Vestibüler Disfonksiyonlu Hastalarda Vestibüler Sistem Asimetrisini Geliştirmek Için Tek Yönlü Rotasyonların Kullanılması
Summary
Asimetrik yanıtları olan hastalarda vestibüler sistemin yeniden dengelenmesi için yeni bir rehabilitasyon yöntemi sunulur ve bu yöntem zayıf tarafa doğru tek yönlü rotasyonlardan oluşur. Kompansitenin çok duyusal yönlerini geliştirmek yerine doğrudan vestibüler yolu değiştirerek, asimetri 1-2 seans içinde normale döndürülebilir ve kalıcı etkiler gösterebilir.
Abstract
Vestibüler sistem kafa hareketi hakkında bilgi sağlar ve günlük aktiviteler sırasında denge kontrolü ve bakış stabilizasyonuna katkıda bulunan reflekslere aracılık eder. Vestibüler sensörler başın her iki tarafında iç kulakta yer alır ve beyin sapındaki vestibüler çekirdeğe proje verir. Vestibüler disfonksiyon genellikle iki taraftan gelen giriş arasında bir asimetri kaynaklanmaktadır. Bu iki kulaktan asimetrik nöral girdileri ile sonuçlanır, hangi rotasyon bir yanılsama üretebilir, vertigo olarak tezahür. Vestibüler sistem, her iki taraftaki duyu salametinden gelen asimetrik bilgilerin merkezi düzeyde nasıl işlenir olduğunu yeniden dengelemeye hizmet eden etkileyici bir telafi kapasitesine sahiptir. Tazminat teşvik etmek için, çeşitli rehabilitasyon programları klinikte kullanılmaktadır; ancak, öncelikle çok duyusal entegrasyonu geliştirmek egzersizleri kullanın. Son zamanlarda, kompanzasyonlu tek taraflı lezyonları olan hayvanlarda vestibulo-oküler refleksin (VOR) iyileştirilmesi için görsel vestibüler eğitim de kullanılmaktadır. Burada, insan deneklerde her iki taraftaki vestibüler aktiviteyi yeniden dengelemek için yeni bir yöntem getirilmiştir. Bu yöntem, karanlıkta zayıf tarafa doğru beş tek yönlü dönüşten (320°/s’lik maksimum hız) oluşur. Bu yöntemin etkinliği VOR asimetrisi olan 16 hastada sıralı, çift kör lü klinik bir çalışmada gösterilmiştir (sinüzoidal rotasyonlara yanıt olarak yön üstünlüğü ile ölçüldü). Çoğu durumda, VOR asimetrisi tek bir seanstan sonra azaldı, bir hafta içinde ilk iki seansta normal değerlere ulaştı ve etkileri 6 haftaya kadar sürdü. Yeniden dengeleme etkisi hem zayıf taraftan VOR yanıtında bir artış hem de daha güçlü taraftan gelen yanıttaki azalmadan kaynaklanmaktadır. Bulgular, uzun süredir vestibüler disfonksiyonu olan hastalarda VOR asimetrisini azaltmak için tek yönlü rotasyonun denetimli rehabilitasyon yöntemi olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
Introduction
Vestibüler disfonksiyon 40 yaş üstü erişkinlerde ~% 35 prevalansı ile yaygın bir hastalıktır1. Çoğu vestibüler bozukluk her iki taraftan gelen giriş arasında bir asimetri ile sonuçlanır, vertigo denilen rotasyon yanılsaması ile sonuçlanan. Normal vestibüler fonksiyonun yokluğunda, hatta basit günlük aktiviteler zor olabilir. Vestibüler disfonksiyon genellikle vestibülo-oküler refleks (VOR) ile ölçülür. Yürüme veya koşma gibi doğal aktiviteler sırasında VOR gözleri ters yönde ve kafa hareketi ile aynı hızda hareket ettirir. Bu refleks ~ 5 ms kısa bir gecikme vardır, ve basit bir yatay düzlemde aracılı, üç nöron ark2. Bilgi vestibüler reseptörlerden vestibüler çekirdeğe, sonra da abducens motor nöronlara doğru ilerler. Bu göz hareketleri günlük aktiviteler sırasında yatay bakışların dengelenmesini sağlar. Vor’un saat yönünde ve saat yönünün tersine dönüşlere tepki olarak simetrisi vestibüler fonksiyonun önemli bir testidir.
Tek taraflı vestibüler disfonksiyon, kusurlu asimetrik VOR ve ortaya çıkan vestibüler dengesizlik üstesinden gelmek için merkezi kompansatör değişiklikler ve merkezi tahrikli periferik değişiklikler üretir. Tek taraflı vestibüler nörektomi gibi kalıcı vestibüler lezyonlardan sonra bile, vertigo ve eşlik eden semptomlar kısa bir süre içinde (günlerce haftalarca) düzelir. Bu yetenek nedeniyle, vestibüler sistem nöral yollarda adaptasyon ve kompansasyon eğitimi için bir model olmuştur. Daha önce3 merkezi vestibüler yollar değişiklikler bir tek yönlü rotasyon yazarlardan biri (N.R.) tarafından yaklaşık 20 yıl önce önerilen dayalı bir tek yönlü rotasyon tarafından uygulanabilir gösterilmiştir. Diğer çalışmalar da vestibüler çekirdekleri de dahil olmak üzere duyusal yolun farklı bölgelerinde telafi edici değişiklikler göstermiştir (VN)4,5,6,7,8, komiser yolları Her iki tarafta VN arasında9, serebellar girişleri10, ve vestibüler çevre11. Bu telafi edici değişiklikler her iki tarafta VN nöronların aktivitesinde yeni bir denge ile sonuçlanır.
Vestibüler sistemin etkileyici yeteneğine rağmen iki kulaktan asimetrik girişleri telafi etmek için, araştırma hızlı hareketlere yanıtları tam olarak telafi asla göstermiştir12,13. Şimdi doğal vestibüler tazminat sistemin tam kapasitesini kullanmaz bilinmektedir, ve telafi VOR yanıtı görsel-vestibüler eğitim katıldı hayvanlarda geliştirilebilir14,15. Uzun vestibüler rehabilitasyon egzersizleri denge kontrolü (non-vestibüler) multisensoriyel doğasını artırarak kronik dengesizlik sorunları olan hastalarda telafi geliştirmek bilinmektedir16,17, 18.000 , 19.09.20 , 20.000 , 21. Bu vestibüler rehabilitasyon egzersizlerinin amacı semptomları iyileştirmek için fizyolojik veya davranışsal yaklaşımlar yanı sıra bir hastanın yaşam kalitesi ve bağımsızlık22,23.
Burada açıklanan “zayıf” tarafa doğru tek yönlü rotasyonlar kullanan bir rehabilitasyon yöntemidir (Şekil1A). Bu yöntem için temel fikir Hebbian plastisite geliyor, hangi sinirsel bağlantıları uyarıldığında daha güçlü hale gelir. Bu yöntem, diğer vestibüler rehabilitasyon egzersizlerinin temelini oluşturan çok duyusal entegrasyonu artırmak yerine özellikle vestibüler girdileri değiştirir. Önceki araştırmalar tek yönlü rotasyonların tek taraflı vestibüler disfonksiyonlu hastalarda 1-2 seansta VOR asimetrisi azaldığını göstermiştir3. Bu etki esas olarak daha düşük bir yanıt (LR) ile yan aktivitesinde bir artış nedeniyle, hem de daha yüksek bir yanıt (HR) ile yan aktivitesinde hafif bir azalma oldu. Bu değişiklik büyük olasılıkla merkezi yollardaki değişikliklerle (örneğin, VN bağlantıları veya kmissural girdilerdeki değişiklikler gibi afferent yolların güçlendirilmesi) aracılık eder. Aslında bu teknik, uzun süreli vestibüler asimetrisi olanlarda vestibüler rehabilitasyon için denetlenen bir yöntem olarak kullanılabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada sunulan rehabilitasyon yöntemi, vestibüler dengesizlik ve VOR asimetrisi olan hastalarda daha az duyarlı (LR) tarafına doğru karanlıkta tekrarlanan tek yönlü rotasyonlardan oluşmaktadır. Çoğu rehabilitasyon teknikleri denge geliştirmek için çok duyusal entegrasyonu geliştirmek16,17,18,19,20. Burada sunulan yöntem vestibüler yolu hedefl…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
N. R. Shahid Beheshti Üniversitesi Tıp Bilimleri ve Sağlık Hizmetleri bir araştırma fonu tarafından desteklendi. S. G. S. NIDCD R03 DC015091 hibe tarafından desteklenmiştir.
Materials
| VEST operating and analysis software | NeuroKinetics | ||
| Electronystagmograph | Nicolet | Spirit Model 1992 | Equipment used for collecting the data presented in the Results section |
| I-Portal NOTC (Neurotologic Test Center) | NeuroKinetics | Equipment shown for current studies and shown in the movie |
References
- Agrawal, Y., Ward, B. K., Minor, L. B. Vestibular dysfunction: prevalence, impact and need for targeted treatment. Journal of Vestibular Research. 23 (3), 113-117 (2013).
- Huterer, M., Cullen, K. E. Vestibuloocular reflex dynamics during high-frequency and high-acceleration rotations of the head on body in rhesus monkey. Journal of Neurophysiology. 88 (1), 13-28 (2002).
- Sadeghi, N. G., Sabetazad, B., Rassaian, N., Sadeghi, S. G. Rebalancing the Vestibular System by Unidirectional Rotations in Patients With Chronic Vestibular Dysfunction. Frontiers in Neurology. 9, 1196 (2018).
- Beraneck, M., et al. Long-term plasticity of ipsilesional medial vestibular nucleus neurons after unilateral labyrinthectomy. Journal of Neurophysiology. 90 (1), 184-203 (2003).
- Beraneck, M., et al. Unilateral labyrinthectomy modifies the membrane properties of contralesional vestibular neurons. Journal of Neurophysiology. 92 (3), 1668-1684 (2004).
- Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Neural correlates of motor learning in the vestibulo-ocular reflex: dynamic regulation of multimodal integration in the macaque vestibular system. Journal of Neuroscience. 30 (30), 10158-10168 (2010).
- Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Multimodal integration after unilateral labyrinthine lesion: single vestibular nuclei neuron responses and implications for postural compensation. Journal of Neurophysiology. 105 (2), 661-673 (2011).
- Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Neural correlates of sensory substitution in vestibular pathways following complete vestibular loss. Journal of Neuroscience. 32 (42), 14685-14695 (2012).
- Galiana, H. L., Flohr, H., Jones, G. M. A reevaluation of intervestibular nuclear coupling: its role in vestibular compensation. Journal of Neurophysiology. 51 (2), 242-259 (1984).
- Cullen, K. E., Minor, L. B., Beraneck, M., Sadeghi, S. G. Neural substrates underlying vestibular compensation: contribution of peripheral versus central processing. Journal of Vestibular Research. 19 (5-6), 171-182 (2009).
- Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Response of vestibular-nerve afferents to active and passive rotations under normal conditions and after unilateral labyrinthectomy. Journal of Neurophysiology. 97 (2), 1503-1514 (2007).
- Sadeghi, S. G., Minor, L. B., Cullen, K. E. Dynamics of the horizontal vestibuloocular reflex after unilateral labyrinthectomy: response to high frequency, high acceleration, and high velocity rotations. Experimental Brain Research. 175 (3), 471-484 (2006).
- Halmagyi, G. M., Black, R. A., Thurtell, M. J., Curthoys, I. S. The human horizontal vestibulo-ocular reflex in response to active and passive head impulses after unilateral vestibular deafferentation. Annals of the New York Academy of Sciences. 1004, 325-336 (2003).
- Maioli, C., Precht, W. On the role of vestibulo-ocular reflex plasticity in recovery after unilateral peripheral vestibular lesions. Experimental Brain Research. 59 (2), 267-272 (1985).
- Ushio, M., Minor, L. B., Della Santina, C. C., Lasker, D. M. Unidirectional rotations produce asymmetric changes in horizontal VOR gain before and after unilateral labyrinthectomy in macaques. Experimental Brain Research. 210 (3-4), 651-660 (2011).
- Whitney, S. L., Rossi, M. M. Efficacy of vestibular rehabilitation. Otolaryngology Clinics of North America. 33 (3), 659-672 (2000).
- Telian, S. A., Shepard, N. T. Update on vestibular rehabilitation therapy. Otolaryngology Clinics of North America. 29 (2), 359-371 (1996).
- Hall, C. D., et al. Treatment for Vestibular Disorders: How Does Your Physical Therapist Treat Dizziness Related to Vestibular Problems. Journal of Neurological Physical Therapy. 40 (2), 156 (2016).
- Hillier, S., McDonnell, M. Is vestibular rehabilitation effective in improving dizziness and function after unilateral peripheral vestibular hypofunction? An abridged version of a Cochrane Review. European Journal of Physical Rehabilitation Medicine. 52 (4), 541-556 (2016).
- Denham, T., Wolf, A. Vestibular rehabilitation. Rehabilitation Management. 10 (3), 93-94 (1997).
- Cooksey, F. S. Rehabilitation in Vestibular Injuries. Proceedings of the Royal Society of Medicine. 39 (5), 273-278 (1946).
- Enticott, J. C., Vitkovic, J. J., Reid, B., O’Neill, P., Paine, M. Vestibular rehabilitation in individuals with inner-ear dysfunction: a pilot study. Audiology and Neurootology. 13 (1), 19-28 (2008).
- Cohen, H. S., Kimball, K. T. Increased independence and decreased vertigo after vestibular rehabilitation. Otolaryngological Head and Neck Surgery. 128 (1), 60-70 (2003).
- Baloh, R. W., Halmagyi, G. M. . Disorders of the vestibular system. , (1996).
- Furman, J. M., Cass, S. P., Furman, J. M. . Vestibular disorders: a case-study approach. , (2003).
- Brey, R. H., McPherson, J. H., Lynch, R. M., Jacobson, G. P., Shepard, N. T. . Balance Function Assessment and Management. , 253-280 (2008).
- Funabiki, K., Naito, Y. Validity and limitation of detection of peripheral vestibular imbalance from analysis of manually rotated vestibulo-ocular reflex recorded in the routine vestibular clinic. Acta Otolaryngology. 122 (1), 31-36 (2002).
- Zalewski, C. K. . Rotational Vestibular Assessment. , (2018).
- Furman, J. M., Cass, S. P., Baloh, R. W., Halmagyi, G. M. Ch. 17. Disorders of the vestibular system. , 191-210 (1996).
- Desmond, A. . Vestibular function: evaluation and treatment. , (2004).
- Shepard, N. T., Goulson, A. M., McPherson, J. H., Jacobson, G. P., Shepard, N. T. Ch. 15. Balance function assessment and management. , 365-390 (2016).
- Clement, G., Flandrin, J. M., Courjon, J. H. Comparison between habituation of the cat vestibulo-ocular reflex by velocity steps and sinusoidal vestibular stimulation in the dark. Experimental Brain Research. 142 (2), 259-267 (2002).
- Clement, G., Tilikete, C., Courjon, J. H. Retention of habituation of vestibulo-ocular reflex and sensation of rotation in humans. Experimental Brain Research. 190 (3), 307-315 (2008).
- Clement, G., Tilikete, C., Courjon, J. H. Influence of stimulus interval on the habituation of vestibulo-ocular reflex and sensation of rotation in humans. Neuroscience Letters. 549, 40-44 (2013).
- Cohen, H., Cohen, B., Raphan, T., Waespe, W. Habituation and adaptation of the vestibuloocular reflex: a model of differential control by the vestibulocerebellum. Experimental Brain Research. 90 (3), 526-538 (1992).
- Maxwell, S. S., Burke, U. L., Reston, C. The effect of repeated rotation on the duration of after-nystagmus in the rabbit. American Journal of Physiology. 58, 432-438 (1922).
- Griffith, C. R. The Ettect Upon the White Rat of continued Bodily Rotation. American Naturalist. 54, 524-534 (1920).
- Shepard, N. T., Telian, S. A. Programmatic vestibular rehabilitation. Otolaryngologicla Head and Neck Surgery. 112 (1), 173-182 (1995).
- Itani, M., Koaik, Y., Sabri, A. The value of close monitoring in vestibular rehabilitation therapy. The Journal of Laryngology & Otology. 131 (3), 227-231 (2017).
- Pavlou, M., Bronstein, A. M., Davies, R. A. Randomized trial of supervised versus unsupervised optokinetic exercise in persons with peripheral vestibular disorders. Neurorehabilitation and Neural Repair. 27 (3), 208-218 (2013).
- Kao, C. L., et al. Rehabilitation outcome in home-based versus supervised exercise programs for chronically dizzy patients. Archives of Gerontology and Geriatrics. 51 (3), 264-267 (2010).
- Topuz, O., et al. Efficacy of vestibular rehabilitation on chronic unilateral vestibular dysfunction. Clinical Rehabilitation. 18 (1), 76-83 (2004).
- Black, F. O., Pesznecker, S. C. Vestibular adaptation and rehabilitation. Current Opinion in Otolaryngological Head and Neck Surgery. 11 (5), 355-360 (2003).
