3D Blikstabiliteit als maat voor visueel - vestibulair functioneren

Duizeligheid en instabiliteit komen veel voor. De primaire oorzaak wordt vaak
gezocht in de evenwichtsorganen, het evenwichtsorgaan draagt namelijk bij aan
de lichaamsbalans door het genereren van spierreflexen. Tevens draagt het
evenwichtsorgaan bij aan blikstabilisatie door middel van de vesitbulo-oculaire
reflex (VOR). De VOR is samen met de optokinetische respons (OKR)
verantwoordelijk voor het genereren van oogvolgbewegingen tijdens
hoofdbewegingen. Na plotselinge uitval van één evenwichtsorgaan door een ziekte
of ongeluk ontstaat duizeligheid, instabiliteit bij het lopen, en
desoriëntatie. Daarnaast bestaan klachten over beeldbeweging tjidens
hoofdbewegingen, zoals visual lag en oscillopsie. Uitval van één
evenwichtsorgaan kan centraal gecompenseerd worden, waardoor klachten
verminderen. Na volledige compensatie van het verlies kan de uitval zelfs
klachtenvrij worden. Onderzoek van de oogbewegingen bij gecompenseerde uitval
laat zien dat de nystagmus verdwijnt en dat er compensatoire saccades ontstaan.
Deze compensatie kan spontaan verlopen, en kan worden bevorderd door
vestbulaire fysiotherapie. Een belangrijke voorwaarde voor volledige
compensatie is een goed functionerend visueel systeem vanwege de kalibratie van
de reflexen. Er zijn patiënten met afwijkingen van de retina die ook
duizeligheid ervaren vanwege verminderde bewegingsdetectie. Door de retinale
afwijking kunnen de visuele signalen niet goed gebruikt worden voor adaptatie
van de VOR. Het gaat om patiënten met een stationaire retinale dysfunctie. In
deze patiëntengroep zorgt een aangeboren gendefect voor een specifiek defect in
het netvlies, waardoor de patiënt bijvoorbeeld nachtblind of kleurenblind wordt.

In deze studie worden beide groepen patiënten gemeten om de oogbewegingen bij
veranderde visuele en vestibulaire imput gedetailleerd in kaart te brengen en
te vergelijken met normale proefpersonen. Tijdens de VOR wordt een fixatiepunt
getoond en het hoofd van de proefpersoon dmv een draaistoel bewogen. Met behulp
van een oogbewegingsmeetsysteem worden de compensatoire oogbewegingen,
gegenereerd door het evenwichtsorgaan en het visuele volgsysteem, gemeten.
Tijdens een OKR test wordt een bewegende visuele stimulus op een beeldscherm
getoond waarbij het hoofd juist stil wordt gehouden. Ook nu worden met behulp
van een oogbewegingsmeetsysteem de oogbewegingen gemeten. De gebruikelijke
klinische diagnostiek test de vestibulo oculaire reflex (VOR) en de
optokinetische reflex (OKR) separaat. Er worden, afhankelijk van de apparatuur,
verschillende stimulie gebruikt bij het meten van de compensatoire oogbeweging
en de OKR. In het voorgestelde experiment worden voor beide condities dezelfde
stimuli gebruikt. waarbij het verschil in blikstabiliteit tussen OKR en
compensatoire oogbeweging veroorzaakt wordt door de VOR. Nagegaan wordt in
hoeverre samenwerking met het vestibuliare systeem de blikstabiliteit
verandert.
De hypothese is dat het vermogen van het vestibulaire systeem de visuele
respons te compenseren / stabiliseren een maat is voor vestibulair functioneren.

Een belangrijke klinische uitkomstmaat van de blikstabiliteit is de combinatie
van gain en fase. De gain is het quotiënt tussen de hoofd- en de oogbewegingen
bij bewegen in een stilstaande omgeving, dan wel het quotiënt tussen oog- en
beeldbewegingen bij een bewegend beeld bij stilstaand hoofd. De fase is het
onderlinge verschil in tijd. Beiden zijn echter een relatieve uitkomstmaat voor
de blikstabilisatie. In deze studie gaan we de retinale slipsnelheid als
absolute maat voor de nauwkeurigheid van blikstabilisatie onderzoeken. Meestal
worden alleen horizontale en verticale oogbewegingen gemeten. Torsie van de
oogbol is een onderdeel van vrijwel iedere oogbeweging maar deze wordt meestal
buiten beschouwing gelaten door methodologische beperkingen bij het meten van
torsie bij patiënten.

Het doel van deze observationele en exploratieve studie is het beschrijven van
de nauwkeurigheid van de blikstabilisatie bij afwijkende vestibulaire en
visuele functies vanuit een 3-dimensionale benadering van het systeem. Hierbij
worden de visueel opgewekte beeldbewegingen per individu gebruikt als basis
voor de blikstabiliteit. Visuo-vestibuliar geënduceerde oogbewegingen opgewekt
door vergelijkbare stimuli, worden hierop gesuperponeert. Samenwerking tussen
het visuele volgsysteem en vestibulaire responsies geeft normaal gesproken een
verbetering van de blikstabiliteit ten opzichte van de optokinetische respons.

Het onderzoek bestaat uit 2 verschillende experimenten om de primaire en
secundaire vraagstellingen te kunnen beantwoorden. Tijdens het eerste
experiment zit de deelnemer stil achter een beeldscherm en meten we de
karakteristieken en de reflexen van de oogbewegingen terwijl het hoofd
stilstaat, onder anderen de OKR. Tijdens het tweede experiment maken we gebruik
van het bewegingsplatform en meten we de karakteristieken en reflexen van de
oogbewegingen gedurende hoofdbewegingen, onder anderen de VOR. Ter documentatie
van gehoor en visus wordt de visus gemeten en er wordt een toon- en spraak
audiogram verricht. Ter documentatie van de aard en de ernst van de klachten
worden 2 vragenlijsten afgenomen, de Dizziness Handicap Inventory (DHI) en een
versie van een vragenlijst die ook in ERGO gebruikt is. Hoewel sommige
patiënten voor en na een behandeling gemeten worden gaat het in deze studie
niet om het evalueren van de behandeling, maar om na te gaan of de beleving van
de patiënt (VAS score) ten aanzien van de aard en ernst van zijn klachten
overeenkomt met de 3-D oogbewegingen en de vragenlijsten.

Experiment 1

Tijdens dit experiment zit de deelnemer stil achter een monitor met het hoofd
in een kinsteun om de oogbewegingen tijdens bewegingen van het beeld te meten.
Het visuele volgsysteem en het evenwichtssysteem zijn hierdoor ontkoppeld. We
meten de oogbewegingen van de deelnemer tijdens:
- Saccadetest, waarbij de relatie tussen saccade duur, saccade amplitude en
saccade snelheid tijdens het verspringen van een fixatiedoel in horinzotale en
vertikale richting met verschillende amplitudes. In horizontale richting worden
10 amplitudes 6 keer getest, en in vertikale richting worden 8 amplitudes 6
keer getest. In totaal 108 trials. (~7 min).
- Smooth pursuit test in horizontale en verikale richting, waarbij een
fixatiedoel met constante snelheid sinusvormig beweegt. Zowel in horizontale
als in verkale richting beweegt de stip 10 keer heen weer, bij 3 verschillende
snelheden. In totaal 6 trials (~3 min).


Experiment 2

Tijdens dit experiment zit de deelnemer op het bewegingsplatform en kijkt naar
een vast visueel target in de ruimte terwijl zij/hij wordt bewogen d.m.v. het
beweginsplatform. De bewegingen die het platform maakt zijn rotaties om 5
verschillende draaiingsassen, te weten roll, pitch, yaw, LARP en RALP. Het
visuele en vestibulaire systeem werken nu maximaal samen voor blikstabilisatie.
We meten de oogbewegingen van elke deelnemer tijdens 2 verschillende
bewegingsstimuli:
- Sinus bewegingen: het bewegingsplatform maakt gedurende 30s een sinusbeweging
rondom een van de 5 hoofdassen. De sinusbewegingen worden uitgevoerd by 0.5 Hz
(bij een amplitude van 2, 4 en 8 graden) en bij 1 Hz bij een vaste amplitude
van 2 graden. In totaal 20 trials (~12 min).
- Impuls bewegingen: het bewegingsplatform maakt binnen 2 seconde een draai
rondom 1 van de 5 hoofdassen om de vestibulaire oculaire reflex in de eerst 100
ms van de beweging te kunnen meten. De impuls is max 150 graden/s2, en rondom
elke draaiingsas wordt de impuls 3 keer getest. In totaal 15 trials (~5min). We
gebruiken hierbij 2 verschillende visuele opdrachten:

Experiment 3
Dit is een herhaling van experiment 1, maar nu is het visuele target bevestigd
aan het platform. Hierdoor draait het target mee met de beweging van het
platform. De bewegingen van het platform zijn gelijk aan dit van experiment 1
(~5 min).

We meten de oogbewegingen met een video-oculografie (VOG) bril. Deze VOG bril
meet, op basis van pupildetectie en iris kenmerken, de horzontale, vericale en
rotatoire oogbewegingen. In de bril zit tevens een versnellingsopnemer voor het
nauwkeurig meten van de timing en grootte van de geïnduceerde hoofdrotaties. De
VOG bril wordt beschreven in hoofdstuk 6 van deze aanvraag: investigational
products en het IMDD. Het gebruik van het bewegingsplatform wordt beschreven in
hoofdstuk 7 van deze aanvraag en het betreffende IMDD. De totale duur van de
experimenten is met voorbereidingen ongeveer 45-60 min.

Voor de registratie van horizontale, verticale en rotatoire oogbewegingen
krijgen de deelnemers een video-oculografie bril op het hoofd (zie tevens de
IMDD). Deze bril zit redelijk strak op het hoofd, maar belemmert niet het maken
van oog- en hoofdbewegingen. Tijdens experiment 1 zit de deelnemer op een stoel
voor een beeld scherm. Tijdens experiment 2 en 3 zit de deelnemer in een
draaistoelopstelling. Deze opstelling is goed toegankelijk voor jong en oud met
een speciaal ontworpen trap. De deelnemer zit *body-fixed d.m.v.een
5-puntsgordel in een comfortabele stoel. Het hoofd wordt geïmmobiliseerd door
middel van een hoofdsteun en een biteboard. Dit vermindert het comfort maar
wordt niet als belastend ervaren.