How Lingering Fusional Adaptation Influences the Bielschowsky Head Tilt Test in Superior Oblique Paresis

Abstract

Background The lack of a positive Bielschowsky head tilt test (BHTT) is commonly seen as an indicator that superior oblique paresis (SOP) is not present. This study investigated the influence of fusion on the BHTT in unilateral SOP.

Patients/Methods and Material We analyzed vertical fusional vergence using our eye-tracking haploscope and the value of BHTT difference (BHTTD) in 11 patients who were diagnosed with congenital unilateral SOP and able to fuse.

Results Patients used one of three different mechanisms of vertical vergence to achieve fusion. The three fusional mechanisms were associated with a significantly different BHTTD (p < 0.05). Seven of the eleven patients used vertical recti-mediated fusion and had a mean BHTTD ± SD of 21.7 ± 6.3 prism diopters (PD). Three of these patients whom we measured after a patch test for at least 30 min showed a decreased BHTTD (12.7 ± 3.8 PD). Three of the eleven patients used a mixed (oblique/rectus) fusional mechanism and had a mean BHTTD ± SD of 9.3 ± 8.6 PD. Of these patients, the one whom we measured after patching showed an increase of 11 PD in BHTTD. The remaining patient used oblique muscle-mediated fusion and had a BHTTD of only 3 PD that increased to 21 PD after patching. One explanation for this BHTT behavior in the latter patient involves lingering vergence adaptation of the “paretic” superior oblique muscle (SOM) and contralateral inferior oblique muscle, which makes these muscles more effective when activated, as is the case on ipsilateral head tilt (part of the ocular counter-roll mechanism), lessening the expected increase in hyperdeviation. Similarly, in our patients with mixed fusion, the vergence-adapted “paretic” SOM and contralateral superior rectus muscle are activated on ipsilateral and contralateral tilt, respectively, lessening the hyperdeviation in both directions. In the other seven patients, however, the vergence-adapted ipsilateral inferior rectus muscle and contralateral superior rectus muscle are activated on contralateral tilt, accentuating the BHTTD.

Conclusion Depending upon the specific muscles used for vertical fusion, the BHTTD is decreased or increased. The presence of a large BHTTD points to lingering or persisting fusional tonus involving the vertical rectus muscles. The lack of a positive BHTT does not rule out the diagnosis of SOP, but rather may be caused by lingering or persevering fusional tonus involving the oblique muscles. Performing the BHTT after a patch test for a minimum of 30 minutes may be necessary to reveal the BHTTD, supporting the diagnosis of SOP.

Zusammenfassung

Hintergrund Das Fehlen eines positiven Bielschowsky-Kopfneigetests (BHTT) gilt gemeinhin als Indikator dafür, dass keine Trochlearisparese (SOP) vorliegt. In dieser Studie wurde der Einfluss der Fusion auf den BHTT bei einseitiger SOP untersucht.

Patienten/Methoden und Material Wir analysierten die vertikale fusionale Vergenz mithilfe unseres Eye-Tracking-Haploskops und den Betrag der BHTT-Differenz (BHTTD) bei 11 Patienten, bei denen eine kongenitale einseitige SOP diagnostiziert wurde und die fusionieren konnten.

Ergebnis Die Patienten verwendeten 1 von 3 Mechanismen der vertikalen fusionalen Vergenz. Die 3 Fusionsmechanismen waren mit einer signifikant unterschiedlichen BHTTD verbunden (p < 0,05). Sieben der 11 Patienten nutzten die vertikal-Recti-vermittelte Fusion und hatten eine mittlere BHTTD ± SD von 21,7 ± 6,3 Prismendioptrien (PD). Drei dieser Patienten, die wir nach einem mindestens 30-minütigen Patch-Test gemessen haben, wiesen eine verringerte BHTTD auf (12,7 PD ± 3,8 PD). Drei der 11 Patienten benutzten einen gemischten Fusionsmechanismus (Obliquus/Rectus) und hatten eine mittlere BHTTD ± SD von 9,3 ± 8,6 PD. Der eine Patient von diesen, den wir nach dem Patching gemessen haben, wies einen Anstieg der BHTTD um 11 PD auf. Der verbleibende Patient nutzte die durch die Obliqui-vermittelte Fusion und hatte eine BHTTD von nur 3 PD, die sich nach dem Patching auf 21 PD erhöhte. Eine Erklärung für das BHTTD-Verhalten des letztgenannten Patienten ist die anhaltende Vergenzanpassung des „paretischen“ Obliquus superior (SOM) und des kontralateralen Obliquus inferior, die diese Muskeln effektiver macht, wenn sie aktiviert werden, wie es bei der ipsilateralen Kopfneigung der Fall ist (Teil des okulären Gegenrollmechanismus), wodurch die erwartete Zunahme des Höhenschielens verringert wird. In ähnlicher Weise werden bei unseren Patienten mit gemischter Fusion der vergenzadaptierte „paretische“ SOM und der kontralaterale Rectus superior bei ipsilateraler bzw. kontralateraler Neigung aktiviert, wodurch das Höhenschielen in beide Richtungen verringert wird. Bei den anderen 7 Patienten sind jedoch der vergenzadaptierte ipsilaterale Rectus inferior und der kontralaterale Rectus superior bei kontralateraler Neigung aktiviert, wodurch die BHTTD verstärkt wird.

Schlussfolgerung Je nachdem, welche Muskeln für die vertikale Fusion verwendet werden, ist die BHTTD verringert oder erhöht. Das Vorhandensein einer großen BHTTD weist auf einen anhaltenden oder persistierenden Fusionstonus unter Beteiligung der vertikalen Recti hin. Das Fehlen eines positiven BHTT schließt die SOP-Diagnose nicht aus, sondern kann durch einen anhaltenden oder persistierenden Fusionstonus unter Beteiligung der schrägen Augenmuskeln verursacht werden. Die Durchführung des BHTT nach einem mindestens 30-minütigen Patch-Test kann notwendig sein, um die BHTTD hervorzuheben, die die Diagnose einer SOP unterstützt.

Key words

Bielschowsky head tilt test - superior oblique paresis - vertical fusional vergence - lingering fusional tonus

Schlüsselwörter

Bielschowsky-Kopfneigetest - Trochlearisparese - vertikale fusionale Vergenz - anhaltender Fusionstonus

Publication History

Received: 29 June 2022

Accepted: 22 August 2022

Article published online:
18 October 2022

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