Eye Tracking Test può rilevare commozione cerebrale

Un eye tracking test può rilevare e aiutare a quantificare l’interruzione della motilità oculare associata a commozione cerebrale, un nuovo studio mostra.

I ricercatori riferiscono che il test, un nuovo dispositivo di tracciamento degli occhi, ha distinto i pazienti con commozione cerebrale dai controlli sani o da quelli con lesioni non alla testa. Il grado di interruzione dei movimenti oculari rilevati dal dispositivo è correlato anche alla gravità della lesione.

La tecnica è un metodo sensibile e obiettivo per separare le commozioni cerebrali da altre condizioni, ha detto l’autore principale Uzma Samadani, MD, PhD, a Medscape Medical News.

“Spero che cambiamo il modo in cui viene diagnosticata e definita la commozione cerebrale”, ha detto.

Dr Samadani, co-direttore, Steven e Alexandra Cohen Veterans Center per PTSD e TBI a New York, New York, ei suoi colleghi hanno pubblicato lo studio online nel Journal of Neurotrauma. Samadani ha riferito di avere un interesse finanziario in Oculogica, una società che ha co-fondato per commercializzare la tecnologia utilizzata in questo studio, chiamata Eyebox.

Non è una nuova idea

Usare i movimenti oculari per rilevare la commozione cerebrale non è una nuova idea. Le registrazioni dell’approccio risalgono al papiro di Edwin Smith, un antico trattato egiziano sulla chirurgia del trauma. “Quando ho esaminato la letteratura per il più antico esempio noto di movimento anomalo degli occhi associato a lesioni cerebrali, ho continuato ad andare avanti e indietro”, ha detto il dottor Samadani. “Ero negli anni’ 50, ’40 e’ 30, e improvvisamente ero nel 1500 AC.”

I medici diagnosticano ancora spesso la commozione cerebrale osservando i movimenti oculari dei pazienti mentre chiedono loro di seguire il movimento di un dito.

Tali metodi possono funzionare, ha detto il dottor Samadani. “Direi che sono variabili a seconda dell’esaminatore. Se ottieni un oftalmologo o un optometrista davvero eccezionale, possono rilevare differenze davvero sottili.”

Ma spesso i praticanti si concentrano su quanto bene i soggetti possono seguire un comando per spostare gli occhi da un punto all’altro, ha detto il dottor Samadani. Qualcuno stordito da un infortunio può essere in grado o non vuole ascoltare le istruzioni. I bambini, o qualcuno che non parla la lingua dell’esaminatore, potrebbero anche avere problemi a seguire le istruzioni.

Per una misura più obiettiva, hanno sviluppato un nuovo algoritmo di tracciamento del movimento degli occhi che segue come gli occhi del soggetto si muovono in congiunzione verticalmente e orizzontalmente per 200 secondi mentre il soggetto guarda un video.

“Non ci interessa dove guardi”, ha detto il dottor Samadani. “Ci preoccupiamo che i tuoi occhi si muovano insieme nel tempo.”Per questo motivo, potrebbe funzionare meglio in coloro che non sono in grado di seguire le istruzioni, compresi gli animali, ha detto il dottor Samadani.

La possibilità di diagnosticare commozioni cerebrali con questo approccio si è verificata per la prima volta alla dottoressa Samadani quando studiava i movimenti oculari in pazienti in stati vegetativi minimamente coscienti e persistenti.

“Ci siamo resi conto che le persone che avevano gonfiore nel cervello non erano in grado di muovere gli occhi allo stesso modo dei normali controlli sani”, ha detto. “Mi è diventato subito chiaro che questo aveva enormi implicazioni per le commozioni cerebrali.”

Le attuali definizioni di concussione dipendono da criteri soggettivi e molte sono state proposte. La dottoressa Samadani crede che la tecnica della sua squadra possa separare oggettivamente la commozione cerebrale da altri tipi di lesioni cerebrali. “Per me una commozione cerebrale è una lesione cerebrale radiologicamente silenziosa”, ha detto. “Se riesci a vederlo sulla TAC, non è una commozione cerebrale; è una lesione cerebrale strutturale.”

Il team del dottor Samadani spera di convalidare, standardizzare e automatizzare le misurazioni del movimento oculare come mezzo per rilevare la commozione cerebrale. Hanno avviato una società, Oculogica, per progettare e vendere un dispositivo portatile che potrebbe essere utilizzato nel pronto soccorso o sul luogo di un infortunio, come ad esempio a margine di una partita di calcio.

Per testare un prototipo del dispositivo, lei ei suoi colleghi hanno confrontato prospetticamente quattro gruppi di adulti:

• controlli Sani (n = 64)

• i Pazienti con trauma cranico con lesioni cerebrali visibile su CT (n = 13)

• i Pazienti con trauma cranico senza cervello lesioni visibili alla TC (n = 39)

• i Pazienti con trauma, che non comportano la testa (n = 23)

I ricercatori hanno trovato che i pazienti con trauma cranico sono stati più probabile che le persone sane hanno difficoltà a muoversi da loro occhi insieme orizzontalmente cinque di cinque misure, indipendentemente dal fatto che una lesione cerebrale ha mostrato sul CT. La differenza era statisticamente significativa (P <.02).

C’era una differenza simile tra i pazienti con trauma cranico e i pazienti sani su di una delle cinque misure verticali.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che tre metriche per la disconjugacy orizzontale in tutti i pazienti traumatizzati corrispondevano ai segni clinici di commozione cerebrale misurati dallo Sport Concussion Assessment Tool, Third Edition (SCAT3) e la valutazione standardizzata della commozione cerebrale.

I ricercatori hanno anche testato il bilancio dei partecipanti. Non hanno trovato una differenza tra i pazienti con trauma cranico e i pazienti traumatizzati con altre lesioni corporee.

Solo 39 pazienti traumatizzati sono tornati per il follow-up. I movimenti oculari anormali in questi pazienti sono migliorati nel tempo.

Quelli senza danni cerebrali visibili sulla TC hanno raggiunto gli stessi livelli dei controlli non feriti. Ma quelli il cui danno cerebrale era visibile sulla TC sono rimasti significativamente diversi dai normali controlli in quattro delle cinque misure orizzontali più di 4 settimane dopo le loro lesioni.

“La commozione cerebrale può essere il primo di diversi disturbi neurologici per i quali il tracciamento oculare sarà la diagnostica preferita”, scrivono gli autori. “Altri disturbi candidati includono idrocefalo, ipertensione intracranica, idrocefalo a pressione normale e malattie neurodegenerative.”

Tecnologia promettente

La nuova tecnologia” ha una promessa”, ha detto Christopher Giza, MD, a Medscape Medical News. Dr Giza, che dirige il programma di concussione Steve Tisch BrainSPORT presso l’Università della California, Los Angeles, non è stato coinvolto nello studio.

Ha concordato con il dottor Samadani che il test potrebbe fornire nuovi criteri oggettivi utili per diagnosticare una commozione cerebrale.

Ma ha sottolineato alcune limitazioni allo studio. In primo luogo, la sua dimensione del campione è relativamente piccola e, in secondo luogo, i risultati non sono stati confrontati con le misurazioni più tradizionali del movimento oculare in pazienti con trauma cranico.

” Non sappiamo se il loro metodo sta raccogliendo cose che non sarebbero state trovate”, con questi approcci più tradizionali, ha detto. “Potrebbe essere che io, esaminando un paziente e facendogli tracciare il mio dito fino a sinistra e fino a destra, possa raccogliere qualcosa che il loro test non raccoglie.”

Dr Samadani ha presentato brevetti che descrivono la tecnologia utilizzata in questo documento. Questi brevetti sono di proprietà della New York University (NYU) e del Department of Veterans Affairs (VA) e concessi in licenza a Oculogica Inc, una società cofondata dal Dr Samadani e dal coinvestigator Robert Ritlop. La ricerca del Dr Samadani e il lavoro degli statistici Meng Qian, PhD e Meng Li, MS, sono supportati dal Centro veterani Steven e Alexandra Cohen per lo stress post-traumatico e la lesione cerebrale traumatica. Questo lavoro è anche sponsorizzato dalla NYU Applied Research Support Fund. Il lavoro del dottor Samadani è anche finanziato da un VA Merit Award e dal National Space and Biomedical Research Institute per valutare il tracciamento oculare come strumento diagnostico per l’elevata pressione intracranica. Il dottor Giza non ha rivelato alcun rapporto finanziario rilevante.

J Neurotrauma. Pubblicato online il 12 gennaio 2015. Riassunto