Poruchy percepce prostoru a vizuospaciálních funkcí u pacientů po CMP

Souhrn

Poruchy vizuospaciálních funkcí přestavují významný deficit pacientů s akutním postižením mozku, které v konečném důsledku zřetelně ovlivňují celkovou restituci motorických a kognitivních funkcí a zároveň determinují úspěšnost rehabilitace. V současnosti se vyšetření těchto poruch omezilo na diagnostiku neglect syndromu. Poněkud archaické „pen and paper“ testy a škály jsou schopné identifikovat pouze malé procento postižených. Určitou formu neglect syndromu však můžeme nalézt i u pacientů bez zjevných klinických příznaků. Nemusí se pak jednat o neglect syndrom v pravém slova smyslu, ale spíše o upřednostňování určité části prostoru vůči druhé. K odhalení těchto diskrétních poruch může sloužit technika umožňující monitorování přirozených očních pohybů a sledovacích strategií – tzv. eye tracking.

V této studii byl využit přístroj The Eye Tribe. Vyšetření bylo prováděno prostřednictvím interaktivních úkolů zaměřených na prostorové vnímání. Vyhodnocením těchto úkolů jsme určili stranovou preferenci očních pohybů a sledovacích strategií.

Uvádíme kazuistické výsledky 3 probandů. A – pacient po CMP s pravostrannou lézí, B – pacient po CMP s levostrannou lézí, C – zdravý proband. Výsledky potvrdily ipsilezionální stranovou preferenci v prostoru u obou vyšetřovaných pacientů (A, B). To potvrzuje hypotézu, že prvky neglect syndromu lze nalézt i u pacientů, u kterých je standardní vyšetření zcela „němé“.

Klíčová slova:
percepce prostoru, vizuospaciální funkce, eye tracking, neglect syndrom

ÚVOD

Hlavním cílem rehabilitační péče pacientů po CMP je zpravidla maximální možná restituce pohybových dovedností. Oprávněně tedy stojí v popředí zájmu rehabilitačních odborníků motorický deficit. Musíme však zohlednit fakt, že bez kvalitního senzorického vstupu nemůžeme očekávat adekvátní motorický výstup a stejně tak, že bez kvalitní percepce a orientace v prostoru nemůže dojít k optimální restituci pohybových funkcí. Schopnost percepce prostoru řadíme do poměrně heterogenní skupiny tzv. vizuospaciálních funkcí. Tyto funkce zahrnují prostorovou orientaci, povědomí o našem okolí a prostorových vztazích, vizuo-spaciální paměť, schopnost analyzovat zrakové vjemy, vnímání celkové polohy těla vůči prostoru, vnímání vlastního bodyschema, vnímání vertikality a určení mediánní roviny (14, 29). Poruchy vizuospaciálních funkcí jsou častým příznakem mnoha neurologických postižení, zvláště těch postihujících struktury nebo funkce pravé hemisféry (1).

Jednou z nejčastějších poruch vizuospaciálních funkcí je neglect syndrom. Jedná se o neschopnost vnímat, zpracovávat a reagovat na podněty z kontralaterálního prostoru bez přítomnosti objektivní poruchy citlivosti či motoriky (11). Novější definici uvádí Mayer, který popisuje neglect syndrom jako „syndromologické kontinuum, zahrnující deficit orientace, pozornosti, percepce, imaginace (reprezentace), kognice, integrace a deficit plánu pohybového úkolu“ (19). V praxi se pacientům nedaří obléci polovinu těla, oholit či nalíčit polovinu tváře, přečíst souvislý text, jedí pouze z poloviny talíře atd. Mimo to vykazují tzv. non-lateralizované poruchy - deficity pozornosti, snížené psychomotorické tempo, poruchu v rozeznání dvou po sobě jdoucích podnětů, špatnou paměť atd. (6, 18, 34). Přítomnost neglect syndromu vede k masivní funkční ztrátě, která je nepřiměřená primárnímu postižení a často vede ke skutečné a trvalé invaliditě (25).

Epidemiologické údaje o výskytu neglect syndromu nejsou v odborné literatuře zcela homogenní. Udávaný výskyt kolísá od 10 % do 82 % u pravostranných mozkových lézí a od 15 % do 65 % u lézí levostranných (26). Jiní autoři uvádějí, že určitou formu neglect syndromu můžeme pozorovat u 1/3 (16, 33) až 2/3 (22) pacientů s lézí CNS a každoročně se celosvětově objeví 3-5 milionů nových případů (30).

Převaha pacientů se vzniklým levostranným neglect syndromem je způsobena funkční diferenciací jednotlivých hemisfér a duplicitně redundantní informací pro pravou hemisféru (12, 32). Studie využívající moderní zobrazovací metody pomohly prokázat, že levá hemisféra je dominantní při modulaci impulzů a pozornosti z pravého zorného pole, zatímco pravá hemisféra přebírá kontrolu za tyto procesy z obou zorných polí, pravého i levého. Při poruše levé mozkové hemisféry je možnost kompenzace percepčních deficitů pravou hemisférou. U poškození pravé hemisféry není tato kompenzace levou hemisférou možná, což má patrně za následek větší výskyt levostranného neglect syndromu (20). Navzdory tomuto faktu není ani vznik pravostranného neglect syndromu zcela ojedinělý (4, 17, 23).

Eye tracking

Eye tracking technologie jsou v současnosti hojně využívanými metodami aplikovanými převážně v oblasti marketingu, reklamy, designu, psychologie a jiných. V rehabilitaci jde o vyšetření poměrně raritní. Jedná se o technologii, prostřednictvím které jsme schopni zcela bezkontaktně v reálném čase sledovat přesnou lokalizaci pohledu vyšetřovaného jedince v předem definovaném obraze (obr. 1). Obrazem rozumíme text, obrázek, webovou stránku, vše co u daného probanda budí vizuální vjem. Dochází k měření viditelných části oka (středu zornice) a odraženého paprsku infračerveného světla, tzv. korneálního odrazu. Odražené světlo se zaznamenává kamerou či jiným optickým senzorem a pohyb oka se vypočítá pomocí analýzy změny odrazu světla. Na základě výsledků jsme pak schopni přesně popsat kvantitativní i kvalitativní parametry sledovacích strategií vyšetřovaného probanda (9). Kvalitativní parametry nám poskytnou informaci týkající se míst největšího zájmu a naopak míst zcela opomíjených, taktiku vyhledávacích strategií, rušivé elementy atd. Kvantitativní parametry pak doplní informaci o přesném čase využitém na pozorování daného jevu, rychlost vyhledávání, procentuální zastoupení lokalizace pohledu v předem definovaných oblastech (8). Tato metoda postupně nahrazuje elektrookulografii využívající k měření rozdíl elektrického potenciálu elektrod umístěných okolo oka či metody využívající speciálně upravené oční čočky. Hlavní výhodou eye trackingu oproti zmíněným metodám je jeho neinvazivnost a díky tomu, že toto vyšetření nelze příliš ovlivnit vyšetřovanou osobou, i relativní objektivnost.

Komplexní pohyb oka lze rozdělit na fixace a sakády – k fixaci dochází, pokud vyšetřovaný proband setrvá pohledem na jednom místě (200-300 ms). Sakáda je krátký velmi rychlý pohyb oka mezi jednotlivými fixacemi (5). Fixace a sakády lze poté znázornit graficky: GazePlot- trajektorie pohybu, GazeReplay - videozáznam trajektorie pohybu, HeatMap, FocusMap - barevná mapa jednotlivých fixací (24). Druhou možností je vyjádření číselné pomocí veličin complete fixation time, number of fixations a average fixation duration.

METODIKA

Charakteristika souboru

Zkoumanou skupinou byli pacienti po prodělané cévní mozkové příhodě v akutním stadiu CMP (do 4 týdnů po prodělaném iktu). U žádného z testovaných probandů nebyly v anamnéze přítomny psychické poruchy, těžký kognitivní deficit, zrakové vady či jiné patologie, které by mohly mít vliv na průběh vyšetření. Všichni podepsali informovaný souhlas a postup vyšetření. Každý proband byl navíc před vlastním vyšetřením na eye trackeru podroben klinickému vyšetření zaměřenému na zjištění stranové preference a přítomnost neglect syndromu. Byly využity tzv. Pen-and-paper testy - line bisection test, Albertův test, single letter cancellation test a clock drawing test. Zároveň bylo provedeno škálové zařazení prostřednictvím Catherine Bergego Scale a Behavioral Inattention Test. Popis hodnocení testů je nad rámec tohoto sdělení, proto pro bližší seznámení odkazujeme na příslušnou literaturu (2, 10, 26).

Postup měření

Pro měření byl využit přístroj The Eye Tribe © o vzorkovací frekvenci 60 Hz spárovaný s počítačem pomocí USB 3.0. Pacient seděl při vyšetření na židli v temné místnosti čelem k promítacímu plátnu, na které byly promítány interaktivní úkoly zaměřené na prostorovou orientaci a stranové vnímání (obr. 2). Před každým měřením byla provedena kalibrace pomocí devítibodového kalibračního schématu. Softwarem pro vyhodnocení měření byl program OGAMA, vyvinutý Adrianem Voßkühlerem na Svobodné univerzitě v Berlíně. Celkem bylo hodnoceno 21 úkolů. Plocha se zaznamenanými údaji z přístroje byla rozdělena na 7 stejně širokých kvadrantů, tzv. areas of interest. Tyto kvadranty byly očíslovány. Číslem 0 je označena prostřední část prostoru, zápornými čísly (-3, -2, -1) je označena levá polovina prostoru a kladnými čísly (1, 2, 3) je označena pravá polovina prostoru. V každé z těchto sedmi částí byla číselně zaznamenána doba, kterou proband v tomto úseku setrval pohledem (veličiny complete fixation time, number of fixations, avarage fixation duration). Tato data byla statisticky zpracována k určení kontra/ipsilezionální stranové preference v prostoru.

VÝSLEDKY

Uvádíme kazuistické výsledky 3 probandů, u kterých bylo provedeno vyšetření dle metodického postupu. Proband A - pacient po CMP s pravostrannou lézí, proband B – pacient po CMP s levostrannou lézí, proband C - zdravý proband. U všech vyšetřovaných bylo provedeno klinické testování zaměřené na odhalení neglect syndromu – pen and paper testy, Catherine Bergego Scale a Behavioral Inattention Test. Žádná z těchto diagnostických metod nebyla pozitivní a nepotvrdila tedy objektivní přítomnost neglect syndromu či jinou poruchu vizuospaciálních funkcí.

Z výsledků získaných analýzou surových dat pomocí softwaru Ogama lze vysledovat zřetelné rozdíly v rozložení a době trvání fixací v jednotlivých sektorech (tab. 1). Rozložení pro jednotlivé probandy uvádíme graficky.

Je zřetelné, že u pacienta s pravostrannou lézí (A) je výrazná preference pravého prostoru a opomíjení prostoru levého. Průměrná délka fixací v jednotlivých sektorech (avarage fixation duration) rovnoměrně roste směrem k pravé polovině prostoru. Nejvyšší průměrná délka fixace je v sektoru 3 – 6793 ms (graf 1).

U pacienta s lézí levostrannou (B) je situace zcela opačná, pacient v jednotlivých úkolech upřednostňoval levou část prostoru na úkor pravé. I u tohoto probanda rostla průměrná délka fixací lineárně směrem k preferované polovině prostoru. Nejvyšší průměrná délka fixace je v sektoru -3 – 10843 ms (graf 2).

U zdravého probanda pak můžeme pozorovat zcela symetrické rozložení, s maximálním nahromaděním fixací uprostřed obrazu a klesající četností směrem do stran. Nejvyšší průměrná délka fixace je v sektoru 0 – 7439 ms (graf 3).

DISKUSE

Ve starších studiích byl neglect syndrom spojován pouze s lézí parietálního laloku pravé hemisféry. Dnes je již zcela jasné, že na problematiku neglect syndromu a vizuospaciálních funkcí nelze nahlížet pouze jako na poškození na úrovni jednoho regionu, ale jako na narušení velkých sítí tvořených vzdálenými kortikálními oblastmi (3, 32). Mimo poruchy kortexu bylo zjištěno i přidružené poškození na úrovní subkortikálních struktur (13, 21, 22). Klíčem k pochopení celé problematiky je označení neglect syndromu jako tzv. disconnection syndromu, tedy poruchy spojů na úrovni frontotemporoparietální (28, 15) a zároveň interhemisferické bílé hmoty a asociačních oblastí (3, 14). Naše kazuistická studie zřetelně zobrazuje stranovou preferenci prostoru ipsilaterálně od místa léze. Tato preference se ale neobjevuje pouze u lézí pravé mozkové hemisféry, která je historicky spjata se vznikem neglect syndromu, ale zcela stejný fenomén lze vysledovat i u léze hemisféry levé. To potvrzuje závěry moderních studií, které uvádějí, že porucha typu neglect syndromu se může vyskytovat i u léze levé mozkové hemisféry (4, 7, 17, 31). Rozložení maximálního nahromadění fixací u obou typů lézí prezentuje zobrazením Heat map u jednoho z úkolů (obr. 3a, obr. 3b, obr. 3c).

Mimo tyto prostorové parametry lze vysledovat další diskrétní rozdíly ve vyhledávacích strategiích. U pacientů po CMP jsou jednotlivé fixace na kontralaterální straně řidší, je jich podstatně méně, mají kratší trvání, pro vjem obrazu jich je potřeba více a jsou méně přesné. Vyhledávací strategie začínají zpravidla u střední linie a pokračují směrem ipsilezionálním, sakády směrem kontralezionálním jsou menší amplitudy a nižší rychlosti. Naopak zdravý proband nevykazoval žádné pozorovatelné zkreslení ve vyhledávacích strategiích či prostorovou asymetrii. Při zobrazení došlo k symetrickému prozkoumání, které postupně obsáhlo celý prostor. Přikládáme znázornění orientace v textu s využitím GazePlot analýzy (obr. 4a, obr. 4b, obr. 4c).

ZÁVĚR

Analýza očních pohybů skýtá mnohá úskalí. Stejně jako mimika či složité komplexní pohyby ruky se sledovací strategie vyznačují významnou diferenciací, která s sebou přináší i určitý osobnostní ráz. Podobně jako se komediální herec bude od běžné populace odlišovat zcela jiným mimickým projevem, profesionální pianista zcela jinou schopností hybnosti prstů, tak se bude strategie nazírání na svět u každého, byť zdravého jedince, výrazně lišit. Proto je vytvoření normy, co považujeme za fyziologii a co se od této hranice odklání, velice obtížné. I zdánlivě vzdálené diagnostické metody, jako je eye tracking, nám však pomáhají k bližšímu poznání kognitivních procesů v mozku. Na základě těchto poznatků jsme pak schopni poskytnout neurofyziologicky „hodnotnější“ rehabilitační péči. Klademe důraz na maximální možnou facilitaci neglect strany a její zapojení do celkového bodyschema s využitím zpětné vazby. Všechny kvality inputu přispívají k dynamické rovnováze pojetí personálního i extrapersonálního prostoru. Právě multifaktoriální a multisenzorická stimulace doplněná o kognitivní podnět může vyvážit zkreslení na úrovni senzorické integrace, což vede k lepšímu vyhodnocení vjemu z kontralezionálního prostoru a následné odpovědi.

Poděkování

Tato práce vznikla za podpory grantu IGA_FZV_2015_014 s názvem „Eye tracking vyšetření predilekce očních pohybů u pacientů po CMP“.

Adresa ke korespondenci:

Mgr. Jiří Stacho

Oddělení rehabilitace

Fakultní nemocnice v Olomouci

I. P. Pavlova 6

779 00 Olomouc

e-mail: jiri.stacho@gmail.com