|
Od wielu lat w okulistyce szukano
sposobów rejestrowania złożonych ruchów gałek ocznych. Do ich
obserwacji w płaszczyznach poziomej i pionowej można stosować
elektrookulografię czy inne techniki fotoelektryczne, pamiętając
jednak o ich ograniczonej dokładności (około 2o dla EOG i 0,25o
dla innych metod fotoelektrycznych). Kolejnym etapem stało się
użycie technik fotograficznych jako sposobu rejestracji ruchów
ocznych. Pierwsze systemy rejestrujące wykorzystywały małe
kamery o wysokiej rozdzielczości i badały ruchy oczu w
płaszczyznach poziomej i pionowej (2D) (1), a ich dokladność
ograniczała się do 0,1-0,5o . W ostatnich latach, co wymaga
podkreślenia, rozwinęły się techniki pozwalające na badanie
skrętnych ruchów oczu, wzbogacając badanie o trzeci wymar (2,3).
Pierwsze badania trójwymiarowe były częściowo inwazyjne i
opierały się na wykorzystaniu soczewek kontaktowych z
wbudowanymi pierścieniami do obrazowania położenia gałki ocznej
(4). Soczewki te były jednak drogie, jak również sztywne i przez
to trudne do zakładania i utrzymania na powierzchni oka.
Szukając nowych nieinwazyjnych rozwiązań pozwalających na
badanie 3D (5,6,7), w latach 1989-1991 na Uniwersytecie w
Berlinie zbudowano prototyp urządzenia, a po 1991 roku prace nad
nim kontynuowała Fundacja dla Badań Sensomotorycznych.
Uwieńczeniem prac było zbudowanie systemu nazwanego 3D-VOG,
doskonalonego w kolejnych wersjach. Powstała już piąta wersja
tego systemu, na której opieramy się w tej pracy. Pozwala ona na
rejestrację ruchów oczu: poziomych, pionowych i skrętnych,
ruchów i położenia głowy oraz badanie oczopląsu.
Aparat 3D-VOG jest oparty na nieinwazyjnej optycznej metodzie
zapisu położenia oczu z użyciem kamer wideo pracujących w
podczerwieni (PAL/CCIR lub NTS/EIA). Do zapisu danych
wykorzystano operacyjny i graficzny system Windows (ryc. 1).
Aparat posiada wbudowany czujnik ruchów głowy, 3D – dla ruchów
rotacyjnych i 3D – dla przyspieszenia liniowego, pozwalający na
kontrolowanie pozycji pacjenta, a także przeprowadzanie
dodatkowych badań przy wymuszonej pozycji (np. test
Bielschowsk’ego). Rejestruje on równocześnie odchylenia obu
gałek ocznych: poziome (horizontal, h) i pionowe (vertical, v) z
dokładnością do 0,05o oraz w stosunku do osi obrotu (torsional,
t) do 0,10o. Zakres badania to odpowiednio (h/v/t) ± 25o/ ± 20o/
± 18o. Aparat posiada unikalny zaawansowany system do badań
ruchów skrętnych opierający się o tęczówkowy system tracking
(skrzyżowanej oceny segmentów tęczowki), przy czym wybór
segmentu tęczówki, zaznaczenie źrenicy, ustawienia parametrów
wideo odbywają się automatycznie lub mogą być kontrolowane i
zmieniane przez badającego.
Badanie rozpoczyna się od założenia ważącej 400 g maski VOG
(ryc. 2, 3), która jest kombinacją gogli do pomiaru pola
widzenia z okluzyjnymi zasłonkami. Mocuje się ją centralnie
przed oczami pacjenta i z użyciem taśm zabezpiecza przed
przesuwaniem się. Następnie należy dokonać centrowania obrazów,
ustawić obrazy obojga oczu centralnie (w płaszczyznach pionowej
i poziomej) w polu podglądu na obrazie komputera. Każdorazowo
wykonuje się kalibrację systemu, która składa się z ustawienia
parametrów badania oddzielnie dla badania każdego oka, ich
odchyleń poziomych i pionowych podczas ruchów. System
rejestrujący może wykonać kalibrację automatycznie, z użyciem
projektora i rzutowanych przez niego punktów orientacyjnych.
Można także zrobić to manualnie, używając makiety z zaznaczonymi
punktami fiksacyjnymi, położonej w określonej odległości od oczu
pacjenta (ryc. 4). W tym przypadku wybiera się punkty, względem
których oceniane jest położenie oczu w danej chwili. Pacjent
powinien spoglądać na nie, jeden po drugim, według wskazań
badającego (ryc. 5).
Następnie wybiera się wzorzec referencyjny, co polega na
zaznaczeniu na fotografii tęczowki każdego oka wzorca, względem
którego oceniane są w poźniejszym etapie ruchy skrętne oczu
(ryc. 6). Ostatecznie przeprowadza się badanie ruchów oczu.
Natychmiast po słyszeniu komendy pacjent powinien wykonać każdy
zadany ruch oczu, gdyż jednocześnie i dynamicznie zapisywane
jest położenie oka.
Rzetelne wyniki ruchomości gałek ocznych z użyciem 3D-VOG
uzyskuje się po spełnieniu podstawowych warunków.
• Maska powinna ścisle przylegać do głowy w czasie całego
badania.
• Należy unikać poruszania głową podczas wykonywania
poszczególnych testów.
• Nie wolno ściągać maski w trakcie badania, gdyż każde jej
ponowne założenie wymaga kolejnej kalibracji.
• Należy utrzymywać aparat w czystości, a zwłaszcza pryzmaty
używane do ogniskowania obrazu w kamerach.
Praktyczne wskazania do wideo-okulografii
Zastosowanie wideo-okulografii do badania ruchomości gałek
ocznych pozwala na udokumentowanie tych ruchów, a zwłaszcza
ruchów skrętnych, które czasem są trudne do zanalizowania.
System jest precyzyjny i skuteczny nie tylko w określaniu kąta
zeza, ale także w obrazowaniu dynamicznie złożonej ruchomości
oczu w przypadkach podwójnego widzenia, kręczu szyjnego ocznego,
zeza zdysocjowanego, zeza porażennego, forii, właściwej
esotropii, oczopląsu, itd.
Zastosowanie 3D-VOG w podwójnym widzeniu
Przypadek kliniczny
Pacjent, lat 65, po usunięciu zaćmy metodą wewnątrztorebkową
oraz po obustronnej trabekulektomii przeciwjaskrowej, skarżył
się na stałe dwojenie poziome oraz okresowe pionowe podczas
patrzenia w lewo, jeśli ma założone soczewki kontaktowe
korekcyjne. Ostrość wzroku po korekcji oka prawego +18 Dsph i
lewego +18 Dsph –1 Dcyl w osi 1000 wynosiła 0,9 dla każdego oka.
Stwierdzono zez zbieżny naprzemienny niewielkiego stopnia (6
dioptrii pryzmatycznych DP) w pozycji pierwotnej, z odchyleniem
A. Nie stwierdzono wyrównawczego ustawienia głowy ani oczopląsu.
Badanie standardowe z użyciem ekranu Hessa było niemożliwe do
wykonania z powodu trudnej współpracy z pacjentem. Z
zastosowaniem korekcji soczewkami kontaktowymi wykonano 3D-VOG w
różnych kierunkach spojrzenia, ze szczególną uwagą na spojrzenie
w lewo (ryc. 7). Zaobserwowano, że najwięcej odchyleń prezentuje
ruch rotacyjny oczu, co tłumaczy dwojenie zgłaszane przez
pacjenta. To, że pacjent nie widział podwójnie podczas noszenia
okularów, można wytłumaczyć aberracjami optycznymi powodowanymi
przez szkła okularowe tej mocy, które praktycznie wykluczały
spojrzenie w bok.
Zastosowanie 3D-VOG w wyrównawczym ustawieniu głowy
Przypadek kliniczny
Pacjent prezentuje porażenie mięśnia skośnego górnego w lewym
oku. 3D-VOG pozwala nie tylko na rejestrację ruchów oczu
wzgledem 3 osi, ale także na jednoczesną ich analizę względem
położenia głowy. Test Bielschowskiego w tym przypadku, kiedy
pacjent przechyla głowę na prawy bark, ujawnia pionowe
odchylenie oka zależne od porażenia mięśnia skośnego górnego.
Podczas pochylenia głowy na prawy bark obserwuje się mniejsze
odchylenie pionowe w wyniku skurczu lewego mięśnia prostego
górnego dla skompensowania ekscyklotorsji oka (ryc. 8).
Zastosowanie 3D-VOG w zezie zbieżny naprzemiennym
Przypadek kliniczny
Pacjent, lat 19, z zezem, z ostrością wzroku 1,0 w każdym oku,
po leczeniu okluzyjnym niedowidzenia między 4. a 8. rokiem
życia. Badanie VOG pozwala udokumentować odchylenia oczu
niezależnie. Rycina 9 przedstawia wyniki pacjenta w teście
naprzemiennego zasłaniania, o tym samym stopniu (12,9o),
zbieżnego odchylenia oczu. Nie występuje tu żadna komponenta
pionowa ani porażenna.
Zastosowanie 3D-VOG w zdysocjowanym odchyleniu pionowym (DVD)
Przypadek kliniczny
Pacjentka, lat 22, po operacji zeza zbieżnego wrodzonego w 12.
roku życia, prezentuje niesymetryczne zdysocjowane odchylenie
pionowe. VOG pozwala udokumentować, że podczas fiksacji okiem
lewym ujawnia się odchylenie ku górze oka prawego o 15,8o
połączone z ruchem skrętnym na zewnątrz. Po przejęciu fiksacji
przez oko prawe obserwuje się odchylenie ku górze oka lewego o
4o połączone także z ruchem skrętnym na zewnątrz (ryc. 10).
Zastosowanie 3D-VOG w zezie porażennym
Przypadek kliniczny
Kobieta, lat 65, z chorobą zakrzepowo-zatorową, po wcześniejszym
usunięciu zaćmy obojga oczu metodą fakoemulsyfikacji i
wszczepieniu soczewek wewnatrzgałkowych, zgłasza podwójne
widzenie poziome i okresowo też pionowe, trwające od kilku
tygodni. Ostrość wzroku to 0,8 okiem prawym i 0,7 okiem lewym.
Przeprowadza się badanie VOG najpierw w pozycji pierwotnej, a
następnie podczas patrzenia w prawo i w lewo, pierwotnie podczas
fiksacji okiem prawym, a następnie lewym
(ryc. 11). Obserwuje się zez rozbieżny nietowarzyszący,
nasilający się podczas patrzenia w lewo, niezależnie od tego,
które oko fiksuje. Odchylenie o większym stopniu, a więc
odchylenie wtórne, wystepuje podczas fiksacji okiem prawym, co
świadczy o porażeniu n. III prawego.
Badanie oczopląsu z użyciem 3D-VOG
Definiując oczopląs, Kostembaum mówi, że są to „niezależne od
woli, rytmiczne i powtarzające się ruchy oczu”(8). Z kolei
Godde-Jolly i Larmate (9) podają, że jest to „drżenie gałek
ocznych, charakteryzujące się pewną sekwencją rytmiczną, mniej
lub bardziej regularną, spontaniczne lub wywołane, normalne lub
patologiczne, zwykle synchroniczne i takie, które nie zakłóca
normalnych ruchów oczu”. Istnieje wiele klasyfikacji oczopląsu
ze względu na fazę, częstotliwość i kierunek. Można opisać
oczopląs – obserwując go, można także użyć do jego rejetracji
metod elektrofizjologicznych, takich jak elektrookulografia (EOG),
lub optycznych. System 3D-VOG, jako najnowocześniejsza z metod
optycznych, pozwala na udokumentowanie oczopląsu, rozróżnienie
wszystkich jego składowych niezależnie, w różnych pozycjach
spojrzenia (10). Pozwala na ocenę zarówno kierunku oczopląsu,
jak i średniej prędkości fazy wolnej, prędkości maksymalnej fazy
wolnej i momentu, kiedy wystepuje, liczby oraz częstotliwości
drgań.
W ten sposób można ocenić najważniejsze czynniki decydujace o
sposobie chirurgicznej interwencji w przypadku oczopląsu, a więc
ustalić położenie, w którym dominuje oczopląs, ustalić pozycje
oczu i głowy, w których dochodzi do blokowania oczopląsu, a
także ocenić wyrównawcze ustawienie głowy w zależnosci od oka
fiksujacego.
Przypadek kliniczny
Chłopiec, lat 13, z oczopląsem i wyrównawczym ustawieniem głowy
ze skrętem twarzy w prawo, z ostrością wzroku 0,4 każdym okiem
oraz 0,7 podaczas badania obuocznego. Wykonuje się badanie VOG w
pozycji pierwotnej, podczas spojrzenia w prawo oraz w lewo, w
której to pozycji obserwuje się zmniejszenie oczopląsu (ryc.
12). Urządzenie 3D-VOG wideookulografia jest praktycznym i
użytecznym narzędziem do badania złożonej ruchomości gałek
ocznych. Pozwala na zobiektywizowanie i udokumentowanie
spostrzeżeń lekarza, a niejednokrotnie – na postawienie
precyzyjnej diagnozy i wybranie sposobu leczenia w przypadku
zeza czy oczopląsu.
Piśmiennictwo:
1. Fioravanti F, Bruno P, Chingolo P, Hart RT, Power H:
Bidimensional eye position measurement using video-oculographic
systems: close form solution and error analysis. Simulations in
Biomedicine. Computational Mechanics Publications, Southampton
1994.
2. Ott D, Gehle F, Eckmiller R: Video-oculographic measurment of
3- dimentional eye rotations. J Neurosci Meth 1990, 35, 229-234.
3. Scherer H, Teiwes W, Clark AH: Measuring three dimensional of
eye movement in dynamic situats by means of videooculography.
Acta Otolaryngol 1991, 111, 182-187.
4. Murphy PJ, Duncan AL, Glennie AJ, Knox PC: The effect of
scleral search coil lens wear on the eye. Br J Ophthalmol 2001,
85(3), 332-335.
5. Clarce AH, Waldmann K, Scherer H: Three-dimensional aspects
of caloric nystagmus in humans. Caloric induced torsional
deviation. Acta Otolaryngol 1993, 113, 693-698.
6. Curthoys IS, Moore ST, McCoy SG, Halmagyi GM, Markham CH,
Diamond SG, Wade SW, Smith ST: VTM – a new method of measuring
ocular torsion using image processing techniques. Annals New
York Academy of Sciences 1992, 826-828.
7. Moore ST, Haslwenter T, Curthoys IS, Smith ST: A geometric
basis for measurement of three-dimensional eye position using
image processing. Vision Res 1996, 36, 445-459.
8. Kestenbaum A: Une nouvelle operacion du nystagmus. Bull Soc
Ophthalmol Fr 1953, 6, 599.
9. Godde-Jolly D, Larmande A: Les nistagmus. Paris: Masson, 197,
705.
10. Enright JT: Estimating peak velocity of rapid eye movements
from video recordings. Behavior Res Meth and Instr 1998, 30,
349-353.
|
|
Ryc. 1. System komputerowy do badania 3D VOG.
Fig. 1 Computer software for 3D VOG examination.
Ryc. 2. Maska do badania 3D VOG.
Fig. 2. Mask for 3D VOG examination.
Ryc. 3. Pacjent z założoną maską do badania 3D
VOG.
Fig. 3. Patient with mask for 3D VOG examination.
Ryc. 4. Wzorzec do kalibracji aparatu.
Fig. 4 Standard for device calibration.
Ryc. 5. Wyniki kalibracji aparatu: górny
wykres przedstawia odchylenie poziome oka, dolny – odchylenie
pionowe podczas spojrzenia we wskazanym przez badającego
kierunku.
Fig. 5. Device calibration results: superior graph shows
horizontal eye deviation, interior – vertical deviation during
gaze in the direction determined by the examiner.
Ryc. 6. Obraz wzorca referencyjnego do badania
ruchów skrętnych.
Fig. 6. Reference standard image for torsional movements
examination.
Ryc. 7. Wyniki 3D VOG u pacjenta z podwójnym
widzeniem.Górny wykres przedstawia VOG w pozycji pierwotnej,
dolny wykres – podczas spojrzenia w lewo. Prezentowane są
położenia poziome, pionowe i skrętne obojga oczu (dwie linie
każdego wykresu).
Fig. 7. 3D VOG results in patient with double vision. Superior
graph shows VOG in primary gaze, inferior graph – during left
gaze. Vertical, horizontal and torsional positions of both eyes
are presented (two lines of each graph).
Ryc. 8. Wyniki 3D VOG u pacjenta z
wyrównawczym ustawieniem głowy. Górny wykres przedstawia wyniki
VOG podczas testu Bielschowskiego z pochyleniem głowy w prawo,
dolny wykres – z pochyleniem głowy w lewo.
Fig. 8. 3D VOG results in patient with compensatory head
position. Superior graph shows VOG results during Bielschowski’s
test with head turning to the right, inferior graph – with head
turning to the left.
Ryc. 9. Wyniki 3D VOG u pacjenta z zezem
zbieżnym. Wykresy przedstawiają zapis VOG podczas fiksacji
najpierw okiem prawym, potem lewym. Odchylenie poziome w obu
przypadkach jest takie samo.
Fig. 9. 3D VOG results in patient with convergent strabismus.
Graphs show VOG record during fixation first with right, and
then with left eye. Horizontal deviation in both cases is the
same.
Ryc. 10. Wyniki 3D VOG u pacjenta z DVD.
Wykresy przedstawiaja zapis VOG podczas fiksacji najpierw okiem
lewym, następnie – prawym. I jednocześnie DVD oka prawego, a
następnie lewego.
Fig. 10. 3D VOG results in patient with DVD. Graphs show VOG
record during fixation first with left, and then with right eye.
And simultaneously DVD of the right, and then left eye.
Ryc. 11. Wyniki 3D VOG u pacjenta z zezem
porażennym podczas fiksowania okiem lewym.
Fig. 11. 3D VOG results in patient with paralysis strabismus
during left eye fixation.
Ryc. 12. Wyniki 3D VOG u pacjenta z
oczopląsem. U góry zapis liczbowy odchyleń, u dołu – zapis
podczas patrzenia w lewo, a następnie – w prawo (w tej pozycji
zaznaczają się oscylacje wynikłe z oczoląsu).
Fig. 12. 3D VOG results in patient with nystagmus. On the top,
numerical record of deviations, at the bottom – record during
right gaze, and then – right gaze (in this position oscillations
resulting from nystagmus mark.
|
|
