PROVE-STIMOLAZIONI ROTATORIE  ROTOACCELLERATORIE

L’indagine sul sistema vestibolare eseguita mediante prove rotatorie è usata da più di un secolo per testare la funzionalità labirintica. Le prove roto-acceleratorie sono capaci di indurre uno stimolo fisiologico ed estremamente specifico per l’apparato vestibolare, permettendo di ottenere una più esatta relazione tra stimolo e risposta in termini di velocità angolare della fase lenta del nistagmo. Permettono di studiare la funzione la funzione dei  3 canali semicircolari ; La risposta da parte dei recettori labirintici si realizza attraverso il riflesso vestibolo-oculomotore (VOR) ed è esattamente quantizzabile rispetto allo stimolo. Infatti, a differenza ad esempio di ciò che avviene nel bilancio vestibolare calorico, in cui possono entrare in gioco numerose variabili dovute alle caratteristiche fisiche dell’orecchio medio e della capsula otica, lo stimolo è assolutamente fisiologico e meno soggetto a fattori interindividuali. Questo tipo di test presenta tuttavia una importante limitazione, ovvero l’impossibilità di poter valutare separatamente l’apporto funzionale fornito dai due emisistemi, essendo lo stimolo applicato contemporaneamente sulle strutture recettoriali sia di destra che di sinistra (Mira e Manfrin, 1994; Guidetti, 1997).  Nel caso più frequente in cui il soggetto mantiene la testa eretta, viene studiato principalmente il canale laterale. Vengono effettuate al buio con il soggetto seduto su una sedia che è possibile far ruotare impostando dei profili di accelerazioni differenti. Le stimolazioni rotatorie  più utilizzate  sono quella sinusoidale o pendolare, e quella a “gradino di velocità”. Per il primo non sono necessarie ulteriori spiegazioni. La  seconda consiste in una rotazione a velocità e direzione costante: la rotazione inizia con una accelerazione e termina con una decelerazione entrambe brusche che, stimolando i canali semicircolari laterali, inducono la comparsa rispettivamente del nistagmo per-rotatorio e di quello post-rotatorio.

La prova rotatoria, grazie alla possibilità di applicare uno stimolo fisiologico e quantificabile, rappresenta una metodica adeguata allo studio della funzionalità vestibolare.

La  prova rotatoria  è riconosciuta dall’American Academy of Neurology il "gold standard" per quantificare il deficit labirintico bilaterale. e indipendentemente la funzione utricolare. Ancor oggi, rappresenta un’importante metodica di valutazione dei parametri qualitativi e quantitativi del nistagmo vestibolare indotto e registrato con elettronistagmografia o videoelettronistagmografia. Esso consente all'audiologo di  valutare accuratamente il  compenso vestibolare. La sedia rotatoria consente anche  di identificare i disordini del sistema vestibolare centrale in presenza di un normale test calorico e, se utilizzato in combinazione con i VEMP’s, consente una valutazione completa  del sistema Otolitico. Questo è anche l'esame vestibolare di scelta per i bambini, dal momento che lo trovano  più tollerabile rispetto al test calorico.

 

 

 

 

 

 

 

Fig.1

 

 

 

Perché praticare le  prove vestibolari?

1)I test vestibolari sono test funzionali . Il loro scopo è quello di determinare se c'è qualcosa che non funziona nell’apparato  vestibolare dell'orecchio interno. Se le vertigini non sono determinate dall'orecchio interno, potrebbe essere causate da patologie (disturbi) del SNC (Sistema Nervoso Centrale ), da (patologie mediche) come la bassa pressione arteriosa o da problemi psicologici quali ad esempio l'ansia . Recenti studi hanno suggerito che i tests vestibolari rappresentano l'esame  clinico più accurato nell'identificare i disturbi dell'orecchio interno (Gordon et al., 1996). I test della funzionalità uditiva (audiometria, ABR, ECochG) possono  essere utilizzati anche per lo stesso scopo e vengono  spesso associati alle prove vestibolari . In un'analisi costi/benefici per la valutazione delle vertigini  si è concluso che i tests uditivi  seguiti sia dalla posturografia che dalla ENG (elettronistagmografia o videoelettronistagmografia ) sono  il metodo più efficace (Stewart et al., 1999).

2) Per rilevare i disturbi del SNC (Sistema Nervoso Centrale ) . Recenti studi hanno suggerito che l’oftalmoplegia internucleare, un disturbo del movimento centrale dell'occhio, non vengono rilevati dal 71% dei medici che  non sono capaci di praticare un test oculomotorio (Frohman et al., 2003).

3) Per decidere se sono necessari test più costosi come la RM  (risonanza magnetica). Il Test vestibolare è più preciso dei  sintomi clinici nel prevedere se i tests di neuroimaging saranno anormali.( Levy and Arts, 1996)

4) Documentare  oggettivamente le condizioni vestibolari quali la BPPV e la fistola perilinfatica, che comunemente si verificano dopo un  trauma cranico, una neurite vestibolare ed una  ototossicità da gentamicina, che comunemente è un effetto collaterale del farmaco.

Per rilevare l'esito del ridotto vestibolare funzione, come talvolta si verifica in contesti medicolegale (vedi sotto).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 2a Stim.Otticocinetica               2b   Micromedical                           2c  Interacoustic                                                

Lo scopo dei test di rotazione è di determinare se la vertigine possa essere dovuta a un disordine dell'orecchio interno o del SNC (sistema nervoso centrale).

 Ci sono tre parti nella prova. Il test rotatorio misura le vertigini (gli occhi si muovono realmente a salti, questo fenomeno è definito nistagmo), mentre si viene ruotati lentamente da  una sedia motorizzata (vedi foto sopra a destra ). I pazienti  con malattia dell'orecchio interno diventano meno vertiginosi rispetto alle persone normali.

Il test ottico cinetico misura le vertigini determinati dalla visualizzazione di righe in movimento (vedi figura sopra a sinistra ). Il test otticocinetico a volte è utile nella diagnosi di perdita vestibolare bilaterale e le patologia  del sistema nervoso centrale.

 
Il  test di fissazione misura il  nistagmo, mentre la persona è in rotazione, mentre stanno fissando  un punto di luce che sta ruotando con loro. La  fissazione viene  compromessa da patologie  del sistema nervoso centrale e migliora con la perdita vestibolare bilaterale.

 
Ruolo del Test Sedia Rotatoria nella Diagnosi Di Vertigine

I test con la  sedia rotatoria sono di solito ottenuti in aggiunta ai tests (calorici) con  ENG. Perché effettuare  entrambe le prove quando entrambi i due tests esaminano la stessa parte dell'orecchio (canale semicircolare laterale)? Il motivo è quello di aumentare la precisione della  diagnosi. I Test’s  ENG  da soli possono  essere falsamente positivo o falsamente negativo. Essi possono essere falsamente positivo quando il cerume ostruisce un condotto uditivo. I tests con la sedia rotatoria non vengono influenzati  da ostacoli meccanici dell'orecchio esterno. test ENG possono essere falsamente negativi in particolare in situazioni quando ciascun orecchio è danneggiato.

In un sondaggio di 85 persone che hanno utilizzato sedie rotatorio, da ICS, le principali indicazioni per l'utilizzo di test rotatorio sedia è ritenuta:

Indicazioni per la prova con la  sedia rotatoria

Paresi canalare bilaterale;

Risultati con  ENG  inconcludenti  od  equivoci ;

Prove su particolari  popolazioni  (pediatria, disabili) ;

Valutazione del compenso vestibolare ;

Gestione dei farmaci ototossici ;

L'autore ha una estensiva esperienza con la sedia rotatoria. Nella nostra esperienza la sedia rotatoria e utile occasionalmente nella diagnostica. A causa del suo alto costo (40.000 /70.000-€) e della sua utilità limitata viene generalmente utilizzata dagli otto neurologi in ambiente ospedaliero o universitario. movie of our rotatory chair

SOTTOTIPI DÌ TEST CON SEDIA ROTATORIA:

 i tests con la  sedia rotatoria sono  un tipo di "sistemi di identificazione" -gli ingegneri utilizzano  questa parola per descrivere il processo di cosa una "scatola nera" sta facendo, ma dandogli un input noto, e misurando il l'output. Il rapporto tra l'output in ingresso è chiamata "funzione di trasferimento". Ci sono molti protocolli ragionevole per l'input. Per un sistema lineare, un protocollo che comprende una selezione ragionevole dei componenti di frequenza deve comportare lo stesso risultato - un guadagno e un tempo costante . Poiché non vi sono processi non lineari del sistema vestibolare (come la predizione), i vari metodi non sempre produce gli stessi risultati. Attualmente, la maggior parte dei laboratori di prova utilizza i tests sinusoidale o a gradino .

In un sondaggio ICS, di 85 utilizzatori di  sedie rotatorie, le prove  più utilizzate erano le seguenti:

Prove roto-acceleratorie

I test roto-acceleratori possono essere classificati in passivi e attivi: nei primi passivi l’intero corpo del paziente è ruotato senza nessun movimento fra la testa ed il corpo, nei secondi attivi il paziente ruota la testa mentre il corpo rimane fermo

tests roto-acceleratori passivi:

1.     Test Sinusoidale Armonico Lento nel Buio

2.     Test a Impulsi (Step responses) Rotazione Sinusoidale ad Alta Frequenza o ad Alta Velocità

3.     Rotazione con Fissaggio della  Testa che Fissa Obiettivi(Cioè Test   di Soppressione

4.     Test OKAN (Postnistagmo Otticocinetico Rotazione con Fissazione su Bersagli Fissi a Terra

5.     Rotation with fixation on earth-fixed targets 

6.     Variazione di Velocità  nel Buio

7.     Optocinetico(OKN)

8.     Rotazione al Di Fuori dell'asse di Rotazione  (OVAR)

 

test roto-acceleratori attivi:

9.     Test di Autorotazione — VAT (VESTIBULAR AUTOROTATION TEST)

10.   5c)Balance Testing VORTEQ® (Vestibular Ocular Reflex Test Equipment). and DVA-Test

11.   Il video Head Impulse Test (vHIT) TEST IMPULSIVO CEFALICO

 

TESTS ROTO-ACCELERATORI PASSIVI

1)Test Sinusoidale 

Il protocollo del test  sinusoidale comporta che, la sedia rotatoria, si muovi in modo sinusoidale. Perché la derivata di un seno e un'altra sinusoide, la posizione della sedia la velocità  e l'accelerazione cambiano in maniera sinusoidale . Di solito si sceglie una velocità di picco desiderata si non, come 60 ° / sec, e uno sceglie anche una serie di frequenze che vanno da  0,1 ad 1 Hz. Queste frequenze coprono la gamma di risposte in cui il guadagno e la fase  mostrano la loro più  grande variabilità quando  la malattia è presente.

Una variante del test sinusoidale è la "somma dei seni" - SOS – un misto di un gruppo  di onde sinusoidali per  rendere l'input meno prevedibile. Anche se l'SOS appare complessa, può essere facilmente analizzati con metodi matematici standard (vale a dire l'analisi di Fourier). Un "diagramma di Bode" - essenzialmente un plot semilogaritmico di guadagno e fase vestibolare, viene generalmente utilizzato per presentare i risultati. Un motore potente è indispensabile per raggiungere le frequenze più alte, e per questa ragione, a volte la prova includerà solo le frequenze più basse o la velocità di picco sarà ridotta al massimo della frequenza. Un esempio dei risultati attesi dal test sinusoidale viene  mostrato sotto. Viene riportato il tracciato del massimo guadagno e della fase più bassa in un paziente normale  . Viene riportato il tracciato del guadagno minimo e della fase più alta in un paziente con una perdita vestibolare unilaterale.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 3 A Guadagno teorico e fase in paziente con perdita vestibolare unilaterale

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig 3 B Guadagno medio basso ed aumento della fase alle basse frequenze-consistente con una perdita unilaterale della funzione vestibolare

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig.3c Le risposte suggeriscono che non vi è una velocità sufficiente per una registrazione  (consistente con il test sinusoidale ).

 

 

2)Test a Impulsi (Step responses) Rotazione Sinusoidale ad Alta Frequenza o ad Alta Velocità

Il test a impulsi comporta una  modifica improvvisa della  velocità della sedia rotatoria. Il test a impulsi  fornisce informazioni più o meno equivalenti su guadagno/fase come fa test sinusoidale. Il test a impulsi presenta  molti problemi. Richiede una sedia potente per fornire un'alta accelerazione transitoria. Può  essere meno affidabile come pure un po’  più stressante per il paziente, e per questo motivo, è in genere preferibile il test sinusoidale. La cinetosi è a volte associata a risposte vestibolare prolungate (Hoffer et al 2003) e per questo motivo il test a impulsi può essere preferibile ai test sinusoidale. Praticamente però,nel test sinusoidale la nausea è inusuale. Le risposto dovrebbero essere simili al test sinusoidale. Ciò si può valutare

3) Rotazione con Fissaggio della  Testa che Fissa Obiettivi(Cioè Test   Soppressione Interazione Visuo-Vestibolare (VVI)

Nella interazione Visuo -vestibolare , una persona viene ruotata con  un l surround visivo od anche con un target. La variante più utile di questo è di avere una persona che  guardi (fissi) un laser che viene fissato alla sedia rotatoria. La VVI è generalmente un buon indice in quei pazienti che hanno la capacità del sistema nervoso centrale  di sopprimere il nistagmo, e quindi è una misura della funzione del cervelletto e  del tronco encefalico

 

4) Test OKAN (Opto Kinetic After Nystagmus)

 Il post nistagmo ottico cinetico (OKAN Opto Kinetic After Nystagmus) descrive i movimenti degli occhi che si verificano dopo le luci vengono spente , ed il soggetto è in completa oscurità. L’OKAN è più sensibile alla malattie rispetto al nistagmo  OKN, ma è variabile nei  soggetti normali, il che  limita ancora una volta la sua utilità. di prova e OKAN

 

5) Rotation with fixation on earth-fixed targets  

 

6)Velocity steps in darkness

 

7)Test dell Nistagmo Otticocinetico Optocinetico nystagmus (OKN)

il test otticocinetico Optocinetico effettivamente non necessita di una sedia rotatoria  - invece un grande modello viene ruotato attorno al paziente . Il nistagmo OKN è molto meno utile quanto sia il test con la sedia rotatoria ed è raramente interessato in maniera sostanziale dalle patologie

 

 

8)OVAR (Off  Vertical Axis Testing )  test effettuato al di fuori dell'asse verticale

Questi test rotatori che studiano l’interazione otolitico canalare attraverso lo spostamento laterale del soggetto rispetto all’asse di rotazione (Off­ Vertical-Axis-Rotation). Questa modalità di stimolazione genera un vettore di accelerazione lineare proporzionale all’accelerazione centrifuga indotta dalla rotazione della sedia e stimola tonicamente il recettore maculare. Questo tipo di test, e’ in grado di fornire indirettamente informazioni sullo stato di attività funzionale maculare attraverso lo studio delle modificazioni di del RVO .L’OVAR è ottenuto inclinando l'asse di rotazione della sedia rispetto all'asse gravitazionale. OVAR è in gran parte un test della funzione otolitica. Questo test è  sicuramente molto interessante , ma il test  OVAR è anche molto nauseante e per questo motivo è stato poco utilizzato in clinica . A nostro parere, il test dei VEMP’s è un metodo molto più pratico per valutare le funzioni otolitica.

 

TEST ROTO-ACCELERATORI  ATTIVI

9)Test Attivo della Testa : VAT E VORTEQ (Rotazione Sinusoidale ad Alta Frequenza o ad Alta Velocità)

Ci sono diversi dispositivi commerciali, che non incorporano sedie motorizzati, che forniscono dati che si sovrappongono in parte con i dati forniti dalle sedi rotatoria . Questi dispositivi sono chiamati " dispositivi attivi della testa " e confrontare i movimenti oculari indotti dal movimento attivo della testa (piuttosto che il movimento passivo indotta da una sedia motorizzata). Entrambi questi test misurano  - il contributo dell'orecchio interno, input cognitivi intenzionale e ingressi di nistagmo dal  collo, piuttosto che il contributo dell'orecchio interno da solo (Dell Santina et al., 2002).I nomi delle ditte  per questi dispositivi includono tra gli altri .il  " VAT E VORTEQ "  ,

 

 

 

  

 

 

 

 

 

Fig 4 sovrapposizione tra il dispositivo AHR ed una sedia rotatoria convenzionale

 

come si può facilmente vedere dalla figura di sopra questi dispositivi utilizzano le alte frequenze ma non le  basse. Non sono equivalenti alle sedi rotatoria perché non vengono studiate le basse frequenze.

Se uno possiede una sedia rotatoria non c'era necessità di utilizzare un test "VAT" or "VORTEQ" poiché le informazioni ottenuti sono altamente ridondanti. È possibile avere una moderata perdita della funzione vestibolare con la sede oratoria ma con il test "VAT" or "VORTEQ" si può perdere interamente la diagnosi. Questo è particolarmente possibile con quei pazienti che hanno da pochi anni un compenso per la perdita vestibolare bilaterale. Tuttavia se non è possibile avere a disposizione una sede oratoria questi testi si possono valutare

il test VAT è stato utilizzato nelle sindromi unilaterali(Perez et al. 2003), ma il test calorico è superiore, ci sono molti altri sistemi per confermare una perdita vestibolare unilaterale quale il test con vibrazione, head-impulse, and head-shaking tests.

 

Fig. n 5 VORTEQ (Tm) dispositivo utilizzato per la rotazione attiva testa test (per gentile concessione di tecnologia Micromedical, 2002)

 

  

 

Il Test con la Sedia Rotatoria nella  Perdita Vestibolare Bilaterale

il test con la sedia rotatoria è il "gold standard" per la diagnosi di perdita vestibolare bilaterale. Uno si aspetta di vedere il modello seguente nei test con sedia rotatoria test dopo un processo che riduce la funzione vestibolare.

 

 

 

 

 

 

 

Fig. n 6 Test normale con sedia rotatoria. Il guadagno è la fase sono rimasti nei limiti della norma

 

Labirintite acuta, con interessamento bilaterale della funzione vestibolare	Guadagno con la  sedia rotatoria	Fase della sedia rotatoria
Lieve	Guadagno normale a tutte le frequenze	Posizione della fase lieve
Moderata	Guadagno inferiore da 0.4  a 0.32 h
Severa	Guadagno da 0 to 0.1 a tutte le frequenze	Non ottenibilele
		Posizione della fase moderata

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig.n.7 Test rotatorio anormale in un paziente con perdita vestibolare bilaterale c'è un ridotto guadagno alle basse frequenze e l'aumento della fase alle alte frequenze il tracciato blu rappresenta i valori normali

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. n. 8 Test rotatorio con stimoli ottico-cinetici sovraimposti sul muro. Il test con la sedia rotatoria è il gold standard per la diagnosi di perdita vestibolare bilaterale.

 

 

Il test con la sedia rotatoria è utile per documentare le caratteristiche risposte ridotte rispetto lo al movimento in  entrambe le orecchie e anche nella valutazione dei fenomeni di compensazione e di  recupero parziale che quasi sempre si verifica nel corso del tempo. Il test con la sedia rotatoria generalmente migliora con il tempo ,il guadagno ad alta frequenza alla fine diventa normale o quasi, diversi anni dopo l'esposizione. Il recupero alle  alte frequenze sembra sia correlato agli input sensoriali  non-vestibolare, e non necessariamente correlata con la gravità della lesione vestibolare. Le risposte a bassa  frequenza  (ad esempio <0,04 Hz) possono  rimanere depresse. Il postnistagmo otticocinetico  è abolito con una significativa perdita vestibolare bilaterale (Hain e Zee, 1991).

Il test di autorotazione vestibolare (VAT) è un test di rotazione variabile, in cui il soggetto  muove lui stesso la  testa invece di essere ruotato da una sedia motorizzata. Il nome della marca di un altro sistema è il test Vorteq. Il Test VAT è probabilmente meno sensibile alla perdita bilaterale rispetto top al test con  sedia rotatoria a causa di una tendenza di recuperare il guadagno VOR alle altre frequenze  attraverso meccanismi non-vestibolari..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. n.9 Riposta sinusoidale con perdita unilaterale. Questa immagine proviene da un paziente che aveva una sezione del nervo vestibolare destro la fase del  guadagno era anormale, non c'era la simmetria.

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. n.10 Perdita vestibolare bilaterale completa. Non c'è alcuna risposta al testo rotatorio poiché non c'è niente da quantificare registrare.

Cronicamente, guadagno recupera  metà delle frequenze. Un mancato recupero osservato nel test con la ' sedia rotatoria dopo 2 anni suggerisce che il test non è stato fatto correttamente. Ci sono essere diverse possibili  ragioni  - l'individuo testato potrebbe essere sotto l'effetto di farmaci vestibolo soppressori  (ad esempio una benzodiazepina o anticolinergici), o la persona potrebbe avere volutamente soppresso  le risposte vestibolare (questa possibilità si verifica principalmente in cause legali dove c'è un beneficio per un individuo che finge di essere più malato di quanto lo sia realmente ). Il post nistagmo ottico cinetico(OKAN) è sensibile alla perdita vestibolare bilaterale e dovrebbe essere assente si in fase acuta che cronica.

 

Interessamento cronico bilaterale della funzione vestibolare	Guadagno	Fase
Lieve	Normale	Lieve
Moderata	Inferiore a 0.4	Lieve
Severa	Basso o normale alle alte frequenze, (.32 hz), inferiore a  0.1 alle basse frequenze	Alta alle alte frequenze

 

Test con Sedia Rotatoria e Perdita Vestibolare Unilaterale

Nelle persone con perdita vestibolare unilaterale, come ad esempio dopo una sezione del nervo , c'è anche un tipico pattern nel test con la  sedia rotatoria  in cui la costante di tempo è ridotto e la fase è aumentata. (Koizuka et al, 1995). Vedere la figura 3 di cui sopra. Il test con la sedia rotatoria test è così un valore aggiunto al test ENG E VEMP per confermare un'anomalia. Il test con la  sedia rotatoria non dovrebbe essere utilizzato da solo, per la perdita  vestibolare unilaterale, come non può essere preciso nel determinare il lato della lesione.

 

Soppressione

C'è una considerevole capacità dei pazienti a sopprimere volontariamente le risposte vestibolare il tentativo di prevenire questo fenomeno spesso non è facile le seguenti tre foto mostrano la soppressione con la sedia rotatoria e alle prove termiche. I VEMP's  non possono essere soppressi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. n.11 Tipico aspetto della soppressione della sedia rotatoria.

 

 

 

 

 

 

 

               

 

 

Fig. n.12     Risposte notevolmente ridotte, più probabile che non a causa di soppressione

 

 

 

 

 

                               

 

 

 

 

 

 

Fig. n.13 Eccellente risposta ai  VEMPs . I VEMPs non possono essere soppressi

 

 

 

Forme di Test Rotatori Meno Accurati - VAT  E VORTEQ (Tm) - Autorotazione Vestibolare

Ci sono diverse altre procedure alternative che coinvolgono la rotazione che forniscono un sottoinsieme ai test della  sedia rotatoria

Errori di calibrazione con la sedia rotatoria.

Fig .n 14 A

Gli occhi e la velocità della  sedia rotatoria sono calibrati indipendentemente. Queste calibrazione  possono essere annullati indipendentemente . Quando c'è una mancata corrispondenza (mismatch), ci può essere un modello peculiare dove il  guadagno VOR alle medie frequenze è troppo alto. Nessun essere umano può produrre uno guadagno con la sedia rotatoria da 0,9 a 0,02 Hz.

Si noti che la fase è normale. Questo significa che c'è un errore di guadagno, ma il tempo è normale. Questo fa sì che l'occhio si sposta più del dovuto per un determinato dislocamento della sedia. È sconcertante per  noi che la velocità dell'occhio non superi la velocità di sedia.

Questo è un  test di sedia rotatoria fatto correttamente

Ora il guadagno è basso-normale e la fase rimane invariata.

Fig. n 14 B

 

STIMOLAZIONI ROTATORIE I APPROFONDIMENTO

Le prove roto-acceleratorie sono state per lungo tempo la principale metodica di studio del Riflesso Vestibolo-Oculomotorio (Vestibulo-Ocular Reflex,VOR) in virtù della loro capacità di indurre una risposta labirintica utilizzandolo stimolo specifico per quest'organo di senso, ossia la variazione della velocità angolare dei liquidi endolabirintici determinata da una accelerazione angolare. Per questo motivo le prove roto-acceleratorie rappresentano una metodica particolarmente adeguata allo studio clinico e sperimentale della funzionalità del sistema vestibolare grazie alla possibilità di applicare al canale semicircolare laterale uno stimolo del tutto fisiologico ed esattamente quantificabile, a differenza di ciò che accade con il test calorico laddove le caratteristiche fisiche dell'orecchio medio o della capsula ossea labirintica possono rappresentare una importante variabile interindividuale.

 

 

 

 

 

   

 

 

 

Fig. 1-1

Esame rotatorio. Il soggetto è seduto su una sedia che ruota nel piano orizzontale al fine di misurare le proprietà dinamiche del riflesso vestibolo-oculare con l'aiuto della videonistagmografia.

 

 

 

Prove  roto - acceleratorie movie of our rotatory chair

Una delle funzioni fondamentali del sistema dell’equilibrio è di consentire la stabilizzazione dell’immagine retinica durante i movimenti della testa. Nelle abituali condizioni dinamiche il meccanismo fisiologico che maggiormente provvede a questa funzione è il riflesso vestibolo-oculomotore (VOR). Il VOR si integra con i riflessi visuo-oculomotori che assicurano autonomamente la fissazione dello sguardo sulla mira a testa fissa. In condizioni dinamiche i riflessi oculomotori a partenza visiva e vestibolare vengono coordinati a livello dei nuclei vestibolari che privilegiano quelli con maggior efficacia (guadagno) funzionale. In particolare i riflessi visuo-oculomotori prevalgono se il movimento della testa avviene a bassa velocità (bassa frequenza), mentre il VOR domina durante i movimenti a frequenza maggiore o uguale a 1 Hz, ossia nella maggior parte dei movimenti naturali della testa

Le prove roto-acceleratorie(FIG 1-1) consentono di studiare in maniera fisiologica il VOR mediante movimenti angolari del capo che attivano i canali semicircolari. In questo modo si valuta il VOR angolare (AVOR) mentre è più complesso e pertanto limitato ai centri di ricerca lo studio del VOR per movimenti lineari della testa (IVOR) con stimolazione dei recettori utricolo-sacculari.

La più semplice evocazione selettiva del VOR è realizzata da una rotazione solidale di capo e corpo verso un lato, in assenza di visione (al buio). Per consentire il mantenimento dello sguardo sulla mira il movimento degli occhi dovrebbe essere perfettamente compensatorio a quello del capo. In altri termini il VOR dovrebbe determinare un movimento degli occhi esattamente opposto a quello del capo, ossia con uno spostamento di fase di 180°, della stessa ampiezza ed identica velocità. Il rapporto matematico fra la velocità angolare della fase lenta (VAEL) del movimento degli occhi e la velocità del movimento della testa è noto come guadagno” (gain) Come si è detto il VOR è un ottimo sistema di puntamento della mira per movimenti relativamente veloci della testa, infatti, il gain è perfettamente compensatorio (guadagno = i) solo a frequenze pari o superiori ad 1 Hz, mentre lo spostamento di fase è di 1800 già a frequenze di 0.1 Hz.
Sotto il profilo fisiologico, la rotazione del capo determina una corrente endolinfatica ampullipeta nel canale semicircolare laterale omolaterale al senso di rotazione (a destra nel caso di rotazione in senso orario); tale corrente provoca una stimolazione recettoriale con aumento della frequenza di scarica del nervo vestibolare mentre controlateralmente si verifica una riduzione della frequenza di scarica A del nervo. La prevalenza funzionale del labirinto stimolato innesca quindi una risposta oculomotoria che consiste in uno spostamento lento e coniugato degli occhi verso il lato ipofunzionante (fase lenta del nistagmo).

Caratteristica comune delle stimolazioni rotoacceleratorie è la sollecitazione contemporanea dei due labirinti (uno in senso eccitatorio ed uno in senso inibitorio); tale caratteristica rappresenta un vantaggio ma anche un limite della metodica per la difficoltà di poter valutare separatamente l’apporto funzionale di ogni singolo emisistema vestibolare.
Esistono due modalità di studio del VOR con stimolazioni rotatorie:

A)PROVE NON STRUMENTALI (I COSIDDETTI “BEDSIDE TESTS”)

B)PROVE STRUMENTALI (CON PARTICOLARI ATTREZZATURE)

I test usuali fanno ricorso alle prove caloriche (frequenza testata di 0,003 Hz) e alle prove rotatorie (tra 0,1 e 1 Hz). È importante poter testare delle frequenze più elevate, che fanno parte delle frequenze di attività fisiologica del vestibolo. Vi è dunque una reale necessità di sviluppare dei test detti ad «alte frequenze» nell'esame vestibolare.

 A)Prove Non Strumentali

Nel corso degli anni sono state proposte molte tecniche di facile esecuzione che mirano ad individuare eventuali disfunzioni del VOR nel corso dell’esame obiettivo otoneurologico. Fra queste, quelle che destano maggior interesse e vengono oggi maggiormente utilizzate sono:

 - 1a) Head shaking test

- 2a)Test di Halmagyi (Head Impulse Test o Head Thrust Test)

- 3a)Test di acuità visiva dinamica e test di lettura

1a)Head shaking test

È stato descritto per la prima volta da Barany nel 1907 e Kamei nel 1964 ne ha standardizzato la tecnica. Dopo aver conosciuto alterne manifestazioni di interesse, l’ HST è oggi inserito nella batteria degli esami clinici sistematicamente eseguiti nel corso dell’esame obiettivo otoneurologico. La prova viene effettuata con occhiali di Frenzel ad occhi chiusi, Il capo del paziente, flesso in avanti di 30°, viene sottoposto ad una serie di 20 rotazioni orizzontali di circa ± 40°, ad una frequenza di circa 2 Hz. Al termine delle rotazioni si invita il soggetto ad aprire gli occhi e si osserva l’eventuale comparsa di un nistagmo transitorio (figura 1), La manovra può essere eseguita anche sul piano verticale con oscillazioni sagittali.
 Questo test deve essere effettuato in modo rigoroso, poiché altrimenti la sua interpretazione è difficile, o addirittura impossibile. In effetti, esso presenta due fasi, primaria e secondaria, nel corso delle quali il nistagmo cambia direzione (figura 2 ). In pratica, la testa del paziente è girata rapidamente nel piano orizzontale da sinistra a destra e da destra a sinistra per 20 secondi. Alla sospensione della stimolazione, sono analizzati i movimenti oculari potenzialmente indotti. Ogni asimmetria funzionale dei vestiboli destro e sinistro si manifesterà con la comparsa di un nistagmo spontaneo di breve durata (inferiore il più delle volte a 10 secondi: fase primaria) in cui la direzione della fase rapida è orientata verso il lato intatto (un nistagmo destro è segno di un'iporeflessia sinistra). È seguito da un nistagmo secondario di durata molto più lunga (oltre 60 secondi: fase secondaria) la cui fase rapida batte dal lato leso. La fase primaria può passare inosservata ed è possibile che solo la fase secondaria sia chiaramente visibile. Il head shaking nystagmus deriva da un'asimmetria tra i due vestiboli destro e sinistro e da un'asimmetria dei segnali vestibolari sul meccanismo centrale di accumulo della velocità (velocity storage mechanism) . [Esso è orizzontale in caso di lesione periferica. Se è disarmonico o di direzione verticale, indica un'origine centrale].

Nei deficit vestibolari periferici è frequentemente osservabile un nistagmo diretto verso il lato sano, giustificato dalla seconda legge di Ewald e dal “velocity storage”, meccanismo centrale che prolunga il segnale vestibolare periferico dopo la stimolazione. In fase acuta il velocity storage può essere lesionato, pertanto il nistagmo da head-shaking può risultare assente. La prova non consente, inoltre, con certezza la diagnosi del lato deficitario. Infatti, specialmente nella fase di recupero, è stato descritto un nistagmo battente verso il lato leso. In caso di lesioni centrali determinanti una lesione intrinseca del velocity storage può manifestarsi un nistagmo da HST anche in assenza di asimmetria vestibolare periferica. La comparsa di un ny verticale (soprattutto downbeat) dopo HST eseguito sul piano orizzontale è suggestiva di un deficit centrale.

 
L’HST pur non essendo molto sensibile, specialmente se eseguito a distanza dalla lesione, è accettato come utile test di screening per evidenziare asimmetrie vestibolari a livello periferico o centrale senza possibilità di precisazioni topodiagnostiche Fig. 1-2A;1-2B

 

 

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Fig. 1-2A;1-2B Head shaking test in un paziente che presenta un deficit vestibolare periferico sinistro. Dopo scuotimento della testa nel piano orizzontale per 20 secondi, si può osservare alla sospensione della rotazione un nistagmo primario seguito da un nistagmo secondario.

A. Fase primaria: le fasi rapide del nistagmo sono orientate verso destra; questa fase è di breve durata

B. Fase secondaria: le fasi rapide del nistagmo sono orientate verso sinistra; questa fase è di durata maggiore.

 

 

 

 

 

 

 

 

2a)Test Di Halmagyi(Head Impulse Test o Head Thrust Test)

Proposto da Halmagyi e Curthoys nel 1988 il test di Halmagyi o Head lmpulse Test (HIT) o Head Thrust Test (HIT) permette di testare i canali semicircolari intorno ai 5 Hz. È particolarmente sensibile, ma la sua analisi richiede un'elaborazione molto fine e la prova è difficilmente realizzabile senza un equipaggiamento elettronistagmografico specifico. Il grande interesse è lo studio dell'attività separata di ciascuno dei canali semicircolari. E’ una prova semplice ed affidabile, utilizzata per valutare il riflesso vestibolo oculomotore, rappresenta il metodo non strumentale più semplice per ricavare informazioni sull’efficienza del RVO nel range delle alte frequenze e fonda la sua validazione clinica su solide basi sperimentali (Halmagyi G.M., , Head Impulses After Unilateral Vestibular Deafferentation Validate Ewald’s Second Law, 1990/91. Halmagyi GM, Unilateral vestibular neurectomy in man causes a severe permanent horizontal vestibulo-ocular reflex deficit in response to high-acceleration ampullofugal stimulation. 1991; Foster CA, Functional loss of the horizontal doll's eye reflex following unilateral vestibular lesions. Laryngoscope. 1994.Aw ST, Three-dimensional vector analysis of the human vestibuloocular reflex in response to high-acceleration head rotations. 1996 .Aw ST, Head impulses reveal loss of individual semicircular canal function. 1999;Lehnen N, Head impulse test reveals residual semicircular canal function after vestibular neurectomy. 2004 .Black RA,. The active head-impulse test in unilateral peripheral vestibulopathy. 2005).Questo test consiste nel chiedere al paziente di fissare un bersaglio posto a meno di 1 m da lui (in pratica il naso dell'esaminatore) mentre l'esaminatore gli ruota il capo in modo casuale e rapido, nel piano orizzontale, verso sinistra o verso destra, mentre viene sottoposto a movimenti rotatori sul piano orizzontale improvvisi, randomizzati, ad elevata velocità ed accelerazione.

Nel soggetto normale l’occhio rimane sul bersaglio. Infatti, nella rotazione verso destra il canale laterale di destra determina una controrotazione dei bulbi verso sinistra che permette al paziente di non perdere la mira. La comparsa di saccadi compensatorie è espressione della perdita della funzione del canale semicircolare laterale. In caso di ipofunzione vestibolare un movimento del capo verso il lato deficitario, se eseguito ad alta velocità durante la fissazione, non può essere perfettamente compensato da un’adeguata risposta oculomotoria e genera una o più saccadi correttive per recuperare la mira.

Per una corretta esecuzione del test è necessario che il capo del paziente sia flesso in avanti di circa 30° e che le rotazioni siano passive ed imprevedibili per evitare movimenti di programmazione che migliorino l’efficacia del movimento tendendo a sopprimere le saccadi di correzione.

In caso di disfunzione canalare orizzontale, il guadagno del riflesso vestibolo-oculare orizzontale è diminuito e il soggetto non può eseguire l'ordine senza effettuare uno o più movimenti saccadici di rifissazione per mantenere l'occhio sul bersaglio( figura 3 ). Questi movimenti saccadici di rifissazione indicano una disfunzione canalare orizzontale ad alte frequenze.] Esso è dunque complementare al test calorico . Questo test può anche essere eseguito per valutare una disfunzione delle ampolle dei canali verticali: in questo caso, i movimenti della testa sono effettuati nel piano dei canali verticali e non nel piano orizzontale. Questo test è soprattutto qualitativo. È a volte difficile da realizzare nei soggetti anziani che presentano un'artrosi cervicale in cui è difficile mobilizzare la testa senza resistenza attiva da parte del paziente.

 

Fig.1-3

 Movimenti oculari registrati in un paziente che presenta un'areflessia vestibolare sinistra durante un test di Halmagyi. Velocità e posizione dell'occhio (circoli vuoti), velocità e posizione della testa (quadrati neri).

A, C. Velocità e posizione dell'occhio e della testa nel corso di un movimento rapido della testa sul lato indenne (destro). I tracciati di posizione e di velocità della testa sono sovrapponibili durante i movimenti sul lato indenne: il riflesso vestibolo-oculare ha un guadagno vicino a 1.B, D. Velocità e posizione dell'occhio e della testa nel corso di un movimento rapido della testa sul lato leso (sinistra). Notare i moti saccadici di rifocalizzazione (D) durante i movimenti della testa sul lato leso. Il paziente può mantenere gli occhi sul bersaglio solo realizzando questi movimenti saccadici di rifissazione: il guadagno del riflesso vestibolo-oculare è diminuito dal lato leso.

L’HIT/HTT non è sempre facilmente rilevabile e richiede un certo addestramento da parte dell’esaminatore che compie, a sua volta, dei movimenti saccadici per seguire le rotazioni del capo del paziente e rischia di perdere i movimenti di correzione a causa del periodo di “cecità saccadica “

 

Fig. 1-4

È un test poco sensibile ma altamente specifico (specificità: 95 —100°/o) nell’individuare deficit del VOR non solo monolaterali ma anche bilaterali.

 3a)Test di Acuita’ Visiva o Test di Lettura

Introdotto nel 1987 da Longridge per evidenziare i deficit vestibolari conseguenti a ototossicità da aminoglicosidici, il test di acuità visiva dinamica valuta la coordinazione tra i movimenti della testa e i movimenti degli occhi al fine di mantenere nitida e distinta l’immagine visiva.

Il paziente è seduto a circa 3 metri da una tavola ottotipica. L’esaminatore, dopo aver individuato la linea di lettere più piccole che il paziente riesce a leggere, ruota il capo del paziente a destra e a sinistra con movimenti di circa 30° e frequenza di 1 — 2 Hz e lo invita a leggere. Il test è considerato positivo quando vi è una riduzione dell’acuità visiva pari o superiore a tre linee. Questa tecnica ha dimostrato una buona specificità soprattutto nei deficit vestibolari bilaterali recenti in cui si perdono da 6 a 8 linee; i limiti sono legati ai tempi di passaggio tra una rotazione e ‘altra quando la velocità diminuisce e si azzera.

Una variante del test di acuità visiva dinamica è il test dì lettura (Baloh, 1984) recentemente standardizzato da Oliva Dominguez e coll. La prova consiste nella lettura di un testo durante movimenti oscillatori passivi della testa (di piccola ampiezza), sul piano orizzontale, ad una frequenza di almeno 2 Hz. E possibile anche eseguire un controllo elettronistagmografico dei movimenti oculari indotti, che corrispondono alla somma del movimento sinusoidale osservabile per movimenti passivi della testa sotto fissazione (vedi più avanti VAT), con una serie di saccadi verso destra, determinati dal passaggio da una parola all’altra. Confrontato con le prove caloriche il test ha dimostrato un’ottima efficienza diagnostica ed un’elevata specificità in pazienti con deficit monolaterale del VOR.

 

 

B)PROVE STRUMENTALI (CON PARTICOLARI ATTREZZATURE)

I test roto-acceleratori possono essere classificati in passivi e attivi: nei primi passivi l’intero corpo del paziente è ruotato senza nessun movimento fra la testa ed il corpo, nei secondi attivi il paziente ruota la testa mentre il corpo rimane fermo.

Test rotazionali passivi le prove cliniche roto-acceleratorie potranno

essere classificate in base al tipo di stimolo:

- impulsivo,

- sinusoidale,

- ad accelerazione-decelerazione costante.

All’opposto, sulla base della risposta ottenuta (Mira et al, 1987), potremo

dividerle in:

- prove che consentono misure di soglia, come la prova liminare di Montandon (27)

- prove che consentono misure di soglia e di dinamica, come la cupolometria

(37), (14, 16)

- prove che consentono misure delle caratteristiche statiche e dinamiche,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

Fig. 1-5 Modello della risposta cupolare a diversi tipi di stimolo rotoacceleratorio: accelera­zione costante (A), impulsivo (B), sinusoi­dale (C). Da Baloh e Honrubia, 1990, modificata.

 

I test rotatori tradizionali si possono differenziare fondamentalmente in funzione del tipo di accelerazione utilizzata nel protocollo di stimolazione. In estrema sintesi, è possibile distinguere tra :

 

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE E DECELLERAZIONE COSTANTE,

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE IMPULSIVA (LA COSIDDETTA REAZIONE   D’ARRESTO).

PROVE PENDOLARI AD ACCELERAZIONE E DECELLERAZIONE SINUSOIDALE

ALTRE PROVE ROTOACCELLERATORIE

 

 

 

 

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE COSTANTE

1b)Cupolometria

2b)Prova  di Montandon

3B)AD Test di Pirodda

 

 

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE IMPULSIVA

(LA COSIDDETTA REAZIONE D’ARRESTO).

1c)Prova  di Barany

2c)Prova  di Buys-Fischer-Arslan

3c)Test a impulsi

4c) Il video Head Impulse Test (vHIT)

 

 

ALTRE PROVE ROTOACCELLERATORIE

1d)Stimolazione Labirintica da Accelerazioni Complementari di Coriolis

2d)Rotazioni eccentriche

3d)Movimenti di traslazione lineari

4d)Test della rotazione intorno a un asse inclinato o test RAIG

5d)Test di autorotazione- VAT

 

PROVE PENDOLARI AD ACCELERAZIONE DECELLERAZIONE SINUSOIDALE

1e)Test pendolare rotatorio sinusoidale smorzato stimolazione  mantenuta(Grenier)

2e)Test pendolare sinusoidale a scansione di frequenza

3e)Test ad accelerazione sinusoidale

 

TEST ROTATORI

La registrazione dei movimenti oculari indotti da movimenti orizzontali della testa e del corpo (figura 1-6) permette di accedere alle proprietà dinamiche del riflesso vestibolo-oculare orizzontale (RVOH). In pratica, il soggetto è seduto su una sedia che gira intorno a un asse verticale. La testa del paziente è inclinata di 30° in avanti in modo che i canali semicircolari orizzontali siano localizzati in un piano orizzontale e i movimenti oculari siano registrati tramite videonistagmografia. A differenza delle prove caloriche, questa prova cinetica non esamina un solo labirinto, ma valuta la risposta della coppia canale semicircolare orizzontale destro e canale semicircolare orizzontale sinistro.

Fig. 1-6 Esame rotatorio. Il soggetto è seduto su una sedia che ruota nel piano orizzontale al fine di misurare le proprietà dinamiche del riflesso vestibolo-oculare con l'aiuto della videonistagmografia.

 

 

 

Possono essere realizzati diversi stimoli rotatori: delle rotazioni orizzontali che possono essere di vari tipi: sinusoidale smorzato (prova pendolare rotatoria), sinusoidale a scansione di frequenza, a impulsi, e a rotazioni eccentriche.

PRINCIPALI PROVE ROTATORIE PASSIVE

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE COSTANTE PASSIVE

1b)Cupulometria: come prova di Barany ma la decelerazione è effettuata con varie velocità angolari (5 – 30 – 60 – 90 – 120° /sec²) onde valutare la risposta alle diverse deflessioni della cupola . (tempi lunghi !!)

Cupolometria: Tra il 1949 ed il 1955, la scuola olandese di Van Egmond, Goen e Jongkees mise a punto una tecnica definita come cupolometria: essa consente la valuta­zione della soglia dello stimolo vestibolare ed i valori della costante di tempo, utilizzando uno stimolo rotatorio ottenuto mediante un’accelerazione angolare subliminale (0.5-0.6°/sec.²) del paziente, seduto sulla sedia e con la testa flessa di 30° al fine di permettere una stimolazione del canali semicircolari laterali, seguita da una rotazione per alcuni minuti a velocità costante che termina con un improvviso stop. Per piccole variazioni della velocità angolare (5-15-30-45-60- 90-120°/sec) è possibile registrare (in entrambi i sensi di rotazione) la sensazio­ne soggettiva della vertigine (in termini di durata) e la durata della risposta post­rotatoria che, essendo legata alla deflessione cupolare risulta essere proporziona­le al logaritmo dell’intensità dello stimolo – legge di Mulder –.

I valori, in scala semilogaritmica, vengono riportati su un apposito grafico (cupologramma), sulle cui ordinate si trovano i valori relativi alla durata del nistagmo e alla sensazione soggettiva di vertigine, mentre sulle ascisse la veloci­tà angolare. La cupolometria se da un lato consente un’accurata analisi dell’ec­citabilità del recettore ampollare, risulta essere particolarmente lunga e spesso mal tollerata dal paziente⁵.

 

 

2b)Prova di Stimolazione Rotoacceleratoria Trapezoidale (Soglia nistagmica secondo Montandon) A-D test  che consentono misure di soglia Fig 1-7

La prova si basa su accelerazioni e decelerazioni costanti (con valori variabili da 0.5 fino a 9°/sec.). La soglia del nistagmo viene valutata sulla prima scossa nistagmica, all’inizio di un stimolo acceleratorio costante; per la soglia della componente rapida molta importanza ha la posizione dell’occhio nell’orbita quando inizia la fase lenta del nistagmo.
Le misure di soglia valutano l’interazione del segnale vestibolare con i centri generanti la componente rapida nella formazione reticolare pontina.

3b)AD Test di Pirodda : simile a Montandon ma accelerazione iniziale (2 – 4°/sec²)

viene mantenuta per 40” onde raggiungere una deflessione cupolare maggiore, vel. costante di 160°/sec per 3 minuti, poi decelerazione con stessi parametri iniziali.

 

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE IMPULSIVA (la cosiddetta reazione   d’arresto). PASSIVE- l’intero corpo del paziente è ruotato senza nessun movimento fra la testa ed il corpo,

1c)Prova di Baràny La prova rotatoria è stata descritta per la prima volta da Barany nel 1907: Essa consiste nel sottoporre il soggetto, seduto su una sedia girevole e col capo flesso in avanti di 30°, ad una stimolazione rotatoria con una accelerazione angolare di circa 45°/sec2 per un periodo di 20 sec. (10 giri in 20 sec.). a velocità costante al fine di permettere una stimolazione del canali semicircolari laterali, seguiti da un improvviso stop All’arresto, compare una reazione nistagrnica con una durata di circa 20-40 sec. e con un numero di 30-40 scosse. Questa tecnica per molti anni è stata impiegata come prova strumentale per valutare la funzionalità cupolare del labirinto.

PROVA DI BARANY :  accelerazione subliminare (0,2-0,3° sec²) fino a raggiungere la velocità angolare di 180°/sec, mantenuta per 3 minuti

Brusco arresto (decelerazione di 630°/sec²  “sgradevole”)

 

Fig. 1-7

- accelerazione costante (1°-3°-6° sec²)

- raggiunta velocità angolare di 90°/sec

   viene mantenuta per 3 minuti

- poi decelerazione con stessi parametri

 

 

 

2c)Metodo(prova)di Buys-Fischer-Arslan.(vedi approfondimento)

Questa metodica è caratterizzata da uno stop test da una velocità angolare costante di 180°/sec. raggiunta con una accelerazione subliminare di 0.2-0.3°/sec. e mantenuta per circa 3 minuti. Il nistagmo indotto batte inizialmente verso il lato opposto al senso di rotazione della sedia (I fase) e, dopo un periodo di latenza di circa 10-12 sec. è seguito da una II fase battente in direzione opposta alla I fase.

 

 

 

Fig. 1-8

 

3c)Il test impulsivo

Il test impulsivo valuta la risposta nistagmica post-impulsiva indotta da una rapida decelerazione che segue una stimolazione rotatoria a velocità costante mantenuta per un periodo sufficientemente lungo (almeno di 3-5 minuti). Questo tipo di test, storicamente proposto da Barany, è il meno fisiologico tra i test rotatori tradizionali, ma presenta le caratteristiche di stimolazione più simili a quelle utilizzate dal test di Halmagyi: elevata intensità, breve durata, bassa prevedibilità. Negli anni Ottanta, grazie allo sviluppo di sedie rotatorie con motori a controllo elettronico ed alla diffusione della nistagmometria computerizzata, questo classico test è stato più volte sottoposto a verifica clinico-sperimentale (Baloh R.W.,1984; Huygen P.L.M.,1985,1989 ;Magnusson M.,1989) ed è stato oggetto di interessanti contributi che ne hanno evidenziato anche nuove potenzialità diagnostiche. Anche recentemente, (Maire e van Melle .2000), utilizzando un sistema di acquisizione ed analisi di tipo commerciale, hanno verificato la validità diagnostica di questo test nella valutazione a distanza delle proprietà dinamiche del RVO in un campione di pazienti affetti da deficit vestibolare di varia entità.

Per quanto concerne le caratteristiche quantitative dello stimolo, è utile sottolineare che la recente realizzazione e produzione di motori a controllo digitale (di relativo basso costo) hanno permesso di risolvere molte problematiche connesse ai vecchi sistemi. Oggi è infatti possibile ottenere tempi di arresto dell'ordine dei 200-300 msec. con un controllo temporale efficiente della velocità istantanea di rotazione (il controllo digitale consente anche di gestire l'ampiezza di rotazione con risoluzioni dell'ordine dei decimi o centesimi di grado): a ciò consegue una minore variabilità intersoggettiva dei parametri di stimolazione in funzione della variabilità della massa corporea del soggetto in esame.

 

PROVE ROTO-ACCELERATORIE ATTIVE; IL PAZIENTE RUOTA LA TESTA MENTRE IL CORPO RIMANE FERMO.

1aa) Il video Head Impulse Test (vHIT Snapsys di ULMER;  vHIT ICS ;  vHIT IC Interacoustics)

Il nuovo test vHIT è un metodo capace di fornire misure oggettive di risposta del rapporto tra la velocità dell’occhio e la velocità della testa e di mostrare il guadagno del riflesso vestibolo-oculomotore (VOR) per i due sensi di rotazione.

Il test vHIT documenta la presenza sia di saccadi manifeste (overt saccades) sia di saccadi nascoste (covert saccades).

Le registrazioni oculari effettuate con tale metodica forniscono prove documentate, non dipendenti dall’interpretazione del clinico, circa la funzione dinamica dei 3 Canali Semicircolari.

La precisione del video Head Impulse test nell’identificazione del deficit vestibolare periferico è equivalente a quella della metodica “search coils” ma di impiego clinico più semplice, anche in pazienti con neurite vestibolare acuta

 

Fig. 1-8 vHIT Snapsys di ULMER	Fig. 1-9   vHIT  ICS
	Fig. 1-10   vHIT IC Interacoustics

 

 

 

2aa)Test di Autorotazione — VAT (Vestibular Autorotation Test)

   

Fig.1-11

 

Per risolvere i problemi tecnici legati alla realizzazione di rotazioni ad alta frequenza, Fineberg et al. (1987) hanno realizzato il test di autorotazione (Vestibular Autorotation Test - VAT), che si differenzia significativamente dalle altre metodiche rotoacceleratorie classiche presentando alcuni aspetti peculiari.

Nel VAT è assente qualunque dispositivo elettromeccanico per lo spostamento della sedia secondo le varie tipologie di movimento ed accelerazione, Il paziente è seduto e compie volontariamente delle oscillazioni con il capo, a destra e a sinistra, seguendo il ritmo crescente dettato da un metronomo mentre i movimenti oculari sono registrati da un comune sistema elettrooculografico ed i movimenti del capo da un sensore posto su un leggero caschetto. Il sistema vestibolare viene studiato nel range delle frequenze medie (0,8— 6 Hz). Il test viene effettuato ad occhi chiusi e chiedendo al paziente di fissare una mira valutando così sia la risposta vestibolo-oculomotoria sia quella visuo-vestibolo-oculomotoria.
Il VAT presenta indiscutibili vantaggi teorici rispetto alle prove rotatorie classiche:

si tratta di una prova che effettivamente simula la stimolazione fisiologica, i tempi di esecuzione sono estremamente veloci, non presenta particolari difficoltà nell’istruzione del paziente, raramente induce reazioni neurovegetative fastidiose ed i costi sono abbondantemente al di sotto di quelli delle più comuni sedie rotatorie; è di indubbio interesse anche la possibilità di studiare la performance dei canali verticali. Va segnalato, peraltro, che non tutti i soggetti riescono ad eseguire correttamente la prova, in particolare gli anziani ed i pazienti con cervicalgie. Sul piano clinico il VAT sembra possedere una alta sensibilità diagnostica (O’Leary e Davis, 1990; Ng et al., 1993; Saadat et al., 1995), in particolare nei confronti di patologie vestibolari periferiche (Ménière, neurinomi), mentre non offrirebbe una specificità diagnostica selettiva. Gli aspetti negativi della metodica consistono fondamentalmente nei problemi tecnici legati alla affidabilità di rilevazione e alla riproducibilità dei movimenti della testa e/o degli occhi. Sin dalla sua introduzione, inoltre, è stata mossa a questo test l’obiezione dell’inevitabile interferenza cervicale. Con questa metodica la stimolazione vestibolare infatti non può prescindere da quella cervicale in quanto la muscolatura del collo rappresenta la forza motrice. Abbiamo però l’opportunità di valutare globalmente la funzione oculomotoria in una condizione che si avvicina a quella fisiologica in cui si ha un’integrazione di informazioni visive, vestibolari e cervicali. In realtà il guadagno del riflesso cervico-oculomotore è influente (>02) solo per frequenze di oscillazione inferiori a 0,05 Hz, mentre per velocità di stimolo superiori, quali quelle ottenute con il test di autorotazione, tale influenza sarebbe trascurabile nel soggetto normale (Fineberg et al., 1987). NeI normale si segnala, per esempio, che già a 0,1 Hz il guadagno del VOR è praticamente nullo (Sawyer et al., 1994).
Nonostante i costi relativamente contenuti delle strumentazioni necessarie per la sua applicazione, la prova di autorotazione interessante che potrà rivelarsi molto utile quando saranno risolti i numerosi problemi tecnici che attualmente la affliggono

 

 

3d)Balance Testing VORTEQ® and DVA-Test

 Il VORTEQ ® è progettato per fornire informazioni sul riflesso vestibolare oculare  (VOR) in pazienti con problemi di equilibrio o vertigini. VORTEQ ® offre,  un metodo semplice e poco costoso per valutare ne c'è l VOR guadagno, fase e simmetria. Il Test dinamico dell'acuità visiva (DVA) misure acuità visiva durante il movimento di testa. Il DVA-Test fornisce preziose informazioni circa il Visual vestibolare oculare Reflex (VVOR) in soggetti ben allenati(piloti, atleti) oltre a pazienti con deficit vestibolare

 

Fig. 1-12

 

 

 

ALTRE PROVE ROTATORIE

1d)La Stimolazione Labirintica da Accelerazioni Complementari di Coriolis

Se un soggetto, durante una rotazione a velocità costante, compie dei movimenti di flessione o di estensione del capo lungo un piano perpendicolare a quello della rotazione, accusa la comparsa di un malessere caratterizzato da vertigine, manifestazioni neurovegetative di tipo ipervagotonico (nausea, vomito, sudorazione, pallore, scialorrea, ecc.) e segni obiettivi di asimmetria vestibolare: nistagmo, asimmetrie del tono muscolare, disturbi della postura e della deambulazione. Tali manifestazioni sono legate a un particolare tipo di stimolazione labirintica che determina la contemporanea attivazione di recettori labirintici posti su piani dello spazio perpendicolari tra loro. Questo tipo di stimolazione dipende dalle accelerazioni complementari di Coriolis. Secondo la seguente espressione matematica ac=2ω Δν_τ

Fig. 1-13 - Nistagmo da accelerazioni complementari di Coriolis.
Tracciato ENG del nistagmo provocato da accelerazioni di Coriolis (la linea continua indica la durata del movimento di flessione all’indietro di 90° del capo eseguito correttamente sul piano perpendicolare a quello di rotazione mediante una speciale apparecchiatura contentiva del capo) durante la fase di rotazione antioraria della sedia a velocità costante di 90°/sec8  da Babighian-Otoneurologia- Piccin- 2008.

 

L’aumento della velocità costante di rotazione della sedia intensifica la reazione labirintica più dell’aumento della velocità di spostamento del capo. Il nistagmo, di tipo orizzontale-rotatorio, compare dopo un breve periodo di latenza, La polarità delle scosse cambia in rapporto alla direzione del movimento del capo. Se si flette il capo in avanti di 90° dalla posizione normale, le scosse del nistagmo avranno una direzione opposta a quella del senso di rotazione della sedia se si estende il capo all'indietro per tornare nella posizione precedente, le scosse saranno invece dirette omolateralmente La reazione Nistagmica è costituita da due fasi  con scosse di opposta polarità intervallate da una breve pausa come si osserva normalmente nel nistagmo post rotatorio figura 1-13.

 Secondo i calcoli condotti sul modello matematico di Van Egmond, un movimento di flessione del capo in senso antero-posteriore, eseguito sul piano perpendicolare a quello di rotazione determina, dopo tre minuti di rotazione a velocità costante di 90°/sec, un simultaneo  spostamento pluricanalare della endolinfa. Se la rotazione della sedia avviene in senso antiorario, tale spostamento è massimo nel canale semicircolare laterale mentre è invece simmetrico nel canali verticali posteriore e superiore dello stesso lato fig. 1-14  (Babighian)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 1-14 - Flusso dell’endolinfa determinato dal movimento di flessione all’indietro del capo di 90° eseguito durante la rotazione della sedia a velocità costante (90°/sec). Il calcolo dello spostamento dell’endolinfa dovuto alle accelerazioni complementari di Coriolis nei tre canali semicircolari (• = c. sem. lat.; • = c. sem. post.;  = c. sem. sup.), eseguito sec. il modello matematico di Van Egmond e ColI., 1949 rivela che l’attivazione dei recettori è massima a livello del can. sem. lat., mentre è simmetrica ma di segno opposto nei can. sem. verticali (da Biezza E, Martini A., 1976). da Babighian-Otoneurologia- Piccin- 2008.

 

2d)Rotazioni Eccentriche

In questo esame, una sedia è posta all'estremità del braccio di una centrifuga e il soggetto è posizionato in modo tale da far fronte all'asse di rotazione o volgere il dorso ad esso. Lo stimolo generalmente somministrato è il seguente: accelerazione angolare di 10°/s2, con la velocità che passa da 0 a 200°/s, quindi velocità costante a 200°/s per 60 secondi e decelerazione a 10°/s2, con velocità che passa da 200°/s a 0°/s. I movimenti oculari indotti presentano tre componenti, orizzontale, verticale e torsionale, e sono più spesso misurati con l'aiuto di lenti sclerali magnetiche. Essi sono il risultato dell'attivazione dei canali semicircolari e degli organi otolitici, poiché l'accelerazione presenta una componente al tempo stesso angolare e lineare. Si può quindi studiare la modulazione otolitica del nistagmo indotto con la stimolazione dei canali semicircolari.

Nei soggetti normali, l'accelerazione lineare induce una riduzione della costante di tempo della componente orizzontale del nistagmo postrotatorio. Tale effetto non è osservato nei pazienti che presentano una disfunzione vestibolare unilaterale, il che suggerisce che l'accelerazione lineare che attiva i recettori otolitici moduli il nistagmo canalare soprattutto attraverso il meccanismo di accumulo della velocità. Un’ultima considerazione concerne i test rotatori che studiano l’interazione otolitico canalare attraverso lo spostamento laterale del soggetto rispetto all’asse di rotazione (Off­Vertical-Axis-Rotation). Questa modalità di stimolazione genera un vettore di accelerazione lineare proporzionale all’accelerazione centrifuga indotta dalla rotazione della sedia e stimola tonicamente il recettore maculare. Questo tipo di test, utilizzato essenzialmente in ambito di ricerca, e’ in grado di fornire indirettamente informazioni sullo stato di attività funzionale maculare attraverso lo studio delle modificazioni di del RVO (Furman JM,1993)  .

 

3d)Movimenti di traslazione lineari

Questi movimenti possono essere ottenuti con l'aiuto di un carrello posto su rotaie e mosso da un motore. I movimenti oculari sono studiati in risposta ad accelerazioni lineari lungo l'asse anteroposteriore o l'asse destra/sinistra. Sono allora il riflesso dell'attivazione degli organi otolitici. Così, lo spostamento secondo l'asse destra/sinistra provoca una torsione oculare a cui si associano dei movimenti compensatori nistagmici.

In pratica, queste due ultime stimolazioni (rotazioni eccentriche e movimenti di traslazione lineare) implicano l'acquisizione di una sedia motorizzata, costosa e di cui pochi centri sono dotati

4d)Test della rotazione intorno a un asse inclinato o test RAIG

Si tratta di uno studio della funzione otolitica stimolata da rotazioni a velocità costante intorno a un asse inclinato rispetto alla gravità, chiamato Il test RAIG  Off Vertical Axis Rotation (OVAR). È lo studio delle risposte nistagmiche otolitiche generali. Questa stimolazione vestibolare otolitica viene realizzata con una sedia rotatoria inclinabile   guidata da un computer

La risposta vestibolo-oculare è registrata, al buio, con elettronistagmografia o video-oculografia. La sedia è sottoposta a un'accelerazione rotatoria breve, quindi a un movimento rotatorio costante (60°/secondo) in base a un asse verticale; vengono quindi stimolati i canali semicircolari orizzontali. A velocità di rotazione costante, la risposta canalare si annulla progressivamente. La sedia è allora inclinata di 13° rispetto alla gravità, sempre a velocità costante di 60°/secondo ; viene quindi stimolato, in maniera elettiva, l'apparato vestibolare otolitico. La stimolazione è effettuata in senso orario e antiorario. L'analisi del nistagmo indotto da questa stimolazione permette di analizzare il funzionamento dei sistemi otolitici di destra (rotazione oraria) e di sinistra (rotazione antioraria). La risposta oculare dovuta a questa stimolazione è un nistagmo complesso che comprende una  componente orizzontale, una componente verticale e una componente di torsione del bulbo oculare. Le risposte sono registrate sul piano orizzontale e sul piano verticale: le velocità delle fasi lente del nistagmo descrivono una modulazione in funzione del ciclo di rotazione della sedia. I parametri misurati sono l'ampiezza della modulazione delle componenti verticali e orizzontali e la componente continua (o bias che corrisponde alla deviazione della media della sinusoide rispetto allo zero). Fig.1-15

Fig.1-15  

Il test RAIG è utile per definire le patologie del sistema otolitico

In caso di patologie vestibolari acute (neuriti, labirintectomia) poiché i fenomeni di compenso centrale cancellano rapidamente le asimmetrie delle risposte al test RAIG e mascherano in tal modo il deficit otolitico; queste asimmetrie all'esame RAIG permettono di distinguere le malattie vestibolari complete (canalari e otolitiche) o parziali (solo canalari); queste ultime riescono a recuperare più facilmente;

In caso di interessamento vestibolare fluttuante, dove il carattere fluttuante della lesione impedisce il compenso centrale; per esempio, nelle fistole perilinfatiche traumatiche, Il test RAIG  evidenzia una preponderanza direzionale diretta verso il lato leso, segnale di irritabilità otolitica che può indicare la presenza di una fistola

 

PROVE PENDOLARI AD ACCELERAZIONE DECELLERAZIONE SINUSOIDALE

1e)Test pendolare rotatorio sinusoidale smorzato stimolazione

     mantenuta(Grenier)

2e)Test pendolare sinusoidale a scansione di frequenza

3e)Test ad accelerazione sinusoidale

PRINCIPALI PROVE PENDOLARI

1e)Prova pendolare

La prova pendolare utilizza uno stimolo acceleratorio di tipo sinusoidale, di cui sono noti l’ampiezza ed il periodo dell’oscillazione.Tale prova si differenzia dalle precedenti in quanto lo stimolo acceleratorio
viene applicato alternativamente ai due labirinti: tale variazione continua (oraria ed antioraria) di stimolazione crea una situazione che si avvicina alla riproduzione dei naturali movimenti del capo durante la vita di relazione.
Lo stimolo rotatorio sinusoidale è definito da due variabili semplici:

a) il periodo d’oscillazione,

b) l’ampiezza d’oscillazione.

Con la prova pendolare la sedia deviata dalla sua posizione d’equilibrio ritorna a questa posizione con un’oscillazione sinusoidale smorzata; lo stimolo fa deviare la cupola alternativamente in direzione ampullipeta e ampullifuga, producendo un nistagmo che cambia direzione in ogni emiciclo rotatorio (periodo 20 sec., ampiezza massima di partenza 180°, smorzamento in 15 periodi) la velocità angolare della fase lenta (VAL) massima o media e la frequenza massima sono usate per quantificare la risposta in ogni emiciclo.

Rotazioni orizzontali sinusoidali

1e)Test pendolare rotatorio sinusoidale smorzato (Grenier)

Esso presenta le seguenti caratteristiche: un periodo di 20 secondi (frequenza 0,05 Hz), un'ampiezza massima di 180°, uno smorzamento esponenziale in 15 periodi, un'accelerazione in partenza di 18°/s2. Il movimento oculare è registrato contemporaneamente al movimento della poltrona. Il parametro studiato è il più delle volte la velocità media della fase lenta del nistagmo, calcolata mediante computer, o l'ampiezza cumulativa del movimento dell'occhio. Quest'ultima è ottenuta addizionando le fasi lente e sopprimendo le fasi rapide. Il tracciato cumulativo ha allora la forma di un sinusoide smorzato sovrapponibile al movimento della poltrona. Sono allora misurati il guadagno e la fase del RVOH. Nel soggetto normale, essi sono rispettivamente vicini a 0,6 per il guadagno e a 10° per la fase. Questo test ha il vantaggio di essere rapido, ma esamina il sistema vestibolare soltanto nel campo delle risposte a basse frequenze, mentre può rispondere a un'ampia gamma di frequenze che vanno da 0,01 Hz a 20 Hz.

Si studia anche nel corso di questo test l'indice di inibizione del nistagmo con fissazione oculare (IFO). In questo caso, si chiede al soggetto di fissare un bersaglio luminoso posto nella maschera di videonistagmografia mentre è sottoposto a questa rotazione. La fissazione oculare induce un'inibizione di oltre il 50% del guadagno del RVOH. Un IFO superiore al 50% è sempre segno di una patologia vestibolare centrale, ma non ha un valore localizzatorio preciso.

In caso di distruzione acuta e unilaterale di un labirinto, si osserva una diminuzione bilaterale del guadagno del RVOH a questo test a basse frequenze, più marcata per le rotazioni verso il lato leso che per quelle verso il lato sano. A distanza, queste alterazioni a basse frequenze (0,05 Hz) scompaiono il più delle volte grazie al compenso vestibolare centrale il che, al contrario delle prove caloriche, limita l'interesse di questo esame quando è eseguito a distanza dalla lesione.

 

Fig.1-16
a velocità angolare

progressivamente

smorzata

 

 

2e)Test pendolare sinusoidale a scansione di frequenza. Ulmer E. 2002, Jenkins H.A., 1982 ;

Permette di analizzare la risposta del vestibolo su una più ampia gamma di frequenze. Nel corso di questo test, il paziente è collocato su di una sedia animata da un movimento sinusoidale il cui periodo passa progressivamente in 2 minuti da 20 a 2 secondi, il che corrisponde a uno spostamento della frequenza da 0,05 Hz a 0,5 Hz. L'ampiezza dell'oscillazione diminuisce progressivamente, in modo da mantenere un'accelerazione sensibilmente costante. Si può quindi valutare il guadagno di RVOH su una gamma di frequenze di stimolazione che vanno da 1 a 10. Un'areflessia alle prove caloriche e rotatorie sinusoidali può non verificarsi a questo test di scansione di frequenza. Ciò potrebbe corrispondere a una funzione canalare orizzontale residua e in particolare a una persistenza delle cellule fasiche dell'epitelio neurosensoriale, di cui si sa che sono stimolate a frequenze superiori a 0,1 Hz.,ha avuto una diffusione limitatissima in campo otoneurologico, anche se resta una tecnica interessante .

 

 

3e)Test ad accelerazione sinusoidale

Rappresenta un’evoluzione dal punto di vista tecnico in quanto eseguita mediante specifiche sedie guidate da un software in grado di avvicinare il più possibile le stimolazioni al range di normale attività del VOR. Esistono stimolazioni mono e multifrequenziali. I test rotatori ad accelerazione sinusoidale utilizzano in genere accelerazioni armoniche (SHA): Sinusoidal Harmonic Acceleration (Mathog, 1972), che è la prova roto-acceleratoria più utilizzata negli USA, in particolare le frequenze di oscillazione 0.01, 0.02, 0.04, 0.08, 0.16, 0.32 e 0.64 Hz, con velocità angolare massima di 50° / secondo per ciascuna frequenza.

Anche in questo caso la rotazione oraria induce l'eccitazione del labirinto destro e la contemporanea inibizione del sinistro e viceversa.

La risposta del VOR ai test rotatori viene descritta da tre parametri delle risposte a 5 stimoli (0,01, 0,02, 0,04, 0,08 e 0,16 Hz) ad una velocità massima di 50°/s (nel caso di sospetta areflessia labirintica bilaterale può essere portata fino a 100°/s:

a) Guadagno: rapporto fra la velocità massima degli occhi e la velocità massima della testa;

b) Ritardo (fase) in risposta allo stimolo: costante di tempo nell'accelerazione impulsiva (tempo, espresso in secondi, perché la velocità massima della fase lenta del ny declini al 37% del suo valore massimo) e angolo di fase nell'accelerazione sinusoidale (misura della relazione temporale fra la massima velocità degli occhi e quella della testa).

c) Simmetria: rapporto della velocità massima degli occhi nella rotazione vero destra e verso sinistra: (VAFLdx-VAFLsn) / (VAFLdx+VAFLsn) x100. Questo tipo di prova riveste un ruolo importante nel tentativo di ottenere una diagnosi topografica della lesione: infatti uno sfasamento tra la curva relativa all’andamento della VAFL e quella della velocità angolare della sedia interesserebbe tutte le frequenze nel caso di patologia centrale, mentre sarebbe limitato alle basse frequenze di stimolo nelle vestibolopatie periferiche; inoltre, nel tempo, a differenza della patologia centrale, in caso di lesione periferica le risposte tenderebbero a divenire più simmetriche (Probst e al., 1983).

I moderni test rotatori consentono di valutare, oltre allo studio del VOR, anche l'interazione fisiologica tra il riflesso vestibolo-oculare e il riflesso visuo-oculare. Questo è possibile facendo ruotare il paziente ad occhi aperti in un ambiente illuminato, mantenuto stazionario, costituito in genere dalle strisce verticali del tamburo otticocinetico (interazione sinergica fra i riflessi vestibolo e visuo-oculare: Vis-VOR) e, ancora, facendolo ruotare in maniera solidale con le strisce del tamburo otticocinetico oppure mentre fissa una mira luminosa attaccata alla sedia e posta di fronte a lui (interazione antagonista fra i riflessi vestibolo e visuo-oculare: VOR-Fix).

 

Vantaggi

I principali vantaggi della prova rotatoria sono:

1°) la possibilità di applicare stimoli multipli esattamente graduati in un periodo di tempo relativamente breve,
2°) lo stimolo rotatorio non è correlato con le condizioni dell’orecchio medio o dell’osso temporale, consentendo un più esatto rapporto fra stimolo e risposta,

3°) in accordo col modello del pendolo di torsione, la VAL del nistagmo indotto dovrebbe essere proporzionale alla deviazione cupolare, che a sua volta è proporzionale all’intensità della stimolazione.

Svantaggi

Una caratteristica comune, e comunque una limitazione, a tutte le prove rotoacceleratorie è rappresentata dalla contemporanea stimolazione dei due labirinti e quindi dall’impossibilità di valutare la funzionalità di ogni singolo emisistema vestibolare, impedendo quindi di svelare un danno periferico unilaterale in
fase di compenso, pur fornendo delle informazioni sulla eventuale presenza di una predominanza direzionale e valutando in maniera completa e significativa la reflettività del sistema.

Altro limite è rappresentato dai costi elevati delle singole apparecchiature

Contrariamente alle prove termiche, è necessario registrare il nistagmo e la misurazione della velocità della fase lenta. La risposta (il nistagmo) viene valutata in base ad un valore di guadagno ed alla sua sincronia. Il guadagno corrisponde al rapporto tra la velocità della fase lenta del nistagmo e quella della testa (nel caso del gradino di velocità si considera la prima scossa dopo che l’accelerazione ha raggiunto la velocità desiderata), ed il suo valore ideale è 1.
Per valutare la sincronia della risposta, nel caso della stimolazione sinusoidale viene calcolato lo sfasamento della risposta che idealmente deve essere di 180 gradi, visto che gli occhi devono muoversi in direzione opposta rispetto alla testa. Nel caso delle stimolazioni a gradino di velocità è calcolato un valore che è correlato alla fase della
risposta, che è la costante di tempo (Tc): una volta raggiunta il valore di velocità che verrà mantenuto costante durante la rotazione o una volta che la sedia è stata bloccata, il nistagmo si esaurirà con una progressiva riduzione di velocità della fase lenta al 37% del valore iniziale dopo un periodo pari ad una Tc, ed a zero dopo 3 Tc.

Inoltre, nel caso delle stimolazioni rotatorie possono essere studiate almeno due tipi di interazioni visuo-vestibolari.
Il primo consiste nel ruotare il soggetto non al buio ma alla luce, osservando le pareti della stanza che scorrono. Le pareti dovranno costituire uno stimolo ottico-cinetico e pertanto non devono essere uno sfondo omogeneo ma strutturato (ad esempio dipinto a chiazze). La stimolazione vestibolare si combina a quella otticocinetica e, nel soggetto normale, la risposta diventa molto prossima a quella ideale (guadagno unitario e sfasamento di 180 gradi) e comunque migliora rispetto a quella al buio. Il secondo tipo, consiste nel ruotare il soggetto chiedendogli di mantenere lo sguardo su un oggetto che ruota solidalmente a lui. In questo caso lo stimolo visivo, contrariamente  quello di tipo ottico-cinetico, non aumenta la risposta ma la annulla. In assenza di alterazioni lungo le vie visive, l’integrità delle risposte visuo-vestibolari dipende dall’integrità del flocculo e del paraflocculo. Nel caso di un deficit vestibolare periferico unilaterale l’alterazione principale delle prove rotatorie sarà una riduzione del guadagno (per entrambi i profili di velocità) e della costante di tempo (per il gradino di velocità) verso il lato deficitario ed un anticipo di fase della risposta oculo-motoria (nelle prove rotatorie sinusoidali); le interazioni visuo-vestibolari saranno normali, annullando le asimmetrie osservate durante le rotazioni al buio. Nel caso di un deficit vestibolare periferico bilaterale i valori di guadagno e di costante di tempo saranno ridottissimi in entrambe le direzioni di rotazione, fino a configurarsi in una assenza di risposta; le interazioni visuo-vestibolari saranno normali. Nel caso di un deficit vestibolare centrale i valori di guadagno e di costante di tempo saranno inferiori (lesione a carico del sistema di velocity storage), o superiori (lesione cerebellare nodulare) alla norma; inoltre le interazioni visuo-vestibolari potranno essere alterate. Rispetto alle prove termiche le prove rotatorie hanno alcuni vantaggi: si basano su uno stimolo fisiologico e sono maggiormente idonee alla valutazione di una possibile compromissione centrale del sistema vestibolare. Ci sono però alcuni svantaggi: richiedono apparecchiature più costose ed una analisi più lunga ed onerosa, è difficile testare frequenze/accelerazioni elevate, non permettono di valutare separatamente i due emisistemi vestibolari.

 

Il nistamo da stimolo rotatorio avviene per stimolo del canale semicircolare il cui piano coincide con quello di rotazione. Col capo anteflesso di 30 gradi a paziente seduto, si stimolano i canali semicircolari laterali ove predomina la corrente ampullipeta (JV legge di Ewald). Con la rotazione oraria avremo:

in accelerazione = nistagmo orizzontale verso destra a velocità costante = scomparsa del nistagmo dopo 5 sec. in decelerazione nistagmo orizzontale verso sinistra

Nistagrno di direzione opposta darà la rotazione antioraria

Col capo retroflesso di 60 gradi a paziente seduto, si stimolano i canali semicircolari superiore e inferiore ove predomina la corrente ampullifuga (legge di Ewald).

Con la rotazione oraria avremo:

 in accelerazione = nistagrno rotatorio antiorario a velocità costante = scomparsa del nistagmo dopo 5 sec

 in decelerazione nistagmo rotatorio orario

 Nistagmo di direzione opposta darà la rotazione antioraria.

 I parametri di stimolo differiscono a seconda dei vari autori, le metodiche più comuni sono quella di Buys Fischer Arslan e la stimolazione pendolare. La tecnica di BUYS FISCHER ARSLAN prevede un’accelerazione angolare di 0,1-0,2 gradi/sec2 tino a 180 gradi/sec, velocità che viene mantenuta per oltre 3 minuti e seguita da una decelerazione di 630 gradi/sec2.
I valori di normalità per il nistagmo post-rotatorio sono:

 I’’ fase = durata 30 sec, scosse 39 pausa = 12 sec ,JJA fase = durata 100 sec (termina 20 sec dopo l’ultima scossa), scosse 48.

La Stimolazione Pendolare Smorzata viene effettuata con una rotazione iniziale di 180 gradi dal punto morto e con periodi di 20 sec, la stimolazione sinusoidale armonica viene eseguita invece con frequenze di pendolo varie.
Con le prove rotatorie, l’elettronistagmografia ci permette il calcolo della Predominanza Direzionale (PD) sulla frequenza o sulla velocità angolare della fase lenta (VAFL) (patologico se> 25%), l’indice di fissazione oculare e, per la prova sinusoidale, il rapporto fra cumulo della VAFL e movimento della poltrona (GAIN).

VAFL (o freq.) antioraria-VAFL (o freq.) oraria PD= *100 VAFL (o freq.) antioraria+VAFL (o freq.) oraria.

 

Interazioni Visuo Vestibolari

Nell’ambito delle frequenze abitualmente utilizzate per le stimolazione sinusoidali

(< 1-2 Hz) il guadagno del VOR è inferiore all’unità: di conseguenza, per consentire la stabilizzazione visiva durante i movimenti della testa, devono intervenire meccanismi di controllo visuo-motori coordinati e sinergici. In condizioni
normali, alle frequenze fisiologiche dei movimenti del capo, la stimolazione contemporanea della vista e del sistema vestibolare determina la ”chiusura” del guadagno a 1,il movimento degli occhi è cioè uguale e di segno contrario alla rotazione e quindi perfettamente compensatorio. Lo studio delle interazioni visuo-vestibolari costituisce un capitolo significativo dell’indagine otoneurologica soprattutto della diagnostica delle patologie centrali, dato che riguarda connessioni neurologiche tronco-cerebellari.

Nel corso delle prove sinusoidali è possibile studiare l’interazione visuo-vestibolo-oculomtoria con stimolazioni pendolari effettuate in ambiente illuminato ad occhi aperti. In tal modo si realizza il potenziamento del VOR da parte del nistagmo otticocinetico. Il risultato ottenuto prende il nome di riflesso visuo-vestibolo-oculomotore (VVOR) che deve avere, nel soggetto normale, un guadagno pari a 0,99-1 (Baloh et al., 1982) (figura 11). Il guadagno del VVOR è significativamente aumentato nei soggetti affetti da vertigine emicranica e rappresenta l’anomalia più comunemente riscontrata nella valutazione otovestibolare di questi pazienti (Arriaga et al. 2006) Durante le prove pendolari si può valutare inoltre l’effetto della fissazione sul nistagmo (visual suppression test, VST). Tale valutazione, eseguibile anche sul nistagmo spontaneo o indotto da stimolazione termica, trova il campo di applicazione più valido nel corso delle prove sinusoidali in ragione dell’esistenza di una precisa programmazione delle caratteristiche e dell’entità della stimolazione. Per frequenze abituali inferiori a 1 Hz il guadagno del sistema visuo-oculomotore è prossimo ad 1 ed è quindi molto maggiore del VOR; ne consegue che in caso di conflitto visivo, quale si realizza per fissazione visiva nel corso di oscillazioni pendolari, l’input visivo prevale su quello vestibolare inibendo il nistagmo. La prova viene abitualmente effettuata chiedendo al soggetto esaminato di fissare una mira (es. una piccola luce) che si muove in modo solidale con la sedia, posta a circa 30-50 cm dagli occhi e si valuta il grado di inibizione indotto sul nistagmo di origine vestibolare. Alla frequenza abituale di stimolazione di 0,05 Hz la fissazione determina una inibizione del VOR pari al 90% (indice di fissazione oculare, IFO);il parametro può anche essere espresso come guadagno del VOR sotto fissazione (VOR-FIX) e, in questo caso, il valore deve essere inferiore a 0,05; in pratica il nistagmo da stimolazione sinusoidale deve sostanzialmente scomparire sotto fissazione (Baloh et al., 1982) (figura 11). co, anche se resta una tecnica interessante che potrà rivelarsi molto utile quando saranno risolti i numerosi problemi tecnici che attualmente la affliggono.

 

 

Realtà Virtuale

Le recenti evoluzioni tecnologiche dell’informatica hanno aperto un nuovo capitolo, per ora solo accennato, nella diagnostica e soprattutto nella riabilitazione dei disturbi dell’equilibrio. La possibilità di evocare, con un caschetto per realtà virtuale, differenti movimenti dello sfondo visivo, consente di prevedere la possibilità di studiare in modo innovativo le interazioni visuovestibolari.

Le prove rotoacceleratorie rappresentano attualmente l’unica modalità fisiologica di stimolazione del sistema vestibolare. Le prove rotatorie non strumentali vanno acquisendo sempre più spazio all’interno dell’esame obiettivo otoneurologico. Recenti sviluppi tecnologici hanno consentito di completare la possibilità di indagine strumentale del VOR nelle sue condizioni ideali di funzionamento (con oscillazioni ad alta frequenza), fornendo all’otoneurologo strumenti di costo contenuto che non sembrano peraltro ad oggi sufficientemente validati dall’esperienza clinica. L’attuale tendenza a privilegiare, nel corso dell’indagine otoneurologica, le prove a basso grado di tecnologia, farebbe pensare che la limitata pregnanza diagnostica offerta dalle stimolazioni roto-acceleratorie strumentali non sia sufficiente a giustificarne un ampio uso clinico. Restano peraltro alcune indicazioni assolute all’esecuzione di prove sinusoidali che vanno qui rimarcate: la valutazione del compenso del VOR, lo studio di soggetti non collaboranti ed in particolare dei bambini, l’analisi delle interazioni visuo-vestibolari, l’opportunità di eseguire valutazioni successive nel tempo, che siano fra loro confrontabili. Esiste infine una indicazione all’uso contemporaneo delle prove sinusoidali e delle rotatorie, rappresentata da una patologia dell’orecchio medio che controindichi la stimolazione termica

 

Considerazioni sulle stimolazioni rotatorie

In ambito neurofisiopatologico, l’impiego delle prove roto-acceleratone ha permesso uno studio estremamente approfondito delle caratteristiche statiche e dinamiche del VOR in quanto esse consentono di sollecitare il VOR in condizioni perfettamente fisiologiche, controllabili con precisione e ripetibili. Le stimolazioni rotatorie sono in genere meno diffuse di quelle termiche in quanto richiedono un'apparecchiatura complessa e costosa.

Utilizzano uno stimolo fisiologico rappresentato da movimenti rotatori del capo che agiscono simultaneamente sui due labirinti, stimolandone uno e inibendo nello stesso tempo l'altro e pertanto non ci consentono di definire il grado di reflettività del singolo labirinto impedendo quindi di svelare l’esistenza di un danno periferico unilaterale in fase di compenso, pur fornendo informazioni circa l’eventuale presenza di una preponderanza direzionale e valutando in modo ottimale e significativo la refiettivita globale del sistema (Mira e Manfrin, 1994).. Questo è anche un limite della metodica in quanto non consente di studiare separatamente ciascun emisistema vestibolare.

Le stimolazioni rotatorie consentono di stabilire una relazione precisa fra lo stimolo e la risposta poiché non dipendono dalle condizioni anatomiche dell'orecchio medio e dell'osso temporale. In tal modo presentano minori variazioni interindividuali rispetto alle stimolazioni termiche e, di conseguenza, hanno un range di normalità ridotto. ). Infine consentono di variare i parametri dello stimolo esplorando lo stato funzionale del sistema vestibolare a diverse frequenze di rotazione della testa.

Possiamo riassumere i principali vantaggi e svantaggi delle stimolazioni rotatorie:

 

Vantaggi

I principali vantaggi della prova rotatoria sono:

1°) la possibilità di applicare stimoli multipli esattamente graduati in un periodo di tempo relativamente breve,
2°) lo stimolo rotatorio non è correlato con le condizioni dell’orecchio medio o dell’osso temporale, consentendo un più esatto rapporto fra stimolo e risposta, In effetti, nei casi di vestibolopatie periferiche bilaterali le prove rotatorie (in particolare quelle eseguite con bassa frequenza di stimolazione 0,05 Hz) appaiono indispensabili per la conferma del deficit potendo restare il sistema a frequenze certamente superiori a quelle indotte dal test calorico (Furman e Kamerer, 1989).

3°) in accordo col modello del pendolo di torsione, la VAL del nistagmo indotto dovrebbe essere proporzionale alla deviazione cupolare, che a sua volta è proporzionale all’intensità della stimolazione.

Svantaggi

Una caratteristica comune, e comunque una limitazione, a tutte le prove rotoacceleratorie è rappresentata dalla contemporanea stimolazione dei due labirinti e quindi dall’impossibilità di valutare la funzionalità di ogni singolo emisistema vestibolare, impedendo quindi di svelare un danno periferico unilaterale in
fase di compenso, pur fornendo delle informazioni sulla eventuale presenza di una predominanza direzionale e valutando in maniera completa e significativa la reflettività del sistema.

Altro limite è rappresentato dai costi elevati delle singole apparecchiature

Contrariamente alle prove termiche, è necessario registrare il nistagmo e la misurazione della velocità della fase lenta. La risposta (il nistagmo) viene valutata in base ad un valore di guadagno ed alla sua sincronia. Il guadagno corrisponde al rapporto tra la velocità della fase lenta del nistagmo e quella della testa (nel caso del gradino di velocità si considera la prima scossa dopo che l’accelerazione ha raggiunto la velocità desiderata), ed il suo valore ideale è 1.
Per valutare la sincronia della risposta, nel caso della stimolazione sinusoidale viene calcolato lo sfasamento della risposta che idealmente deve essere di 180 gradi, visto che gli occhi devono muoversi in direzione opposta rispetto alla testa. Nel caso delle stimolazioni a gradino di velocità è calcolato un valore che è correlato alla fase della
risposta, che è la costante di tempo (Tc): una volta raggiunta il valore di velocità che verrà mantenuto costante durante la rotazione o una volta che la sedia è stata bloccata, il nistagmo si esaurirà con una progressiva riduzione di velocità della fase lenta al 37% del valore iniziale dopo un periodo pari ad una Tc, ed a zero dopo 3 Tc.
Inoltre, nel caso delle stimolazioni rotatorie possono essere studiate almeno due tipi di interazioni visuo-vestibolari.
Il primo consiste nel ruotare il soggetto non al buio ma alla luce, osservando le pareti della stanza che scorrono. Le pareti dovranno costituire uno stimolo ottico-cinetico e pertanto non devono essere uno sfondo omogeneo ma strutturato (ad esempio dipinto a chiazze). La stimolazione vestibolare si combina a quella ottico-cinetica e, nel soggetto normale, la risposta diventa molto prossima a quella ideale (guadagno unitario e sfasamento di 180 gradi) e comunque migliora rispetto a quella al buio. Il secondo tipo, consiste nel ruotare il soggetto chiedendogli di mantenere lo sguardo su un oggetto che ruota solidalmente a lui. In questo caso lo stimolo visivo, contrariamente  quello di tipo ottico-cinetico, non aumenta la risposta ma la annulla. In assenza di alterazioni lungo le vie visive, l’integrità delle risposte visuo-vestibolari dipende dall’integrità del flocculo e del paraflocculo. Nel caso di un deficit vestibolare periferico unilaterale l’alterazione principale delle prove rotatorie sarà una riduzione del guadagno (per entrambi i profili di velocità) e della costante di tempo (per il gradino di velocità) verso il lato deficitario ed un anticipo di fase della risposta oculo-motoria (nelle prove rotatorie sinusoidali); le interazioni visuo-vestibolari saranno normali, annullando le asimmetrie osservate durante le rotazioni al buio. Nel caso di un deficit vestibolare periferico bilaterale i valori di guadagno e di costante di tempo saranno ridottissimi in entrambe le direzioni di rotazione, fino a configurarsi in una assenza di risposta; le interazioni visuo-vestibolari saranno normali. Nel caso di un deficit vestibolare centrale i valori di guadagno e di costante di tempo saranno inferiori (lesione a carico del sistema di velocity storage), o superiori (lesione cerebellare nodulare) alla norma; inoltre le interazioni visuo-vestibolari potranno essere alterate. Rispetto alle prove termiche le prove rotatorie hanno alcuni vantaggi: si basano su uno stimolo fisiologico e sono maggiormente idonee alla valutazione di una possibile compromissione centrale del sistema vestibolare. L’esatta quantificazione della riduzione della risposta bilaterale può essere utile nella programmazione del trattamento riabilitativo che sarà quindi centrato sul tentativo di incrementare la residua funzione labirintica piuttosto che sulla sostituzione neurosensoriale con input visivi o propriocettivi. Per questi motivi l’American Academy o[ Neurology considera le prove rotatorie come il gold standard per lo studio del deficit labirintico bilaterale (Fife et al., 2000).

D’altro canto la maggiore informazione intrinseca contenuta nelle risposte a stimoli roto-acceleratori, richiede una laboriosa analisi elettronistagmografica. Quest’ultimo limite è stato da tempo superato con l’introduzione di metodiche di analisi computerizzata del nistagmo tanto che l’analisi delle risposte e la valutazione di parametri quantitativi è stata sfruttata al fine di verificare in modo più dettagliato il comportamento del VOR nella patologia vestibolare centrale.

Ad esempio in soggetti affetti da lesioni vestibolari centrali ed in particolare lesioni vestibolo-cerebellari di natura degenerativa, è stato spesso osservato una significativa modificazione vestibolare del guadagno del VOR, riferito a probabile alterazione degli stimoli tonici inibitori fiocculo-vestibolari, alcune volte in senso iper-reattivo altre volte in senso iporeattivo. Questi risultati hanno un sicuro significato patologico, ma, specialmente nella quantificazione dei valori del guadagno, dobbiamo tener presente il ruolo dello stato di attenzione del soggetto e l’insorgenza di fenomeni di abitudine che possono indurne una significativa riduzione. Le prove rotatorie rappresentano indubbiamente la migliore metodica per la valutazione qualitativa del nistagmo provocato e la presenza di aspetti disritmici al tracciato ENG di un test es. pendolare assume un significato patologico certamente maggiore rispetto ad analoghe anomalie indotte da uno stimolo calorico (Dufour e Ponzi, 1986).  Ci sono però alcuni svantaggi: richiedono apparecchiature più costose ed una analisi più lunga ed onerosa, è difficile testare frequenze/accelerazioni elevate, non permettono di valutare separatamente i due emisistemi vestibolari. Le prove di tipo sinusoidale, così come la prova pendolare, permettono, sicuramente meglio degli stimoli impulsivi, di evidenziare la presenza di una disorganizzazione del pattern nistagmico che nel paziente con lesioni centrali puo assumere diversi aspetti patologici che vanno sotto il nome di “disritmia” (Figura 8). Queste alterazioni della morfologia e del ritmo nistagmico possono essere variamente associate tra loro e, quando ben evidenti e riproducibili, possono essere considerate espressione di una generica sofferenza dei centri di generazione del nistagmo, in particolare della reticolare pontina rivestendo quindi un chiaro significato patologico. In conclusione possiamo affermare che le prove roto-acceleratorie rappresentano attualmente l’unica vera modalità fisiologica di stimolazione del sistema vestibolare. Attualmente vi è la tendenza a privilegiare, nel corso dell’indagine otoneurologica, le prove a basso grado di tecnologia. Questo importante aspetto della diagnosi vestibolare porterebbe a concludere che esista sostanzialmente una limitata pregnanza diagnostica offerta dalle stimolazioni roto-acceleratorie strumentali tale da non giustificarne un ampio uso clinico. Queste ultime risulterebbero però sempre di fondamentale importanza quando non è possibile eseguire un test calorico (ad esempio in tutti i casi di patologia flogistica acuta e cronica dell’orecchio medio), pei lo studio longitudinale dell’evoluzione della patologia, dei fenomeni di compenso e dei risultati di trattamenti medici o chirurgici, in virtù della migliore riproducibilità e per la possibilità di ottenei e una descrizione sufficientemente accurata delle risposte.

CERCHIAMO ORA DÌ ESAMINARE IL COMPORTAMENTO DEI TEST CALORICI E DÌ QUELLI ROTATORI NELLE PRINCIPALI PATOLOGIE VESTIBOLARI.

Patologia Vestibolare Periferica Monolaterale Acuta

In questi casi il danno labirintico induce un ny orizzontale-rotatorio che batte verso il lato sano e un deficit del VSM più accentuato dal lato danneggiato.

La prova calorica evidenzia una ipo-areflessia dal lato malato e spesso anche una concomitante preponderanza direzionale verso il lato sano.

La ipo-areflessia monolaterale è dovuta al fatto che la stimolazione di un labirinto danneggiato, indipendentemente dalla temperatura dell'acqua, provoca una risposta inferiore rispetto a quella del labirinto sano.

La preponderanza direzionale verso il lato sano si verifica poiché il ny spontaneo si somma al ny calorico che batte verso il lato sano e si sottrae al ny calorico che batte verso il lato malato.

I test rotatori presentano risposte asimmetriche per la presenza di ny spontaneo e per la differenza di risposta del labirinto sano a stimoli ampullifughi e a stimoli ampullipeti come previsto dalla seconda legge di Ewald sulla funzione labirintica. Il nervo vestibolare presenta infatti una frequenza di scarica a riposo di circa 90 spikes al secondo che può aumentare molto per stimoli ampullipeti ma non può diminuire sotto il valore di 0 spikes al secondo per stimoli ampullifughi (saturazione dell'attività del labirinto). Inoltre il deficit del VSM determina una marcata riduzione del guadagno e della costante di tempo alle basse frequenze di rotazione a causa delle peculiari caratteristiche fisiche della dinamica del VOR.

I test rotatori ad accelerazione impulsiva mostrano in questi pazienti una diminuzione del guadagno e della costante di tempo nelle rotazioni verso il lato leso.

La diminuzione del guadagno può essere spiegata per la presenza di un ny spontaneo che batte verso il lato sano e che si sottrae al ny rotatorio diretto verso il lato malato e per la saturazione dell'attività del labirinto sano.

La costante di tempo è diminuita per la perdita asimmetrica del VSM, più accentuata dal lato leso, che la riduce specialmente nelle rotazioni verso il lato leso.

Quindi:

- Guadagno e costante di tempo ridotti nella rotazione verso il lato leso.

- Risposta asimmetrica (preponderanza direzionale verso il lato sano).

Per gli stessi motivi visti sopra, e cioè presenza di ny spontaneo, saturazione dell'attività del labirinto sano e perdita del VSM, i test ad accelerazione sinusoidale mostrano un guadagno ridotto ed un aumento dell'angolo di fase, più marcati alle basse frequenze.

Si evidenzia anche un' asimmetria che alle basse frequenze di rotazione è modesta e corrisponde alla VAFL del ny spontaneo ad occhi chiusi, mentre alle alte frequenze è maggiore probabilmente a causa della saturazione della risposta del labirinto sano nelle rotazioni verso il lato leso che si somma al ny spontaneo.

Quindi:

- Guadagno ridotto e angolo di fase aumentato più evidenti alle basse frequenze di rotazione.

- Risposta asimmetrica più accentuata alle alte frequenze.

 

 

 

 

 

 

 

Fig.1- 17 Perdita vestibolare unilaterale destra dopo 3 iniezioni di gentamicina

 

 

Patologia Vestibolare Periferica Monolaterale Cronica

A seguito dell'evento acuto, anche se la lesione è permanente, si instaura il compenso in virtù della ripresa dell'attività dei nuclei vestibolari del lato deafferentato che determina la scomparsa del ny spontaneo e la parziale ripresa del VSM.

In questi casi la prova calorica mostra sempre con la formula di Jongkees una ipo-areflessia dal lato leso in quanto la stimolazione del labirinto danneggiato evoca una risposta comunque inferiore a quella del labirinto sano.

In caso di deficit vestibolare completo (areflessia), essendo scomparso il ny spontaneo ed avendo almeno parzialmente recuperato il VSM, i test ad accelerazione impulsiva mostrano una riduzione del guadagno e della costante di tempo solo nelle rotazioni verso il lato leso con accelerazioni di elevata intensità che riescono ad inibire completamente l'attività dei neuroni vestibolari del lato sano (saturazione della risposta inibitoria del lato sano).

In caso invece di deficit vestibolare periferico monolaterale parziale (iporeflessia calorica) questo stimolo rotatorio rivela una riduzione del guadagno e della costante di tempo solo nel 40% circa dei casi.

Quindi:

- Guadagno e costante di tempo ridotti nella rotazione verso il lato leso solo con elevate accelerazioni e non in tutti i casi.

- Risposta asimmetrica (PD verso il lato sano) solo con elevate accelerazioni e non in tutti i casi.

Per gli stessi motivi i test ad accelerazione sinusoidale evidenziano un guadagno nei limiti della norma e un aumento dell'angolo di fase esclusivamente alle basse frequenze mentre l'asimmetria scompare anche alle alte frequenze di rotazione non consentendo con precisione l'individuazione del lato danneggiato.

A tale scopo si dovrebbero utilizzare stimoli rotatori con accelerazione sinusoidale molto intensa che tuttavia presentano notevoli difficoltà tecniche di realizzazione.

Quindi:

- Guadagno normale e angolo di fase aumentato alle basse frequenze.

- Simmetria a tutte le frequenze.

 

Questo paziente è molto istruttivo. Il Test calorico, e vibratorio è sono molto sensibili alla perdita unilaterale. HSN è irregolare. test Sedia rotatoria appena appena riprende perdita unilaterale.

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig.1-18A-B test calorico: Completa perdita vestibolare a destra 

 

 

 

 

 

Fig.1-18A     Si nota che la  fase si discosta solo alle basse frequenze

 

 

 

 

Fig.1-18B  I VEMPS sono assenti a destra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig1-18C  Guadagno  mediamente basso e  aumento della  fase alle  basse frequenze

 conferma   una perdita di funzione vestibolare unilaterale

Fig. 1-19A

 

 

 

 

 

 

Fig.1-19B Test calorico (riquadro superiore1-19A) e test rotatorio impulsivo (riquadro inferiore1-19B) di paziente affetto da NA destro di 15 mm. E’ evidente un lieve deficit di reflettività del lato destro al test calorico. Test rotatorio impulsivo (riquadri a destra): è maggiormente espressa la reazione post-rotatorio dopo rotazione costante (160 gr./sec) oraria. Riduzione evidente della costante di tempo bilateralmente . G.C. Modugno, DA La funzione vestibolare nella patologia extra-assiale dell’angolo ponto-cerebellare

 

Fig.1-20A                                                                                              Fig.1-20B                                                                                                                                                                                                                                                                        

 

Fig.1-20 AB. Test calorico (Fig. 1-20A ) e test rotatorio impulsivo (Fig. 1-20B) di paziente affetto da NA destro di 29 mm. E’ evidente un netto deficit di reflettività del lato destro al test calorico. Test rotatorio impulsivo (riquadri a destra): come nel caso precedente e’ maggiormente espressa la reazione post-rotatoria dopo rotazione costante (160 gr./sec) oraria. Riduzione evidente della costante di tempo bilateralmente.( G.C. Modugno)

Patologia Vestibolare Periferica Bilaterale

In questi casi non si possono utilizzare le formule di Jongkees in quanto la patologia è bilaterale e la risposta calorica è ridotta simmetricamente.

Spesso tutte le risposte alle 4 stimolazioni termiche risultano assenti o inferiori alla norma che, come visto prima, presenta un ampio range di normalità.

In questi casi i test rotatori con accelerazione impulsiva e sinusoidale possono fornire diverse risposte:

a) ny assente anche dopo rotazioni ad elevate accelerazioni impulsive e a tutte le frequenze di rotazione sinusoidale.

In tal caso non esistono residui di funzionalità vestibolare a configu-rare un vero deficit bilaterale completo.

b) risposta debole con guadagno e costante di tempo ridotti per rotazioni ad accelerazioni impulsive in entrambe le direzioni e con guadagno ridotto e aumentato angolo di fase alle basse frequenze di rotazione sinusoidale ma normale alle alte.

In questi casi i test rotatori evi-denziano un residuo di funzionalità vestibolare alle elevate frequenze che può essere misconosciuto ai test termici poiché essi costituiscono uno stimolo a bassa frequenza e sono legati anche alle condizioni anatomiche dell'orecchio medio ed esterno.

Il risultato dei test calorici e rotatori non è dunque in contraddizione in quanto la risposta calorica è la risposta ad uno stimolo a bassa frequenza e quindi simile a quella delle basse frequenze di rotazione.

La capacità di identificare residui di funzione vestibolare è dunque un importante vantaggio dei test rotatori.

c) risposta normale sia ad accelerazione impulsiva che sinusoidale.

In questo caso il test calorico evidenzia un risultato falso positivo dovuto probabilmente alle condizioni anatomiche dell'orecchio medio e/o esterno che non consentono la normale trasmissione dello stimolo termico alle strutture dell'orecchio interno.

Poiché l'intensità degli stimoli rotatori non è in relazione con questi caratteri anatomici, la risposta risulta normale in questi pazienti.

A volte, invece, la risposta calorica risulta ridotta ma ancora entro l'ampio range di normalità.

In questi casi i test rotatori possono mostrare una risposta diminuita francamente patologica (come quella osservata nel para b) poiché il loro range di normalità è ridotto rispetto a quello delle prove caloriche e pertanto evidenziano più precocemente un iniziale deficit vestibolare bilaterale.

 

 

 

 

 

Fig.1-21A Perdita vestibolare bilaterale completa. Non c'è alcuna risposta al testo rotatorio poiché non c'è niente da quantificare registrare.

 

 

 

. Fig. Fig n. 1-21B Test rotatorio anormale in un paziente con perdita vestibolare bilaterale c'è un ridotto guadagno alle basse frequenze e l'aumento della fase alle alte frequenze il tracciato blu rappresenta i valori normali

 

 

 

 

 

Fig. n. 21C Perdita vestibolare bilaterale completa. Non c’è

   alcuna risposta alle stimolazioni caloriche

 

 

 

 

Patologie Vestibolari Centrali

Tali patologie possono determinare quadri di risposte ai test calorici e rotatori diverse a seconda della sede di lesione e difficilmente schematizzabili in quanto si tratta molto spesso di patologie che interessano più parti del SNC.

Nel caso di lesioni a livello della zona d'ingresso delle fibre dell'8° nervo cranico nel tronco cerebrale i test calorici e quelli rotatori mostrano una risposta uguale a quelli di una lesione vestibolare periferica monolaterale.

Lesioni cerebellari pure producono la riduzione degli impulsi inibitori sui nuclei vestibolari e dunque un'aumentata risposta al test calorico (iperreflessia) ed un aumentato guadagno ai test rotatori. Inducono inoltre l'alterazione del ritmo del ny provocato da stimolo termico e rotatorio (VAFL uguale e ampiezza diversa delle scosse) e presentano un'interazione patologica fra il riflesso vestibolo e quello visuo-oculare essendo incapaci di modificare le risposte vestibolari con la vista.

Patologie del tronco cerebrale evidenziano in genere una ipo-areflessia monolaterale o bilaterale e una varia alterazione dell'integrazione vestibolo-visuo-oculare.

Lesioni miste cerebellari/tronco encefaliche possono dar luogo a risposte diminuite, normali o anche aumentate a seconda delle aree interessate.

 

Conclusioni

1) Le patologie vestibolari periferiche monolaterali acute sono evidenziate facilmente sia dai test calorici che da quelli rotatori ad accelerazione impulsiva e sinusoidale.

2) Le patologie vestibolari periferiche monolaterali croniche complete (areflessia) compensate sono evi-denziate facilmente dai test calorici e solo con test rotatori ad elevata accelerazione impulsiva o ad accelerazione sinusoidale senza consentire in questi ultimi una diagnosi di lato.

3) Le patologie vestibolari periferiche monolaterali croniche parziali (ipore-flessia) compensate sono evidenziate facilmente dai test calorici e solo in una limitata percentuale di casi con test rotatori ad elevata accelerazione impulsiva o ad elevata accelerazione sinusoidale.

4) Il grado di compenso raggiunto a seguito di una lesione asimmetrica dell'apparato vestibolare periferico è valutabile solo con i test rotatori: in questi casi in presenza di un deficit alla stimolazione termica si osserva una più o meno normale risposta alla stimolazione rotatoria standard.

5) Le patologie vestibolari periferiche bilaterali (ipo-areflessia) sono evidenziate con incertezza dai test calorici e molto più accuratamente dai test rotatori. Questi ultimi, infatti, presentando un range di normalità ridotto rispetto ai test calorici sono in grado di identificare precocemente un iniziale deficit bilaterale di funzione vestibolare e, nello stesso tempo, potendo utilizzare anche più elevate frequenze di rotazione rispetto ai test calorici, possono identificare anche eventuali residui di funzione vestibolare.

6) Le patologie vestibolari centrali possono essere evidenziate nei loro caratteri tipici sia dai test termici che da quelli rotatori.

Questi ultimi, tuttavia, potendo studiare fisiologicamente i complessi fenomeni dell'interazione fra il riflesso vestibolo-oculare e il riflesso visuo-oculomotore consentono di meglio evidenziare e localizzare lesioni centrali del sistema vestibolare

 

 

LA STIMOLAZIONE ROTO-ACCELERATORIA DEL LABIRINTO

(II APPROFONDIMENTO)

LE PROVE ROTATORIE

Le prove roto-acceleratorie sono state per lungo tempo la principale metodica di studio del Riflesso Vestibolo-Oculomotorio (Vestibulo-Ocular Reflex,VOR) in virtù della loro capacità di indurre una risposta labirintica utilizzando

lo stimolo specifico per quest’organo di senso, ossia la variazione della velocità angolare dei liquidi endolabirintici determinata da una accelerazione angolare.

Per questo motivo le prove roto-acceleratorie rappresentano una metodica particolarmente adeguata allo studio clinico e sperimentale della funzionalità del sistema vestibolare grazie alla possibilità di applicare al canale semicircolare

laterale uno stimolo del tutto fisiologico ed esattamente quantificabile, a differenza di ciò che accade con il test calorico laddove le caratteristiche fisiche dell’orecchio medio o della capsula ossea labirintica possono rappresentare

una importante variabile interindividuale. La caratteristica comune ed anche la principale limitazione delle prove roto-acceleratorie è rappresentata dalla contemporanea stimolazione dei due labirinti, elemento che rende impossibile

la valutazione dell’apporto funzionale di ogni singolo emisistema vestibolare

 

Come è noto la velocità angolare della fase lenta del nistagmo (VAFL) è direttamente proporzionale alla deflessione cupolare che è a sua volta correlata all’intensità dello stimolo; le prove rotatorie permettono un’esatta definizione del rapporto tra stimolo e risposta identificando, a seconda della metodica utilizzata, la soglia di risposta del sistema e le caratteristiche dinamiche del VOR. Vari tipi di stimolo sono stati impiegati, da quello rotatorio sinusoidale a quelli impulsivi (in cui si valuta la risposta post-rotatoria) fino a più complesse metodiche con stimoli cosiddetti “pseudorandom” che contengono un’ampia gamma di frequenze, generalmente superiori a 100. Ai fini clinici tuttavia, nella maggior parte dei casi, le frequenze di stimolazione utilizzate rientrano nella parte più bassa del “range” in cui lavora il VOR (0.1-5 Hz). In questo ambito, il guadagno è generalmente

inferiore ad 1 ed il VOR non è in grado di garantire da solo movimenti oculari compensatori; è perciò necessaria l’integrazione da parte di altri sistemi, come il riflesso ottico-cinetico, realizzandosi quindi un complesso sinergismo che va

sotto il nome di interazione visuo-vestibolare (30).

I parametri che si ottengono con le prove rotatorie, attraverso l’analisi del

tracciato elettronistagmografico (ENG), sono (. BALOH R.W., 1984 ,1990 , MAIRE M., 2000. . MIRA E., 1987.) :

- il g u a d a g n o (rapporto tra l’ampiezza dello stimolo e l’ampiezza della VA F L ) ;

- la fase (che descrive la relazione temporale tra input ed output);

- la simmetria della risposta, calcolata confrontando la VAFL misurata nei due sensi di rotazione attraverso le formule di Jongkees, ottenendo così il valore della preponderanza direzionale (PD);

- la costante di tempo (ottenuta utilizzando stimoli rotatori impulsivi), intesa come il periodo in secondi in cui la VAFL si riduce al 37% del suo valore massimo;

Valori di guadagno prossimi ad 1 e valori di fase di 180° indicano una perfetta funzionalità del VOR, in quanto gli occhi si muovono in modo perfettamente sincrono con la velocità della testa ma in direzione opposta.

Durante l’esecuzione delle prove rotatorie è necessario che l’attenzione del paziente venga mantenuta elevata (ad esempio con il calcolo mentale rapido) al fine di evitare la riduzione del guadagno del VOR indotta dall’abitudine (JACOBSON G.P., 1993.).

Indipendentemente dal tipo di stimolo usato il protocollo d’esecuzione delle prove roto-acceleratorie prevede una situazione operativa standard (GUIDETTI G. 1997. DUFOUR A. 1993)

- Ambiente buio e silenzioso.

- Paziente seduto ad occhi aperti.

- Rotazione intorno ad un asse verticale.

- Testa flessa di 30° per porre il CSL in posizione orizzontale (massima eccitabilità).

- Registrazione ENG o Videonistagmografica (VNG).

Lo studio della risposta labirintica ad uno stimolo rotatorio deve tener conto che il pattern di risposta cupolare differisce in modo significativo a seconda del tipo di stimolo utilizzato (Figura 1): nel caso di una accelerazione costante, come

previsto dal modello del pendolo fortemente smorzato, all’inizio l’endolinfa segue con un tempuscolo di ritardo il movimento della testa; poi la deflessione cupolare segue un andamento esponenziale (ed è proporzionale all’entità dell’accelerazione angolare). In quest’andamento esponenziale si definisce la costante di tempo del sistema che corrisponde al tempo necessario affinché la cupola raggiunga il 63% del suo valore massimo di deflessione. Alla fine dello

stimolo la cupola torna alla posizione di riposo con lo stesso andamento esponenziale.

Se utilizziamo uno stimolo impulsivo la massima deviazione cupolare si realizza quasi istantaneamente ed è proporzionale all’ampiezza della variazione istantanea della velocità della testa. Dopo la cupola torna in condizioni di

riposo in modo esponenziale con le stesse modalità osservate nel caso di una accelerazione costante. Se si utilizzano stimoli sinusoidali che sono quelli che somigliano di più ai movimento naturali della testa, lo spostamento cupolare è

proporzionale alla velocità angolare della testa in quanto le forze di attrito e di elasticità divengono trascurabili e le forze applicate al sistema sono opposte solo dalle forze viscose della cupola (4).

Sulla base di queste importanti osservazioni, I test roto-acceleratori possono essere classificati in passivi e attivi: nei primi l’intero corpo del paziente è ruotato senza nessun movimento fra la testa ed il corpo, nei secondi il paziente ruota la testa mentre il corpo rimane fermo.

Test rotazionali passivi Clinicamente, nei test passivi, sono stati usati tre tipi di accelerazioni angolari e potranno essere classificate in base al tipo di stimolo:

- impulsivo,

- sinusoidale,

- ad accelerazione-decelerazione costante.

All’opposto, sulla base della risposta ottenuta (Mira et al, 1987), potremo

dividerle in:

- prove che consentono misure di soglia, come la prova liminare di Montandon

- prove che consentono misure di soglia e di dinamica, come la cupolometria

- prove che consentono misure delle caratteristiche statiche e dinamiche,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 2-1

 

Modello della risposta cupolare a diversi tipi di stimolo rotoacceleratorio: accelera­zione costante (A), impulsivo (B), sinusoi­dale (C). Da Baloh e Honrubia, 1990, modificata.

La possibilità di eseguire test differenti utilizzando stimoli ad andamento temporale diverso si basa sui seguenti aspetti:

— nel caso di un’accelerazione costante l’endolinfa segue con un tempo molto piccolo di ritardo il movimento della testa e successivamente la cupola subisce una deflessione ad andamento esponenziale direttamente proporzionale all’entità dell’accelerazione angolare applicata; alla fine dello stimolo la cupola torna alla sua posizione attuale con lo stesso andamento esponenziale (Figura 2A);

— nel caso di uno stimolo impulsivo la cupola raggiunge subito la massima deflessione possibile e successivamente ritorna alla posizione di partenza, seguendo però un andamento esponenziale come da accelerazione costante (Figura 2B);

— nel caso di uno stimolo ad andamento sinusoidale, lo spostamento cupolare è proporzionale alla velocità angolare della testa poiché forze di attrito e di elasticità divengono trascurabili e le forze applicate al sistema sono opposte solo alla viscosità della cupola (Figura 2c) (Baloh e Honrubia, 1990).

La stimolazione più fisiologica del labirinto è quella rotoacceleratoria. Lo dimostra la stretta correlazione che esiste tra il valore fisico dello stimolo, il grado della flessione della cupola e il valore della velocità angolare della fase lenta della scossa nistagmica. Pertanto, la risposta labirintica che si ottiene riflette in modo corretto il valore fisico dello stimolo. La prova roto-acceleratoria permette inoltre una stimolazione selettiva dei vari recettori dei canali semicircolari e ha il vantaggio, rispetto a quella calorica, di venir impiegata anche in presenza di eventuali patologie dell’orecchio esterno o medio. Tuttavia, anche la stimolazione roto-acceleratoria presenta dei limiti. Essa, infatti, agisce contemporaneamente sui recettori vestibolari d’ambo i lati, per cui il suo impiego è indicato più per valutare lo stato di equilibrio dinamico dell’intero sistema vestibolare piuttosto che la reflettività vestibolare di un singolo labirinto

Valutazione della risposta

Attraverso la misurazione dello stimolo applicato e la registrazione della risposta oculare indotta dal VOR, siamo in grado di ricavare quattro parametri (Baloh e Honrubia, 1990; Maire e Van Melle, 2000; Casani et al., 2003):

— guadagno del VOR: rapporto tra il picco di ampiezza della VAFL e l’ampiezza dello stimolo (in questo caso il picco di velocità della sedia) (Baloh e Kerber, 2010);

— fase: descrive la relazione temporale fra stimolo e risposta;

— simmetria della risposta: determinata dal valore della preponderanza direzionale (PD), ottenuta attraverso le formule di Jongkees dai valori della VAFL misurata nei due sensi di rotazione;

— costante di tempo: periodo di tempo (secondi) in cui la VAFL si riduce del 37% rispetto al valore massimo raggiunto (ottenuta attraverso stimoli rotatori impulsivi);

In un soggetto sano, è indice di una risposta normale un guadagno del VOR prossimo a i ed una fase di 1800; clinicamente ciò che si determina è un movimento ugualmente ampio e perfettamente sincrono ma in direzione opposta tra testa e occhi. In base alla risposta ottenibile, possiamo suddividere a loro volta le prove rotatorie in:

— prove liminari, che consentono la misura di soglia (prova di Montandon) (Montandon, 1954);

— prove che consentono la misura di soglia e di dinamica: cupolometria (Van Egrnond, 1987), prova pendolare classica;

— prove che consentono misurazione delle caratteristiche statiche e dinamiche (prova post-rotatoria di Buy-Fischer- Arslan), prova sinusoidale od armonica (Mathog, 1972).

Secondo la legge di Ewald, lo spostamento del liquido endolinfatico che si attiva per effetto dell’accelerazione angolare all’interno dei canali semicircolari determina un movimento di torsione e di slittamento della cupola sulla cresta ampollare. Nel canale semicircolare laterale la corrente ampullopeta dell’endolinfa provoca un aumento delle correnti d’azione del nervo vestibolare, mentre lo spostamento ampullofugo ne provoca la riduzione. Nei canali semicircolari verticali, invece, la corrente ampullofuga facilita l’attività recettoriale.

Secondo la legge di Fluorens, il piano su cui si svolge la reazione nistagmica corrisponde a quello del canale semicircolare nel quale l’effetto dello stimolo acceleratorio è maggiormente evidente. Si otterrà pertanto un nistagmo orizzontale se il piano di rotazione della sedia è parallelo a quello dei canali semicircolari laterali oppure un nistagmo sul piano frontale (rotatorio) o sagittale (verticale) se il piano di rotazione risulta parallelo a quello dei canali verticali posteriori o di quelli verticali anteriori.

Nella comune routine otoneurologica, la stimolazione roto-acceleratoria viene condotta in modo da attivare i recettori ampollari dei canali semicircolari laterali. A tal scopo, è necessario flettere in avanti di 30° il capo del paziente seduto sulla sedia rotatoria affinché i canali semicircolari laterali vengano a trovarsi sul piano parallelo a quello di rotazione. Durante la fase di accelerazione di una stimolazione rotatoria oraria si realizza una corrente ampullipeta nel canale sem. laterale di destra mentre all’arresto della sedia si ottiene una corrente ampullipeta nel canale sem. laterale di sinistra (Fig. 2-1A). Il nistagmo sarà rispettivamente diretto verso destra (fase lenta verso sinistra omodirezionale alla corrente endolinfatica) e verso sinistra (fase lenta verso destra omodirezionale alla corrente endolinfatica) all’arresto della sedia.
Con la stimolazione rotatoria antioraria (Fig. 2-1B) si realizza una corrente endolinfatica ampullipeta nel canale sem. laterale di sinistra durante la fase di accelerazione mentre, all’arresto, è ampullipeta nel canale sem. laterale di destra. Il nistagmo sarà diretto verso sinistra (fase lenta verso destra omodirezionale alla corrente dell’endolinfa) durante la fase di accelerazione e verso destra (fase lenta verso sinistra, omodirezionale alla corrente endolinfatica) all’arresto della sedia.
Le tecniche di stimolazione rotoacceleratoria che comunemente vengono adottate sono: la stimolazione rotatoria lenta liminare di Buys-Fischer-Arslan. la stimolazione rotatoria liminare di Montandon. la stimolazione pendolare o sinusoidale e quella trapezoidale o A-D test di Sthale.

 Merita di essere solo brevemente ricordata la tecnica di stimolazione suggerita da Bàràny (1901), oggi non più usata per l’alto valore fisico della accelerazione angolare positiva e per l’intensa fenomenologia neurovegetativa che generalmente provoca, solo perché ne viene ancora suggerito l’impiego (Suzuki, 1982) per valutare la reflettività vestibolare, anche di singole coppie di canali semi- circolari, nei pazienti con anacusia congenita da gravi malformazioni embriogenetiche. Essa consiste nel sottoporre il soggetto, seduto su una sedia girevole e col capo flesso in avanti di 30°, ad una stimolazione rotatoria con una accelerazione angolare di circa 45°/sec2 per un periodo di 20 sec. (10 giri in 20 sec.). All’arresto, compare una reazione nistagrnica con una durata di circa 20-40 sec. e con un numero di 30-40 scosse.

Fig.2-2A/B. Stimolazione rotoacceleratoria (sec. Buys-Fischer-Arslan).

 2-2A) Stim. rot. oraria: all’avvio della sedia, corrente ampullipeta da acc. ang. positiva nel can. sem. lat. di destra con attivazione del recettore (sopra); all’arresto della sedia (velocità angolare costante di 90°/sec.) corrente ampullopeta da acc. ang. negativa nel can. sem. at. di sinistra con attivazione del recettore (sotto);2-2B) Stim. rot. antioraria: all’avvio della sedia, corrente ampullipeta da acc. ang. positiva nel can. sem. lat. di sinistra con attivazione del recettore (sopra); all’arresto della sedia (velocità angolare costante 90°/sec.), corrente ampullipeta da acc. ang. negativa con attivazione del recettore del canale sem. di destra (sotto) (da Baloh H. e Halmagyi G.M., 1996). da Babighian-Otoneurologia- Piccin- 2008.  

 

 

 

 

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE-DECELERAZIONE  COSTANTE:

 

1b) Cupulometria

2b) A-D test  sec. Montandon

3c) A-D Test sec. Stahle

4C) A-D Test di Pirodda

 

1b)Cupolometria(prova che consente misure di soglia e di dinamica)

La scuola olandese di Van Egmond, Groen e Jongkees tra il 1949 ed il 1955 mise a punto una tecnica definita “cupolometria” che può essere considerata un ulteriore miglioramento della tecnica di Barany. Essa consente di valutare la soglia di stimolo vestibolare ed i valori di costante di tempo utilizzando uno stimolo rotatorio ottenuto mediante un’accelerazione angolare di valore subliminale (0.5-0.6°/s2) del paziente, seduto sulla sedia e con la testa flessa di 30° al fine di permettere una stimolazione del canali semicircolari laterali, seguita da una rotazione per alcuni minuti a velocità costante, seguita poi da un improvviso stop. Variando progressivamente per piccole variazioni della velocità angolare  (5-15-30-45-60-90-120°) è possibile registrare (in un senso di rotazione e nell’altro) la sensazione soggettiva di vertigine (in termini di durata) e la durata della risposta nistagmica post-rotatoria che, essendo legata al grado di deflessione cupolare, risulta proporzionale al logaritmo dell’intensità dello stimolo legge di Mulder –.( Mulder W,1908; Dufour A,1993). (37). I valori ottenuti vengono riportati su un grafico, su scala semilogaritmica, definito cupologramma, sulle cui ordinate si trovano i valori di durata (del nistagmo e della sensazione soggettiva di vertigine) e sulle ascisse la velocità angolare. Nel soggetto normale il cupologramma del nistagmo forma una X molto allungata con quello della sensazione di vertigine che compare per valori di 3°/s, quindi molto più bassi rispetto a quelli necessari per evocare un nistagmo valutabili nell’ordine di stimoli si almeno 8 °/s (Figura 12). La pendenza del cupologramma fornisce invece una valida stima della costante di tempo principale del sistema vestibolare periferico. La cupolometria se da un lato consente un’accurata analisi dell’ec­citabilità del recettore ampollare, risulta essere particolarmente lunga e spesso mal tollerata dal paziente.

 

 

 

 

 

  Fig. 2-3 - Esempio di cupologramma normale

 

 

 

Al fine di comprendere le basi fisiologiche che stanno alla base della cupolome­tria è necessario soffermarsi su alcune considerazioni relative al sistema cupolare.

Nelle condizioni normali di vita le stimolazioni evocate dalle accelerazio­ni angolari sono quasi sempre di assai elevata intensità fisica ma di brevissi­ma durata, ed un’accelerazione in una direzione è seguita immediatamente da un’uguale o quasi uguale accelerazione in direzione opposta: il risultato è la somma algebrica di due forze contrapposte. Secondo Mulder entro certi limiti (definiti da spostamenti angolari di assai breve durata, dell’ordine di quel­li della vita normale) il prodotto della grandezza fisica e della durata dell’accelerazione angolare determina l’intensità della reazione: è questa, secondo la definizione della Scuola olandese la cosiddetta legge di Mulder, in base alla quale il sistema cupolare, pur venendo spostato dalla sua posizione di riposo da forze acceleratorie, può entro certi limiti integrare l’accelerazione rispetto al tempo e lavorare come un velocimetro, talché la deviazione cupolare è proporzionale alla velocità angolare: ne conseguono riflessi e sensazioni che corrispondono alla realtà( Mulder W,1908; Dufour A,1993).

Gli stimoli fisiologici adeguati per le strutture cupolari sono quindi le accele­razioni angolari di assai breve durata. Grazie a questi stimoli noi abbiamo le sen­sazioni dei nostri movimenti rotatori anche se non ci rendiamo conto che esse sono evocate dalle stimolazioni labirintiche, né più né meno di quanto avviene per il cosiddetto “oscuro senso muscolare” di Sechenov riferito alle afferente propriocettive muscolari e tendinee  ( Mulder W,1908; Dufour A,1993).

In tali condizioni essendo – come già detto – la deviazione cupolare proporzionale alla velocità angolare, le sensazioni evocate corrispondono alla realtà.

Quando invece le accelerazioni angolari durano a lungo e non sono segui­te immediatamente da altre di uguale grandezza e di segno opposto, il siste­ma cupolare non funziona più come un misuratore di velocità angolare; la deviazione cupolare non è più proporzionale alla velocità angolare ed i riflessi e le sensazioni non corrispondono più alla realtà: gli stimoli exrafisiologici producono sensazioni extra fisiologiche, le stesse che vengono evocate in varie indagini semeiologiche. Ad esempio, l’accelerazione angolare pura, priva di interferenze (quella conseguente allo stop dopo rotazione prolungata a velocità angolare uniforme in condizioni ottimali) determina una sensazione di rotazione nel piano della coppia canalicolare stimolata (la “Drehvektio” della  Scuola fisiologica di Praga): la sensazione di movimento rotatorio non corri­sponde più alla realtà, essendo il soggetto fermo.( Mulder W,1908; Dufour A,1993).

Come abbiamo già sottolineato così come la prova rotatoria anche la cupulometria non permette la valutazione separata dei due labirinti; in altri termini non è possibile ottenere dati relativi all’esistenza di una preponderanza labirintica

(PL Preponderanza Labirintica), rendendo impossibile, almeno con le più comuni metodiche, l’identificazione di un deficit labirintico compensato. Infatti utilizzando stimolazioni di tipo impulsivo in soggetti con lesione vestibolare periferica unilaterale compensata (PL pura) con velocità inferiore a 60°/s le risposte sono sostanzialmente simmetriche;

solo a 120° compare una certa differenza tra rotazione verso il lato sano e quello malato e solo con velocità di 240°/s la differenza diviene statisticamente significativa (Figura 2-4)

 

 

 

 

Fig. 2-4 - Risultati di un’indagine cupolometrica condotta su pazienti con PL pura, esito di vestibolopatia periferica monolaterale in fase di compenso. In ordinate la VAFL del nistagmo post-rotatorio. In ascisse l’intensità dello stimolo.

 

 

 

 

 Se la PL è accompagnata ad una PD (deficit subacuto) si avrà una divaricazione delle risposte anche per stimoli di bassa intensità in quanto un sistema nistagmogeno prevale nettamente sull’altro (Figura 2-5a) .

 

 

Fig. 2-5a - indagine cupolometrica eseguita in un soggetto affetto da vestibolopatia periferica destra non compensata (PL associata a PD). I triangolini si riferiscono al nistagmo battente a destra, i tondini a quello verso sinistra.

 

 

 

 

 

Fig 2-5b - indagine cupolometrica eseguita in un soggetto con PD pura da verosimile vestibolopatia di tipo centrale (vedi testo).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In presenza di PD pura osserveremo una separazione parallela delle risposte sia per stimoli di bassa che di alta intensità (Figura 2-5b  b).

La spiegazione del comportamento della curva di risposta in caso di PL pura sta nella II° legge di Ewald per cui l’esistenza di una asimmetria tra i due emisistemi vestibolari può essere svelata dalle prove rotatorie solo con opportune metodiche di stimolazione che impongono la somministrazione di stimoli molto intensi generalmente non ben

tollerati dai pazienti e che richiedono una strumentazione molto sofisticata, non sempre disponibile in tutti i centri di otoneurologica.

All’opposto la caratteristica di stimolare contemporaneamente entrambi i labirinti può essere di valido aiuto nella valutazione quantitativa della progressione dei fenomeni di compenso , così come nelle vestibolopatie periferiche

bilaterali le prove rotatorie appaiono indispensabili per la conferma del deficit potendo testare il sistema a frequenze certamente superiori a quelle indotte dal test calorico .

Da quanto esposto appare come la cupulometria sia una metodica estremamente accurata per lo studio dell’eccitabilità del recettore ampollare. Tuttavia essa non è sempre applicabile nella pratica clinica in quanto sottopone il

paziente ad una procedura lunga, a faticante e spesso non tollerata.

 

2b) Prova di Stimolazione Rotoacceleratoria Trapezoidale (Soglia nistagmica secondo Montandon) A-D test   (Prova di Stimolazione Rotoacceleratoria Liminare) che Consente Misure di Soglia

Tale metodo di stimolazione, definito anche “prova della soglia nistagmica” è stato introdotto nella pratica otoneurologica da Montandon nel 1954 per analizzare la soglia di eccitabilità labirintica. L’esame consiste nel sottoporre il paziente, seduto sulla sedia rotatoria con il capo flesso in avanti di 30° e opportunamente fissato, a 3 prove successive ognuna delle quali comprende una rotazione in senso orario e antiorario. I valori dell’accelerazione angolare usati per ciascuna delle tre prove sono rispettivamente di l°-3°e 6°/sec2. Raggiunta la velocità di 90°/sec., essa viene mantenuta costante per un periodo di 3-5 minuti. A questo punto, o si passa alla fase di decelerazione della sedia con lo stesso valore fisico usato durante la fase di accelerazione oppure si procede all’arresto.

Durante la fase di accelerazione di una rotazione oraria, compare un nistagmo per-rotatorio diretto nella stessa direzione del senso di rotazione della sedia, durante la fase di decelerazione, il nistagmo è invece diretto in senso opposto. Se la rotazione viene bruscamente arrestata, la reazione nistagmica avrà le stesse caratteristiche del nistagmo postrotatorio (postnistagmo I e Il) già descritte nel paragrafo precedente. L’intervallo tra una prova e l’altra è di 4 minuti.
Con l’ausilio della registrazione, si è notato che la soglia del nistagmo perrotatorio corrisponde ad un valore di accelerazione angolare positiva di 0,8- 0,9°/sec2. Nel soggetto normale è stato possibile inoltre osservare che la soglia del nistagmo coincide approssimativamente con quella della sensazione di rotazione che è compresa tra 0,5°/sec2 e 1°/sec2. L’innalzamento della soglia del riflesso nistagmico al di sopra di 1°/sec2, è considerato indice di ipoeccitabilità labirintica. Sono state sollevate da più parti critiche all’applicazione clinica ditale metodo di valutazione della reflettività vestibolare. Si sostiene infatti che il calcolo della soglia del riflesso vestibolo-oculare richiede sempre un rigido controllo del valore fisico dell’accelerazione. Inoltre, il giudizio diagnostico non si può basare soltanto sulla valutazione della soglia del riflesso vestibolare ma anche di altri parametri quantitativi della risposta nistagmica. Infatti, il valore della soglia del nistagmo non è sempre costante. Esso può variare in rapporto allo stato psico-fisico del soggetto anche nel corso dell’esame. Inoltre, il calcolo della soglia richiede una standardizzazione del metodo di osservazione del nistagmo. Con la registrazione fotoelettrica, ad es., i valori della soglia risultano più bassi di quelli ottenuti con gli altri metodi di registrazione del nistagmo.

3c)Prova di stimolazione rotoacceleratoria trapezoidale (A-D test) sec. Stahle Un altro metodo di stimolazione rotatoria dell’apparato vestibolare è quello trapezoidale. Per lo studio della reflettività labirintica viene impiegata una accelerazione angolare positiva e negativa di 6°/sec2. Le due fasi sono intervallate da un periodo di rotazione della sedia alla velocità costante di 60°/sec. per una durata non inferiore a 3 m’ (Fig. 2-6 ). La stimolazione dell’apparato vestibolare avviene durante la fase di accelerazione angolare positiva e durante quella di accelerazione angolare negativa. Il giudizio della reflettività vestibolare si basa sull’analisi dei valori dei vari parametri del nistagmo evocato con la rotazione in senso orario e antiorario.

 

 

 

Fìg. 2-6 - Metodo di stim. labirintica rotoacceleratoria “trapezoidale” sec. Stahle (da Stahle J., 1958). da Babighian-Otoneurologia- Piccin- 2008.   

 

3d)A-D Test di Pirodda : simile a Montandon ma accelerazione iniziale (2 – 4°/sec²)

viene mantenuta per 40” onde raggiungere una deflessione cupolare maggiore, vel. costante di 160°/sec per 3 minuti, poi decelerazione con stessi parametri iniziali.

 

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE IMPULSIVA PASSIVE

(LA COSIDDETTA REAZIONE D’ARRESTO).

1c) Prova  di Barany

2c) La Prova Roto-Acceleratoria Liminare (Lenta), Dì Buys-Fischer-Arslan  

3c)Test a impulsi

 

PROVE ROTOACCELERATORIE AD ACCELERAZIONE IMPULSIVA ATTIVE

4c)Test di Autorotazione — VAT (VESTIBULAR AUTOROTATION TEST)

5c)Balance Testing VORTEQ® (Vestibular Ocular Reflex Test Equipment). and DVA-Test

6c) Il video Head Impulse Test (vHIT) TEST IMPULSIVO CEFALICO

 

 

2c)La Prova Roto-Acceleratoria Liminare (Lenta), Dì Buys-Fischer-Arslan

Si differenzia dalle tecniche sopra esposte in virtù dell’utilizzo di un sistema di controllo elettronico  che permette di somministrare  valori di accelerazione angolare positiva liminare (0,5-1°/sec2) fino a raggiungere una velocità costante di 90°/sec. ritenuta idonea per valutare, all’arresto della sedia, non solo la presenza di una eventuale asimmetria tra i due apparati vestibolari, ma anche e soprattutto la condizione funzionale dei distretti nervosi centrali interessati nella regolazione dell’attività riflessa vestibolooculomotoria, Con valori di velocità inferiori o superiori a tale limite, infatti, non solo risulta modificato il rapporto ottimale tra entità dello stimolo fisico e la risposta del recettore labirintico ma si corre il rischio di determinare una condizione di habituation che non consente di valutare correttamente un eventuale difetto della modulazione centrale della reazione vestibolo-oculomotoria.

Per eseguire l’esame, il paziente viene sistemato sulla sedia rotatoria col capo flesso in avanti di 30° e fissato in tale posizione in modo che. durante la prova, non sia possibile alcun movimento. La rotazione inizia con una accelerazione angolare di valore costante (0,5°/sec2), fino a raggiungere, come s’è detto, la velocità angolare di 90°/sec. Si prolunga, quindi, la rotazione, mantenendo costante la velocità, per un periodo di 3 minuti in modo che si esaurisca ogni effetto del precedente stimolo acceleratorio sui recettori labirintici. Trascorso questo breve periodo, si procede all’arresto della sedia che avviene in modo brusco in meno di 1 sec. con una accelerazione angolare negativa di 250°/sec2. Si ottiene una reazione nistagmica che normalmente è costituita da due fasi: la prima o nistagmo post-rotatorio I (P I) nella quale le scosse vanno nella direzione opposta al senso della rotazione, la seconda o nistagmo post-rotatorio Il (P II), intervallata dalla precedente da una pausa di circa 10 sec., nella quale le scosse presentano, invece, la stessa direzione. Prima di procedere alla stimolazione del labirinto controlaterale, si lascia trascorrere un periodo di 5 minuti.

La prova prevede sia una rotazione in senso orario, volta a stimolare il canale semicircolare laterale di destra nella fase di accelerazione positiva e scatenando un nistagmo orizzontale battente a destra, sia una in senso antiorario, che scatenerà una risposta analoga, ma a livello del canale semicircolare laterale di sinistra (Montandon, 1954). L’accelerazione positiva progressiva permette di calcolare i valori di soglia vestibolare attraverso la documentazione della comparsa di un nistagmo detto “per-rotatorio”, che nel soggetto normale avviene per accelerazioni di 0,76- 1,08°/s2; viceversa il brusco arresto causa la comparsa del nistagmo “post-rotatorio”, la cui durata è in stretta correlazione all’entità dello stimolo usato. Per valori di 1°/sec2 I  il nistagmo per-rotatorio compare dopo una latenza compresa tra O e 15 s e persiste per circa 5 s dopo la cessazione dello stimolo, una volta raggiunta la velocità costante di 90°/s. La risposta esaminata in ambito clinico si limita al solo nistagmo post-rotatorio, la cui direzione è opposta al senso della rotazione della sedia (Pignataro et al., 1997). Vengono calcolati guadagno e costante di tempo.

In genere, nel soggetto normale, non si riscontrano ulteriori fasi del nistagmo postrotatorio. Queste possono, tuttavia, comparire in certe condizioni patologiche come in presenza di un nistagmo spontaneo o di un “nistagmo alternans” oppure in assenza di nistagmo spontaneo come nelle lesioni sopratentoriali con asimmetria della modulazione dell’attività riflessa oculomotoria. In questi casi, si possono osservare anche più fasi (P III- P IV, ecc.).

Con il metodo ora descritto, la stimolazione rotoacceleratoria riguarda in particolare la coppia dei canali semicircolari laterali. Pertanto, il giudizio della reflettività vestibolare si basa sul calcolo dei valori dei vari parametri del riflesso vestibolooculomotorio così ottenuto. I grafici della Fig. 2-7 riportano i valori medio-normali dei parametri quantitativi della frequenza, dell’ampiezza, della velocità angolare della fase lenta della scossa e della durata del nistagmo evocato da uno stimolo roto-acceleratorio eseguito su un gruppo di soggetti normali sec. la tecnica di Buys-Fischer-Arslan. Esistono tuttavia altre modalità di stimolazione rotoacceleratoria che permettono di valutare il grado di reflettività delle copie dei canali semicircolari verticali posteriori e superiori.

 

Fig. 2-7 - Valori medi normali del nistagmo postrotatorio (stimolaz. sec. Buys-Fischer-Arslan) A) frequenza; B) ampiezza; C) velocità angolare della f. lenta delle scosse della prima fase (PI). da Babighian-Otoneurologia- Piccin- 2008.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In ambito clinico per molti anni la prova rotatoria di Buy-Fischer- A r s l a n ha rappresentato il test rotoacceleratoria di maggior utilizzo potendo fornire una esatta misura delle caratteristiche del VOR attraverso la valutazione, non solo delle sue caratteristiche statiche, sintetizzabili nei valori di guadagno, ma anche attraverso lo studio di elementi dinamici quali la costante di tempo. Infatti sia la costante di tempo che il guadagno sono parametri che sono direttamente ricollegabili alle proprietà intrinseche ed alle condizioni funzionali del VOR, a differenza dei parametri morfologici della risposta nistagmica, i cui valori dipendono in gran parte dalle caratteristiche dello stimolo utilizzato. La prova rotatoria rappresenta il miglioramento, consentito dall’introduzione di dispositivi azionati elettricamente, della analoga prova descritta nel 1907 da Barany: si facevano compiere al paziente 10 giri in 20 secondi a velocità costante seguiti da un improvviso stop.

La velocità costante di 180°/s veniva raggiunta attraverso accelerazioni angolari infraliminari (0.2-0.3°/s2) e mantenuta per 3 minuti fino all’arresto improvviso della sedia .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig.2- 8 - Esempio di risposta nistagmica post rotatoria dopo stimolo impulsivo a seguito di stop della sedia durante una rotazione a velocità costante di 150°/s (A). Evoluzione temporale della VAFL(B). Vm: velocità massima della fase lenta. Il tempo (T) necessario affinché tale parametro si riduca al 37% del valore iniziale indica la Costante di Tempo.

Nel soggetto normale si evidenziavano 20-40 scosse di nistagmo, definito post-rotatorio, della durata media di circa 15 secondi, di direzione opposta a quella della rotazione della sedia e con una VA F L di circa 60-80°/s (Figura 2-8). Talora, dopo un intervallo di 10-12 secondi, è osservabile una seconda fase nistagmica di minore ampiezza con direzione opposta a quella del nistagmo postrotatorio interpretabile come fenomeno indotto da meccanismi di adattamento

centrale con coinvolgimento del “Velocity Storage Mechanism”. Naturalmente lo stimolo viene ripetuto nel senso opposto di rotazione e le risposte ottenute possono essere utilizzate per il calcolo della PD sulla base delle formule di Jongkees.

 

3c)Test  Impulsivo

Il test a impulsi comporta una  modifica improvvisa della  velocità della sedia rotatoria. Il test a impulsi  fornisce informazioni più o meno equivalenti su guadagno/fase come fa test sinusoidale. Il test a impulsi presenta  molti problemi. Richiede una sedia potente per fornire un'alta accelerazione transitoria. Può  essere meno affidabile ,come pure ,un po’  più stressante per il paziente, e per questo motivo, è in genere preferibile il test sinusoidale. La cinetosi è a volte associata a risposte vestibolare prolungate (Hoffer et al 2003) e per questo motivo il test a impulsi può essere preferibile ai test sinusoidale.

Il test impulsivo valuta la risposta nistagmica post-impulsiva indotta da una rapida decelerazione che segue una stimolazione rotatoria a velocità costante mantenuta per un periodo sufficientemente lungo (almeno di 3-5 minuti). Questo tipo di test, storicamente proposto da Barany, e' il meno fisiologico tra i test rotatori tradizionali, ma presenta le caratteristiche di stimolazione più simili a quelle utilizzate dal test di Halmagyi: elevata intensità, breve durata, bassa prevedibilità. Negli anni Ottanta, grazie allo sviluppo di sedie rotatorie con motori a controllo elettronico ed alla diffusione della nistagmometria computerizzata, questo classico test e' stato più volte sottoposto a verifica clinico-sperimentale (Baloh R.W.,1984; Huygen P.L.M.,1985,1989 ;Magnusson M.,1989) ed è stato oggetto di interessanti contributi che ne hanno evidenziato anche nuove potenzialità diagnostiche. Anche recentemente, (Maire e van Melle .2000), utilizzando un sistema di acquisizione ed analisi di tipo commerciale, hanno verificato la validità diagnostica di questo test nella valutazione a distanza delle proprietà dinamiche del RVO in un campione di pazienti affetti da deficit vestibolare di varia entità.

Per quanto concerne le caratteristiche quantitative dello stimolo, è utile sottolineare che la recente realizzazione e produzione di motori a controllo digitale (di relativo basso costo) hanno permesso di risolvere molte problematiche connesse ai vecchi sistemi. Oggi e' infatti possibile ottenere tempi di arresto dell'ordine dei 200-300 msec. con un controllo temporale efficiente della velocità istantanea di rotazione (il controllo digitale consente anche di gestire l'ampiezza di rotazione con risoluzioni dell'ordine dei decimi o centesimi di grado): a ciò consegue una minore variabilità intersoggettiva dei parametri di stimolazione in funzione della variabilità della massa corporea del soggetto in esame.

Molte problematiche, ancora non del tutto risolte, caratterizzano invece la fase di valutazione finale del test, che si basa fondamentalmente sulla quantificazione della costante di tempo (Tc). Tale parametro, seppure di non immediata comprensione da parte del clinico, si riferisce ad una misura del tempo di decadimento, tipicamente esponenziale, anche se non regolare, della VAFL conseguente alla reazione d'arresto. In termini pratici, la Tc corrisponde al tempo (in secondi) in cui si verifica una riduzione del 63% del valore massimo di VAFL (VAFLm), che si registra tipicamente delle primissime fasi della reazione post-impulsiva. Senza entrare nel merito di considerazioni di ordine metodologico circa i diversi metodi proposti per quantificare in maniera idonea la Tc (algoritmi di interpolazione, filtraggi , ecc.), è intuibile come la corretta quantificazione di tale parametro dipenda essenzialmente dalla corretta quantificazione della VAFLm. Quest'ultima, d'altronde, rappresenta un altro importante parametro di valutazione del test, attraverso il calcolo del guadagno (Gain) che si ottiene rapportando il valore della VAFLm con quello della velocità di rotazione costante della sedia rotatoria pre-impulso. Il grado di asimmetria dinamica del VOR viene pertanto valutato attraverso il confronto tra la Tc o il gain delle reazioni post-impulsive nella stimolazione bilaterale.

Purtroppo sono molti e sufficientemente chiariti (Modugno GC,2001) i fattori, legati sia ai metodi di rilevazione e calcolo automatico del segnale elettrooculografico sia a fattori metodologici legati alle sedie rotatorie, che limitano la valutazione attendibile di questi parametri numerici. Non bisogna comunque dimenticare che la reazione d’arresto, oltre a rappresentare uno stimolo in termini frequenziali più elevato di quello dei test sinusoidali (sempre che vengano utilizzate velocità di rotazione particolarmente elevate e tempi di arresto particolarmente ridotti) consente di acquisire importanti informazioni sulla dinamica del sistema endolinfatico-cupolare o sullo stato di attività funzionale delle stazioni nucleari centrali attraverso l’analisi di altri fattori, quali il rilievo di un diverso comportamento rispetto al tipico decadimento esponenziale della reazione nistagmica post-impulsiva (Modugno G.C.,2002) od il rilievo di una asimmetrica espressione quantitativa delle seconde fasi nistagmiche (di senso opposto alla reazione post-impulsiva) che solitamente insorgono a breve distanza dal termine della reazione primaria. Il decadimento temporale della risposta post-impulsiva, infine, non impedisce di valutare ugualmente l’interazione visuo­vestibolare utilizzando la fissazione oculare od una stimolazione otticocinetica (Mizukoshi K ,1977 ;Blakley BW, 1989 ;Salami A, 2001.).

 

 

 

PROVE ROTO-ACCELERATORIE ATTIVE il paziente ruota la testa mentre il corpo rimane fermo

4c)Test di Autorotazione — VAT (Vestibular Autorotation Test) Fig.2-9/12

I limiti principale dei tradizionali test vestibolari (il test calorico ed il test rotatorio), pur se correttamente eseguiti e tra loro integrati sono di non poter studiare in modo diretto la principale funzione labirintica, ovvero la correlazione tra i movimenti del capo e quelli degli occhi, a frequenze rapide di spostamento del capo quali quelle normalmente utilizzate nella vita di tutti i giorni, e di studiare solo il canale orizzontale e non quelli verticali. Il test vestibolare di autorotazione del capo (brutta traduzione dell'originale Vestibular Autorotation Test, che preferiamo continuare ad utilizzare) è stato ideato proprio per supplire a tale lacuna, nonostante la sua diffusione, in Italia, sia ancora pressoché inesistente, anche a causa dei costi ancora eccessivi della strumentazione necessaria.

Per risolvere i problemi tecnici legati alla realizzazione di rotazioni ad alta frequenza, Fineberg et al. (1987) hanno realizzato il test di autorotazione (Vestibular Autorotation Test - VAT), che si differenzia significativamente dalle altre metodiche rotoacceleratorie classiche presentando alcuni aspetti peculiari.

Nel VAT è assente qualunque dispositivo elettromeccanico per lo spostamento della sedia secondo le varie tipologie di movimento ed accelerazione, Il paziente è seduto e compie volontariamente delle oscillazioni con il capo, a destra e a sinistra, seguendo il ritmo crescente dettato da un metronomo mentre i movimenti oculari sono registrati da un comune sistema elettrooculografico ed i movimenti del capo da un sensore posto su un leggero caschetto. Il sistema vestibolare viene studiato nel range delle frequenze medie (0,8— 6 Hz). Il test viene effettuato ad occhi chiusi e chiedendo al paziente di fissare una mira valutando così sia la risposta vestibolo-oculomotoria sia quella visuo-vestibolo-oculomotorie.
Il VAT presenta indiscutibili vantaggi teorici rispetto alle prove rotatorie classiche:

si tratta di una prova che effettivamente simula la stimolazione fisiologica, i tempi di esecuzione sono estremamente veloci, non presenta particolari difficoltà nell’istruzione del paziente, raramente induce reazioni neurovegetative fastidiose ed i costi sono abbondantemente al di sotto di quelli delle più comuni sedie rotatorie; è di indubbio interesse anche la possibilità di studiare la performance dei canali verticali. Va segnalato, peraltro, che non tutti i soggetti riescono ad eseguire correttamente la prova, in particolare gli anziani ed i pazienti con cervicalgie. Sul piano clinico il VAT sembra possedere una alta sensibilità diagnostica (O’Leary e Davis, 1990; Ng et al., 1993; Saadat et al., 1995), in particolare nei confronti di patologie vestibolari periferiche (Ménière, neurinomi), mentre non offrirebbe una specificità diagnostica selettiva. Gli aspetti negativi della metodica consistono fondamentalmente nei problemi tecnici legati alla affidabilità di rilevazione e alla riproducibilità dei movimenti della testa e/o degli occhi. Sin dalla sua introduzione, inoltre, è stata mossa a questo test l’obiezione dell’inevitabile interferenza cervicale. Con questa metodica la stimolazione vestibolare infatti non può prescindere da quella cervicale in quanto la muscolatura del collo rappresenta la forza motrice. Abbiamo però l’opportunità di valutare globalmente la funzione oculomotoria in una condizione che si avvicina a quella fisiologica in cui si ha un’integrazione di informazioni visive, vestibolari e cervicali. In realtà il guadagno del riflesso cervico-oculomotore è influente (>02) solo per frequenze di oscillazione inferiori a 0,05 Hz, mentre per velocità di stimolo superiori, quali quelle ottenute con il test di autorotazione, tale influenza sarebbe trascurabile nel soggetto normale (Fineberg et al., 1987). Nel normale si segnala, per esempio, che già a 0,1 Hz il guadagno del VOR è praticamente nullo (Sawyer et al., 1994). Il sistema  VAT  può essere considerata una prova ad alta frequenza del VOR, se confrontato con i test più tradizionali. Ad esempio, il calorico, basato sulla stimolazione di ogni labirinto separatamente, è un test a frequenza ultra-bassa. Se consideriamo il tempo per stimolare termicamente il canale orizzontale (circa 100 secondi per raggiungere un equilibrio termico stazionario) per essere ½ periodo di una sinusoide, questo si traduce in una frequenza di 1/200 = 0,005 Hz.Le sedie Rotatorie disponibili commercialmente abbracciano una gamma da 0,01 a 1 Hz, ben al di sotto delle  alte frequenze utilizzate nel VAT. Paradossalmente, entrambi questi test "tradizionali" sono ben al di sotto delle frequenze di locomozione (> 1 Hz) dove il VOR è considerato più attivo e utile durante le ore di veglia. Come un'analogia, proprio come Audiometri sono considerate più utili alle frequenze che abbracciano la gamma di discorso, il sistema  VAT   può

essere considerato più utile perché testa il VOR al di sopra della  gamma di prestazioni naturali utilizzate nella vita quotidiana – 2 a 6 Hz. Fig. 2-9/10/ 11/ 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig.2-9                                                                                         Fig. 2-10

                         

   

 

 

 

 

 

 

 

 

  Fig. 2-11                                                                                     Fig. 2-12

 

5c)Balance Testing VORTEQ® (Vestibular Ocular Reflex Test Equipment). and DVA-Test

 

 Il VORTEQ ® è progettato per fornire informazioni sul riflesso vestibolare oculare  (VOR) in pazienti con problemi di equilibrio o vertigini. VORTEQ ® offre,  un metodo semplice e poco costoso per valutare ne c'è l VOR guadagno, fase e simmetria. Il Test dinamico dell'acuità visiva (DVA) misure acuità visiva durante il movimento di testa. Il DVA-Test fornisce preziose informazioni circa il Visual vestibolare oculare Reflex (VVOR) in soggetti ben allenati(piloti, atleti) oltre a pazienti con deficit vestibolare

Fig. 2-13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                     

  Fig. 2-14                                                     Fig. 2-15

 

 

Fig. 2-14  )Facile da interpretare la relazione di sintesi VORTEQ mostra i dati compositi del  test con una media di linee normative per i test VVOR orizzontale e verticale.

Fig.2-15) Scarsa risposta VVOR è mostrato da questo paziente con una iporeflettività vestibolare  bilaterale periferica. L’esame VORTEQ mostra che  la perdita vestibolare è completa e non solo alle frequenze di prova più basso che sono equivalenti alla prova  calorica, contribuendo così a  indirizzare il medico sulla  migliore strategia di trattamento

CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE sul VAT E VORTEQ

L’utilizzo della metodica dei movimenti attivi del capo ci ha consentito di valutare vantaggi e svantaggi rispetto alle metodiche stimolatorie vestibolari più vecchie e collaudate.

Numerosi sono gli aspetti positivi, quali:

·         Rapidità di esecuzione. I tempi medi di esecuzione di una batteria di test e retest, sul piano trasversale e su quello sagittale, sono sensibilmente inferiori a quelli di una stimolazione calorica tipo Hallpike ma anche a quelli di quasi tutte le stimolazioni rotatorie.

·         Facile calcolo della risposta vestibolare. L’analisi di movimenti oculari a frequenze elevate di stimolazione, al di sopra dei 2 Hz, consente l’indagine della quota vestibolare pura, minimizzando la quota dovuta agli altri sistemi oculo­motori. I movimenti rapidi ma limitati del capo evocano un movimento oculare di ridotta ampiezza che generalmente scatena poche fasi rapide (nistagmo), per­tanto vi è un immediato riscontro della risposta vestibolare visionando i traccia­ti, ed il calcolo della velocità, pur eseguito dal calcolatore, risulta semplificato.

·         Analisi dinamica del sistema vestibolare. Questa metodica appare la più idonea e pratica per completare lo studio del sistema vestibolare sull’intero range di frequenze che normalmente controlla e calcolare la funzionalità vestibolare residua in quei pazienti che appaiono areflettici a basse frequenze di rotazione o alle stimolazioni caloriche (ad esempio i pazienti trattati con aminoglicosidi). Lo studio delle frequenze tra 0.5 e 2 Hz consente l’analisi dell’efficienza delle inte­razioni visive sul sistema vestibolare.

·         Registrazione del VOR verticale. Non solo questo punto è estremamen­te innovativo rispetto le metodiche convenzionali, rotatorie o caloriche, ma ha anche dimostrato una sua autonoma validità nell’analisi di certe patologie vesti­bolari periferiche unilaterali.

·         Utilizzo di movimenti naturali e fisiologici. Certamente questa è la meto­dica di studio del sistema vestibolare e delle interazioni visuo-vestibolari più fisiologica che ci sia. La sua fisiologicità la rende ben tollerata dai pazienti, al contrario delle stimolazioni caloriche tipo Hallpike o delle stimolazioni rotatorie a gradino. La partecipazione attiva del paziente evita fenomeni di sonnolenza.

·         Metodica poco costosa. In fondo l’attrezzatura e il software d’analisi possono ormai quasi essere realizzati “in casa” con l’aiuto di un bravo tecnico.

Gli aspetti svantaggiosi sono i seguenti:

·         Assoluta necessità di collaborazione del paziente. La prova calorica e quella rotatoria non implicano nessuna collaborazione da parte del paziente, può essere effettuata anche su pazienti non collaboranti. Al contrario i movimenti attivi del capo richiedono una valida collaborazione del paziente.

·         Talora di difficile esecuzione. Vi possono essere delle difficoltà di ese­cuzione in pazienti anziani, o con problemi cervicali, o all’esordio di una pato­logia vestibolare severa.

·         Scarso valore topodiagnostico. A differenza delle stimolazioni rotatorie a bassa o media frequenza, i movimenti attivi del capo ad alta frequenza non con­sentono una buona identificazione del labirinto o del nervo vestibolare ipofun­zionanti, tranne che con il calcolo della simmetria, fatto sulle velocità e non sulle posizioni. Inoltre la metodica dei movimenti attivi del capo non è stata finora uti­lizzata nelle patologie del Sistema Nervoso Centrale, e pertanto è piuttosto diffi­cile prevedere se essa possa avere degli sviluppi topodiagnostici. Certamente la scarsità di fasi rapide nei tracciati renderà carente la visione di quel complesso meccanismo di interazioni tra fasi lente e fasi rapide che ha scatenato la fantasia e le fini interpretazioni topodiagnostiche degli studiosi di nistagmo provocato calorico o rotatorio.

·         Difficile interpretazione. Vi sono molte domande che non hanno trovato risposta. Facciamo due esempi derivati dalla nostra esperienza personale.

E’ proprio vero che nei soggetti normali il guadagno del VOR verticale a fre­quenze elevate è superiore a 1, e che finalità avrebbe? Non è forse un errore dovuto ai limiti della tecnologia di rilevazione? Con la tecnica del search coil (difficilmente applicabile in campo clinico) non sembra che i guadagni del VOR a frequenze elevate siano superiori a 1.

Come classificare un paziente vertiginoso che abbia guadagni del VOR bassi a frequenze basse (ove comunque risponde ancora bene il sistema di insegui­mento visivo lento) e guadagni del VOR unitari a frequenze elevate ? Se in un caso come questo la vertigine è legata allo slip retinico alle frequenze basse, per­ché il paziente avverte vertigine proprio per i movimenti più rapidi?

 

 

 

La nostra conclusione è che malgrado i molti aspetti positivi, lo studio stru­mentale dei movimenti attivi ad alta frequenza presenta tuttora dei limiti e non ha raggiunto una sufficiente validazione topodiagnostica. Pertanto per il momen­to deve limitarsi a rappresentare uno dei vari test cui sottoporre un paziente ver­tiginoso. Poiché i test vestibolari ed otoneurologici sono numerosi lo specialista dovrà fare delle scelte per non affaticare eccessivamente i pazienti. Se utilizza però correntemente solo la stimolazione calorica potrebbe decidere di affiancare a questo test quello dei movimenti attivi, invece della più costosa stimolazione rotatoria, per valutare il sistema vestibolare e le interazioni visuo-vestibolari nella loro dinamicità.

 

 

 

 

 

 6c) Il video Head Impulse Test (vHIT)

                Fig. 2-16

 

 

 

 

Il più semplice indicatore clinico di una funzione deficitaria dei canali semicircolari è l’Head Impulse test (altrimenti definito come Head Thrust test, oppure Halmagyi-Curthoys test o anche Halmagyi test). Ma la valutazione della risposta di questo sempli­ce test clinico è affidata alla soggettività dell’operatore che lo ese­gue, il quale deve riuscire a riconoscere una piccola saccade di rifissazione che segue un brusco movimento del capo in un piano dello spazio, di solito quello orizzontale.

Il video Head Impulse Test che descriviamo in questo articolo è un nuovo indicatore di tipo oggettivo, in grado di fornire all’operatore una prova “stampata su carta” della performance del paziente, gra­zie ad un sistema di videoregistrazione. Prima di descrivere questo nuovo strumento diagnostico, è utile definire la procedura del test e la logica che ne è alla base e ne costituisce il fondamento

Questo segno clinico rivelato grazie ad un’accelerazione del capo è stato descritto per la prima volta da Halmagyi e Curthoys nel 1988 (Halmagyi et al, 1988) e da quel momento ad oggi l’uso cli­nico del test impulsivo del capo è stato ed è ampiamente utilizza­to per valutare la funzione del canale deficitario da parte del clini­co (con una valutazione soggettiva) per determinare se vi sia una overt saccade oppure no. Tuttavia, alcuni pazienti con deficit vesti­bolare non venivano opportunamente valutati con il test impulsivo del capo, in quanto anche osservatori esperti non erano in grado di rivelare movimenti saccadici evidenti, probabilmente a causa della presenza delle saccadi segrete, le covert saccades che abbiamo descritto sopra. Evidentemente l’ideale sarebbe avere misure oggettive di entrambi i movimenti della testa e la simulta­nea risposta del movimento degli occhi, con un sistema sufficien­temente veloce ed il più possibile accurato, per la rilevazione delle cosiddette saccadi “segrete”. Il metodo con search coils è in grado di ottenere e raggiungere questo scopo, ma è clinicamente del tutto irrealistico da applicare, essendo una metodologia invasiva e molto costosa (Delori et al, 2007). Tendendo presente questa limi­tazione, abbiamo sviluppato una nuova procedura strumentale applicabile in ambito clinico, grazie ad un leggerissimo sistema video ideato da Hamish G. MacDougall ricercatore del Vestibular Research Laboratory presso la School of Psychology della University of Sydney, NSW, Australia ( Fig 2-16).

Abbiamo chiamato tale test con il nome di video Head Impulse Test (vHIT). Tale metodica è ampiamente e facilmente applicabile in ambito clinico.

Ma cosa ancora più importante, abbiamo dimostrato, grazie a misurazioni empiriche, che la precisione del vHIT corrisponde a quella della tecnica con search coils. Il vHIT è stato quindi valida­to da misure dirette in simultanea di performance VOR, in sogget­ti sani e in pazienti con deficit vestibolare, con i due metodi in maniera indipendente: search coils vs vHIT (Weber et al, 2008; Weber et al, 2009 b).

La procedura è essenzialmente quella descritta sopra, come origi­nariamente proposta nel 1988 per l’Head Impulse test (Halmagyi et al, 1988), salvo che il paziente indossa un paio di occhiali super leggeri su cui è montata una piccola, ultra-leggera, super veloce, videocamera ad altissima velocità (250Hz) e un mezzo specchio argentato che riflette l’immagine dell’occhio del paziente alla tele­camera (Fig 1-9).

 

Un piccolo sensore–accelerometro è posto sugli occhiali ed ha il compito di misurare e quantificare il piano ed il movimento della testa.

L’intero sistema (maschera) è leggero (pesa circa 60 g) e deve essere fissato saldamente alla testa del paziente tramite una pic­cola cinghia, per ridurre al minimo la possibilità di slittamento/sci­volamento. Infatti qualsiasi slittamento degli occhiali sarebbe regi­strato come un movimento degli occhi ed in tal modo si potrebbe­ro generare e registrare artefatti.

Nei test, l’esaminatore effettua prima una taratura veloce in cui il paziente deve guardare alternativamente due spot laser proiettati dagli occhiali stessi sulla parete posta di fronte all’esaminando. Poi il medico chiede al paziente di cominciare a fissare un obiettivo, piccolo spot fisso sulla parete ed inizia ad imporre al capo del paziente brusche, imprevedibili dotazione della stessa nel piano orizzontale con un piccolo angolo di escursione. Le mani del medico (Fig. 2-18) devono essere tenute ben lontano dagli occhiali e della maschera come pure dalla cinghia che fissa l'apparato

                                     

Fig. 2-18

 

 

 

 

 

 

Ciò è necessario per ridurre al minimo la possibilità che si possono realizzare i movimenti della macchina. Il movimento l'avesse misurato l'sensore posto sugli occhiali e l'immagine dell'occhio viene catturata dalla videocamera all'alta velocità 250 Hz. Tali dati vengono poi elaborati da un software molto veloce, in grado di registrare ed acquisire oltre da della lucida degli occhi anche quelle della testa ed assemblarli simultaneamente insieme. Alla fine di ogni rotazione la testa lo stimolo velocità della testa e la velocità di disposto dell'occhio sono poco visualizzati contemporaneamente sullo schermo. In tal modo si può valutare immediatamente, per ogni rotazione della testa quanto funzionano stimolo e la risposta oculare. In un testo completo di solito vengono effettuati 20 impulsi casuali in ogni direzione e ciò può durare in genere 2 o 3 minuti. Al termine della prova tutti gli stimoli, la velocità della testa e la velocità di risposta dell’occhio, sono sovrapposti e visualizzati sullo schermo del computer, insieme a un grafico del guadagno VOR (Fig. 2-19).

 

Fig. 2-19

Il guadagno del VOR rappresenta il rapporto tra la velocità dell’oc­chio in risposta alla velocità della testa. Questo rapporto dovrebbe essere idealmente pari a 1,0. In pratica però non è proprio così; infatti volontari sani hanno tipicamente un guadagno del VOR inferiore ad 1,0 (ovvero un valore di circa 0,8-0,9). Ma con il vHIT una risposta insufficiente o asimmetria di risposta VOR è facilmente visibile. Così nello spazio di meno di 5 minuti l’operatore ottiene una misura oggettiva del funzionamento del VOR per entrambi i sensi di rotazione. La videocamera a 250Hz è sufficientemente e sorprendentemente veloce per garantire che le covert saccades possano essere rilevate e siano facilmente visibili sulle tracce sovrapposte (Figura Fig. 2-19).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fig. n 2-20 Mac Doucall ideatore progettista della maschera per il v HIT

 

 

 

 

 

 

E’ importante sottolineare come la precisione del metodo vHIT sia stata attentamente controllata e comparata grazie a misure simultanee dei movimenti oculari durante la rotazione della testa con i due sistemi utilizzati in modo completamente indipendente (search coils e vHIT), misurando gli stimoli e la risposta in 8 soggetti sani e 8 pazienti con diversi gradi (ma ben conosciuti) di perdita della fun­zione vestibolare (Aw et al, 1996 a, b; Weber et al, 2009 b).

L’evidenza di questo confronto diretto (riassunto in Mac Dougall et al 2009) dimostra che il search coils ed il metodo VHIT hanno for­nito risultati molto simili. Infatti siamo stati in grado di sottolineare come non vi fossero differenze significative nel guadagno VOR usando i due sistemi e la correlazione tra il coefficiente di concor­danza e di correlazione tra le registrazioni della velocità per gli occhi con il search coils ed il vHIT era molto elevato, nel senso che entrambi i sistemi hanno fornito lo stesso tipo di risposta

 

CONCLUSIONI

Il video Head Impulse Test è stato in uso per oltre un anno (e continua ad esserlo), in Italia presso la Clinica MSA di Cassino (FR), così come pure in altre due località (Sidney e Zurigo), ed i risultati stanno a dimo­strare come tale presidio strumentale sia estremamente utile. Le figu­re che corredano questo articolo dimostrano la risposta di un sogget­to sano normale, un paziente con perdita bilaterale della funzione vestibolare, ed un paziente con nevrite vestibolare che mostra overt saccades ed un altro paziente che ha covert saccades (fig. 2-21). Il metodo vHIT è in grado di fornire misure oggettive di risposta del rapporto tra la velocità dell’occhio e la velocità della testa e di mostrare il guadagno del VOR per i due sensi di rotazione. Tale metodica è in grado di evidenziare la presenza di saccadi palesi o manifeste (overt saccades) e di saccadi nascoste (covert sacca­des) ed ha un vantaggio straordinario: è un dato oggettivo, dunque non affidato all’interpretazione del clinico!

Le registrazioni oculari effettuate con tale metodica sono perciò in grado di fornire prove tangibili e concrete circa la funzione dei Canali Semicircolari.

 

 

fig. 2-21

 

 

 

 

 

ALTRE STIMOLAZIONI ROTATORIE

1d) La stimolazione labirintica da accelerazioni complementari di Coriolis

Se un soggetto, durante una rotazione a velocità costante, compie dei movimenti di flessione o di estensione del capo lungo un piano perpendicolare a quello della rotazione, accusa la comparsa di un malessere

 

Fig. 2-22 - Nistagmo da accelerazioni complementari di Coriolis. da Babighian-Otoneurologia- Piccin- 2008.  

 Tracciato ENG del nistagmo provocato da accelerazioni di Coriolis (la linea continua indica la durata del movimento di flessione all’indietro di 90° del capo eseguito correttamente sul piano perpendicolare a quello di rotazione mediante una speciale apparecchiatura contentiva del capo) durante la fase di rotazione antioraria della sedia a velocità costante di 90°/sec. caratterizzato da vertigine, manifestazioni neurovegetative di tipo ipervagotonico (nausea, vomito, sudorazione, pallore, scialorrea, ecc.) e segni obiettivi di asimmetria vestibolare: nistagmo, asimmetrie del tono muscolare, disturbi della postura e della deambulazione. Tali manifestazioni sono legate a un particolare tipo di stimolazione labirintica che determina la contemporanea attivazione di recettori labirintici posti su piani dello spazio perpendicolari tra loro. Questo tipo di stimolazione dipende dalle accelerazioni complementari di Coriolis secondo la seguente espressione matematica: ac=2ωw Δv_ţ

L’aumento della velocità costante di rotazione della sedia intensifica la reazione labirintica più dell’aumento della velocità di spostamento del capo. Il nistagmo, di tipo orizzontale-rotatorio, compare dopo un breve periodo di latenza. La polarità delle scosse cambia in rapporto alla direzione del movimento del capo. Se si flette il capo in avanti di 90° dalla posizione normale, le scosse del nistagmo avranno una direzione opposta a quella del senso di rotazione della sedia se si estende il capo all’indietro per tornare nella posizione precedente, le scosse saranno invece dirette omolateralmente. La reazione nistagmica è costituita da due fasi con scosse di opposta polarità intervallate da una breve pausa come si osserva normalmente nel nistagrno postrotatorio .

 

 

 

 

 

Fig.2-23 - Flusso dell’endolinfa determinato dal movimento di flessione all’indietro del capo di 90° eseguito durante la rotazione della sedia a velocità costante (90°/sec). Il calcolo dello spostamento dell’endolinfa dovuto alle accelerazioni complementari di Coriolis nei tre canali semicircolari (. = c. sem. lat.; • = c. sem. post.; = c. sem. sup.), eseguito sec. il modello matematico di Van Egmond e ColI., 1949 rivela che l’attivazione dei recettori è massima a livello del can. sem. lat., mentre è simmetrica ma di segno opposto nei can. sem. verticali (da Biezza E, Martini A., 1976). da Babighian-Otoneurologia- Piccin- 2008.  

 

 

 

 

 

 

Fig.2-23A	Fig.2-23 B

       

 

 

 

 

Fig.2-23 C 

Secondo i calcoli condotti sul modello matematico di Van Egmond, un movimento di flessione del capo in senso antero-posteriore, eseguito sul piano perpendicolare a quello di rotazione determina, dopo 3 minuti di rotazione a velocità costante di 90°/sec., un simultaneo spostamento pluricanalare dell’endolinfa. Se la rotazione della sedia avviene in senso antiorario, tale spostamento è massimo nel canale semicircolare laterale mentre è invece simmetrico nei canali verticali posteriore e superiore dello stesso lato (Fig.2-23 A-B-C) 

 

Fenomeno di Coriolis (Coriolis illusion)

Pur essendo l’effetto di Coriolis un fenomeno di disorientamento spaziale vero e proprio può manifestarsi anche in presenza di riferimenti visivi esterni o della visione dell’orizzonte reale. Il fenomeno, che può condurre ad un intenso stato vertiginoso, si realizza quando il pilota compie movimenti angolari del capo in concomitanza a movimenti angolari del velivolo. Si manifesta con una sensazione soggettiva di rotazione, che appare in modo violento e caotico, incoerente nella sua espressione, accompagnata da nausea e da oscillazione dei bulbi oculari, che impedisce al pilota la lettura degli strumenti.

Il fenomeno si può verificare, ad esempio, se nel corso di una virata verso destra si volge rapidamente la testa verso sinistra, destra, il basso o l’alto.

In tale occasione la brusca rotazione del capo può accelerare o rallentare il moto del liquido endolinfatico all’interno dei canali semicircolari interessati, fornendo informazioni incongrue sia dal punto di vista dei propriocettori che della vista.

Il suo meccanismo è dovuto alla stimolazione contemporanea e ripetuta di due dei tre canali semicircolari allorché il sistema labirintico è capace di integrare solo il segnale proveniente da un canale, senza   generare pericolose  

interferenze sensoriali.

Lo stato vertiginoso che ne deriva conduce ad un movimento disordinato ed apparente degli oggetti occupanti il campo visivo, unito ad una sensazione di caduta. Per prevenire il verificarsi del fenomeno di Coriolis è opportuno ricorrere al frequente utilizzo della mobilità oculare e ciò in particolar modo nel volo strumentale, essendo in questa circostanza inutilizzata la visione periferica e di conseguenza le informazioni riguardanti il movimento e l’ambiente. E’ esperienza nota che la visione periferica è sufficiente da sola a mantenere l’orientamento e l’equilibrio, pur focalizzando la visione centrale (foveale) nella lettura degli strumenti. La visione centrale invece non basta da sola ad assicurare un corretto orientamento nello spazio.

In assenza della visione ambientale si tende ad assumere sé stessi come riferimento della verticalità e quindi a percepire gli oggetti esterni come diversamente orientati.

E’ evidente come una speciale attenzione al succitato fenomeno deve essere dedicata nel volo acrobatico e nel volo in formazione, durante i quali è frequente la tendenza ad esercitare movimenti non necessari con il capo anzi che ricorrere alla sola motilità oculare.

 

2d)   Test della rotazione intorno a un asse inclinato o test RAIG

Si tratta di uno studio della funzione otolitica stimolata da rotazioni a velocità costante intorno a un asse inclinato rispetto alla gravità, chiamato Raig o off vertical axis rotation (OVAR). È lo studio delle risposte nistagmiche otolitiche generali. Questa stimolazione vestibolare otolitica viene realizzata con una sedia rotatoria inclinabile guidata da un computer

 

 

 

                                                                                                                                              

 

 

 

 

Fig.2-24b

 

Fig.2-24a Questa Mega Torque è una sedia rotatoria con asse di rotazione fuori dall’asse  verticale per il test degli Otoliti.

Fig.2-24b Il principale vantaggio clinico ,del test rotazionale informatizzato, è la capacità di produrre accelerazioni angolari che possono  essere controllati e ripetuti . Stimoli multipli di varia intensità possono essere applicati al sistema vestibolare entro un tempo relativamente breve. Questi test permettono la valutazione del riflesso vestibolo-oculare e del percorsi neurale del sistema otticocinetico in un modo che non si  ripetano  procedure alternative.

Test OVAR o test RAIG: la poltrona girevole sulla quale il soggetto è seduto nell'oscurità è ruotata a velocità costante secondo un asse inclinato rispetto alla gravità. Questo movimento produce una stimolazione generale del sistema otolitico e in ritorno una risposta vestibolo-oculare che è registrata e misurata. Fig. 2-25 A,B

<sup>Wiener-Vacher S.R., Bril B., Ledebt A. Changes in otolithic function in infants learning to walk observed with off vertical axis rotation Neuroscience 1994 ; 20 : 1108 [abstract].

Cliquez ici pour aller à la section Références</sup>

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 2-25 A,B OVAR test (Off Vertical Axis Rotation: valuta la funzione otolitica) o test RAIG

A. La sedia è inclinata di 13° rispetto alla gravità e ruotata a una velocità costante di 60°/s (secondo Darlot C et al. Exp Brain Res 1988).

B. I due tracciati in basso mostrano le caratteristiche delle componenti orizzontali e verticali della risposta vestibolo-oculare otolitica in risposta a una rotazione OVAR oraria OVAR. La modulazione dei movimenti oculari (in posizione nonché in velocità delle fasi lente) è sincronizzata con la posizione della sedia durante la rotazione.

La risposta vestibolo-oculare è registrata, al buio, con elettronistagmografia o video-oculografia. La sedia è sottoposta a un'accelerazione rotatoria breve, quindi a un movimento rotatorio costante (60°/secondo) in base a un asse verticale; vengono quindi stimolati i canali semicircolari orizzontali. A velocità di rotazione costante, la risposta canalare si annulla progressivamente. La sedia è allora inclinata di 13° rispetto alla gravità, sempre a velocità costante di 60°/secondo ; viene quindi stimolato, in maniera elettiva, l'apparato vestibolare otolitico. La stimolazione è effettuata in senso orario e antiorario. L'analisi del nistagmo indotto da questa stimolazione permette di analizzare il funzionamento dei sistemi otolitici di destra (rotazione oraria) e di sinistra (rotazione antioraria). La risposta oculare dovuta a questa stimolazione è un nistagmo complesso che comprende una componente orizzontale, una componente verticale e una componente di torsione del bulbo oculare. Le risposte sono registrate sul piano orizzontale e sul piano verticale: le velocità delle fasi lente del nistagmo descrivono una modulazione in funzione del ciclo di rotazione della sedia. I parametri misurati sono l'ampiezza della modulazione delle componenti verticali e orizzontali e la componente continua (o bias che corrisponde alla deviazione della media della sinusoide rispetto allo zero).

Il test RAIG è utile per definire le patologie del sistema otolitico

In caso di patologie vestibolari acute (neuriti, labirintectomia) poiché i fenomeni di compenso centrale cancellano rapidamente le asimmetrie delle risposte al test RAIG e mascherano in tal modo il deficit otolitico; queste asimmetrie all'esame RAIG permettono di distinguere le malattie vestibolari complete (canalari e otolitiche) o parziali (solo canalari); queste ultime riescono a recuperare più facilmente;

In caso di interessamento vestibolare fluttuante, dove il carattere fluttuante della lesione impedisce il compenso centrale; per esempio, nelle fistole perilinfatiche traumatiche, il Il test RAIG  evidenzia una preponderanza direzionale diretta verso il lato leso, segnale di irritabilità otolitica che può indicare la presenza di una fistola

 Questo esame permette di valutare le proprietà dinamiche del riflesso otolito-oculare. Darlot C., 1988 ; <sup>Darlot C., Denise P., Droulez J., Cohen B., Berthoz A. Eye movements induced by off vertical axis rotation at small angles of tilt Exp. Brain Res. 1988 ;  73 : 91-105  [cross-ref]

Cliccare qui per andare alla sezione Riferimenti</sup>. Esso consiste nel misurare i movimenti oculari indotti da una rotazione a velocità costante intorno a un asse inclinato rispetto alla gravità. Durante questa stimolazione a velocità costante, i canali semicircolari non sono stimolati. Al contrario, la componente del vettore gravitario (G), che corrisponde alla proiezione di questo sul piano degli organi otolitici, varia in maniera sinusoidale durante la rotazione. Ne deriva una stimolazione alternativa delle macule otolitiche, che provocherà un nistagmo orizzontale complesso. Il test RAIG stimola i due lati del sistema otolitico. Tuttavia, la stimolazione è più importante per il sistema otolitico destro quando la rotazione è in senso orario, e più importante per il sistema otolitico sinistro quando la rotazione è in senso antiorario.

In pratica, il paziente è seduto nell'oscurità su una sedia che ruota a 60°/s secondo un asse inclinato (da 9° a 13° secondo i paradigmi) e i movimenti oculari sono misurati con l'aiuto dell'elettronistagmografia. La velocità della fase lenta orizzontale evocata dalla stimolazione ha due componenti: una distorsione (che corrisponde alla velocità media della

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 2-26

 

 

 

fase lenta del movimento dell'occhio in senso opposto alla velocità di rotazione della testa) e una modulazione sinusoidale della velocità della fase lenta del movimento dell'occhio, la cui periodicità è identica al periodo della rotazione.

Il test RAIG contribuisce alla diagnosi di una lesione vestibolare monolaterale acuta e le asimmetrie di risposta indicano il lato leso. Così, nelle neuriti vestibolari, e come il test dei potenziali evocati otolitici, esso permette di precisare l'interessamento globale o parziale del nervo vestibolare. Darlot C.,1997 <sup>Darlot C., Toupet M., Denise P. Unilateral vestibular neuronitis with otolith signs and off vertical axis rotation Acta Otolaryngol. 1997 ;  117 : 7-12  [cross-ref]

Cliccare qui per andare alla sezione Riferimenti</sup>.Tuttavia, dopo compenso centrale del deficit, le asimmetrie delle risposte oculari si riducono e questo esame perde il suo interesse.

In caso di interessamento vestibolare bilaterale, permette di valutare la presenza o meno di una funzione otolitica residua. È dunque particolarmente interessante nel bambino in caso di ritardo di acquisizioni motorie, e in particolare di acquisizione della deambulazione, per precisarne l'origine. Wiener-Vacher S.2001.

Gli astronauti hanno riferito di episodi di disorientamento relativamente frequente in condizioni di microgravità e al ritorno in terra. Tali episodi hanno il potenziale di interferire con le prestazioni di un astronauta e di compromettere la sicurezza. Il laboratorio di OVAR principalmente riguarda la comprensione dei meccanismi con cui i giudizi di orientamento  sono realizzati al fine di comprendere le cause degli episodi di disorientamento e si spera di fornire il sistema per eliminare tali episodi. Il laboratorio utilizza compiti  oculomotori e percettivi per misurare dove gli astronauti si sentono di essere in uno spazio tridimensionale e in quale direzione si sentono muoversi . Questa posizione soggettiva è chiamata  egocenter e la posizione e la direzione è determinata sia dagli  Otolite e dagli ingressi somatosensoriali.

 

Il rotatore per il Test della rotazione intorno a un asse inclinato (Off-Vertical Axis Rotator )permette ai ricercatori di studiare  i movimenti oculari e la percezione del movimento mentre cambia continuamente l'orientamento del soggetto rispetto alla gravità. Questo dispositivo è attualmente utilizzato per esaminare le modifiche adattive nelle risposte mediata degli Otoliti- seguendo voli Shuttle di breve durata (DSO 499), così come esaminando le interazioni vestibolare autonomiche.

PROVE PENDOLARI AD ACCELERAZIONE DECELLERAZIONE SINUSOIDALE

1e)Test pendolare rotatorio sinusoidale smorzato stimolazione

     mantenuta(Grenier)

2e)Test pendolare sinusoidale a scansione di frequenza

3e)Test ad accelerazione sinusoidale

 

1e) La prova di stimolazione rotoacceleratoria pendolare o sinusoidale o Test pendolare rotatorio sinusoidale smorzato (Grenier)

La prova di stimolazione pendolare è stata applicata per la prima volta da Kreidl nel 1872 per lo studio della reflettività labirintica ed è entrata nella routine otoneurologica qualche decennio fa (1955) per merito di Hennebert e successivamente di Greiner e Conraux (1960). Questa prova si rifà al principio del pendolo di torsione, un sistema fisico che genera delle oscillazioni rotatorie sinusoidali di periodo costante e di ampiezza progressivamente ridotta. La risposta nistagmica riflette il grado di attivazione dei recettori cupolari dei canali semicircolari laterali dell’uno e dell’altro labirinto in rapporto alla dinamica della corrente endolinfatica. Durante l’oscillazione della sedia in senso orario, il flusso dell’endolinfa nel canale semicircolare laterale di destra sarà diretto in senso ampullopeto, durante l’oscillazione in senso antiorario il flusso dell’endolinfa sarà invece ampullipeto in quello di Sinistra.

Per eseguire la stimolazione, il paziente viene sistemato sulla sedia col capo flesso in avanti di 30° e ben fissato per impedirne ogni movimento. Gli occhi rimangono aperti sotto gli occhiali di Bartels o di Frenzel. Durante la rotazione, l’ambiente deve essere completamente oscuro e silente per evitare fenomeni d’interferenza d’origine otticocinetica e audio cinetica. Dopo aver ruotato la sedia dalla sua posizione normale di equilibrio fino a raggiungere un angolo di ampiezza di 180°, la si lascia libera di compiere una serie di oscillazioni sinusoidali dirette alternativamente in senso orario e antiorario. Tali oscillazioni, a causa dello smorzamento impresso alla sedia, tendono nel corso di 15 periodi, ciascuno della durata di 20 sec., a ridursi progressivamente di ampiezza. Sul grafico, all’inizio della oscillazione della sedia, compare una reazione oculomotoria documentata da una deviazione cupoliforme della penna scrivente. Tale deviazione corrisponde allo spostamento tonico degli occhi che si muovono lentamente nella direzione contraria al senso della rotazione. Successivamente, compaiono sul grafico le prime scosse del nistagmo che, dopo 2-3 sec., raggiungono il valore massimo sia di ampiezza che della velocità angolare della fase lenta. Questi valori permangono tali per 2/3 della durata dell’oscillazione della sedia. Poi si riducono in modo rapido e alla fine della oscillazione il nistagmo cessa completamente. Con l’inizio della successiva rotazione della sedia nella direzione opposta, ricompaiono sul grafico il movimento tonico degli occhi, già in precedenza osservato, ma di opposta polarità e successivamente le scosse nistagmiche che si succedono con le stesse caratteristiche di quelle precedenti (Fig. 2-28).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 2-28 - Metodo di stim. labirintica rotoacceleratoria pendolare sul piano orizzontale. A) L’accelerazione ang. positiva da rot. oraria determina una depolarizzazione del recettore ampollare del can. sem. lat. di destra e l’attivazione dell’area nucleare omolaterale (ANV) con la comparsa di un nistagmo diretto verso destra(          )  B) Analoga è la reazione vestibolare a seguito di una stim. rotatoria antioraria ma di segno opposto (). (da Greiner G., Conraux C., Collard M., 1969). da Babighian-Otoneurologia- Piccin- 2008.  

 

Esso presenta le seguenti caratteristiche: un periodo di 20 secondi (frequenza 0,05 Hz), un'ampiezza massima di 180°, uno smorzamento esponenziale in 15 periodi, un'accelerazione in partenza di 18°/s2. Il movimento oculare è registrato contemporaneamente al movimento della poltrona. Il parametro studiato è il più delle volte la velocità media della fase lenta del nistagmo, calcolata mediante computer, o l'ampiezza cumulativa del movimento dell'occhio. Quest'ultima è ottenuta addizionando le fasi lente e sopprimendo le fasi rapide. Il tracciato cumulativo ha allora la forma di un sinusoide smorzato sovrapponibile al movimento della poltrona. Sono allora misurati il guadagno e la fase del RVOH. Nel soggetto normale, essi sono rispettivamente vicini a 0,6 per il guadagno e a 10° per la fase. Questo test ha il vantaggio di essere rapido, ma esamina il sistema vestibolare soltanto nel campo delle risposte a basse frequenze, mentre può rispondere a un'ampia gamma di frequenze che vanno da 0,01 Hz a 20 Hz.

Si studia anche nel corso di questo test l'indice di inibizione del nistagmo con fissazione oculare (IFO). In questo caso, si chiede al soggetto di fissare un bersaglio luminoso posto nella maschera di videonistagmografia mentre è sottoposto a questa rotazione. La fissazione oculare induce un'inibizione di oltre il 50% del guadagno del RVOH. Un IFO superiore al 50% è sempre segno di una patologia vestibolare centrale, ma non ha un valore localizzatorio preciso.
In caso di distruzione acuta e unilaterale di un labirinto, si osserva una diminuzione bilaterale del guadagno del RVOH a questo test a basse frequenze, più marcata per le rotazioni verso il lato leso che per quelle verso il lato sano. A distanza, queste alterazioni a basse frequenze (0,05 Hz) scompaiono il più delle volte grazie al compenso vestibolare centrale il che, al contrario delle prove caloriche, limita l'interesse di questo esame quando è eseguito a distanza dalla lesione.

 

 

 

Fig.2-29
a velocità angolare

progressivamente

smorzata

 

 

 

 

 

 

Fig 2-29 a - Elettro nistagmogramma pendolare di un soggetto normale I due estratti della curva sono stati rilevati verso i 90 di ampiezza massima del quadro all’inizio della prova (tracciato superiore) e in prossimità della soglia, verso il termine della prova (tracciato inferiore) La velocità di scorrimento della carta è di l5mm al secondo Tarawra dei movimenti oculari: lOmm per 10’ di ampiezza del globo oculare
Su ciascun tracciato, dall’alto in basso:
- la registrazione dei movimenti orizzontali a corrente alternata (A.C ) Costante di tempo: 0,1 Le deflessioni dell’occhio a destra si iscrivono verso l’alto; le deflessioni a sinistra verso il basso;
- la registrazione dei movimenti orizzontali a corrente continua (CC ) Stessa convenzione per il senso del nistagmo;
- il movimento della sedia e la linea isoelettrica, posizione di equilibrio del quadro pendolare;
- la registrazione dei movimenti verticali in corrente alternata (A C 0,1) I movimenti verticali superiori sono registrati verso l’alto, i movimenti verticali inferiori verso il basso.

 

 

 

Fig. 2-30

a velocità angolare

costante

 

 

 

La prova viene condotta oltre che con accelerazioni sinusoidali di valore sopraliminare anche con valori liminari (ampiezza massima dell’oscillazione della sedia di 10°).

 

 

 

I parametri quantitativi normali

La prova classica di stimolazione labirintica mediante l’impiego della sedia rotatoria pendolare consiste nel sottoporre il paziente ad una accelerazione angolare di tipo sinusoidale con valori sopraliminari di 18°/sec2 (partenza della sedia a 180°) con oscillazioni complete della durata di 20 sec. ammortizzate in 15 periodi.

Con una accelerazione di 18°/sec2, i valori della frequenza delle scosse oscillano tra 1,5-2 scosse/sec., con una media di 1,8 scosse/sec. Il calcolo viene eseguito dividendo per 10 (tempo di durata di una singola oscillazione) il numero delle scosse presenti in tale periodo. I valori dell’ampiezza oscillano tra 10° e 15° e quelli della velocità angolare della fase lenta tra 11° e 21°/sec, con un valore medio di 17°/sec.

Con una accelerazione di 9°/sec2, (partenza della sedia a 90°), la frequenza delle scosse, sempre considerate nei 10 sec. (durata di una singola oscillazione), varia da 0,9 a 1,4 scosse/sec. con un valore medio di 1,2 scosse/sec. I valori dell’ampiezza variano da 5° a 10° e quelli della velocità angolare della fase lenta tra 6° e 13°/sec con un valore medio di 9°/sec.

La stimolazione pendolare (prova pendolare) si basa sul principio di applicare al sistema vestibolare uno stimolo acceleratorio di aspetto sinusoidale di cui sono noti sia l’ampiezza che il periodo dell’oscillazione . La prova consiste

in una serie di stimolazioni ad andamento sinusoidale la cui ampiezza massima (180°) diminuisce linearmente nel tempo nei periodi successivi al primo, per arrivare a 0 in 30-40 semiperiodi; la frequenza di stimolazione è pari a 0.05

Hz con valori di ampiezza progressivamente crescenti e decrescenti per accelerazioni angolari fino a 18°/s2. La posizione della sedia (e quindi della testa, che viene flessa di 30°) oscilla in modo sinusoidale e conseguentemente la velocità

della sedia è una sinusoide in anticipo di fase di 90° rispetto alla posizione in modo che l’accelerazione della sedia sarà una sinusoide in anticipo di fase di 90° rispetto alla velocità e quindi in opposizione di fase rispetto alla posizione della

testa e della sedia (Figura 2-31).

 

 

 

Fig. 2-31 - Comportamento dell’ampiezza, velocità e accelerazione di un movimento sinusoidale;ampiezza e accelerazione sono in opposizione di fase. La velocità è sfasata di 90° rispetto ai due precedenti parametri.

 

 

 

Per mezzo di sedie azionate da motori elettrici è possibile ottenere una stimolazione caratterizzata da 2 parametri:

• il periodo, espresso in secondi, che corrisponde alla durata di una oscillazione completa;

• l’ampiezza massima, corrispondente al valore massimo dello spostamento del sistema rispetto al suo punto di equilibrio.

Il periodo di 20 secondi, codificato per le prove pendolari standard, si troverebbe nella zona ottimale di sensibilità dell’apparato vestibolare e pertanto lo spostamento del sistema cupolo-endolinfa sarebbe funzione della variazione

della velocità angolare del movimento. All’inizio della rotazione l’accelerazione è massima e le risposte aumentano molto rapidamente, senza latenza; segue una forte decelerazione che riporta il sistema al suo punto d’equilibrio in modo che

le risposte si attenuano e spariscono rapidamente. In ogni semiperiodo il nistagmo così provocato batte in senso opposto a quello del semiperiodo precedente e del successivo. Tuttavia le risposte ed il movimento della sedia non sono esattamente in fase: lavorando a 0.05 Hz siamo all’estremità del range in cui la risposta cupolare è in fase con la velocità angolare della testa. Per questo esiste un anticipo di fase di 18° della risposta vestibolare rispetto alla velocità della sedia,

perfettamente prevedibile sulla base della dinamica dei canali semicircolari , il cui periodo di risonanza interno è di circa 3 s, quindi; in pratica la posizione della cupola anticipa di 18° la velocità angolare della sedia. Data l’esistenza di questo

sfasamento, per semiperiodo si deve intendere l’intervallo che va dal punto di massima al punto di minima dell’accelerazione. Nel primo semiperiodo l’ampiezza dell’oscillazione della sedia è di 360° (con una accelerazione massima di 18°/s2) per poi decrescere nei periodi successivi fino ad arrivare a 0. Si ammette che il numero di scosse per semiperiodo sia tanto più alto quanto maggiore è l’accelerazione massima del semiperiodo corrispondente. In particolare

il numero delle scosse per semiperiodo è funzione lineare del logaritmo dell’accelerazione massima di quel semiperiodo. Da questo principio deriva il nistagmogramma di frequenza che costituisce la rappresentazione grafica

più comune dei risultati della prova pendolare classica (Figura 2-32).

 

 

 Fig. 2-32 - Esempio di nistagmogramma di frequenza normale

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 2-32 - Esempio di nistagmogramma di frequenza normale Sull’asse delle  ascisse è riportato il logaritmo dell’accelerazione massima, su quello delle ordinate il numero (o la VAFL) delle scosse per semiperiodo in modo da ottenere due nubi di punti, una relativa ai 15-20 nistagmi battenti a destra, l’altra a quelli battenti a sinistra. Tali nubi sarebbero suscettibili di regressione lineare significativa in modo da poter individuare due rette: la pendenza di ognuna darebbe una indicazione del guadagno del VOR e la relativa intercetta con l’asse delle ascisse la soglia del relativo nistagmo (normale 2-3°/s2). Nel semiperiodo con accelerazione massima di 18°/s2 i valori normali di frequenza della risposta nistagmica sono di circa 15-20 scosse, mentre la VAFL massima è di circa 25- 20°/s.

 

La prova pendolare consente un approccio vestibolometrico di più semplice esecuzione e con tempi molto più ridotti rispetto ad una prova rotatoria classica. Inoltre la continua variazione di stimolazione (oraria ed antioraria) sui due labirinti

crea una situazione che simula in modo abbastanza valido quello che accade nella vita normale a seguito dei movimenti naturali del capo. La valutazione della risposta è ottenuta dalla comparazione dei risultati di due stimolazioni eseguite

alternativamente ma in modo indipendente e separate da un certo intervallo. Queste osservazioni ci inducono ad affermare che la stimolazione sinusoidale pendolare è la metodica più fisiologica per l’esplorazione funzionale del sistema

vestibolare.

 

 

2e)Test pendolare sinusoidale a scansione di frequenza. (Jenkins H.A.,1982)

 Permette di analizzare la risposta del vestibolo su una più ampia gamma di frequenze. Nel corso di questo test, il paziente è collocato su di una sedia animata da un movimento sinusoidale il cui periodo passa progressivamente in 2 minuti da 20 a 2 secondi, il che corrisponde a uno spostamento della frequenza da 0,05 Hz a 0,5 Hz. L'ampiezza dell'oscillazione diminuisce progressivamente, in modo da mantenere un'accelerazione sensibilmente costante. Si può quindi valutare il guadagno di RVOH su una gamma di frequenze di stimolazione che vanno da 1 a 10. Un'areflessia alle prove caloriche e rotatorie sinusoidali può non verificarsi a questo test di scansione di frequenza. Ciò potrebbe corrispondere a una funzione canalare orizzontale residua e in particolare a una persistenza delle cellule fasiche dell'epitelio neurosensoriale, di cui si sa che sono stimolate a frequenze superiori a 0,1 Hz. ha avuto una diffusione limitatissima in campo otoneurologico, anche se resta una tecnica interessante che potrà rivedere

Il test sinusoidale o pendolare si basa sull’erogazione di uno stimolo ad accelerazione (e velocità) variabile ed ha, almeno in via teorica, il vantaggio di poter consentire una più agevole un’analisi in frequenza del RVO, sempre che il protocollo di stimolazione preveda un congruo numero di periodi di stimolazione con valori di accelerazione crescenti o decrescenti. Come per tutte le relazioni tra segnali di ingresso ed uscita che seguono un andamento periodico, i principali parametri quantitativi sono il guadagno (inteso come rapporto tra il valore massimo di velocità dello stimolo ed il valore massimo della VAFL) e la fase (intesa come distanza temporale, espressa in gradi, tra il tempo di occorrenza del picco di velocità del segnale di input rispetto al tempo di occorrenza del picco di velocità oculare). Il valore del guadagno può ovviamente oscillare tra 0 ed 1 dove i valori prossimi all’unità esprimono la piena efficienza del riflesso. E’ meno intuitivo, per contro, comprendere il significato della fase che, per quanto concerne il RVO, dovrebbe sempre avvicinarsi al valore di 180° per esprimere l’ottimale e fisiologico rapporto di controfase tra la posizione della testa e quella del bulbo oculare durante la rotazione del capo. Analizzando separatamente e rapportando (con l’ausilio del processo di normalizzazione) i valori del guadagno e della fase calcolati in ogni singolo semiperiodo (rotazione oraria vs rotazione antioraria), e’ possibile calcolare gli indici di preponderanza unidirezionale anche se in questo caso, a differenza di quanto avviene nel test calorico, non e’ possibile distinguere il contributo di ogni singolo emisistema vestibolare (in altri termini non e’ possibile calcolare l’indice di prevalenza canalare).

Per quanto concerne l’interpretazione dei risultati è utile ricordare che mentre l’alterazione associata del guadagno e della fase può esprimere un deficit di funzionalità del RVO, l’alterazione isolata della fase può esprimere un’alterazione della sola dinamica cupolare, come è stato osservato in corso di labirintolitiasi (89-96).

La necessità di utilizzare sedie rotatorie controllate elettronicamente non ha permesso, per ovvi motivi di tipo meccanico-inerziale, l’impiego di frequenze di stimolazione particolarmente elevate (superiori ai 2 Hz) nei protocolli di stimolazione più diffusi (124). Nonostante ciò, il test rotatorio sinusoidale rappresenta un valido metodo per studiare il RVO nel range delle basse e medie frequenze di stimolazione. Il maggiore svantaggio, per contro, oltre alla relativa lunga durata ed alla complessità computazionale del segnale di uscita è rappresentato dalla ripetibilità e prevedibilità dello stimolo che possono dare origine a fenomeni di adattamento in grado di influire, anche notevolmente, sulla funzionalità del RVO. Anche con questo tipo di test, infine, è possibile analizzare l’interazione visuo-vestibolare cercando di quantificare l’entità della riduzione della risposta per-rotatoria indotta dalla fissazione di una mira luminosa solidale con il moto della sedia (test di soppressione visiva) oppure di valutare le variazioni del guadagno del RVO durante una contemporanea stimolazione del sistema otticocinetico.

 

 

3e)Test ad accelerazione sinusoidale

I test rotatori ad accelerazione sinusoidale utilizzano in genere accelerazioni armoniche (SHA): in particolare le frequenze di oscillazione 0.01, 0.02, 0.04, 0.08, 0.16, 0.32 e 0.64 Hz, con velocità angolare massima di 50° / secondo per ciascuna frequenza.

Anche in questo caso la rotazione oraria induce l'eccitazione del labirinto destro e la contemporanea inibizione del sinistro e viceversa.

La risposta del VOR ai test rotatori viene descritta da tre parametri:

a) Guadagno: rapporto fra la velocità massima degli occhi e la velocità massima della testa;

b) Ritardo in risposta allo stimolo: costante di tempo nell'accelerazione impulsiva (tempo, espresso in secondi, perché la velocità massima della fase lenta del ny declini al 37% del suo valore massimo) e angolo di fase nell'accelerazione sinusoidale (misura della relazione temporale fra la massima velocità degli occhi e quella della testa).

c) Simmetria: rapporto della velocità massima degli occhi nella rotazione vero destra e verso sinistra: (VAFLdx-VAFLsn) / (VAFLdx+VAFLsn) x100.

I moderni test rotatori consentono di valutare, oltre allo studio del VOR, anche l'interazione fisiologica tra il riflesso vestibolo-oculare e il riflesso visuo-oculare. Questo è possibile facendo ruotare il paziente ad occhi aperti in un ambiente illuminato, mantenuto stazionario, costituito in genere dalle strisce verticali del tamburo otticocinetico (interazione sinergica fra i riflessi vestibolo e visuo-oculare: Vis-VOR) e, ancora, facendolo ruotare in maniera solidale con le strisce del tamburo otticocinetico oppure mentre fissa una mira luminosa attaccata alla sedia e posta di fronte a lui (interazione antagonista fra i riflessi vestibolo e visuo-oculare: VOR-Fix). Praticamente però,nel test sinusoidale la nausea è inusuale

 

.

 

 

 

Fig. 2-33 - Esempio di test rotatorio sinusoidale

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La PRBS (Pseudorandom Binary Sequence white noise) testa la risposta nistagmica facendo variare la gamma delle frequenze di stimolazione nel­l’ambito della stessa prova Lo spettro frequenziale di stimolazione è compreso tra gli 0,02Hz ed i 2Hz. L’ampiezza delle stimolazioni è approssimati­vamente costante. Si eseguono rotazioni casuali, continue ed imprevedibili con brusche inversioni dell’accelerazione angolare (da valori positivi a valori negativi) intervallate da periodi di accelerazione costante. Il VOR viene così studiato in un campo di frequenze sufficientemente esteso in maniera rapida. L’assenza di pattern ripetitivi di stimolazione previene i fenomeni di adatta­mento.

I pazienti possono anche essere sottoposti a un'accelerazione di grande ampiezza (velocità che vanno da 0 a 80 o 100°/s) seguita da una rotazione a velocità costante per 1 minuto e finalmente da una decelerazione della stessa ampiezza dell'accelerazione iniziale (80 o 100°/s a 0°/s). Si effettuano due rotazioni con gli stessi parametri, una in senso orario ed una antiorario: la prima induce l'eccitazione del labirinto destro e la contemporanea inibizione del sinistro con conseguente ny orizzontale con fase lenta verso sinistra e fase rapida verso destra che inizia immediatamente e tende a diminuire progressivamente fino ad esaurirsi completamente, la seconda il contrario. Al momento dell'arresto brusco si determina la situazione esattamente opposta. In questo caso, ci si interessa al nistagmo che sopraggiunge all'arresto della rotazione, il nistagmo postrotatorio orizzontale, e alla sua costante di tempo di scomparsa (tempo al termine di cui il nistagmo oculare per-rotatorio è diminuito del 63%). Essa nell'uomo e per il sistema orizzontale equivale a circa 20 secondi. È una conseguenza dell'attivazione del meccanismo di accumulo della velocità. Dopo lesione dell'ampolla o del nervo canalare orizzontale, si osserva una diminuzione bilaterale della costante di tempo di RVOH più importante nelle rotazioni verso il lato leso che in quelle verso il lato sano. Queste asimmetrie della costante di tempo di RVOH perdurano nel corso del tempo postlesionale, il che rende questo esame utile in caso di perizia. La durata del nistagmo postrotatorio può anche essere studiata chiedendo al soggetto di inclinare la testa sul piano frontale. In questo caso, anche la costante di tempo del nistagmo postrotatorio è ridotta di metà o più. Se questo effetto non viene osservato, si deve ricercare una lesione del cervelletto.

Recentemente è stato sviluppato un altro test di tipo a impulsi (mezzo giro-arresto)

Esso consiste nel sottoporre il soggetto a un impulso di accelerazione dell'ordine di 70°/s2 per un terzo di secondo, poi farlo ruotare a velocità costante (36°/s) per 5 secondi, quindi sottoporlo a un impulso di decelerazione di ampiezza uguale a quella dell'accelerazione. Il soggetto resta quindi immobile per 30 secondi prima di essere sottoposto al movimento inverso. Sul piano spettrale, questo esame valuta la risposta vestibolare fino a un limite superiore di frequenza dell'ordine di 0,5 Hz. Nel soggetto normale, l'impulso di accelerazione attiva il canale semicircolare orizzontale e induce un nistagmo per-rotatorio. Dato il fatto che la costante di tempo del nistagmo postrotatorio è nel soggetto normale vicina ai 20 secondi, questo nistagmo perdura durante la sospensione di 5 secondi della stimolazione. In caso di areflessia canalare orizzontale, il nistagmo postrotatorio diminuisce rapidamente e la velocità della fase lenta delinea un «aspetto a pinna dorsale di squalo».

Vantaggi

I principali vantaggi della prova rotatoria sono:

-       Stimolo fisiologico;

-       Ridotta variabilità interindividuale di risposta;

-       La frequenza e l'ampiezza sono variabili con precisione;

-       Possono essere eseguite per valutazioni successive in quanto raramente provocano marcato  fastidio; 

-       Consentono di valutare fisiologicamente l'interazione visuo-vestibolare;

-       La possibilità di applicare stimoli multipli esattamente graduati in un periodo di tempo relativamente breve;

-       Lo stimolo rotatorio non è correlato con le condizioni dell’orecchio medio o dell’osso temporale;

-       Consentendo un più esatto rapporto fra stimolo e risposta;

-       In accordo col modello del pendolo di torsione, la VAL del nistagmo indotto dovrebbe essere    proporzionale alla deviazione cupolare, che a sua volta è proporzionale all’intensità della stimolazione.

 

Svantaggi

I principali Svantaggi della prova rotatoria sono:

- Richiedono apparecchiature complesse;

- Stimolano simultaneamente entrambi i labirinti;

- Stimola ancora solo il CSL;

- Non permette di valutare il singolo labirinto;

- Richiedono attrezzature molto costose;

- Non immediata interpretazione dei risultati.

Una caratteristica comune, e comunque una limitazione, a tutte le prove rotoacceleratorie è rappresentata dalla contemporanea stimolazione dei due labirinti e quindi dall’impossibilità di valutare la funzionalità di ogni singolo emisistema vestibolare, impedendo quindi di svelare un danno periferico unilaterale in fase di compenso, pur fornendo delle informazioni sulla eventuale presenza di una predominanza direzionale e valutando in maniera completa e significativa la reflettività del sistema.

Altro limite è rappresentato dai costi elevati delle singole apparecchiature

Contrariamente alle prove termiche, è necessario registrare il nistagmo e la misurazione della velocità della fase lenta. La risposta (il nistagmo) viene valutata in base ad un valore di guadagno ed alla sua sincronia. Il guadagno corrisponde al rapporto tra la velocità della fase lenta del nistagmo e quella della testa (nel caso del gradino di velocità si considera la prima scossa dopo che l’accelerazione ha raggiunto la velocità desiderata), ed il suo valore ideale è 1.

Per valutare la sincronia della risposta, nel caso della stimolazione sinusoidale viene calcolato lo sfasamento della risposta che idealmente deve essere di 180 gradi, visto che gli occhi devono muoversi in direzione opposta rispetto alla testa. Nel caso delle stimolazioni a gradino di velocità è calcolato un valore che è correlato alla fase della risposta, che è la costante di tempo (Tc): una volta raggiunta il valore di velocità che verrà mantenuto costante durante la rotazione o una volta che la sedia è stata bloccata, il nistagmo si esaurirà con una progressiva riduzione di velocità della fase lenta al 37% del valore iniziale dopo un periodo pari ad una Tc, ed a zero dopo 3 Tc.

Inoltre, nel caso delle stimolazioni rotatorie possono essere studiate almeno due tipi di interazioni visuo-vestibolari.

Il primo consiste nel ruotare il soggetto non al buio ma alla luce, osservando le pareti della stanza che scorrono. Le pareti dovranno costituire uno stimolo ottico-cinetico e pertanto non devono essere uno sfondo omogeneo ma strutturato (ad esempio dipinto a chiazze). La stimolazione vestibolare si combina a quella ottico-cinetica e, nel soggetto normale, la risposta diventa molto prossima a quella ideale (guadagno unitario e sfasamento di 180 gradi) e comunque migliora rispetto a quella al buio. Il secondo tipo, consiste nel ruotare il soggetto chiedendogli di mantenere lo sguardo su un oggetto che ruota solidalmente a lui. In questo caso lo stimolo visivo, contrariamente  quello di tipo ottico-cinetico, non aumenta la risposta ma la annulla. In assenza di alterazioni lungo le vie visive, l’integrità delle risposte visuo-vestibolari dipende dall’integrità del flocculo e del paraflocculo. Nel caso di un deficit vestibolare periferico unilaterale l’alterazione principale delle prove rotatorie sarà una riduzione del guadagno (per entrambi i profili di velocità) e della costante di tempo (per il gradino di velocità) verso il lato deficitario ed un anticipo di fase della risposta oculo-motoria (nelle prove rotatorie sinusoidali); le interazioni visuo-vestibolari saranno normali, annullando le asimmetrie osservate durante le rotazioni al buio. Nel caso di un deficit vestibolare periferico bilaterale i valori di guadagno e di costante di tempo saranno ridottissimi in entrambe le direzioni di rotazione, fino a configurarsi in una assenza di risposta; le interazioni visuo-vestibolari saranno normali. Nel caso di un deficit vestibolare centrale i valori di guadagno e di costante di tempo saranno inferiori (lesione a carico del sistema di velocity storage), o superiori (lesione cerebellare nodulare) alla norma; inoltre le interazioni visuo-vestibolari potranno essere alterate. Rispetto alle prove termiche le prove rotatorie hanno alcuni vantaggi: si basano su uno stimolo fisiologico e sono maggiormente idonee alla valutazione di una possibile compromissione centrale del sistema vestibolare. Ci sono però alcuni svantaggi: richiedono apparecchiature più costose ed una analisi più lunga ed onerosa, è difficile testare frequenze/accelerazioni elevate, non permettono di valutare separatamente i due emisistemi vestibolari.

 

CONCLUSIONI

In ambito neurofisiopatologico, l’impiego delle prove roto-acceleratorie ha permesso uno studio estremamente approfondito delle caratteristiche statiche e dinamiche del VOR in quanto esse consentono di sollecitare il VOR in condizioni perfettamente fisiologiche, controllabili con precisione e ripetibili. Nella pratica clinica, tuttavia, le prove rotatorie hanno avuto una diffusione molto più limitata rispetto alle prove caloriche, nonostante che queste ultime sfruttino uno stimolo non fisiologico. Queste ultime rappresentano un test più semplice e più economico e nonostante che forniscano informazioni grossolane limitate alla sola verifica della simmetria del sistema, rivestono un significato diagnostico pratico di fondamentale importanza che spesso non può essere ricavato agevolmente anche utilizzando prove rotatorie estremamente sofisticate. Le prove roto-acceleratorie necessariamente stimolano entrambi i labirinti e pertanto non ci consentono di definire il grado di reflettività del singolo labirinto impedendo quindi di svelare l’esistenza di un danno periferico unilaterale in fase di compenso, pur fornendo informazioni circa l’eventuale presenza di una

preponderanza direzionale e valutando in modo ottimale e significativo la reflettività globale del sistema . In effetti, nei casi di vestibolopatie periferiche bilaterali le prove rotatorie (in particolare quelle eseguite con bassa frequenza di stimolazione,0.05 Hz) appaiono indispensabili per la conferma del deficit potendo testare il sistema a frequenze certamente superiori a quelle indotte dal test calorico . La riduzione della risposta calorica bilaterale non significa necessariamente che la funzione vestibolare sia deficitaria e solo attraverso l’esecuzione di un test roto- acceleratorio possiamo ottenere la conferma dell’ effettivo  deficit vestibolare bilaterale ). L’esatta quantificazione della riduzione della risposta bilaterale può essere utile nella programmazione del trattamento riabilitativo che sarà quindi centrato sul tentativo di incrementare la residua funzione labirintica piuttosto che sulla sostituzione neurosensoriale con input visivi propriocettivi . Per questi motivi l’American Academy of Neurology  considera le prove rotatorie come il “gold standard” per lo studio del deficit labirintico bilaterale. D’altro canto la maggiore informazione intrinseca contenuta nelle risposte a stimoli roto-acceleratori, richiede una laboriosa analisi elettronistagmografica. Quest’ultimo limite è stato da tempo superato con l’introduzione di metodiche di analisi computerizzata del nistagmo tanto che l’analisi delle risposte e la valutazione di parametri quantitativi è stata sfruttata al fine di verificare in modo più dettagliato il comportamento del VOR nella patologia vestibolare centrale. Ad esempio in soggetti affetti da lesioni vestibolari centrali ed in particolare lesioni vestibolo-cerebellari di natura degenerativa, è stato spesso osservato una significativa modificazione vestibolare del guadagno del VOR, riferito a probabile alterazione degli stimoli tonici inibitori flocculo-vestibolari, alcune volte in senso iperattivo altre volte in senso ipo-reattivo . Questi risultati hanno un sicuro significato patologico, ma, specialmente nella quantificazione dei valori del guadagno, dobbiamo tener presente il ruolo dello stato di attenzione del soggetto e l’insorgenza di fenomeni di abitudine che possono indurne una significativa riduzione.

Le prove rotatorie rappresentano indubbiamente la migliore metodica per la valutazione qualitativa del nistagmo provocato e la presenza di aspetti disritmici nel tracciato ENG di un test es. pendolare assume un significato patologico certamente maggiore rispetto ad analoghe anomalie indotte da uno stimolo calorico.

Le prove di tipo sinusoidale, così come la prova pendolare, permettono, sicuramente meglio degli stimoli impulsivi, di evidenziare la presenza di una disorganizzazione del pattern nistagmico che nel paziente con lesioni centrali può assumere diversi aspetti patologici che vanno sotto il nome di “disritmia” .Queste alterazioni della morfologia e del ritmo nistagmico possono essere variamente associate tra loro e, quando ben evidenti e riproducibili, possono essere considerate espressione di una generica sofferenza dei centri di generazione del nistagmo, in particolare della reticolare pontina rivestendo quindi un chiaro significato patologico .In conclusione possiamo affermare che le prove roto-acceleratorie rappresentano attualmente l’unica vera modalità fisiologica di stimolazione del sistema vestibolare. Attualmente vi è la tendenza a privilegiare, nel corso dell’indagine otoneurologica, le prove a basso grado di tecnologia. Quest’importante aspetto della diagnosi vestibolare porterebbe a concludere che esista sostanzialmente una limitata pregnanza diagnostica offerta dalle stimolazioni roto-acceleratorie strumentali tale da non giustificarne un ampio uso clinico. Queste ultime risulterebbero però sempre di fondamentale importanza quando non è possibile eseguire un test calorico (ad esempio in tutti i casi di patologia flogistica acuta e cronica dell’orecchio medio), per lo studio longitudinale dell’evoluzione della patologia dei fenomeni di compenso e dei risultati di trattamenti medici o chirurgici, in virtù della migliore riproducibilità e per la possibilità di ottenere una descrizione sufficientemente accurata e significativa delle risposte.

 

 

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