Tracking Test

TRACKING TEST (Smooth Pursuit)

Timothy C. Hain, MD

Pagina modificata l’ultima volta: March 7, 2021

Lo screenshot qui sopra, dal nostro laboratorio clinico di Chicago, mostra come appare un test computerizzato di tracking. Il test di tracciamento misura la capacità dei soggetti di abbinare il movimento degli occhi al movimento del bersaglio visivo. La linea blu è un obiettivo proiettato da un proiettore LCD su uno schermo a circa 1,5 metri di fronte al soggetto. La linea verde in alto è la posizione orizzontale dell’occhio. Si noti che a volte l’occhio cade dietro il bersaglio e deve fare un movimento brusco e più rapido per raggiungerlo (questo è chiamato “saccade di recupero”). La posizione verticale dell’occhio è mostrata nella traccia in basso. E’ piuttosto tranquilla – mostra occasionali artefatti di ammiccamento, e una piccola quantità di ondulazione relativa a un impreciso allineamento rotazionale della telecamera oculare rispetto all’occhio sinistro (questo può essere facilmente visto sul video di destra, che contiene l’occhio sinistro).

Un esempio di un test di tracking elaborato (etichettato come Smooth Pursuit) è mostrato qui sotto. L’inseguimento sinusoidale viene elaborato con adattamenti di Fourier e viene prodotto un diagramma di Bode. Questa figura mostra l’inseguimento normale, dove è stato registrato solo un occhio.

Metodi per produrre un obiettivo di inseguimento liscio.

La figura sopra mostra due esempi di metodi per produrre un obiettivo di inseguimento liscio. Il metodo “low tech” è quello di attaccare un oggetto pesante dai colori vivaci, come una palla da tennis o da golf, ad una corda. Questo può essere usato per produrre un bersaglio in movimento sinusoidale, ad una singola frequenza che è determinata dalla lunghezza della corda. La velocità di picco è variabile con questo metodo. Sono possibili solo stimoli sinusoidali.

Un metodo più riproducibile per produrre un bersaglio a inseguimento regolare è quello di utilizzare un laser o un proiettore LCD per proiettare un bersaglio su uno schermo. Poiché il prezzo dei proiettori LCD è sceso drasticamente negli ultimi anni, questo è attualmente il metodo preferito.

Un vecchio metodo è quello di usare una “barra LED”. Si tratta di una serie di LED disposti ad arco. Illuminandoli in sequenza, si può creare l’illusione di un movimento fluido, e accendendo i singoli LED, si può eseguire il test delle saccadi. Al momento in cui scriviamo, pensiamo che il metodo del proiettore LCD sia di gran lunga superiore.

Stimoli di inseguimento – CONSIDERAZIONI CLINICHE

Per i test clinici vengono utilizzati sia gli stimoli di inseguimento sinusoidali che quelli ad onda triangolare. Gli stimoli sinusoidali sono appropriati per rilevare i disturbi simmetrici dell’inseguimento e gli stimoli ad onda triangolare sono usati per rilevare l’inseguimento che è migliore in una direzione piuttosto che nell’altra. Il guadagno dell’inseguimento, che è il rapporto tra la velocità dell’occhio e la velocità del bersaglio, è influenzato dalla velocità del bersaglio, dall’accelerazione e dalla frequenza. Per lo stimolo di inseguimento sinusoidale, questi tre parametri dello stimolo sono reciprocamente interdipendenti. Per lo stimolo di inseguimento ad onda triangolare, la velocità è costante, e l’accelerazione appare come impulsi periodici. Di conseguenza, la frequenza e la velocità possono essere variate indipendentemente dall’accelerazione. Purtroppo, l’inseguimento perfetto dello stimolo dell’onda triangolare è impossibile a causa delle brusche accelerazioni al tempo di rotazione.

La registrazione dell’inseguimento regolare è di minore utilità diagnostica, perché i disturbi dell’inseguimento sono solitamente aspecifici. Le prestazioni dell’inseguimento sono fortemente influenzate dall’attenzione, e i soggetti disattenti o poco collaborativi possono avere prestazioni scadenti senza avere alcuna lesione centrale significativa. Un’altra fonte di difficoltà è la mancanza di un paradigma di inseguimento standard associato a un set di dati normali ben definiti. Semplici paradigmi di inseguimento sinusoidale possono essere caratterizzati da una coppia di tre variabili (frequenza, ampiezza e velocità di picco), e le prestazioni di inseguimento sono una funzione di tutte e tre le variabili. La maggior parte dei laboratori ha utilizzato combinazioni idiosincratiche di variabili del paradigma, il che ha portato alla generazione di molti piccoli set di dati normali che non possono essere confrontati con altri. C’è una notevole variabilità anche quando le variabili del paradigma sono simili. Questa variabilità può essere legata a fattori difficili da quantificare, come il grado di allerta presente nei soggetti o la visibilità dell’obiettivo dell’inseguimento. L’inseguimento è facilmente interrotto dai comuni farmaci ad azione centrale come gli anticonvulsivi, i tranquillanti minori e i preparati usati per il sonno. Infine, è anche chiaro che le prestazioni di inseguimento diminuiscono con l’età (Zackon e Sharpe, 1987).

Limiti normali per l’inseguimento liscio

L’inseguimento liscio sinuoso è fortemente ridotto dalla frequenza, dall’età e dal sesso (le donne hanno un inseguimento peggiore degli uomini).

• ICS Medical Corporation. (1988) Test di inseguimento con i computer – un rapporto sulla situazione. ENG Report, Feb (Editore: ICS medical, Schaumburg, Illinois, US).
• Zackon DH, Sharpe JA. (1987) L’inseguimento liscio in senescenza. Effetti dell’accelerazione e della velocità del bersaglio. Acta Otol 1987; 104; 290-297.

Metodo oculare di analisi dell’inseguimento

Diverse marche di sistemi EOG clinici riescono in misura minore o maggiore a quantificare l’inseguimento regolare. Di solito l’errore è dalla parte della normalità – le persone con scarso inseguimento sono valutate come aventi un inseguimento migliore di quello corretto. Gli algoritmi per rilevare le calibrazioni scadenti sono anche attualmente abbastanza primitivi. A causa di questi problemi metodologici, e solo per essere sicuri, è sempre preferibile “guardare” la traccia dell’inseguimento, piuttosto che dipendere dalle prestazioni estremamente variabili dei sistemi commerciali.

Le domande che ci si dovrebbe porre sono:

• L’inseguimento ad alta frequenza (cioè 0,4 hz) è ragionevolmente regolare? Se lo è, questa persona è normale, e andare avanti
• C’è qualche inseguimento a bassa frequenza (cioè 0,1 hz). Se no, questa persona non ha alcun inseguimento, e si può andare avanti.
• Le saccadi sono “catch up” o “back up”? Le saccadi di ritorno significano che la persona sta andando più veloce del bersaglio. Se “catch-up”, questa persona ha probabilmente un nistagmo congenito
• C’è una differenza evidente tra la performance a destra e a sinistra?
• La performance di inseguimento è coerente con l’età del paziente?

Più dettagli su come si calcolano le risposte a queste domande si trovano sotto.

Errori di calibrazione

È facilmente possibile utilizzare una calibrazione errata durante i test ENG/VNG, e quando questo viene fatto, è facilmente visibile sull’inseguimento regolare. Un esempio è mostrato nella figura sopra. Quando si vede questo, l’operatore dovrebbe ricalibrare. Questo a volte può essere fatto dopo la registrazione, poiché l’inseguimento è intrinsecamente “auto calibrante”.

Disturbi simmetrici dell’inseguimento

Disturbi dell’inseguimento dolce

• Età avanzata
• Disturbi del tronco encefalico
• Disturbi cerebellari
• Disturbi corticali cerebrali
• Nistagmo congenito
• Ingestione di droghe
• Disattenzione
• Disturbi visivi

  

  Inseguimento simmetrico alterato in paziente con una lesione cerebellare (impressione basilare).

La riduzione simmetrica dell’inseguimento liscio (guadagno ridotto) si incontra molto spesso. La tabella qui sopra elenca le cause più comuni della riduzione del guadagno dell’inseguimento. Per le ragioni di cui sopra, si dovrebbe essere prudenti nel diagnosticare le anomalie di inseguimento. Clinicamente, è adeguato classificare i pazienti con inseguimento simmetrico in quelli con inseguimento perfetto, quelli con inseguimento moderatamente compromesso e quelli senza alcun inseguimento. Questa classificazione può di solito essere fatta ad occhio dal tracciato della posizione, quando si usa uno stimolo sinusoidale ragionevole (per esempio 0,5 Hz, +- 20 gradi di ampiezza). Le lesioni cerebellari hanno effetti significativi ma relativamente minori sull’inseguimento (Straube et al, 1997).

Quelli con inseguimento perfetto o quasi perfetto, come giudicato dalla mancanza di saccadi di recupero, o da guadagni di inseguimento maggiori di 0,8, sono normali. Le persone con un certo inseguimento, ma non perfetto, ad esempio con guadagni di inseguimento superiori a 0,2 ma inferiori a 0,8, sono in una zona grigia. Tale inseguimento moderatamente compromesso potrebbe essere legato alla disattenzione o ai farmaci, a un disturbo del sistema nervoso centrale sottostante o all’età avanzata.

Le persone con nessun inseguimento, definito operativamente come guadagno di inseguimento inferiore a 0,2, sono i più importanti da identificare perché quasi sempre avranno un disturbo del sistema nervoso centrale. Raramente si nota un guadagno di inseguimento superiore a 1,0. Questo si riconosce dalla presenza di saccadi “di riserva”, o in altre parole, saccadi dirette contro il movimento del bersaglio. Se le saccadi di riserva non sono presenti, si troverà inevitabilmente un errore tecnico. Il guadagno di inseguimento realmente superiore a 1,0 si verifica più frequentemente nei pazienti con una forma di nistagmo congenito chiamato “nistagmo latente”, durante l’inseguimento a onde triangolari. Alcuni soggetti normali possono anche inseguire con guadagni leggermente superiori a 1,0.

Si deve avere la visione centrale per inseguire. Così i ciechi non possono inseguire i bersagli, e le persone la cui visione è stata oscurata dalla cataratta o dalla rimozione dei loro occhiali abituali. D’altra parte, le persone con una buona visione centrale, ma una cattiva visione periferica possono essere in grado di inseguire abbastanza bene. La figura seguente mostra un paziente che ha una pessima visione periferica (vedere la sua registrazione nella pagina dei disturbi saccadici), ma ha una buona visione centrale. Per questo motivo, possono inseguire abbastanza bene.

Riduzione dell’inseguimento regolare – ingestione di farmaci.

Sebbene non siamo a conoscenza di alcun tentativo di testare ogni singolo farmaco per il suo effetto sull’inseguimento, per quanto ne sappiamo, qualsiasi farmaco sedativo può compromettere l’inseguimento regolare. Per essere sedativo, un farmaco deve entrare nel cervello. I farmaci stimolanti in genere non compromettono l’inseguimento regolare, ma causano invece saccadi estranee (scatti a onda quadra)

Frequenti colpevoli sono i farmaci per le vertigini (ad esempio meclizina, benzodiazepine), farmaci psichiatrici e farmaci neurologici. Un esempio dell’effetto dell’Olanzapina sull’inseguimento liscio è mostrato qui sotto (immagine fornita dal Dr. Dario Yacovino).

Asymmetrical Pursuit

Cause di Asymmetrical Pursuit

• Disturbo acuto del lobo parietale
• Disturbo acuto del lobo frontale
• Lesione dei nuclei pontini
• Nistagmo sovrapposto

L’inseguimento che è significativamente peggiore in una direzione che in un’altra è asimmetrico. Anche se raro, l’inseguimento asimmetrico è più spesso di utilità clinica che l’inseguimento simmetrico ridotto, perché è specifico di un disturbo del sistema nervoso centrale. Si può facilmente rilevare l’asimmetria dell’inseguimento se è disponibile un grafico in cui sono indicati il guadagno medio e la deviazione standard in ogni direzione. Si deve usare uno stimolo di inseguimento in cui la velocità è costante, come il paradigma dell’onda triangolare, per essere in grado di confrontare il guadagno verso destra e verso sinistra.

Ci sono diverse cause di inseguimento asimmetrico, come elencato nella tabella qui sopra. I pazienti con lesioni corticali acute che coinvolgono i lobi parietali o frontali, o una lesione del tronco encefalico che coinvolge i nuclei pontini possono temporaneamente mostrare un migliore inseguimento diretto controlaterale alla loro lesione (Bogousslavsky e Regli, 1986). L’asimmetria dell’inseguimento dovuta a una lesione corticale è raramente utile perché tipicamente persiste solo per diverse settimane. Dopo diversi mesi, ci può essere ancora disattenzione al lato opposto alla lesione.

Il nistagmo spontaneo unidirezionale può essere sovrapposto all’inseguimento e causare asimmetria. Il nistagmo spontaneo dovuto a lesioni vestibolari periferiche, quando è debole, può non influenzare affatto l’inseguimento, ma quando è forte (per esempio 20 gradi/sec al buio), può sopraffare il sistema di inseguimento. Il nistagmo spontaneo dovuto a lesioni centrali può non essere corretto dal sistema di inseguimento e risultare in un modello di asimmetria pronunciato. Questi pazienti presentano un nistagmo spontaneo, scarsamente soppresso dalla fissazione, un inseguimento ridotto e asimmetrico e un nistagmo evocato dallo sguardo. In questi casi è utile misurare il guadagno di inseguimento solo intorno alle regioni in cui l’occhio sta attraversando la posizione primaria, come in questo modo, gli effetti di sguardo possono essere eliminati.

Nel paziente con una forma di nistagmo congenito chiamato nistagmo latente, un’asimmetria di inseguimento può essere registrato che altera la direzione secondo l’occhio di osservazione. Questi pazienti hanno di solito una storia di ambliopia. Poiché nessuna asimmetria di inseguimento o nistagmo può essere visto con entrambi gli occhi che guardano, questa condizione può causare confusione se il paziente alterna la fissazione durante la batteria oculomotoria.

Reversed Pursuit

In alcuni pazienti con nistagmo congenito, gli occhi faranno saccadi in direzione del movimento del bersaglio e movimenti lenti e morbidi contro il movimento del bersaglio. Alcuni autori preferiscono evitare di usare il termine “inseguimento inverso” perché la velocità degli occhi non è proporzionale alla velocità del bersaglio in questi pazienti (Abadie e Dickenson, 1981).

Anomalie varie di inseguimento.

Nei pazienti con scarsa visione, come quelli che non indossano gli occhiali o le lenti a contatto durante il test, o più raramente una persona con degenerazioni pigmentarie della retina, di tanto in tanto gli occhi possono “perdersi” durante il tracking. Allora possono mostrare un modello caratteristico di saccadi di ricerca. Tuttavia, poiché il paziente può trovare il bersaglio in modo intermittente, le cifre del tracking possono essere normali. La figura qui sopra mostra un esempio di questo caso. Si noti la raffica di scatti dell’onda quadra nella traccia orizzontale (in alto), e anche l’oscillazione della posizione dell’occhio. Questo paziente ha tracciato numericamente con un guadagno di 0,96 (che è normale).

Il termine “inseguimento disorganizzato” è talvolta applicato all’inseguimento gravemente anormale che rientra in una delle categorie sopra menzionate. Questo può essere un problema grave con i sistemi video che non permettono la visione corretta (cioè .indossare occhiali durante il test). Parte dell’esecuzione della parte oculomotoria di un ENG dovrebbe essere quella di misurare l’acuità visiva nell’occhio che sta guardando.

I movimenti oculari disconiugati possono verificarsi raramente durante l’inseguimento. Nella maggior parte dei casi non è necessario esaminare il tracciato dell’inseguimento, perché gli stessi disturbi sottostanti che causano l’inseguimento disconiugato, causano anche saccadi disconiugate.

L’inseguimento nelle lesioni del lobo parietale

I soggetti con lesioni del lobo parietale possono essere disattenti a metà del loro spazio visivo. Per questo motivo, l’inseguimento può semplicemente “fermarsi” quando l’occhio si sposta nel campo dove la persona non è attenta (vedi immagine sotto).

• Bogousslavsky, J. e F. Regli (1986). “Difetti di inseguimento dello sguardo in lesioni parieto-occipitali unilaterali acute e croniche”. Eur Neurol 25(1): 10-18.

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Riferimenti generali

• Alpert JN, (1974) fallimento della soppressione di fissazione: un effetto patologico della visione sul nistagmo calorico. Neurologia 24: 891-896, 1974.
• Straube A, Scheuerer W, Eggert T. Lesioni cerebellari unilaterali influenzano l’inizio dei movimenti oculari omolaterali di inseguimento nell’uomo. Ann Neurol 1997;42;891-898.
• Takemori S, Cohen B. (1974) Perdita di soppressione visiva del nistagmo vestibolare dopo lesioni del flocculo. Brain Res 72:213
• Wheeless LL, Cohen GH, Boynton RM. (1967) Luminanza come parametro del sistema di controllo del movimento oculare. J. Opt Soc Am. 57, 394-400
• Zee DS, Yee RD, Cogan DG, Robinson DA, Engel WK. (1976b) Anomalie motorie oculari nell’atassia cerebellare ereditaria. Brain 99:207-34.