Methodenvergleich zebris^® Messsystem CMS 70 P und Varilux-Essilor VisionPrint System™ zur neuromuskulären Stereotypbestimmung

Zusammenfassung

Fragestellung: Ziel dieser Studie war eine Einschätzung der Einsatzmöglichkeit des VisionPrint System™ als wissenschaftliches Messinstrument hinsichtlich der Beurteilung der neuromuskulären Stereotype Head- oder Eye-Mover.

Material und Methode: Für die Beurteilung der Validität wurden die Kopfbewegungen als Teil von horizontalen Blickbewegungen von 23 Probanden (17,17±0,58 Jahre; 68,96±11,14 kg; 176,43±6,01 cm) sowohl mit dem VisionPrint System™ als auch mit dem zebris^® CMS 70 P Messsystem gemessen. Diese beiden Datenreihen wurden nach Pearson korreliert, um die Größe der Konstruktvalidität zu bestimmen. Zur Bewertung der Reliabilität wurde, das VisionPrint System™ einer Test-Retest-Untersuchung unterzogen. Dazu konnten 7 der 23 Probanden (17,14±0,69 Jahre; 70,71±6,32 kg; 178,14±4,49 cm) von der Validitätsbestimmung rekrutiert werden. Diese zwei Messwertreihen wurden nach Kendall Tau-b korreliert, um die Größe der Inter-Session-Reliabilität einschätzen zu können. Außerdem wurde, unter Berücksichtigung der zulässigen Bereiche des VisionPrint System™, der Messaufbau mit geänderter Patientenpositionierung geometrisch nachempfunden und die sich daraus ergebenden trigonometrischen Größen berechnet.

Ergebnisse: Das Messgerät wurde durch einen Pearsonschen Korrelationskoeffizienten von r=0,867 als valide, aber aufgrund eines Korrelationskoeffizienten nach Kendall Tau-b von r=0,619 als nicht reliabel eingestuft. Veränderte Ausgangspositionen haben einen erheblichen Einfluss sowohl auf die Trigonometrie von Blickbewegungen als auch auf die Dynamik von Kopf- und Augenbewegungen.

Schlussfolgerung: Das VisionPrint System™ ist für wissenschaftliche Untersuchungen, speziell für die Diskriminierung der neuromuskulären Stereotype Head- oder Eye-Mover, nicht geeignet.

Abstract

Purpose: The aim of this study was an estimation of the use of the Vision Print System™ as a scientific measurement device which appraises between the neuro-muscular patterns head-or eye-mover.

Materials and Methods: For the assessment of validity, head-movements, as a part of horizontal gaze-shifts, were measured on 23 subjects (17.17±0.58 years; 68.96±11.14 kg; 176.43±6.01 cm) by VisionPrint System™ as well as zebris^® CMS 70 P measurement system. Both lists of measurement readings get correlated according to Pearson to assign the dimension of construct-validity. For assessment of reliability the VisionPrint System™ were assayed by a test- retest analysis. Therefore 7 out of 23 subjects (17.14±0.69 years; 70.71±6.32 kg; 178.14±4.49 cm) could get recruited by validity-assignment. The two statistical series were correlated according to Kendall Tau-b to assess the dimension of Inter-Session-reliability. In consideration with the admissible range of the VisionPrint System™ the measurement-setup gets emulated, and the resultant trigonometric quantities were calculated.

Results: On the basis of the Pearsonschen correlation-coefficient r=0.867 the measurement system were valid on the one hand, on the other hand the correlation-coefficient according to Kandall Tau-b r=0.619 were classified as non-reliable. Modified initial positions have a considerable effect to the trigonometry of gaze-shifts and to the dynamic of head and eye-movement.

Conclusions: The VisionPrint System™ is not adequate for scientific analysis, especially not for discrimination of neuromuscular stereotype head- or eye-mover.

Schlüsselwörter

Messgeräte - Blickbewegung - Head-Eye-Mover - neuromuskuläre Stereotype

Key words

measurement devices - gaze-shift - head-eye-mover - neuromuscular pattern

Literatur

• 1 Fuller JH. Head movement propensity.  Experimental Brain Research. 1992;  92 152-164
• 2 Stahl JS. Amplitude of human head movements associated with horizontal saccades.  Experimental Brain Research. 1999;  126 41-54
• 3 McCluskey MK, Cullen KE. Eye, Head, and Body Coordination during Large Gaze Shifts in Rhesus Monkeys: Movement Kinematics and the Influence of Posture.  The Journal of Neurophysiology. 2007;  97 2976-2991
• 4 Simonet P, Bonnin T, Beaulne C. et al . Augen/Kopf-Koordination bei Alterssichtigen.  P.d.v.. 2003;  49 17-22
• 5 Stahl JS. Adaptive plasticity of head movement propensity.  Experimental Brain Research. 2001;  139 201-208
• 6 Bizzi E, Kalil RE, Morasso P. Two modes of active eye-head coordination in monkeys.  Brain Research. 1972;  40 45-48
• 7 Moschner C, Zangemeister WH. Preview control of gaze saccades: Efficacy of prediction modulates eye-head interaction during human gaze saccades.  Neurological Research. 1993;  15 417-432
• 8 Zangemeister WH, Stark L. Types of Gaze Movement: Variable Interactions of Eye and Head Movements.  Experimental Neurology. 1982;  77 563-577
• 9 Corneil BD, Olivier E, Munoz DP. Neck muscle responses to stimulation of monkey superior colliculus.  The Journal of Neurophysiology. 2002;  88 1980-2018
• 10 Freedman EG, Sparks DL. Eye-head coordination during head-unrestrained gaze shifts in rhesus monkeys.  The Journal of Neurophysiology. 1997;  77 2328-2348
• 11 Freedman EG, Sparks DL. Activity of cells in the deeper layers of the superior colliculus of the Rhesus Monkey: Evidence for a gaze displacement command.  The Journal of Neurophysiology. 1997;  78 1669-1690
• 12 Funk CJ, Anderson ME. Saccadic eye movements and eye-head coordination in children.  Perceptual and motor skills. 1977;  44 599-610
• 13 Gresty MA. Coordination of head and eye movements to fixate continuous and intermittent targets.  Vision Research. 1974;  14 395-403
• 14 Stahl JS. Amplitude of human head movements associated with horizontal saccades.  Experimental Brain Research. 1999;  126 41-54
• 15 Land MF. The coordination of rotation of the eyes, head and trunk in saccadic turns produced in natural situations.  Experimental Brain Research. 2004;  159 151-160
• 16 Bahill AT, Adler D, Stark L. Most naturally occurring human saccades have magnitudes of 15 degrees or less.  Investigative ophthalmology. 1975;  14 468-469
• 17 Bartz AE. Eye and head movements in peripheral vision: nature of compensatory eye movements.  Science. 1966;  152 1644-1645
• 18 Afanador AJ, Aitsebaomo P, Gertsman DR. Eye and head contribution to gaze at near through multifocals: The usable field of view.  American journal of optometry and physiological optics. 1986;  63 187-192
• 19 Bard C, Fleury M, Paillard J. Different Patterns in Aiming Accuracy for Head-Movers and Non-Head Movers.. In: Berthoz A, Graf W, Vidal PP , eds. The Head-Neck-Sensory-Motor System. Oxford: Oxford University Press; 1992: 582-586
• 20 Corneil BD, Elsley JK. Countermanding eye-head gaze shifts in human: Marching orders are delivered to the head first.  The Journal of Neurophysiology. 2005;  94 883-895
• 21 Ron S, Berthoz A, Gur S. Saccade-vestibulo-ocular reflex cooperation and eye-head uncoupling during orientation to flashed target.  The Journal of Neurophysiology. 1993;  464 595-611
• 22 Barnes GR. Vestibulo-ocular function during co-ordinated head and eye movements to acquire visual targets.  Journal of Physiology. 1979;  287 127-147
• 23 Chen LL, Walton MMG. Head movement evoked by electrical stimulation in the supplementary eye field of the rhesus monkey.  The Journal of Neurophysiology. 2005;  94 4502-4519
• 24 Chen LL. Head Movements Evoked by Electrical Stimulation in the Frontal Eye Field of the Monkey: Evidence for Independent Eye and Head Control.  The Journal of Neurophysiology. 2006;  95 3528-3542
• 25 Cullen KE, Guitton D. Analysis of Primate IBN Spike Trains Using System Identification Techniques. II. Relationship to Gaze, Eye, and Head Movement Dynamics During Head-Free Gaze Shifts.  The Journal of Neurophysiology. 1997;  78 3259-3282
• 26 Freedman EG, Sparks DL. Eye-head coordination during head-unrestrained gaze shifts in rhesus monkeys.  The Journal of Neurophysiology. 1997;  77 2328-2348
• 27 Gdowski GT, Boyle R, McRea RA. Sensory processing in the vestibular nuclei during active head movements.  Archives italiennes de biologie: A journal of neuroscience. 2000;  138 15-28
• 28 Gdowski GT, McRea RA. Neck proprioceptive inputs to primate vestibular nucleus neurons.  Experimental Brain Research. 2000;  135 511-526
• 29 Karnath HO, Reich E, Rorden C. et al . The perception of body orientation after neck-proprioceptive stimulation: Effects of time and of visual cueing.  Experimental Brain Research. 2002;  143 350-358
• 30 Proudlock FA, Shekhar H, Gottlob I. Coordination of eye and head movements during reading.  Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2003;  44 2991-2998
• 31 Hutchings N, Irving EL, Jung N. et al . Eye and head movement alterations in naive progressive addition lens wearers.  Ophthalmic and Physiological Optics. 2007;  27 142-153
• 32 Murray K, Lillakas L, Weber R. et al . Development of head movement propensity in 4–15 year old children in response to visual step stimuli.  Experimental Brain Research. 2007;  177 15-20
• 33 Beyer L, Seidel EJ, Hartmann J. et al . Head- und Eye-Mover: Differentialtherapeutische Bedeutung für die Manuelle Medizin.  Manuelle Medizin. 2006;  5 411-412
• 34 Wang SF, Teng CC, Lin KH. Measurement of cervical range of motion pattern during cyclic neck movement by an ultrasound-based motion system.  Manuelle Therapie. 2005;  10 68-72
• 35 Castro WH, Sautmann A, Schilgen M. et al . Noninvasive three-dimensional analysis of cervical spine motion in normal subjects in relation to age and sex. An experimental examination.  Spine. 2000;  25 443-449
• 36 Mannion AF, Klein GN, Dvorak J. et al . Range of global motion of the cervical spine: Intraindividual reliability and the influence of measurement device.  European Spine Journal. 2000;  9 379-385
• 37 Natalis M, König A. Nichtinvasive, akkurate und reliable Messung der Halswirbelsäulenbeweglichkeit mittels ultraschallgestützter 3D-Echtzeit-Bewegungsanalyse.  Ultraschall Medizin. 1999;  20 70-73
• 38 Smolenski UC, Endres G, Bocker B. Untersuchung der Halswirbelsäulenbeweglichkeit mittels Bewegungsfunktionsanalysesystem zebris und Winkelmessung.  Manuelle Medizin. 2003;  41 365-373
• 39 Beyer L, Seidel EJ. Motorischer Stereotype der Koordination von Kopf und Blickbewegung – Ursachen für Schmerzen im Nacken- und Schultergürtel (physiologische Grundlagen).  Phys Rehab Kur Med. 2007;  17 DOI: 10.1055/s-2007-988713 http://www.thieme-connect.com/ejournals/abstract/physmed/doi/10.1055/s-2007-988713
• 40 Seidel EJ, Hartmann J, Schaff T. et al . Head-Eye-Movement in verschiedenen Altersgruppen sowie bei Patienten mit Nacken-Schulter-Syndrom.  Phys Rehab Kur Med. 2007;  17 DOI: 10.1055/s-2007-988753 http://www.thieme-connect.com/ejournals/abstract/physmed/doi/10.1055/s-2007-988753
• 41 Fujiwara K, Kunita K, Toyama H. Changes in saccadic reaction time while maintaining neck flexion in men and women.  European journal of applied physiology. 2000;  81 317-324

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