NYSTRACK™

Système informatisé d’enregistrement et d’analyse

des épreuves vestibulaires (50 Hz) et

oculomotrices (400 images / sec)

 

Sommaire :

Introduction

Avantages principaux

Les stimulateurs pour les épreuves d'oculographie

La rampe de diodes

L'Optiplus™

Le Rotolook™

Méthodes d'enregistrement

Champ libre

Masque

Types de configuration

Stargazer™ Vidéoscopie

Nystrack™ Basic

Nystrack™ I

Nystrack™ II

Nystrack™ Oculo

Extension du système - Corrélation oeil/tête

Examens réalisables

Oculomotricité

Examen vestibulaire

Fonctionnalités informatiques

Matériel informatique nécessaire

Introduction

Notre logiciel d'enregistrement et d'analyse a été contrôlé médicalement par le Docteur TOUPET et coll. (Paris France). Il a pour but d'assister le médecin spécialiste dans l'étude des troubles de l'équilibre, permettant l'analyse complète de l'oculomotricité et des épreuves vestibulaires.

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Avantages principaux

¨    Différentes configurations existent. Elles s’adaptent à tous les besoins des utilisateurs, qu’ils soient ORL ou neurologues.

¨    Les configurations simples échantillonnent les mouvements oculaires à 50 Hz. Elles sont destinées à l’enregistrement des épreuves vestibulaires. L’oculomotricité se déroule en champ libre (utilisation d’une mentonnière, stimulation optique permettant des excentrations de 30°). Les configurations simples utilisent également le 50 Hz, pour l’oculomotricité.

¨    L’utilisation d’une caméra digitale permet des échantillonnages à 400 Hz pour les saccades (horizontales et verticales) et les poursuites lentes. Exploration fiable et complète des circuits neurologiques mis en œuvre.

¨    Plusieurs algorithmes différents sont à la disposition de l’opérateur aussi bien pour faire le tracking (suivi du mouvement) de la pupille que pour les calculs des paramètres des différentes épreuves.

¨    L'ensemble présente une grande souplesse en permettant de s'adapter aux nouvelles techniques d'examens présentes et à venir : les différents types de stimulation peuvent être modifiés sans que cela ait de répercussion sur la méthode d'analyse.

¨    Le logiciel laisse libre choix au médecin de déterminer les périodes de calculs qu'il considère comme valables. Elles peuvent également être modifiées, par la suite.

¨    Toutes les courbes peuvent être imprimées à une échelle permettant un bon contrôle visuel des tracés, ceci en noir et blanc comme en couleur.

¨    Un traitement de texte intégré permet la rédaction du compte-rendu qui sera alors imprimé automatiquement en même temps que les résultats chiffrés et graphiques

Il peut être associé à tout type de stimulateur mécanique (fauteuil pendulaire, plate-forme, etc...) quelle que soit la marque et enregistrer les mouvements de celui-ci.

Le système se distingue surtout par sa SIMPLICITE de manipulation, la CONVIVIALITE de ses menus, sa RAPIDITE d’analyse, sa PRECISION de son algorithme de recherche des secousses nystagmiques.

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Les stimulateurs pour les épreuves d’oculographie

OPTIBAR™

C’est la rampe de diodes elle-même, de 128 cm de large. Elle autorise les stimulations horizontales et verticales. L'excentration maximale est de 31° à une distance de 1 mètre et la vitesse de la cible peut atteindre les 100° / sec.

OPTIPLUS™

Il permet de commander une rampe à diodes. Celle-ci autorise les stimulations horizontales et verticales suivantes :

¨    Calibrage

¨    Saccades

·      fréquence fixe, amplitude fixe,

·      fréquence aléatoire, amplitude aléatoire,

·      saccades par le centre, flashées.

¨    Stimulation optocinétique (réglage de la prégnance) ! uniquement avec la rampe NICOLET ou un stimulateur optocinétique externe.

¨    Poursuite oculaire

·      mouvement rectiligne uniforme,

·      mouvement rectiligne avec retour rapide (dents de scie),

·      vitesse sinusoïdale.

L'amplitude horizontale atteint 62° et la vitesse de la cible peut atteindre les 100° / sec.

Ce stimulateur peut aussi commander les barres de marque NICOLET.

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ROTOLOOK™

C'est un disque de grand diamètre (de 150 à 200 cm), monté sur pied chromé. La surface du disque est contrastée, portant des motifs blancs (stries ou disques). Il peut être mis en rotation, horaire et anti-horaire, à une vitesse variant de 15°/sec à 45°/sec. Il est parfait comme stimulateur pour l’épreuve optocinétique mais aussi pour la rééducation. Le stimulateur optique est livrable avec deux motifs,des bandes blanches ou des disques blancs sur fond noir.

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Méthodes d'enregistrement

Les mouvements oculaires sont enregistrés par l'intermédiaire d'une ou deux caméras. L'image ainsi obtenue est digitalisée à 50 images / seconde ou à 400  images / seconde selon la configuration retenue et traitée par l'ordinateur. L’image de l’œil est incrustée dans l’écran de l’ordinateur ou peut être affichée sur un moniteur vidéo quelconque. Les mouvements oculaires peuvent aussi être enregistrés par l’intermédiaire d’un magnétoscope classique.

Champ visuel fermé (Caméra sur masque)

Echantillonnage à 50 Hz. La caméra est montée dans une paire de lunettes étanches à la lumière. Elle peut être positionnée indifféremment sur l'oeil gauche ou droit. Au-dessus de la caméra se trouve une LED verte (diode électro­lu­minescente) que l'opérateur peut allumer pour déclencher un test de fixation. Ce type de montage est utilisé pour les épreuves caloriques et les épreuves pendulaires ou rotatoires. Il est possible de travailler avec deux caméras, une devant chaque œil.

 

 

Champ visuel ouvert (champ libre)

Une caméra "champ libre" équipe un bâti où le patient repose confortablement la tête sur une mentonnière et est excentrée par rapport à l’œil. Sur une rampe de diodes led (voir OPTIBAR™ ci-dessus) apparaissent des cibles que le patient est invité à suivre.

L’étude des mouvements oculaires requiert des vitesses d’échantillonnage beaucoup plus rapides que ce que la vidéographie pouvait nous offrir jusqu’à ce jour. Tout concourait pour empêcher la mise au point d’un système facile d’utilisation et dont le prix ne serait pas prohibitif, eu égard aux services rendus pour le diagnostic.

Le matériel « classique », la caméra analogique à 50 images par seconde (où chaque trame est analysée séparément), ne permet pas d’explorer totalement les circuits neurologiques mis en œuvre pour faire des saccades ou des poursuites lentes.

 

La vitesse maximale des saccades est un paramètre fondamental pour le diagnostic final de la lésion. De plus, il est important de suivre l’évolution de la vitesse de l’œil durant son mouvement. Le nombre de points obtenus à 50 images par seconde n’autorise aucun calcul de cette évolution.

Les deux graphiques ci-dessus (réalisés par Christian Van Nechel – CHU Brugmann – Bruxelles) illustrent bien que l’œil peut atteindre des vitesses de l’ordre de 600°/sec pour des excentrations de 30°.

 

Il est, par exemple, important de savoir, en cas d’hypermétrie, si l’œil a freiné trop tard et a donc dépassé la cible ou, s’il n’a pas freiné assez pour s’arrêter sur l’objectif. Comme un chauffeur qui emboutirait le coffre de la voiture qui précède parce qu’il a freiné trop tard ou pas assez …

Les caméras digitales (voir photo ci-contre) peuvent atteindre des cadences d’échantillonnage beaucoup plus importantes. Lorsque la vitesse d’obturation augmente, la quantité de lumière qui va impressionner le CCD à chaque image sera réduite puisque celui-ci reste exposé moins longtemps. Il faut que l’image obtenue soit contrastée et suffisamment lumineuse pour que l’algorithme de recherche de la pupille puisse calculer des valeurs fiables pour quantifier les déplacements de son barycentre.

Si l’image n’est pas bien contrastée, si la pupille ne ressort pas correctement de l’iris, son suivi sera aléatoire, la trace affichée peu nette et bruitée.

Un autre moyen pour gagner en vitesse d’échantillonnage consiste à n’analyser qu’une partie de l’image totale, réduisant les calculs à une « zone d’intérêt » prédéfinie.

Un dernier point important est la vitesse de traitement des ordinateurs. Celle-ci s’est accrue ces dernières années d’une façon spectaculaire et cette courbe ascendante de la vitesse s’est accompagnée d’une chute des prix du matériel.

Il en est de même des caméras digitales industrielles qui ont vu leur prix diminué dans d’importantes proportions. Le coût d’une telle installation est maintenant abordable pour faire de l’oculographie.

Pour la caméra "champ libre", le port de lunettes ou de lentilles ne gêne pas l'enregistrement. Les lentilles sont également admises lors des épreuves enregistrées avec la caméra sur masque.

Il faut effectuer un calibrage horizontal et / ou vertical.

Le logiciel d'enregistrement est très convivial, les réglages de la caméra sont réduits. L'opérateur garde "le droit à l'erreur", il peut revenir en arrière, recommencer s'il le faut un enregistrement (même en calorique).

Le signal, après son enregistrement, est traité par les divers logiciels de calcul. Le praticien garde toute son autonomie pour définir les zones de calcul sur les tracés.

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Types de configuration

STARGAZER™ (Scopie)

Caméra standard (échantillonnage à 50 Hz) montée sur des lunettes étanches, diode électroluminescente pour la fixation, moniteur Noir/Blanc ou téléviseur. Système utilisé pour le contrôle des manœuvres notamment. Cette caméra peut servir de base pour un des systèmes décrits ci-dessous et associée à un magnétoscope, c’est un outil dont vous ne pourrez plus vous passer !

NYSTRACK™ Basic

Caméra standard (échantillonnage à 50 Hz) montée sur des lunettes étanches (les mêmes que celles que vous utilisez pour la nystagmoscopie), diode électroluminescente pour la fixation, carte de digitalisation, croix de calibrage. Système utilisé pour les épreuves caloriques, pendulaires et rotatoires et le nystagmus spontané.

NYSTRACK™ I

Caméra standard (échantillonnage à 50 Hz) montée sur des lunettes étanches (les mêmes que celles que vous utilisez pour la nystagmoscopie), diode électroluminescente pour la fixation, carte de digitalisation, croix de calibrage. Système utilisé pour les épreuves caloriques, pendulaires et rotatoires et pour les épreuves d’oculomotricité. Stimulateur optique OPTIPLUS.

NYSTRACK™ II

Caméra qui échantillonne à 50 Hz montée sur mentonnière (champ libre). Stimulateur optique, ou OPTIPLUS, carte de digitalisation. Système utilisé pour les épreuves d'oculomotricité.Caméra standard (échantillonnage à 50 Hz) montée sur des lunettes étanches (les mêmes que celles que vous utilisez pour la nystagmoscopie), diode électroluminescente pour la fixation, carte de digitalisation, croix de calibrage. Système utilisé pour les épreuves caloriques, pendulaires et rotatoires.

Remarques :

1.    Le praticien peut commencer par une configuration simple, le passage à une configuration plus complexe est toujours possible. Il suffit d'acheter le complément de matériel. Aucun achat antérieur ne devient inutile.

2.    Les propriétaires de lunettes de nystagmoscopie (de bonne qualité ...) peuvent utiliser celles-ci comme base pour les NYSTRACK™.

NYSTRACK™ 400 Oculo

La vitesse d’échantillonnage dans le logiciel Mumedia permet les enregistrements de 10 images par seconde à 400 images par seconde.

L’enregistrement se fait en champ libre, la tête du patient posé sur une mentonnière, confortablement installé dans la pénombre, à environ un mètre de la rampe de diodes. Celle-ci permet des excentrations de 30°, nécessaires pour une exploration complète et fiable.

Les algorithmes de tracking (suivi de la pupille) de l’œil sont adaptables en fonction des besoins.

Le logiciel effectue les calculs et affiche les paramètres classiques de ces épreuves.

Il peut définir sur les tracés les zones qu’il souhaite utiliser pour les calculs. Ces zones sont modifiables à l’infini. Comme pour les algorithmes de tracking, l’opérateur peut choisir les algorithmes de calcul.

Le logiciel est très simple d’emploi. Il fonctionne obligatoirement sous Windows 2000 ou XP.

Pour en savoir davantage, un article de Ch. Van Nechel ...

Pour voir l'analyse fine d'une saccade flashée ...

Pour consulter les valeurs de normalité, par le même auteur ...

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Extension du système - Corrélation œil / tête

Le principe de positionnement utilise la mesure d’un champ magnétique. Un premier élément appelé «antenne » crée ce champ magnétique. Un ou plusieurs éléments appelés «capteurs » mesurent l’intensité et l’orientation de ce champ magnétique. Ils peuvent être placés aux endroits « stratégiques » du corps, ceux dont on veut mesurer avec précision les rotations ou les translations.

On dispose de 6 degrés de liberté dans la mesure : trois pour les translations selon les axes X, Y et Z et la  rotation autour des trois axes du capteur. Les capteurs transmettent les variations de position en termes de variation angulaire et de déplacement.

Combinés à des stimulateurs mécaniques (plate-forme dynamique, fauteuil pendulaire, rotatoire ou quelconque), les transmetteurs enregistrent les mouvements REELS de la tête et du corps et sont exploités pour calculer très précisément des gains, des latences, etc ...

Ces capteurs sont utilisés notamment dans le test d’Halmagyi.

Ce même matériel est utilisé sur une plate-forme de posturographie dynamique STATITEST™. Demandez notre brochure spécifique à ce produit.

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Examens réalisables

¨    Toutes les épreuves peuvent être recommencées.

¨    Il n'y a pas de limite quant au nombre de tests enregistrés.

¨    Les résultats sont sauvés automatiquement et un utilitaire permet une gestion automatique de l'archivage des résultats sur disquette, bande magnétique ou CD-Rom.

¨    Les résultats de plusieurs épreuves différentes peuvent être affichés en même temps à l’écran (texte et/ou graphiques). Cela permet de comparer l’évolution, par exemple, les résultats caloriques de deux épreuves à 6 mois d’intervalle ou deux poursuites, à des vitesses différentes.

¨    Chaque patient est référencé par le système grâce à un nom unique. Des homonymes parfaits (nom ET prénom), nés le même jour, habitant la même adresse, etc … seront toujours différents pour l’ordinateur.

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OCULOMOTRICITE

Gaze Nystagmus

Le logiciel mesure avec quel angle d'excentration un éventuel gaze nystagmus apparaît.

Etude des mouvements oculaires saccadiques

¨    Amplitude et fréquence variables.

¨    Amplitude fixe et fréquence variable.

¨    Séquence particulière avec saccades de recentrage (regard au centre).

Paramètres mesurés

·        les latences gauche et droite

·        la vitesse maximum et la vitesse moyenne des saccades

·        la précision des saccades (exprimée en %) donne le rapport entre la position de la cible et celle atteinte par l’œil. On parlera d'hypermétrie ou d'hypométrie.

Le logiciel repère les saccades qui ramènent le regard au centre. Il calcule tous les paramètres séparément pour ce type de saccades, la mesure de l’hyper- ou de l’hypométrie étant beaucoup plus fiable dans ce cas (muscles gauches/droits isotoniques).

Etude des mouvements oculaires de poursuite pendulaire

La taille de la cible a été déterminée de sorte que l'on obtienne bien une stimulation fovéale et non pas une réponse optocinétique.

Paramètres mesurés

·        l'amplitude moyenne

·        la vitesse maximum, en °/sec

·        le gain, qui est le rapport entre la vitesse de l'oeil et la vitesse de la cible, séparément pour les mouvements gauche et droit

Etude du nystagmus optocinétique

Le nystagmus peut être obtenu en demandant au sujet d'observer une image qui défile horizontalement ou verticalement à différentes vitesses angulaires. Dans la version standard, ce test n’est plus implémenté. Son apport diagnostique, dans les conditions dans lesquelles le test est souvent réalisé (champ trop étroit, durée de la stimulation trop courte), est très faible.

Paramètres mesurés

·        la vitesse de phase lente du nystagmus,

·        la fréquence,

·        le gain,

·        la prépondérance directionnelle éventuelle du nystagmus optocinétique d'un côté par rapport à l'autre.

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EXAMEN VESTIBULAIRE

Etude du nystagmus spontané ou de position

Paramètres mesurés

·        la fréquence des secousses nystagmiques,

·        leur vitesse de phase lente,

·        leur amplitude.

Epreuve rotatoire et / ou pendulaire

Le système d'analyse s'adapte à tout type de mouvement, qu'il soit rotatoire ou pendulaire. Le fauteuil peut avantageusement être remplacé par un système de casque qui enregistre très fidèlement les mouvements réels de la tête, donc du labyrinthe.

Il permet de comparer l'intensité du nystagmus, avec et sans fixation, pour déterminer les indices de fixation oculaire.

Paramètres mesurés

·        l'amplitude moyenne des secousses, la fréquence moyenne des secousses,

·        la vitesse moyenne de phase lente, la vitesse maximum des secousses,

·        le gain, qui est le rapport entre la vitesse de l'oeil et la vitesse de rotation du  fauteuil,

·        La cumulée,

·        l'indice de fixation oculaire.

Epreuve calorique

L'épreuve est réalisée suivant la technique d'HALLPIKE FITZGERALD, avec les irrigations à 30° gauche et droit et 44° gauche et droit. Les temps d'analyse sont déterminés par l'examinateur.

Il permet de comparer l'intensité du nystagmus avec fixation et sans fixation pour déterminer les indices de fixation oculaire.

La prépondérance directionnelle est éventuellement corrigée par la présence d'un nystagmus spontané. Cette correction n'aura lieu qu'avec l'accord de l'opérateur.

Paramètres mesurés

·        les vitesses, les amplitudes et les fréquences moyennes,

·        les indices

·        de prépondérance directionnelle,

·        de parésie labyrinthique ou d'hypoexcitabilité labyrinthique,

·        de prépondérance thermique chaude ou froide,

·        d'hypo- et hyperexcitabilité,

·        de fixation oculaire.

Les graphiques sont estimés en tableaux de valeurs ou suivant le diagramme de FREYSS (Papillon) ou CLAUSSEN, basé sur les vitesses de phase lente.

Test d’Halmagyi

Le patient est équipé d’un capteur placé dans l’axe de rotation de la tête. L’opérateur secoue la tête du patient qui a pour consigne de garder l’œil fixé sur un point. Le système enregistre les mouvements de l’œil et de la tête et produit la courbe résultant de la différence des deux.

Remarques : le praticien qui opte pour la solution avec capteurs magnétiques pour la mesure de la corrélation œil / tête possède par la même occasion une grande partie du matériel nécessaire à la réalisation d’une plate-forme de stabilométrie STATITEST™.

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Fonctionnalités informatiques

Le logiciel exploite toutes les fonctionnalités de Windows2000. Les liens avec les autres programmes de la série OFFICE sont immédiats. Le logiciel fonctionne parfaitement en réseau et permet donc le passage des informations entre plusieurs utilisateurs. Les courbes enregistrées dans le local d’explorations fonctionnelles peuvent être visualisées et analysées dans le cabinet de consultation du praticien. Les rapports peuvent également être imprimés à plusieurs endroits (et donc sur des imprimantes différentes, couleur ou noir et blanc, par exemple). L’opérateur peut comparer à l’écran des épreuves réalisées à des dates différentes et objectiver les évolutions.

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Matériel informatique nécessaire

Nous ne donnons ici que les considérations très générales de la configuration nécessaire.

Il est souhaitable que, chaque fois que c’est possible, le choix se porte vers le matériel le plus récent sur le marché … celui-ci évolue tellement rapidement ! Mumedia SCRL préfère de toutes façons fournir l’ordinateur, non pour des raisons commerciales, mais parce que la configuration peut-être testée correctement en atelier avant la livraison.

Le meilleur choix est un Pentium IV avec minimum 256 Mo de mémoire. La carte graphique doit avoir une résolution de 1024 / 768 … et le moniteur doit être capable de monter suffisamment en fréquence pour accepter cette résolution !

Il faut, en plus des interfaces déjà installées, 1 ou 2 slot PCI libre (pour la/les cartes d’acquisition vidéo) et un slot ISA (pour la carte A/D et les entrées/sorties digitales). Si la corrélation œil/tête est enregistrée par l’intermédiaire de capteurs magnétiques, il faut un slot ISA supplémentaire pour cette interface spéciale.

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