Eye Tracking Test kan upptäcka hjärnskakning

ett ögonspårningstest kan upptäcka och hjälpa till att kvantifiera störningen av okulär motilitet i samband med hjärnskakning, visar en ny studie.

Forskare rapporterar att testet, en ny ögonspårningsenhet, utmärkte patienter med hjärnskakning från friska kontroller eller de med nonhead skador. Graden av störning i ögonrörelser som detekteras av anordningen korrelerade också med skadans allvar.

tekniken är en känslig, objektiv metod för att separera hjärnskakning från andra förhållanden, huvudförfattare Uzma Samadani, MD, PhD, berättade Medscape Medical News.

“jag hoppas att vi ändrar hur hjärnskakning diagnostiseras och definieras”, sa hon.

Dr Samadani, meddirektör, Steven och Alexandra Cohen Veterans Center for PTSD och TBI i New York, New York, och hennes kollegor publicerade studien online i Journal of Neurotrauma. Dr Samadani rapporterade att hon har ekonomiskt intresse i Oculogica, ett företag som hon grundade för att marknadsföra tekniken som används i denna studie, kallad Eyebox.

inte en ny ide

att använda ögonrörelser för att upptäcka hjärnskakning är inte en ny ide. Register över tillvägagångssättet går tillbaka till Edwin Smith papyrus, en forntida Egyptisk avhandling om traumakirurgi. “När jag tittade på litteraturen för det äldsta kända exemplet på onormal ögonrörelse i samband med hjärnskada, fortsatte jag att gå tillbaka och tillbaka”, säger Dr Samadani. “Jag var på 50 -, 40-och 30-talet, och plötsligt var jag 1500 FVT.”

läkare diagnostiserar fortfarande hjärnskakning genom att titta på patienternas ögonrörelser medan de ber dem att följa fingrets rörelse.

sådana metoder kan fungera, säger Dr Samadani. “Jag skulle säga att de är variabla beroende på examinator. Om du får en riktigt bra ögonläkare eller optiker kan de upptäcka riktigt subtila skillnader.”

men ofta fokuserar utövare på hur bra ämnen kan följa ett kommando för att flytta ögonen från en punkt till en annan, säger Dr Samadani. Någon förvirrad av en skada kan vara oförmögen eller ovillig att lyssna på instruktioner. Barn, eller någon som inte talar undersökarens språk, kan också ha problem med att följa instruktionerna.

för en mer objektiv åtgärd har de utvecklat en ny ögonrörelsespårningsalgoritm som följer hur motivets ögon rör sig i samband vertikalt och horisontellt över 200 sekunder medan motivet tittar på en video.

” vi bryr oss inte var du tittar”, sa Dr Samadani. “Vi bryr oss om att dina ögon rör sig tillsammans över tiden.”Av den anledningen kan det fungera bättre hos dem som inte kan följa instruktioner, inklusive djur, säger Dr Samadani.

möjligheten att diagnostisera hjärnskakning med detta tillvägagångssätt inträffade först för Dr Samadani när hon studerade ögonrörelser hos patienter i minimalt medvetna och ihållande vegetativa tillstånd.

“vi insåg att människor som hade svullnad i hjärnan inte kunde röra ögonen på samma sätt som normala friska kontroller”, sa hon. “Det blev omedelbart klart för mig att detta hade enorma konsekvenser för hjärnskakning.”

nuvarande definitioner av hjärnskakning beror på subjektiva kriterier, och många har föreslagits. Dr Samadani tror att hennes lags teknik objektivt kan skilja hjärnskakning från andra typer av hjärnskador. “För mig är en hjärnskakning radiologiskt tyst hjärnskada,” sa hon. “Om du kan se det på CT-skanning är det inte en hjärnskakning; det är en strukturell hjärnskada.”

Dr Samadanis team hoppas kunna validera, standardisera och automatisera ögonrörelsemätningar som ett sätt att upptäcka hjärnskakning. De har startat ett företag, Oculogica, för att designa och sälja en bärbar enhet som kan användas på akutavdelningen eller på platsen för en skada, till exempel sidlinjen för ett fotbollsmatch.

för att testa en prototyp av enheten jämförde hon och hennes kollegor framåt fyra grupper av vuxna:

• friska kontroller (n = 64)

• patienter med huvudtrauma med hjärnskada synlig på CT (n = 13)

• patienter med huvudtrauma utan hjärnskada synlig på CT (n = 39)

• patienter med trauma som inte involverade huvudet (n = 23)

forskarna fann att patienter med huvudtrauma var mer benägna än de friska personerna att ha problem med att flytta ögonen tillsammans horisontellt i fem av fem åtgärder, oavsett om en hjärnskada visade sig på CT. Skillnaden var statistiskt signifikant (P <.02).

det var en liknande skillnad mellan huvudtraumapatienterna och de friska patienterna på en av fem vertikala mått.

dessutom fann forskarna att tre mätvärden för horisontell disconjugacy i alla traumapatienter motsvarade kliniska tecken på hjärnskakning mätt med Sport Hjärnskakningsbedömningsverktyget, tredje upplagan (SCAT3) och den standardiserade bedömningen av hjärnskakning.

forskarna testade också deltagarnas balans. De hittade ingen skillnad mellan patienterna med huvudtrauma och traumapatienterna med andra kroppsskador.

endast 39 traumapatienter återvände för uppföljning. De onormala ögonrörelserna hos dessa patienter förbättrades med tiden.

de utan hjärnskador synliga på CT nådde samma nivåer som de oskadade kontrollerna. Men de vars hjärnskada var synlig på CT förblev signifikant annorlunda än de normala kontrollerna i fyra av fem horisontella åtgärder mer än 4 veckor efter deras skador.

“hjärnskakning kan vara den första av flera neurologiska störningar för vilka ögonspårning kommer att vara den föredragna diagnosen”, skriver författarna. “Andra kandidatstörningar inkluderar hydrocephalus, intrakranial hypertoni, normalt tryckhydrocephalus och neurodegenerativa sjukdomar.”

lovande teknik

den nya tekniken “har löfte,” Christopher Giza, MD, berättade Medscape Medical News. Dr Giza, som leder Steve Tisch BrainSPORT hjärnskakningsprogram vid University of California, Los Angeles, var inte inblandad i studien.

han kom överens med Dr Samadani att testet kunde ge användbara nya objektiva kriterier för att diagnostisera hjärnskakning.

men han påpekade några begränsningar för studien. För det första är dess provstorlek relativt liten, och för det andra jämfördes resultaten inte med de mer traditionella mätningarna av ögonrörelse hos patienter med huvudskada.

“vi vet inte om deras metod plockar upp saker som inte skulle ha hittats”, med dessa mer traditionella tillvägagångssätt, sa han. “Det kan vara så att jag, undersöker en patient och får dem att spåra mitt finger hela vägen till vänster och hela vägen till höger, kan hämta något som deras test inte tar upp.”

Dr Samadani har lämnat in patent som beskriver den teknik som används i detta dokument. Dessa patent ägs av New York University (NYU) och Department of Veterans Affairs (VA) och licensieras till Oculogica Inc, ett företag som grundades av Dr Samadani och coinvestigator Robert Ritlop. Dr Samadanis forskning och arbetet med statistiker Meng Qian, PhD och Meng Li, MS, stöds av Steven och Alexandra Cohen Veterans Center för posttraumatisk Stress och traumatisk hjärnskada. Detta arbete sponsras också av NYU Applied Research Support Fund. Dr Samadanis arbete finansieras också av en VA Merit Award och av National Space and Biomedical Research Institute för att utvärdera ögonspårning som ett diagnostiskt verktyg för förhöjt intrakraniellt tryck. Dr Giza har inte avslöjat några relevanta ekonomiska relationer.

J Neurotrauma. Publicerad online 12 januari 2015. Abstrakt