Převážná většina testů pro hodnocení vestibulárního systému se provádí nepřímo prostřednictvím měření očních pohybů. Protože velká část vestibulárních testů závisí na interpretaci očních pohybů, je nanejvýš důležité, aby vestibulární lékař rozuměl způsobu pohybu očí, omezením jejich pohybu, vlivu očních pohybů na vidění a potenciálním poruchám extraokulárních svalů (EOM). Následující text vás důkladně seznámí s těmito pojmy s cílem zvýšit vaše pohodlí a schopnosti při práci s očními pohyby v ordinaci.
Anatomie extraokulárních svalů1 2 3
Obrázek 1. Zdroj: Wikimedia Commons
Za generování všech pohybů očí v jejich kostěných očních důlcích je zodpovědných šest svalů (na každé oko):
- Laterální přímý sval (LR)
- Mediální přímý sval (MR)
- Superiorní přímý sval (SR)
- Inferiorní přímý sval (IR)
- Superiorní šikmý sval (SO)
- Inferiorní šikmý sval (IO)
Při společném posouzení, s výjimkou dolního šikmého svalu, mají tyto svaly tvar kužele. Na jednom konci se upínají k oku (otvor kužele) a sbíhají se na šlachovém prstenci zvaném Zinnův prstenec (vrchol kužele). To je vidět na obrázku 1 spolu s úponem dolního šikmého svalu na nosní část kostěné očnice.
Horní přímý sval a horní šikmý sval se upínají na horní část oka. Dolní přímý sval a dolní šikmý sval se upínají na spodní část oka. Laterální přímý sval a mediální přímý sval se upínají na strany nejvíce vzdálené od nosu, respektive nejblíže k nosu. Přestože horní šikmý sval patří ke kuželu, jde nepřímou cestou, než se spojí s ostatními EOM v Zinnově prstenci; SO se upíná k horní části oka, prochází fibrózním prstencem zvaným „trochlea“ a poté se sbíhá s ostatními EOM (viz obrázek 1).
Trochlea funguje jako kladka pro SO a mění úhel tahu působícího na oko. To umožňuje SO otáčet oko opačným způsobem než dolní šikmý sval, který, nezapomeňte, má také jedinečný úhel, protože se upíná na nosní část kostěné orbity, a nikoli na vrchol kuželu EOM.
Pohyby extraokulárních svalů1 2 3
Tato část se může zdát po prostudování obrázku 1 trochu skličující, ale buďte ujištěni, že pohyby oka zahrnují intuitivní mechaniku a jsou ve skutečnosti docela jednoduché. Jednoduchý test oční motoriky u lůžka pacienta (např. součást standardního vyšetření lebečních nervů u lůžka pacienta) se ve skutečnosti odvolává na šest hlavních směrů pohledu, a testuje tedy všech šest extraokulárních svalů obou očí. Pro ty, kteří tento test neznají, pacient jednoduše drží hlavu v klidu a sleduje prst lékaře (nebo jiný předmět), který před ním „kreslí“ velké „H“ (viz obrázek 2).
Obr. 2.
Jednotlivé pohyby očí
Při zkoumání obrázku 2 jste se právě naučili šest kardinálních směrů pohledu. Všechny tyto pohyby jsou „yoked“, což znamená, že EOM v obou očích spolupracují na pohybu očí stejným směrem ve stejnou dobu; to, co dělá jedno oko, dělá automaticky i druhé oko. Pokud například něco upoutá váš pohled vlevo a levé oko se rychle pohne, aby zaostřilo scénu, nemusíte vědomě a odděleně říkat pravému oku, aby se pohnulo doleva. Protože tento směr pohledu („doleva“) je pohybem očí, na který reagují obě oči.
Dalším krokem je ponořit se trochu hlouběji a probrat, které extraokulární oční svaly jsou spojeny s kterými pohyby a které páry EOM jsou společně jokovány. Budeme se zabývat každým ze šesti kardinálních směrů pohledu, stejně jako pohledem nahoru a dolů a konvergencí.
“ Pohled doprava (dextroverze): Již víte, že laterální rektus se upíná na tu stranu oka, která je nejdále od nosu. Máme-li na paměti, že svaly se mohou pouze smršťovat, dává smysl, že LR otáčí oko směrem od nosu. Při pohledu doprava tedy LR pravého oka způsobuje rotaci orbity doprava. Pohyb oka směrem od nosu se nazývá abdukce.
A co ale levé oko? LR levého oka by otáčelo oko doleva, takže to v tomto případě nemá smysl. Dozvěděli jste se, že mediální rektus se upíná na stranu oka nejblíže k nosu, což by táhlo levé oko na pravou stranu. MR otáčí oko směrem k nosu. Pohyb směrem k nosu se nazývá addukce. A právě tak jste se setkali s první kloubovou dvojicí extraokulárních svalů: pravým LR a levým MR (viz obrázek 3).
Obr. 3.
“ Pohled vlevo (levoverze): Tento pohled vyžaduje stejné pohyby jako pohled doprava, ale v opačném směru. Je to opravdu tak jednoduché, jako obrátit EOM, které jsme se právě naučili výše, abychom dosáhli pohledu doleva: doprava MR a doleva LR (viz obrázek 4). Jinými slovy, pravé oko se nyní musí pohybovat směrem k nosu, zatímco levé oko se musí od nosu vzdalovat.
Obr. 4.
“ Pohled doprava a nahoru (dextroelevace): Tento směr má trochu více nuancí, ale přesto je snadno pochopitelný. Jak je vidět výše, pohled doprava zahrnuje pravý LR (abdukce) a levý MR (addukce). Vzhledem k mechanice EOM, když je pravé oko plně abdukováno (směrem od nosu), může být zvednuto pouze horním přímým svalem. A naopak, když je levé oko plně addukováno (směrem k nosu), může být zvednuto pouze dolním šikmým svalem. Při pohledu vpravo a vzhůru se tedy setkáváme s další dvojicí jankovitých svalů: pravým SR a levým IO (viz obrázek 5).
OBRÁZEK 5.
“ Pohled doleva a nahoru (levostranná elevace): Stejně jako u pohledu vpravo vs. vlevo zahrnuje pohled vpravo a nahoru vs. pohled vlevo a nahoru stejné principy a svaly, ale aplikované na opačné oči. To znamená, že levé oko je nyní abdukováno (směrem od nosu), takže může být elevováno pouze pomocí SR. Pravé oko je nyní addukováno (směrem k nosu), takže ho lze zvednout pouze pomocí IO. Tuto dvojici svalů tvoří: pravý IO a levý SR (viz obrázek 6).
OBRÁZEK 6.
“ Pohled doprava a dolů (dextrodeprese): Při pohledu doprava a dolů se stále zapojuje pravý LR (abdukce) a levý MR (addukce) – tolik je v tomto směru pohledu stejné. Podobně, ale nově, vzhledem k mechanice EOM, když je pravé oko plně abdukováno (směrem od nosu), může být deprimováno pouze dolním přímým svalem. A naopak, když je levé oko plně addukované (směrem k nosu), může být stlačeno pouze horním šikmým svalem. Pohled doprava a dolů tedy vyvolává tyto svaly: pravý IR a levý SO (viz obrázek 7).
Obr. 7.
“ Pohled vlevo a dolů (levotočivá deprese): V souladu s dosavadním schématem je pohled doleva a dolů jednoduše záležitostí použití opačných EOM při pohledu doprava a dolů: pravého SO a levého IR (viz obrázek 8). To je způsobeno tím, že pravé oko je addukováno (stlačeno SO směrem k nosu) a levé oko je abdukováno (stlačeno IR směrem od nosu).
OBRÁZEK 8.
“ Pohled přímo dolů (infraverze): Při pohledu dolů se také zapojují dva svaly, ale tentokrát se nezapojují LR a MR. Místo toho jsou zapojeny oba dolů rotující svaly současně: pravý IR a SO a levý IR a SO. Mechanika (značně zjednodušená) souvisí s rozdílnými úhly upažení IR a SO; to je také důvod, proč jsou IR a SO omezeny na stlačování oka během addukce, resp. addukce. Když se IR a SO stahují současně, síly směrem k nosu a od nosu způsobují, že se oko otáčí přímo dolů (viz obrázek 9).
Obr. 9.
“ Pohled přímo nahoru (supraverze): Tato dvojice spřažených svalů nenabízí žádné překvapení: pohled přímo vzhůru využívá stejných principů jako pohled přímo dolů, ale s opačnými svaly: pravým SR a IO a levým IO a SR (viz obrázek 10).
Obr. 10.
“ Překřížení očí (konvergence): Ke konvergenci dochází při současné kontrakci levého a pravého MR svalu, čímž se obě oči horizontálně natočí směrem k nosu (viz obrázek 11). Jedná se o víc než jen o způsob zobrazení některých 3D obrazů – oči konvergují, když se objekt zaostření přibližuje k divákovi. Opak, divergence, zde není uveden, protože člověk nemůže (dobrovolně) stahovat oba LR svaly současně.
OBRÁZEK č. 11.
Jste nyní seznámeni se 6 kardinálními směry pohledu (vpravo/nahoru; vpravo; vpravo/dolů; vlevo/nahoru; vlevo; vlevo/dolů), stejně jako se zbývajícími pohyby jařmových očí (přímo nahoru; přímo dolů; konvergence). Kliknutím na následující odkaz získáte skvělý interaktivní oční simulátor, na kterém si můžete procvičit, co víte. Můžete provádět léze svalů a/nebo lebečních nervů (o tom se dočtete později na této stránce) a dokonce si můžete udělat kvíz k izolaci lézí. Některé z kvízových otázek se týkají lebečních nervů, takže si možná budete chtít před vyplněním kvízu přečíst tuto část této stránky.
Zákony pohybů očí1 2 3
Nyní si stručně probereme několik zákonů, kterými se řídí pohyby očí. Tyto zákony pomohou objasnit omezení a hranice mimoočních svalů a přípustné orientace očí v jejich kostěných očních důlcích.
Heringův zákon
Heringův zákon říká, že kloubní svaly dostávají stejné množství inervace, a to ve stejnou dobu. Může se to zdát až bolestně jednoduché, ale jedná se o důležitý princip, který podtrhuje souvislost mezi svaly a pohyby, které jsou považovány za „jódlované“. Tento princip vlastně částečně vysvětluje, proč jsou při patologickém nystagmu postiženy obě oči. Příkladem tohoto zákona může být stejná a současná inervace levého LR a pravého MR při pohledu doleva. Heringův zákon je podstatou toho, co činí tyto pohyby jalovými.
Sherringtonův zákon
Sherringtonův zákon vysvětluje, že každé zvýšení inervace agonistického svalu musí zahrnovat také současné snížení inervace antagonistického svalu. Definujme si tyto dva pojmy, abychom tento zákon lépe pochopili.
Zkrácenou verzi těchto formálních definic lze přeformulovat tak, že agonistický sval je sval, který pracuje pro dosažení požadované akce (např. pohled doleva), zatímco antagonistický sval existuje proto, aby vykonal akci opačnou (např. pohled doprava). Důležité je mít na paměti, že tato označení jsou relativní: například pokud je požadovaným úkonem pohled doprava, zapojené svaly se stávají svaly agonisty a svaly zodpovědné za pohled doleva se stávají svaly antagonisty.
Sherringtonův zákon je pak docela rozumný: zvýšení inervace do svalu agonisty (provádějícího požadovaný pohyb) musí být doprovázeno stejným snížením inervace do antagonisty tohoto svalu (svalu, který by dělal opak). Tento zákon pěkně ilustruje vztah mezi párovými extraokulárními svaly agonisty a antagonisty. K upevnění tohoto bodu může pomoci schéma (viz obrázek 12 níže).
Obr. 12. Agonista/antagonista EOM při pohledu doleva a doprava.
Z obrázku 12 je snadno vidět, že LR a MR jsou párové agonistické/antagonistické svaly. Když se jeden stahuje, druhý musí povolit, jinak by svaly bojovaly proti sobě a oko by zůstalo nehybné. Šest EOM lze seskupit do tří párů agonistických/antagonistických svalů, pokud uvažujeme pouze jedno oko:
- Páry agonista/antagonista u jednoho oka
- Laterální přímý sval vs. mediální přímý sval
- Superiorní přímý sval vs. Inferiorní přímý sval
- Superiorní šikmý sval vs. Inferiorní šikmý sval
Tyto dvojice (i když bez terminologie agonista/antagonista) jsme již viděli při uvažování o obou očích v naší diskusi o kardinálních směrech pohledu (obrázky 3 – 10). Následující tabulka pro vaši informaci shrnuje dvojice agonistů při zohlednění obou očí:
TABULKA 1. Párové agonistické svaly napříč oběma očima.
| Right Eye | Left Eye | Movement |
|---|---|---|
| Lateral Rectus | Medial Rectus | Move the globe to the right |
| Medial Rectus | Lateral Rectus | Move the globe to the left |
| Superior Rectus | Inferior Oblique | Move the globe upward |
| Inferior Oblique | Superior Rectus | Move the globe upward |
| Superior Oblique | Inferior Rectus | Move the globe downward |
| Inferior Rectus | Superior Oblique | Move the globe downward |
Donders‘ Law
Before we discuss the next two laws (Donders‘ and Listing’s) you should be aware of a fantastic, free tutorial of eye movements from the University of Western Ontario. It covers the next two laws, as well as immediately related topics in depth, in an interactive manner. It’s really worth visiting.
Dondersův zákon se zabývá polohou oka v orbitě při pohledu určitým směrem. Než se však budeme moci ponořit hlouběji, potřebujeme trochu základních informací.
EOM mají schopnost pohybovat oční koulí ve třech rozměrech. Tyto směry jsou následující:
- 3D pohyby oka
- Kyv (ze strany na stranu)
- Sklon (zepředu dozadu)
- Rol (ve směru hodinových ručiček proti směru hodinových ručiček)
Obr. 13. Otáčení oka v rovině odklonu (ze strany na stranu).
Obr. 14. Obr. 15. Otáčení očí v rovině sklonu. Rotace oka v rovině sklonu (zepředu dozadu).
Obr. 15. Otáčení očí v rovině náklonu (ve směru hodinových ručiček).
EOM dokáže zaměřit objekt na foveu (pro optimální vidění) pouze pomocí vertikálních a horizontálních pohybů (2 rozměry). Vzhledem ke stupni volnosti, který poskytuje rovina rolování (3. rozměr), existuje řada možných stupňů orientace, které mohou oči zaujmout podél roviny rolování se stejnými zrakovými výsledky (tj. objekt zaostřený na foveu). Například poté, co horizontální a vertikální pohyby zaostří obraz na foveu, má koule z hlediska zrakové ostrosti technicky volnost otočit se o 1, 2, 3, 4…. stupňů v rovině rolování doprava nebo doleva, aniž by to ovlivnilo vidění. Dondersův zákon však říká, že navzdory těmto několika možným orientacím zaujímá glóbus při pohledu daným směrem vždy stejnou polohu (i v rovině rolování). Dondersův zákon tedy není mechanickým, ale nervovým omezením. Proto bez ohledu na to, jakou sérii pohybů oko vykoná, aby se podívalo například dolů a doprava, z jakékoliv předchozí pozice, je orientace glóbu v kostěné orbitě pro „dolů a doprava“ vždy stejná.
Listingův zákon
Listingův zákon je něco jako specifičtější Dondersův zákon: připouští, že oko má stejnou trojrozměrnou orientaci pro pohled daným směrem (Dondersův zákon), a konkrétněji poskytuje racionální vysvětlení, jaká je tato jedinečná orientace. Listing zjistil, že požadované osy, aby se zeměkoule pohybovala v hlavních směrech pohledu a řídila se Dondersovým zákonem, jsou všechny ve stejné rovině. Obrázek 16 níže ukazuje rovinu, která se nazývá Listingova rovina:
Obrázek 16. Listing’s Plane (Rovina výpisu). Zdroj: Seznam listů (Listing) Zdroj: Seznam listů (Listing) Zdroj: Seznam listů: University of Western Ontario
Všimněte si, že všechny osy jsou v rovině modrého rámečku (rovina obrazovky vašeho počítače). To má důležité důsledky pro úsilí potřebné k udržení excentrického pohledu (je sníženo) a řadu dalších faktorů. Bližší vysvětlení této problematiky vyžaduje vysvětlení rotační kinematiky, což je mimo rámec této webové stránky. Stačí říci, že existují možnosti pohybů, které by oči mohly vykonávat, ale nevykonávají je. Vzájemné působení námahy při udržování stálého pohledu, protichůdné pružnosti svalů a viskozity stojí za to prozkoumat na vlastní pěst, ale zde se jimi nezabýváme.
Závěrečné slovo k Listingovu zákonu a rovině. Z těchto pravidel samozřejmě existují výjimky. Jak jste si možná všimli, Listingova rovina je dvourozměrná. Jakékoli pohyby očí, které se otáčejí kolem osy vyčnívající z roviny, by zákon porušovaly. Na obrázku 15 výše si prohlédněte rovinu rolování; tato osa (3. rozměr) by porušovala Listingův zákon. A my samozřejmě používáme torzní pohyby očí neustále. Jedním z nejdůležitějších příkladů pro lékaře zabývající se rovnováhou je VOR v rovině náklonu. Pohybujte hlavou z ramene na rameno (roll) a tato obrazovka/text zůstává ve stejné orientaci. Je to proto, že vaše oči rotují v opačném směru pohybu hlavy (tj. VOR), aby udržely stabilitu obrazu před vámi. Since this is done in the roll plane, which violates Listing’s Law, the roll plane VOR is an important example of an exception to Listing’s Law.