トラッキングテスト

TRACKING TEST (Smooth Pursuit)

Timothy C. Hain, MD

ページの最終更新日です。 2021年3月7日

上のスクリーンショットは、シカゴの臨床研究所のもので、コンピュータによるトラッキングテストがどのように見えるかを示しています。 トラッキングテストは、被験者の目の動きと視覚的なターゲットの動きを一致させる能力を測定するものです。 青い線は、LCDプロジェクターで被験者の前方約1.5mのスクリーンに投影されたターゲットです。 上部の緑色の線は、水平方向の視線位置です。 このとき、眼球が目標より遅れてしまい、追いつくために急に速く動くことがある（これを「キャッチアップサッケード」と呼ぶ）ことに注意。 下図は垂直方向の視線位置である。 これはかなり静かで、時折まばたきのアーチファクトと、左目に対するアイカメラの不正確な回転アライメントに関連したわずかな起伏が見られます（これは、左目を含む右ビデオで簡単に見ることができます）。

処理されたトラッキングテスト（Smooth Pursuitとラベル付けされています）の例を以下に示します。 正弦波追跡はフーリエフィットで処理され、ボード線図が作成されます。 この図は、片目だけが記録された通常の追従を表しています。

スムースパシュートターゲットの生成方法。

上の図は、滑らかな追従目標を作り出す方法の2例を示したものである。 ローテク」な方法は、テニスボールやゴルフボールのような明るい色の重い物体をひもでくくりつけることです。 これは、紐の長さによって決まる単一の周波数で、正弦波状に動くターゲットを生成するために使用することができる。 この方法では、ピーク速度は可変である。 正弦波刺激のみ可能です。

滑らかな追跡ターゲットを作るより再現性の高い方法は、レーザーや液晶プロジェクターを使ってスクリーン上にターゲットを投影する方法である。 近年、液晶プロジェクターの価格が劇的に下がっているため、現在はこの方法が好まれている。

円滑な追跡を引き出す劣悪な方法として、「LEDバー」を使用する古い方法がある。 これは、LEDを円弧状に並べたものである。 これを順次点灯させることで滑らかな動きの錯覚を起こし、個々のLEDを点灯させることでサッカード試験を行うことができる。 この時点では、液晶プロジェクター方式の方がはるかに優れていると考えています。

PURSUIT TRACKING — CLINICAL CONSIDERATIONS

臨床検査では、正弦波と三角波の追従刺激を使っている。 正弦波刺激は追跡の対称的な障害を検出するのに適しており、三角波刺激は一方向に優れた追跡を検出するために使用される。 眼球速度と目標速度の比である追従利得は、目標速度、加速度、周波数に影響される。 正弦波追従刺激では、これら3つの刺激パラメータは相互に依存し合っている。 三角波の追跡刺激では、速度は一定で、加速度は周期的なパルスとして現れる。 従って、周波数と速度は加速度とは無関係に変化させることができる。 残念ながら、三角波の刺激では、折り返し時に急激な加速度が発生するため、完全なトラッキングは不可能である。

追跡の障害は通常非特異的であるため、滑らかな追跡の登録はあまり診断に有用ではない。 追跡能力は注意に強く影響され、不注意な被験者や非協力的な被験者は、重大な中枢病変がなくても、追跡能力が低いことがある。 もう一つの困難の原因は、明確に定義された正常データセットに関連する標準的な追跡パラダイムが存在しないことである。 単純な正弦波追跡パラダイムは、3つの変数（周波数、振幅、ピーク速度）の組で特徴付けることができ、追跡性能は3つの変数すべての関数である。 ほとんどの研究室では、パラダイム変数の特異的な組み合わせを使用しており、その結果、他と比較することができない多くの小さな正常データセットが生成されています。 パラダイム変数が類似していても、かなりのばらつきがある。 この変動は、被験者の覚醒度や追跡対象の視認性など、定量化が困難な要因に関連している可能性がある。 追従は、抗けいれん剤、マイナートランキライザー、睡眠薬など、一般的な中枢作用薬によって容易に阻害される。 最後に、追従能力は年齢とともに低下することも明らかである（Zackon and Sharpe, 1987）。

平滑追従の正常限界

正弦波平滑追従は、周波数、年齢、性別によって強く低下する（女性は男性よりも追従が悪い）。

• ICS Medical Corporation. (1988) コンピュータによる追従試験-現状報告． ENG Report, Feb (Publisher: ICS medical, Schaumburg, Illinois, US).
• Zackon DH, Sharpe JA. (1987)老化における円滑な追従性。 標的の加速度と速度の効果。 Acta Otol 1987; 104; 290-297。

眼球法による追跡解析

臨床用EOGシステムのブランドによって、平滑追跡の定量化には程度の差こそあれ、成功するものがある。 通常、誤差は正常の側にあり、追従性の悪い人は、正しい追従性よりも良いものとしてスコア化されます。 また、較正不良を検出するアルゴリズムも、現在のところ、かなり原始的なものである。 これらの方法論的な問題のために、そして念のために、市販のシステムの極めて不安定な性能に依存するよりも、追跡トレースを「目で見る」ことが常に望ましいと言えます。

質問すべきは、

• 高周波（つまり0.4 Hz）の追従は適度にスムーズか？ もしそうなら、この人は正常で、次に進みます。
• 低周波（つまり0.1hz）で全く追従がないのか。 もしなければ、この人には追従性が全くないので、次に進みます。
• サッカードは「キャッチアップ」ですか、それとも「バックアップ」ですか？ バックアアップとは、その人が目標よりも速く動いていることを意味します。 キャッチアップの場合、先天性眼振がある可能性があります。

これらの質問に対する答えをどのように見つけるかについて、以下に詳しく述べます。

キャリブレーションエラー

ENG/VNGテスト中に間違ったキャリブレーションを使用することは簡単に可能で、これが行われると、滑らかな追跡で簡単に見ることができます。 例を上の図に示します。 これが見られる場合、オペレータは再キャリブレーションを行う必要があります。 これは、パシュートが本質的に「自己校正」であるため、録画が行われた後に行うことができる場合があります。

左右対称の追跡障害

円滑な追跡の障害

• 高齢
• 脳幹障害
• 小脳障害
• 大脳皮質障害

先天性眼振

• 薬物摂取
• 不注意
• 視覚障害

  

  小脳病変（脳底印象）患者における相称性追求障害である。

滑走路の左右対称の減少（利得減少）は、非常に頻繁に遭遇します。 上の表は、追従利得の減少の最も一般的な原因をリストアップしたものです。 上記の理由により、追従性異常の診断には慎重であるべきである。 臨床的には、左右対称の追従性を持つ患者を、完全な追従性を持つ患者、中程度の追従性障害を持つ患者、全く追従性のない患者に分類することが適切である。 この分類は、妥当な正弦波刺激（例：0.5Hz、振幅±20度）を使用すれば、通常、位置トレースから目視で行うことができる。 小脳病変は追従性に大きな影響を与えるが、比較的軽度である(Straube et al, 1997)

キャッチアップサッカードの欠如、または0.8以上の追従利得から判断すると、完全またはそれに近い追従性を持つものは正常である。 完全ではないものの、ある程度の追従性を持つ人、例えば追従利得が0.2より大きく0.8より小さい人はグレーゾーンにあります。 このような中程度の追従性障害は、不注意や投薬、中枢神経系の基礎疾患、または高齢に関連している可能性があります。

追従性が全くない人（追従性0.2未満と定義）は、ほぼ常に中枢神経系の障害があるため、識別することが最も重要である。 まれに1.0を超える追従性が認められることがある。 これは、「バックアップ」サッカードの発生、言い換えれば、目標運動に対して指示されるサッカードが発生することで認識される。 バックアップサッカードがない場合は、必然的に技術的なミスを発見することになる。 1.0を超える追従利得は、「潜在性眼振」と呼ばれる先天性眼振の患者において、三角波追従時に最も頻繁に発生する。 健常者でも1.0よりわずかに大きい利得で追跡できる場合がある。

追従するためには中心視が必要です。 したがって、目の見えない人は目標を追跡することができないし、白内障や習慣的な眼鏡をはずしたために視力が低下している人も追跡できない。 一方、中心視はよくても周辺視が悪い人は、かなり追えることがある。 下図は、周辺視はひどいけれども、中心視は良好な患者さんです（サッカード障害のページの患者さんの記録をご覧ください）。 このため、かなり追従することができます。

円滑な追従性の低下–薬物摂取

追従性に対する影響についてすべての薬をテストする試みはありませんが、我々が知る限り、どんな鎮静剤も円滑な追従性を損ねる可能性があります。 鎮静作用があるためには、薬が脳に入り込まなければなりません。 覚醒剤は一般に円滑な追従を損なわず、代わりに突発的なサッカードを引き起こします(方形波ジャーク)

よくある違反はめまいの薬(例：メクリジン、ベンゾジアゼピン)、精神薬、神経薬などです。 オランザピンの滑走路追跡への影響の一例を以下に示す（画像提供：Dario Yacovino博士）

非対称性追求

非対称性追求の原因

• 急性頭頂葉障害
• 急性前頭葉障害 脳橋核の病変
• 重畳性眼振

一方向に著しく悪化する追従性は非対称性である。 まれにしか見られないが、左右非対称の追従は中枢神経系疾患に特異的であるため、左右対称の追従よりも臨床的に有用であることが多い。 各方向の平均利得と標準偏差を示すプロットがあれば、追従の非対称性を容易に検出することができる。 右向きと左向きの利得を比較するためには、三角波のような速度が一定の追従刺激を使用しなければならない。 頭頂葉や前頭葉の急性皮質障害や脳橋核の脳幹障害では、一過性にその反対側の追従性が向上することがある(Bogousslavsky and Regli, 1986)。 皮質損傷による追従性の非対称性は、通常、数週間しか持続しないため、ほとんど有用ではない。 また、数ヵ月後にも病巣の反対側に不注意が見られることがある。

一方向性の自発性眼振が追従に重なり、非対称を引き起こすことがある。 末梢前庭病変による自発眼振は，弱い場合は追従性に全く影響を与えないが，強い場合（例えば，暗所で20deg/sec）には追従系を圧倒することがある。 中枢性病変による自発性眼振は，追従系で補正されず，顕著な非対称パターンとなることがある。 このような患者は、固視による抑制が不十分な自発眼振、追従性の低下と非対称性、視線誘発性眼振を呈する。

潜在性眼振と呼ばれる先天性眼振の患者では、見る目によって方向が変わる追従性の非対称性が記録されることがある。 このような患者は通常弱視の既往がある。 また、両眼視では追従非対称や眼振が認められないため、眼球運動バッテリで固視を交代させると混乱をきたすことがある。 このような患者では眼球速度は目標速度に比例しないため、「逆追跡」という用語を使用しないことを好む著者もいる（Abadie and Dickenson, 1981）

その他の追従異常

視力の低い患者、例えば検査中に眼鏡やコンタクトを装着していない人、あるいは稀に網膜色素変性のある人では、トラッキング中に目が「失われる」ことが時々あります。 その場合、特徴的な探索サッカードのパターンを示すことがあります。 しかし、断続的にターゲットを見つけることができるため、トラッキングの数値が正常である場合もあります。 上図はそのような場合の例です。 水平トレース(上)に矩形波のジャークが散見され、視線位置が揺れ動いていることに注意してください。 この患者は数値的には0.96のゲインで追従しています（これは正常です）。

「乱れた追跡」という用語は、上記のいずれかに該当する重度の異常追跡に対して適用されることがあります。 これは、矯正視力を必要としないビデオシステム（つまり、テスト中に眼鏡をかけること）では、深刻な問題となりうる。 ENGの眼球運動部分の一部として、見ている目の視力を測定する必要があります。

追従中に不同な眼球運動が起こることは稀です。

頭頂葉病変の追従

頭頂葉病変の患者は、視覚空間の半分に不注意である可能性があるため、ほとんどの場合、追従痕を精査する必要はない。 このため、注意が向いていない領域に視線が移動すると、追従が単純に「停止」することがある（下の画像参照）。

• Bogousslavsky, J. and F. Regli (1986)． “急性および慢性片側頭頂・後頭部病変における追求視線障害”。 Eur Neurol 25(1): 10-18.

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一般参考文献

• アルパートJN, (1974) Failure of fixation suppression: a pathologic effect of vision on caloric nystagmus.（「固視抑制の失敗」、日本神経科学会雑誌）。 神経学 24: 891-896, 1974.
• Straube A, Scheuerer W, Eggert T. Unilateral cerebellar lesions affect initiation of ipsilateral smooth pursuit eye movement in human.
• Takemori S, Cohen B. (1974) Flocculus lesions after vestibular nystagmus visual suppression loss of the loss of visual suppression. Brain Res 72:213
• Wheeless LL, Cohen GH, Boynton RM. (1967)眼球運動制御系のパラメータとしての輝度。 J. Opt Soc Am. 57, 394-400
• Zee DS, Yee RD, Cogan DG, Robinson DA, Engel WK. (1976b) 遺伝性小脳失調症における眼球運動異常． Brain 99:207-34.