Grundlagenuntersuchung der zervikovestibulären Afferenzen in Abhängigkeit zu Schwerkraftrichtung und Probandenalter

Abstract

Einleitung: Der Stellenwert zervikaler Propriozeption für das menschliche Gleichgewichtsempfinden ist bis heute nicht zufriedenstellend geklärt. Anhand eigener Voruntersuchungen wurde bereits mit dem dreidimensionalen Halsdrehtest (3D-HDT) mittels der 3D-Videookulographie (3D-VOG) die vestibulär relevante suboccipitale Region tonisch in den sechs Kopfauslenkpositionen exploriert. Hier ergaben sich Interpretationsschwierigkeiten bei der Beurteilung des Zielparameters, dem zervikotonischen Provokationsnystagmus (CPN). Es konnte dabei prinzipiell nicht ausgeschlossen werden, dass es in den gehaltenen Kopfauslenkungen durch die Verlagerung des Schwerkraftvektors zu einer Mitstimulation des Otolithenorgans kam. Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb die selektive zervikovestibuläre Provokation mithilfe eines neuen und eigens konstruierten dreidimensionalen Rumpfexkursionsstuhls (3D-RES). Dieser sollte bei fixiertem Kopf und isolierter Rumpfauslenkung eine Beurteilung zervikookulärer Reaktionen, der Effekte von Alterungsprozessen sowie der dynamischen kraniozervikalen kinästhetischen Sensibilität (KKS) in einem vestibulär gesunden Kollektiv ermöglichen. Methodik: Die bisher verwendete 3D- HDT-Methode wurde der 3D-RES-Methode statistisch gegenübergestellt. Mit beiden Methoden wurden 100 Probanden zweier Altersgruppen (Gruppe26 [Altersmedian= 26; n= 50]; Gruppe50 [Altersmedian= 50; n= 50]) einander randomisiert in den jeweils vergleichbaren Kopf-zu-Rumpf-Positionen gegenübergestellt. Mithilfe der verwendeten 3D-VOG waren Nystagmusmodulationen digital registrierbar. Bei der Auswertung wurden die Vertikal- und Horizontalnystagmen anhand eines Scoresystems verglichen. Ergebnisse: In der 3D-HDT-Methode war eine signifikante Nystagmusmodulation in horizontaler und vertikaler Nystagmusdimension statistisch nachzuweisen. In der rein zervikalen Provokation mittels der 3D-RES-Methode war diese nur in der horizontalen Nystagmusdimension bei Rumpftorsion signifikant. Im Methodenvergleich bestätigte sich eine signifikant stärkere Nystagmusmodulation bei Kopfauslenkung. Gruppe50 zeigte in der 3D-HDT-Methode signifikant mehr Vertikalnystagmusaktivität als Gruppe26. In der 3D-RES-Methode hingegen war kein signifikanter Unterschied zwischen den Altersgruppen ableitbar. Im gruppenselektiven Methodenvergleich war in Gruppe26 nur eine vermehrte Horizontalnystagmusmodulation in Kopfauslenkung gegenüber Rumpfauslenkung zu verzeichnen. Gruppe50 zeigte generell eine signifikant stärkere Reizreaktion auf Kopfauslenkung in der 3D-HDT-Methode. Bei der Auswertung der signifikanten Vertikalnystagmusmodulation in der 3D-HDT-Methode zeigte sich ein signifikant häufigeres Auftreten des Upbeat-Nystagmus (UBN) gegenüber dem Downbeat- Nystagmus (DBN). Der DBN trat bei Kopfauslenkung in der 3D-HDT-Methode in Gruppe50 häufiger auf als in Gruppe26. Im UBN war keine signifikante Altersdifferenz ableitbar. Bei der Untersuchung der KKS wich Gruppe26 lediglich in der Flexion signifikant weniger von der Nullposition ab als Gruppe50. Schlussfolgerung: Wir schlussfolgern aus den Ergebnissen der Pilotstudie, dass sich Kopf-zu-Rumpf Provokationshaltungen prinzipiell eignen, um zervikotonische Nystagmusmodulationen nachzuweisen. Die methodische Exklusion periphervestibulärer Sensorreize anhand der 3D-RES-Methode erwies sich hierbei als vorteilhaft. Das Alter schien einen relevanten Einfluss auf die Nystagmusmodulation auszuüben. Der Zusammenhang zur zervikalen Afferenz muss weiter belegt werden. Die Untersuchung der KKS im 3D-RES ermöglichte die altersspezifische Überprüfung der zervikalen Sensorleistung. Erst durch Evaluation der adäquaten Auslenkungsgrenzen und Folgeuntersuchungen an zervikal defizitären Patienten können die Effekte der 3D-RES-Methode weiter beurteilt werden.

Introduction: The significance of cervical proprioception for human balance has thus far not been sufficiently elucidated. Drawing on our own preliminary research using the three-dimensional neck-torsion-test (3D-NTT) and 3D-video- oculography (3D-VOG) the suboccipital region relevant to the vestibular system was examined with reference to tonic head excursions. Exact interpretation of the target parameter, the cervicotonic provocation nystagmus (CPN), proved difficult as in principle it could not be excluded that the shift of the gravity vector caused by tonic head excursion was causing additional stimulation of the otoliths. Thus the aim of this study was to provoke selective cervico-vestibular stimulation using the novel three-dimensional trunk excursion chair (3D-TEC) we ourselves constructed. This chair is designed to enable both evaluation of cervico-ocular reactions during isolated trunk excursion, and evaluation of the effects of aging and dynamic craniocephalic kinesthetic sensibility (CKS) in a group with healthy vestibular systems. Methods: The previously used 3D-NTT-method was statistically compared to the 3D-TEC-method. In both methods 100 healthy subjects of two age groups (group26 [md= 26; n= 50]; group50 [md= 50; n= 50]) were randomized for comparison of similar neck-to-trunk-positions. Use of 3D- video-oculography (3D-VOG) enabled digital recording of nystagmus modulations. The relevant vertical and horizontal nystagmuses were classified and compared using a specially developed scoring system. Results: Use of the conventional 3D-NTT-method enabled detection of significant nystagmus modulation in horizontal and vertical dimensions, whereas in pure cervical stimulation using the new 3D-TEC-method this was only evident in the horizontal dimension and only during trunk torsion. Comparison of the two methods confirmed significantly stronger nystagmus modulation through head excursion. In terms of the 3D-NTT-method, group50 showed significantly more vertical nystagmus activity than group26. However, no significant difference was found between the groups in terms of their reactions to trunk excursion in the 3D-TEC- method. In a group-specific comparison of the methods, group26 showed a significant increase of the horizontal nystagmus in head over trunk excursion, whereas group50 generally displayed a significantly greater response to provocation by head excursion in 3D-NTT. Analysis of the significant vertical nystagmus modulation produced with the 3D-NTT-method showed predominance of upbeat- (UBN) over downbeat-nystagmus (DBN). Through head excursion with the 3D-NTT-method the DBN was more frequently evoked in group50 than in group26. In UBN no significant age difference could be derived. Examination of the CKS showed that only in terms of flexion were group26 significantly closer to the starting position than group50. Conclusion: The results of the pilot study lead us to conclude that head-to-trunk provocation is in principle a suitable means of proving cervicotonic nystagmus modulation. Exclusion of peripheral vestibular stimulation allowed by the 3D-TEC-method proved to be beneficial. Age seemed to have a marked influence on nystagmus modulation yet its relation to cervical afference still needs further exploration. Examination of the CKS in the 3D-TEC enabled age-specific inspection of cervical sensor performance. Only by evaluation of adequate excursion limits and consistent analysis of patients with cervical deficiency can the effects of the method be further assessed.