正常前庭ラビリンスモデルと水和性前庭ラビリンスモデルを用いた頭部インパルス試験中の内リンパ水理の計算

Computing Endolymph Hydrodynamics During Head Impulse Test on Normal and Hydropic Vestibular Labyrinth Models.

• Jorge Rey-Martinez
• Xabier Altuna
• Kai Cheng
• Ann M Burgess
• Ian S Curthoys

抄録

生体幾何学的形状に基づいた計算モデルを構築し、ある状況下では、内リンパ水腫が頭部インパルステストの臨床的状況下で機械的に眼球速度反応の増強を引き起こす可能性があるという仮説を検証する。 最近の臨床および実験結果から、ビデオヘッドインパルステストで測定された眼球速度反応の増加は、記録のアーチファクトや中枢機能障害だけではなく、内リンパ液の水平半円管受容体に対する機械的効果によって直接引き起こされる可能性があることが示唆されていた。 臨床ビデオ頭部インパルス試験のデータは、Navier-Stokes方程式で制御された3つの生物学的ベースの幾何学的モデルで計算された；3つの異なる幾何学的モデルのそれぞれにおいて、頭部インパルスのピーク速度が漸増的に増加する6つの頭部インパルスが計算された。 計算されたすべての頭部インパルスについて、内リンパ圧の上昇は、カナルモデルと眼窩水腫モデルの両方で、水平半円状のカナルの鎖骨領域で測定されました。aVORゲインの平均値は、ノーハイドロプスモデルでは1.01±0.008、カナルハイドロプスモデルでは1.14±0.010、ユトリキュラーハイドロプスモデルでは1.10±0.007であった。 これらの物理計算モデルの結果は、適度な拡張で水平半円管と眼輪部に影響を与える内リンパ水腫状態では、右側へのインパルスに対して1.14倍、1.1倍以上のゲイン値が得られるという仮説を支持するものであった。

Build a biologic geometry based computational model to test the hypothesis that, in some circumstances, endolymphatic hydrops can mechanically cause enhanced eye velocity responses during clinical conditions of the head impulse test. Some recent clinical and experimental findings had suggested that enhanced eye velocity responses measured with the video head impulse test could not only be caused by recording artifacts or central disfunction but also could be directly caused by the mechanical effect of endolymphatic hydrops on horizontal semicircular canal receptor. Data from clinical video head impulse test was computed in three biologic-based geometry models governed by Navier-Stokes equations; six head impulses of incrementally increasing peak head velocity were computed in each one of the three different geometric models, depending on absence, canal or utricular hydrops. For all computed head impulses an increased endolymphatic pressure was measured at the ampullar region of the horizontal semicircular canal on both canal and utricular hydrops models. The mean of aVOR gain was 1.01 ± 0.008 for the no-hydrops model, 1.14 ± 0.010 for the canal hydrops model was, and 1.10 ± 0.007 for the utricular hydrops model. The results of the physical computation models support-the hypothesis that in endolymphatic hydrops conditions, which are affecting horizontal semicircular canal and utricular region on moderate dilatations, the eye velocity responses output-by the aVOR will be enhanced by a 1.14 factor and aVOR gain values will be enhanced by over 1.1 for impulses to the right side.

Copyright © 2020 Rey-Martinez, Altuna, Cheng, Burgess and Curthoys.