A vestibuláris rendszer felmérésére szolgáló tesztek túlnyomó többsége közvetett módon, a szemmozgások mérésével történik. Mivel a vestibularis vizsgálatok nagy része a szemmozgások értelmezésén alapul, kiemelkedően fontos, hogy a vestibularis klinikus megértse a szemek mozgását, mozgáskorlátozottságát, a szemmozgás hatását a látásra és az extraokuláris izmok (EOM) lehetséges rendellenességeit. A következőkben alapos bevezetést nyújtunk ezekbe a fogalmakba azzal a céllal, hogy növeljük a klinikumban a szemmozgásokkal való foglalkozás kényelmét és képességeit.
A szemen kívüli izmok anatómiája1 2 3
1. ÁBRA. Forrás: B: Wikimedia Commons
Szemenként hat izom (szemenként) felelős a csontos szemgödrökben lévő szemek minden mozgásának létrehozásáért:
- Lateralis Rectus (LR)
- Medialis Rectus (MR)
- Superior Rectus (SR)
- Inferior Rectus (IR)
- Superior Oblique (SO)
- Inferior Oblique (IO)
Azt együtt tekintve, az inferior oblique kivételével ezek az izmok kúp alakot vesznek fel. Egyik végén a szemhez kapcsolódnak (a kúp nyílása), és egy Zinn-gyűrűnek nevezett ingerületgyűrűben futnak össze (a kúp csúcsa). Ez látható az 1. ábrán, valamint a ferde alsó izomnak a csontos szemüreg orrnyílás orr-részéhez való kapcsolódása.
A superior rectus és a superior oblique izmok a szem felső részéhez kapcsolódnak. Az inferior rectus és az inferior oblique a szem alsó részéhez tapad. Az oldalsó rectus és a középső rectus az orrtól legtávolabbi, illetve az orrhoz legközelebbi oldalon rögzül. Annak ellenére, hogy a superior oblique a kúphoz tartozik, közvetett utat tesz meg, mielőtt a Zinn-gyűrűnél csatlakozik a többi EOM-hoz; az SO a szem felső részéhez csatlakozik, áthalad egy rostos gyűrűn, az úgynevezett “trochleán”, majd összefut a többi EOM-hoz (lásd az 1. ábrát).
A trochlea csigaként működik az SO számára, és megváltoztatja a szemre kifejtett húzás szögét. Ez lehetővé teszi az SO számára, hogy a szemet az inferior obliquusszal ellentétes módon forgassa, amelynek, ne feledjük, szintén egyedi szöge van, mivel az EOM kúp csúcspontja helyett a csontos orbitális pálya orr-részéhez csatlakozik.
A szemen kívüli izmok mozgása1 2 3
Az 1. ábra áttekintése után ez a szakasz kissé ijesztőnek tűnhet, de megnyugodhat, hogy a szemmozgások intuitív mechanikát tartalmaznak, és valójában elég egyszerűek. Valójában egy egyszerű ágy melletti szemmozgásvizsgálat (pl. a szokásos ágy melletti koponyaideg-vizsgálat része) a tekintet hat kardinális irányát idézi fel, és így mindkét szem mind a hat extraokuláris izmát teszteli. Azok számára, akik nem ismerik ezt a tesztet, a beteg egyszerűen mozdulatlanul tartja a fejét, és követi a klinikus ujját (vagy más tárgyat), amint az egy nagy “H” betűt “rajzol” a beteg elé (lásd a 2. ábrát).
2. ÁBRA.
A szemmozgások gúzsba kötése
A 2. ábra vizsgálatából az imént megismerte a tekintet hat kardinális irányát. Mindezek a mozgások “yoked”, ami azt jelenti, hogy a két szemben lévő EOM együtt dolgozik, hogy a szemeket egyszerre ugyanabba az irányba mozdítsa; amit az egyik szem tesz, azt a másik szem automatikusan megteszi. Ha például valami megragadja a tekintetét balra, és a bal szeme gyorsan mozdul, hogy a jelenetre fókuszáljon, nem kell tudatosan és külön-külön utasítania a jobb szemét, hogy mozduljon balra. Mivel ez a tekintet iránya (“balra”) egy beidegzett szemmozgás, mindkét szem reagál.
A következő lépés az, hogy egy kicsit mélyebbre ássuk magunkat, és megvitatjuk, hogy mely extraokuláris szemizmok milyen mozgásokhoz kapcsolódnak, és milyen EOM-párok vannak összevonva. Kitérünk a tekintet mind a hat kardinális irányára, valamint a fel- és lefelé irányuló tekintetre és a konvergenciára.
” Jobbra nézés (dextroverzió): Azt már tudod, hogy a laterális rectus a szemnek az orrtól legtávolabbi oldalához csatlakozik. Ha szem előtt tartjuk, hogy az izmok csak összehúzódni tudnak, akkor tökéletesen érthető, hogy az LR az orrtól elfordítja a szemet. Így amikor jobbra nézünk, a jobb szem LR-je okozza a jobbra forgást az orbitában. A szemnek az orrtól távolodó mozgását abdukciónak nevezzük.
De mi a helyzet a bal szemmel? A bal szem LR-je a szemet balra forgatná, így ez ebben az esetben nem használ. Megtanultad, hogy a medial rectus a szemnek az orrhoz legközelebbi oldalához csatlakozik, ami a bal szemet a jobb oldalra húzná. Az MR az orr felé forgatja a szemet. Az orr felé irányuló mozgást adductiónak nevezzük. És máris találkoztál az első összevont extraokuláris izompárral: a jobb oldali LR és a bal oldali MR (lásd a 3. ábrát).
3. ÁBRA.
” Balra tekintve (Levoverzió): Ez a tekintet ugyanazokat a mozdulatokat igényli, mint a jobbra nézés, de ellentétes irányban. Tényleg olyan egyszerű, mint a fentebb tanult EOM megfordítása a balra tekintés eléréséhez: jobb MR és bal LR (lásd a 4. ábrát). Más szóval, a jobb szemnek most az orr felé kell mozognia, míg a bal szemnek az orrtól távolodnia kell.
4. ÁBRÁZAT.
” Jobbra és felfelé tekintve (dextroeleváció): Ez az irány egy kicsit árnyaltabb, de még mindig könnyen érthető. Mint fentebb látható, a jobbra nézés a jobb LR-t (abdukció) és a bal MR-t (addukció) foglalja magában. Az EOM mechanikája miatt, amikor a jobb szem teljesen abdukált (az orrtól távolabb), csak a rectus superior tudja felemelni. Ezzel szemben, amikor a bal szem teljesen elfordul (az orr felé), csak az inferior oblique tudja felemelni. Így a jobbra és felfelé nézéskor egy másik járomizompárral találkozunk: a jobb SR és a bal IO (lásd az 5. ábrát).
5. ÁBRÁNY.
” Balra és felfelé tekintve (Levoeleváció): A jobbra és balra nézéshez hasonlóan a jobbra és felfelé nézés és a balra és felfelé nézés ugyanazokat az elveket és izmokat foglalja magában, de az ellentétes szemekre alkalmazva. Ez azt jelenti, hogy a bal szem most abdukált (az orrtól távolabb), így csak az SR-rel lehet felemelni. A jobb szem most adduzált (az orr felé), így csak az IO-val lehet felemelni. Ez az összeszorított izompár: a jobb IO és a bal SR (lásd a 6. ábrát).
6. ÁBRA.
” Jobbra és lefelé tekintés (dextrodepresszió): A jobbra és lefelé nézés még mindig a jobb LR-t (abdukció) és a bal MR-t (addukció) érinti – ennyi azonos ebben a tekintetirányban. Hasonló, de újdonság, hogy az EOM mechanikája miatt, amikor a jobb szem teljesen abdukált (az orrtól távolabb), csak a rectus inferior nyomhatja le. Ezzel szemben, amikor a bal szem teljesen elfordul (az orr felé), akkor azt csak a felső ferde izom tudja lenyomni. Ezért a jobbra és lefelé tekintés a következő járomizmokat hívja elő: a jobb IR és a bal SO (lásd a 7. ábrát).
7. ÁBRÁNY.
” Balra és lefelé tekintés (levodepresszió): Az eddigi mintával összhangban a balra és lefelé nézés egyszerűen az ellentétes EOM használatáról szól, amikor jobbra és lefelé nézünk: jobb SO és bal IR (lásd a 8. ábrát). Ez annak köszönhető, hogy a jobb szem adduzált (az SO nyomja le az orr felé), a bal szem pedig abduzált (az IR nyomja le az orrtól távolodva).
8. ÁBRÁZAT.
” Egyenesen lefelé tekintve (infraverzió): A lefelé tekintés szintén két izmot érint, de ezúttal az LR és az MR nem érintett. Ehelyett mindkét lefelé forduló izom egyszerre vesz részt: a jobb oldali IR és SO, valamint a bal oldali IR és SO. Az e mögött álló (erősen leegyszerűsített) mechanika az IR és az SO különböző rögzítési szögéhez kapcsolódik; ez az oka annak is, hogy az IR és az SO csak a szemet nyomja le az adbuction, illetve az adduction során. Amikor az IR és az SO egyszerre húzódik össze, az orr felé irányuló és az orrtól távolodó erők hatására a szem egyenesen lefelé fordul (lásd a 9. ábrát).
9. ÁBRÁNY.
” Egyenesen felfelé tekintés (szupraverzió): Ez a páros izompár nem tartogat meglepetéseket: az egyenesen felfelé nézés ugyanazokat az elveket használja, mint az egyenesen lefelé nézés, de az ellentétes izmokkal: a jobb SR és az IO, illetve a bal IO és SR (lásd a 10. ábrát).
10. ÁBRA.
” A szemek keresztezése (konvergencia): A konvergencia akkor következik be, amikor a bal és a jobb MR-izom egyszerre húzódik össze, mindkét szemet vízszintesen az orr felé forgatva (lásd a 11. ábrát). Ez több, mint bizonyos 3D-s képek megtekintésének módja – a szemek konvergálnak, amikor a fókuszban lévő tárgy közelebb kerül a nézőhöz. Az ellenkezőjét, a divergenciát itt nem soroljuk fel, mert nem lehet (akaratlagosan) mindkét LR-izmot egyszerre összehúzni.
11. ábra.
Most már ismeri a tekintet 6 kardinális irányát (jobbra/fel; jobbra; jobbra/le; jobbra/le; balra/fel; balra; balra/le), valamint a többi járomszemmozgást (egyenesen fel; egyenesen le; konvergencia). Az alábbi linkre kattintva egy nagyszerű interaktív szemszimulátorral gyakorolhatja a tudását. Az izmokat és/vagy koponyaidegeket léziózhatja (erről később lesz szó ezen az oldalon), és még egy kvízt is kitölthet az elváltozások elkülönítésére. A kvíz egyes kérdései a koponyaidegeket érintik, ezért a kvíz kitöltése előtt érdemes átolvasni az oldalnak ezt a részét.
A szemmozgások törvényei1 2 3
A következőkben röviden tárgyalunk néhány, a szem mozgását szabályozó törvényt. Ezek a törvények segítenek tisztázni a szemen kívüli izmok korlátait és határait, valamint a szemeknek a csontos szemgödrökben megengedett orientációit.
Hering törvénye
A Hering-törvény kimondja, hogy az egymáshoz kapcsolt izmok ugyanannyi innervációt kapnak, és ugyanabban az időben. Ez fájdalmasan egyszerűnek tűnhet, de ez egy fontos alapelv, amely aláhúzza az “igásnak” tekintett izmok és mozgások közötti kapcsolatot. Valójában ez az elv részben megmagyarázza, hogy a kóros nystagmus során miért van hatással mindkét szem. Egy példa erre a törvényre a bal LR és a jobb MR egyenlő és egyidejű innervációja balra nézéskor. A Hering-törvény a lényege annak, ami ezeket a mozgásokat yokeddé teszi.
Sherrington-törvény
A Herrington-törvény azt magyarázza, hogy az agonista izom innervációjának bármilyen növekedése az antagonista izom innervációjának egyidejű csökkenésével is jár. Definiáljuk ezt a két fogalmat, hogy jobban megértsük ezt a törvényt.
Ezeknek a formális definícióknak a rövid változata úgy fogalmazható át, hogy az agonista izom az az izom, amely egy kívánt cselekvés (pl. balra nézés) érdekében működik, míg az antagonista izom az ellentétes cselekvés (pl. jobbra nézés) érdekében létezik. Fontos szem előtt tartani, hogy ezek a címkék relatívak: ha például a kívánt cselekvés az, hogy jobbra nézzünk, akkor az érintett izmok agonista izmok lesznek, a balra nézésért felelősek pedig antagonisták.
Sherrington törvénye tehát teljesen ésszerű: az agonista izom (amely a kívánt mozgást végzi) innervációjának növekedését az adott izom antagonistájának (az izom, amely az ellenkezőjét tenné) innervációjának azonos mértékű csökkenésének kell kísérnie. Ez a törvény szépen szemlélteti a páros agonista/antagonista extraokuláris izmok közötti kapcsolatot. Egy ábra segíthet ennek a pontnak a megszilárdításában (lásd az alábbi 12. ábrát).
12. ÁBRA. Agonst/antagonista EOM balra és jobbra tekintéskor.
A 12. ábrán jól látható, hogy az LR és az MR páros agonista/antagonista izmok. Amikor az egyik összehúzódik, a másiknak el kell lazulnia, különben az izmok egymás ellen harcolnának, és a szem mozdulatlan maradna. A hat EOM három agonista/antagonista izompárba csoportosítható, ha csak egy szemet vizsgálunk:
- Agonista/antagonista párok egy szemen belül
- Lateralis Rectus vs. Medialis Rectus
- Superior Rectus vs. Inferior Rectus
- Superior Oblique vs. Inferior Oblique
A párosításokat (bár az agonista/antagonista terminológia nélkül) már láttuk, amikor mindkét szemet figyelembe vettük a kardinális tekintési irányok tárgyalása során (3-10. ábra). Az alábbi táblázatban összefoglaljuk az agonista párosításokat, ha mindkét szemet figyelembe vesszük, referenciaként:
1. TÁBLÁZAT. Az agonista izompárok mindkét szemet tekintve.
| 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.
Donders törvénye a szemnek a pályán belüli helyzetével foglalkozik, amikor egy adott irányba néz. Mielőtt azonban tovább mélyednénk, szükségünk van egy kis háttérinformációra.
Az EOM képes a szemgömböt 3 dimenzióban mozgatni. Ezek az irányok a következők:
- 3D szemmozgások
- Yaw (oldalirányban)
- Pitch (elöl-hátul)
- Roll (az óramutató járásával ellentétes irányban)
13. ÁBRÁNY. A szem forgása a yaw (oldalirányú) síkban.
14. ábra. A szem forgása a dőlésszög (elöl-hátul) síkban.
15. ÁBRA. A szem forgása a gördülési síkban (az óramutató járásával ellentétes irányban).
Az EOM csak függőleges és vízszintes mozgásokkal (2 dimenzió) képes egy tárgyat a foveára fókuszálni (az optimális látás érdekében). A gördülési sík (a 3. dimenzió) által biztosított szabadságfok miatt a szemek a gördülési sík mentén számos lehetséges orientációs fokot vehetnek fel ugyanazzal a vizuális eredménnyel (azaz a tárgy a foveára fókuszálva). Például, miután a vízszintes és függőleges mozgások a képet a foveára fókuszálják, a látásélesség szempontjából a gömbnek technikailag megvan az a szabadsága, hogy a gördülési síkban 1, 2, 3, 4…. fokot elforduljon jobbra vagy balra anélkül, hogy a látást befolyásolná. A Donders-törvény azonban kimondja, hogy e több lehetséges orientáció ellenére a gömb mindig ugyanazt a pozíciót veszi fel (a gördülési síkban is), miközben egy adott irányba néz. A Donders-törvény tehát nem mechanikai, hanem idegi kényszer. Így függetlenül attól, hogy a szem milyen mozdulatsorozatot végez annak érdekében, hogy például lefelé és jobbra nézzen, bármilyen korábbi pozícióból, a gömb orientációja a csontos pályán a “lefelé és jobbra” esetében mindig ugyanaz.
Listing törvénye
Listing törvénye olyan, mint egy konkrétabb Donders-törvény: elfogadja, hogy a szemnek egy adott irányba való tekintéshez azonos 3 dimenziós orientációja van (Donders-törvény), és konkrétabban ad egy racionális magyarázatot arra, hogy mi ez az egyedi orientáció. Listing megállapította, hogy a szükséges tengelyek ahhoz, hogy a földgömb a tekintet kardinális irányaiban mozogjon és kövesse a Donders-törvényt, mind ugyanabban a síkban vannak. Az alábbi 16. ábra mutatja az úgynevezett Listing-síkot:
16. ÁBRA. Listing’s Plane. Forrás: Listing Listing: University of Western Ontario
Megjegyezzük, hogy minden tengely a kék doboz síkjában van (a számítógép képernyőjének síkjában). Ennek fontos következményei vannak az excentrikus tekintet tartásához szükséges erőfeszítésre (csökken) és egy sor más tényezőre vonatkozóan. Ennek részletesebb kifejtése a rotációs kinematika magyarázatát igényli, ami nem tartozik ennek a weboldalnak a tárgykörébe. Elég, ha csak annyit mondunk, hogy vannak olyan mozgási lehetőségek, amelyeket a szemek végezhetnének, de nem teszik. Az egyenletes tekintet tartására irányuló erőfeszítés, az izmok rugalmasságának és viszkozitásának ellensúlyozása közötti kölcsönhatást érdemes önállóan kutatni, de itt nem foglalkozunk vele.
Egy utolsó szó a Listing-törvényről és a síkról. Ezek alól a szabályok alól természetesen vannak kivételek. Ahogy talán észrevetted, Listing síkja 2 dimenziós. Minden olyan szemmozgás, amely a síkból kiálló tengely körül forog, megszegné a törvényt. Tekintse meg a fenti 15. ábrát a gördülési sík áttekintéséhez; ez a tengely (a 3. dimenzió) sértené a Listing-törvényt. És mi természetesen állandóan használunk torziós szemmozgásokat. Az egyensúlyi klinikusok számára az egyik legfontosabb példa a VOR a gördülési síkban. Mozgassa a fejét vállról vállra (gördülés), és ez a képernyő/szöveg ugyanabban az orientációban marad. Ez azért van, mert a szemei a fejmozgással (azaz a VOR-ral) ellentétes irányban forognak, hogy fenntartsák az Ön előtt lévő kép stabilitását. 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.