifisere plasseringen av uvanlig vev, er de ikke tilstrekkelige til å kvantitativt vurdere vev egenskaper.

Dynamiske visuelle tester kan brukes som markører for demyelinisering og remyelination

Vi argumentererat dynamiske visuelle funksjoner er mer hensiktsmessig enn statiske funksjoner for å identifisere og kvantifisere endringer i projeksjonsventetider langs synsbanene. Mens gjennomføring av både statiske og dynamiske visuelle funksjoner krever tilstrekkelig mengde visuelle input projeksjon, bare dynamiske visuelle funksjoner avhenger projeksjons priser. Synsnerven demyelination kan dermed påvirke dynamisk i stedet for statisk visuelle funksjoner, impliserer behovet for rask overføring av visuelle input for å oppfatte bevegelse.

Vi har utviklet to atferds oppgaver å vurdere monokulære og binokulære synsfunksjoner som kan tett forbinder med projeksjonsventetider langs synsbanene. Disse inkluderer Object Fra Motion (OFM) ekstraksjon og Tid med begrenset stereo protokoller.

I OFM-test, en matrise av punkter komponere en gjenstand, ved å bevege de punkter i bildet mot høyre mens det beveger seg prikkene utenfor bildet mot venstre eller vice versa. Den prikken pattern genererer en kamuflert objekt som ikke kan oppdages når prikkene er i ro eller beveger seg som en helhet. Viktigere, er objektgjenkjenning avhengig av bevegelse oppfatning. Bruke OFM-protokollen, har vi vist en vedvarende underskudd i de berørte øynene på pasienter, tydelig selv 12 måneder etter optikusnevritt angrepet, mens standard visuelle funksjoner hadde gjenvunnet ^åtte. Videre ble nedsatt ytelse i forbindelse med forsinket conductions (forsinket P100, reflekterer demyelinisering) og bedring i bevegelse oppfatning var korrelert med forkorting av lednings priser (som gjenspeiler remyelination; lineær regresjon med beregning av korrelasjonskoeffisienten F = 27,3, p = 0,0005; r = -0,87) ^9.

Den for tiden frem OFM-protokollen ble oppdatert for å passe til test for klinisk bruk, herunder test forkorte, justerer testprogramvare for å resultere i en automatisk utfil, og for å resultere i en bevegelse sensitivligheten score.

For å vurdere effekten av projeksjonsventetider på binokulært syn, ble tidsbegrensede Stereo protokoll utviklet. I denne protokollen, er romlig ulike bildene presenteres for et begrenset tidsrom, utfordrende kikkerten integrering i tid. Denne testen ble utviklet for å teste hypotesen om at på grunn av demyelinisering ved de berørte nerve, informasjon fra de to øynene vil nå cortex ved ulike tidspunkt svekker kikkerten integrering i tid. Teste en gruppe av retur PÅ pasienter (1-2,5 år etter angrepet), har vi vist at mens de fleste pasientene hadde intakte ytelsesnivåer i en standard statisk stereo oppgave; ytelse på tide med begrenset stereo oppgaven ble svekket i de fleste tilfeller ^10.

Den OFM og tidsbegrensede stereo protokoller gir en enkel, men kraftig, måte å identifisere og kvantifisere prosessene av demyelinisering og remyelination langs synsbanene. Disse protokollene may være effektiv for å diagnostisere og følge opp og MS-pasienter i en kostnadseffektiv måte ved hjelp av en enkel å bruke datamaskin basert protokoll.

Protocol

Protokollen følger Hadassah hebraiske universitetet Ethics Committee retningslinjer for studier i mennesker. For å unngå effekten av nærsynthet eller brytningsfeil på testresultater, bør protokollene utføres mens pasientene bærer sine briller (korrigert visjon). Objekt Fra Motion (OFM) protokoll: En. Test Innvielse og instruere Emner Seat emnet 50 cm foran dataskjermen. Åpne OFM programvare. Instruere emnet som han vil bli pr…

Representative Results

OFM-protokollen Protokollen resulterer i en tekstfil, automatisk oppsummerer subjektets responser. Utfallet kan bli analysert på to måter: Total poengsum: Hver stimulus som presenteres er tildelt med en stimulans vekt, og summen av vektene av alle identifiserte stimuli er satt som emne respons poengsum. Vekten av en bestemt stimulus er bestemt basert på hastigheten av stimulus med høyere vekter til lavere hastigheter. Uidentifiserte stimuli er tildelt med en nul…

Discussion

Optikusnevritt er en demyelinative sykdom i synsnerven, forårsaker akutt synstap. Selv betraktet forbigående når du bruker standard visuell testing ^1, pasientene fortsetter å oppfatte vanskeligheter med å utføre dagligdagse visuelle oppgaver. Vi argumenterer for at dynamiske visuelle tester er tilstrekkelig til å identifisere og kvantifisere disse vedvarende underskudd. Dette er siden dynamiske, men ikke statiske visuelle funksjoner avhenger av projeksjon priser, og kan være mer sårbare for forsinket…

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