Ogromna większość testów oceniających układ przedsionkowy jest wykonywana pośrednio poprzez pomiar ruchów gałek ocznych. Ponieważ tak wiele testów przedsionkowych opiera się na interpretacji ruchów gałek ocznych, niezwykle ważne jest, aby klinicysta specjalizujący się w badaniach przedsionkowych rozumiał, jak poruszają się oczy, jakie są ich ograniczenia ruchowe, jaki jest wpływ ruchu gałek ocznych na widzenie oraz jakie są potencjalne zaburzenia mięśni zewnątrzgałkowych (EOM). To, co następuje, zapewni dokładne wprowadzenie do tych pojęć w celu zwiększenia komfortu i zdolności do radzenia sobie z ruchami gałek ocznych w klinice.
Anatomy of the Extraocular Muscles1 2 3
Rysunek 1. Źródło: Wikimedia Commons
Istnieje sześć mięśni (na każde oko) odpowiedzialnych za generowanie wszystkich ruchów oczu w ich kostnych orbitach:
- Lateral Rectus (LR)
- Medial Rectus (MR)
- Superior Rectus (SR)
- Inferior Rectus (IR)
- Superior Oblique (SO)
- Inferior Oblique (IO)
Gdy rozpatrujemy je razem, z wyjątkiem mięśnia skośnego dolnego, mięśnie te przybierają kształt stożka. Przyczepiają się one do oka na jednym końcu (otwarcie stożka) i zbiegają się na ścięgnistym pierścieniu zwanym pierścieniem Zinna (wierzchołek stożka). Widać to na rycinie 1, wraz z przyczepem mięśnia skośnego dolnego do części nosowej kostnego oczodołu.
Mięśnie prostownik górny i skośny górny przyczepiają się do górnej części oka. Inferior rectus i inferior oblique przyczepiają się do dna oka. Mięśnie prostownik boczny i prostownik przyśrodkowy przyczepiają się odpowiednio po stronach najbardziej oddalonych od nosa i najbardziej do niego zbliżonych. Pomimo tego, że mięsień skośny górny należy do stożka, pokonuje on drogę pośrednią zanim połączy się z innymi EOM w pierścieniu Zinna; SO przyczepia się do górnej części oka, przechodzi przez pierścień włóknisty, zwany „trochlea”, a następnie zbiega się z innymi EOM (patrz ryc. 1).
Trochlea działa jak koło pasowe dla SO i zmienia kąt naciągu wywieranego na oko. Pozwala to SO obracać oko w sposób przeciwny do mięśnia skośnego dolnego, który, pamiętajmy, również ma unikalny kąt, ponieważ przyczepia się do części nosowej kostnego oczodołu, a nie na wierzchołku stożka EOM.
Ruchy mięśni zewnątrzgałkowych1 2 3
Ta sekcja może wydawać się nieco zniechęcająca po zapoznaniu się z ryciną 1, ale bądźcie pewni, że ruchy gałek ocznych są intuicyjne i w gruncie rzeczy dość proste. W rzeczywistości prosty przyłóżkowy test ruchów gałek ocznych (np. część standardowego przyłóżkowego badania nerwów czaszkowych) odwołuje się do sześciu kardynalnych kierunków spojrzenia i dlatego bada wszystkie sześć mięśni zewnątrzgałkowych obu oczu. Dla tych, którzy nie są zaznajomieni z tym testem, pacjent po prostu trzyma głowę nieruchomo i podąża za palcem klinicysty (lub innym obiektem), gdy ten „rysuje” dużą literę „H” przed pacjentem (patrz rycina 2).
RYSUNEK 2.
Jarzmowe ruchy gałek ocznych
Właśnie poznałeś sześć kardynalnych kierunków patrzenia, analizując rycinę 2. Wszystkie te ruchy są „jarzmowe”, co oznacza, że EOM w obu oczach pracują razem, aby poruszać oczami w tym samym kierunku w tym samym czasie; to, co robi jedno oko, drugie robi automatycznie. Na przykład, jeśli coś przyciąga wzrok z lewej strony i lewe oko porusza się szybko, aby skupić się na scenie, nie musisz świadomie i oddzielnie powiedzieć prawemu oku, aby przesunęło się w lewo. Ponieważ ten kierunek spojrzenia („w lewo”) jest jarzmowym ruchem oka, oba oczy odpowiadają.
Następnym krokiem jest zagłębienie się trochę głębiej i omówienie, które mięśnie zewnątrzgałkowe oczu są związane z jakimi ruchami i jakie pary EOM są ze sobą sprzężone. Omówimy każdy z sześciu kardynalnych kierunków patrzenia, jak również up- i downgaze, oraz konwergencję.
” Patrzenie w prawo (dekstrowersja): Wiesz już, że mięsień prosty boczny przyczepia się do strony oka najbardziej oddalonej od nosa. Pamiętając o tym, że mięśnie mogą się tylko kurczyć, ma to sens, że LR obraca oko z dala od nosa. Tak więc, gdy patrzymy w prawo, LR prawego oka powoduje rotację w prawo w oczodole. Ruch oka z dala od nosa nazywamy abdukcją.
Ale co z lewym okiem? LR lewego oka obróciłoby oko w lewo, więc to nie jest przydatne w tym przypadku. Nauczyłeś się, że prostownik przyśrodkowy przyczepia się do boku oka najbliżej nosa, co pociągnęłoby lewe oko w prawą stronę. MR obraca oko w kierunku nosa. Ruch w kierunku nosa nazywamy addukcją. I tak oto napotkaliśmy pierwszą parę mięśni zewnątrzgałkowych: prawy LR i lewy MR (patrz ryc. 3).
RYSUNEK 3.
” Spojrzenie w lewo (lewoskrętne): To spojrzenie wymaga tych samych ruchów, co patrzenie w prawo, ale w przeciwnym kierunku. To naprawdę jest tak proste, jak odwrócenie EOM, którego nauczyliśmy się powyżej, aby uzyskać spojrzenie w lewo: prawe MR i lewe LR (patrz rysunek 4). Innymi słowy, prawe oko musi się teraz poruszać w kierunku nosa, podczas gdy lewe oko musi się od niego oddalać.
RYSUNEK 4.
” Patrzenie w prawo i w górę (dekstroelewacja): Ten kierunek ma trochę więcej niuansów do niego, ale nadal jest łatwy do zrozumienia. Jak widać powyżej, patrząc w prawo obejmuje prawą LR (abdukcja) i lewą MR (addukcja). Ze względu na mechanikę EOM, kiedy prawe oko jest w pełni wyprostowane (z dala od nosa), może być uniesione tylko przez prostownik górny. I odwrotnie, kiedy lewe oko jest w pełni przywiedzione (w kierunku nosa), może być uniesione tylko przez mięsień skośny dolny. W ten sposób napotykamy kolejną parę mięśni jarzmowych w patrzeniu w prawo i w górę: prawy SR i lewy IO (patrz ryc. 5).
RYSUNEK 5.
” Patrzenie w lewo i w górę (Lewoelewacja): Podobnie jak w przypadku spojrzenia w prawo vs. w lewo, spojrzenie w prawo i w górę vs. spojrzenie w lewo i w górę obejmuje te same zasady i mięśnie, ale stosowane do przeciwnych oczu. Oznacza to, że lewe oko jest teraz przywiedzione (z dala od nosa), więc może być uniesione tylko za pomocą SR. Prawe oko jest teraz przywiedzione (w kierunku nosa), więc może być uniesione tylko przez IO. Ta para mięśni jest połączona: prawy IO i lewy SR (patrz ryc. 6).
RYSUNEK 6.
” Patrzenie w prawo i w dół (dekstrodefrakcja): Patrzenie w prawo i w dół nadal angażuje prawy LR (abdukcja) i lewy MR (addukcja) – tyle jest takie samo w tym kierunku patrzenia. Podobnie, ale z powodu mechaniki EOM, kiedy prawe oko jest w pełni wyprostowane (z dala od nosa), może być wciśnięte tylko przez prostownik dolny. I odwrotnie, kiedy lewe oko jest w pełni przywiedzione (w kierunku nosa), może być przyciśnięte tylko przez mięsień skośny górny. Dlatego też patrzenie w prawo i w dół wywołuje mięśnie jarzmowe: prawy IR i lewy SO (patrz rys. 7).
RYSUNEK 7.
” Patrzenie w lewo i w dół (lewodepresja): Zgodnie z dotychczasowym schematem, patrzenie w lewo i w dół jest po prostu kwestią użycia przeciwnych EOM podczas patrzenia w prawo i w dół: prawe SO i lewe IR (patrz rysunek 8). Wynika to z faktu, że prawe oko jest przywiedzione (wciśnięte przez SO, gdy jest skierowane w stronę nosa), a lewe oko jest przywiedzione (wciśnięte przez IR, gdy jest oddalone od nosa).
RYSUNEK 8.
” Patrzenie prosto w dół (infrawersja): Spoglądanie w dół również angażuje dwa mięśnie, ale tym razem LR i MR nie są zaangażowane. Zamiast tego, oba mięśnie rotujące w dół są zaangażowane jednocześnie: prawy IR i SO, oraz lewy IR i SO. Stojąca za tym mechanika (w dużym uproszczeniu) wiąże się z różnymi kątami przylegania IR i SO; jest to również powód, dla którego IR i SO są ograniczone do uciskania oka odpowiednio podczas adbucji i addukcji. Kiedy IR i SO kurczą się jednocześnie, siły działające w kierunku do nosa i od nosa powodują, że oko obraca się prosto w dół (zob. ryc. 9).
RYSUNEK 9.
” Patrzenie prosto w górę (suprawersja): Ta para mięśni jarzmowych nie oferuje żadnych niespodzianek: patrzenie prosto w górę wykorzystuje te same zasady, co patrzenie prosto w dół, ale przy użyciu przeciwstawnych mięśni: prawego SR i IO oraz lewego IO i SR (patrz ryc. 10).
RYSUNEK 10.
” Skrzyżowanie oczu (konwergencja): Konwergencja występuje, gdy lewy i prawy mięsień MR są skurczone jednocześnie, obracając oba oczy poziomo w kierunku nosa (patrz rysunek 11). Jest to coś więcej niż tylko sposób na oglądanie niektórych obrazów 3D – oczy zbiegają się, gdy obiekt zainteresowania przybliża się do patrzącego. Odwrotność, rozbieżność, nie jest tutaj wymieniona, ponieważ nie można (dobrowolnie) skurczyć obu mięśni LR jednocześnie.
RYSUNEK 11.
Znasz już 6 kardynalnych kierunków patrzenia (prawo/góra; prawo; prawo/dół; lewo/góra; lewo; lewo/dół), jak również pozostałe ruchy gałek ocznych (prosto w górę; prosto w dół; zbieżność). Kliknij na poniższy link dla wielkiego interaktywnego symulatora oka, aby ćwiczyć to, co wiesz. Możesz lesion mięśni i / lub nerwów czaszkowych (pokryte później na tej stronie), a nawet wziąć quiz, aby wyodrębnić zmiany. Niektóre z pytań quizu obejmują nerwy czaszkowe, więc może chcesz przeczytać przez tę sekcję na tej stronie przed podjęciem quizu.
Prawa ruchów gałek ocznych1 2 3
Przedyskutujemy teraz krótko kilka praw rządzących ruchami gałek ocznych. Prawa te pomogą wyjaśnić ograniczenia i granice działania mięśni zewnątrzgałkowych oraz dopuszczalne orientacje oczu w ich kostnych oczodołach.
Prawo Heringa
Prawo Heringa stwierdza, że mięśnie jarzmowe otrzymują taką samą ilość unerwienia i w tym samym czasie. Może się to wydawać boleśnie proste, ale jest to ważna zasada, która podkreśla związek między mięśniami i ruchami, które są uważane za „jarzmowe”. W rzeczywistości zasada ta częściowo wyjaśnia, dlaczego podczas patologicznego oczopląsu oddziałują na siebie oba oczy. Przykładem tego prawa może być równe i jednoczesne unerwienie lewego LR i prawego MR podczas patrzenia w lewo. Prawo Heringa jest esencją tego, co sprawia, że te ruchy są jarzmowe.
Prawo Sheringtona
Prawo Sheringtona wyjaśnia, że każde zwiększenie unerwienia mięśnia agonisty musi obejmować również jednoczesne zmniejszenie unerwienia mięśnia antagonisty. Zdefiniujmy te dwa pojęcia, aby pełniej zrozumieć to prawo.
Skrócona wersja tych formalnych definicji może być przeformułowana jako mięsień agonista jest mięśniem, który działa w celu osiągnięcia pożądanego działania (np. patrząc w lewo), podczas gdy mięsień antagonista istnieje w celu wykonania przeciwnego działania (np. patrząc w prawo). Ważne jest, aby pamiętać, że te etykiety są względne: na przykład, jeśli pożądanym działaniem jest spojrzenie w prawo, zaangażowane mięśnie stają się mięśniami agonistycznymi, a te odpowiedzialne za spojrzenie w lewo stają się antagonistami.
Prawo Sherringtona jest więc całkiem sensowne: wzrostowi unerwienia mięśnia agonisty (wykonującego pożądany ruch) musi towarzyszyć równy spadek unerwienia mięśnia antagonisty tego mięśnia (mięśnia, który wykonałby ruch przeciwny). Prawo to ładnie ilustruje zależność pomiędzy sparowanymi mięśniami zewnątrzgałkowymi agonista/antagonista. Diagram może pomóc w ugruntowaniu tego punktu (patrz rysunek 12 poniżej).
RYSUNEK 12. Mięśnie agonistyczne/antagonistyczne EOM przy patrzeniu w lewo i w prawo.
Z ryciny 12 można łatwo zauważyć, że LR i MR są sparowanymi mięśniami agonistycznymi/antagonistycznymi. Kiedy jeden się kurczy, drugi musi się rozluźnić, w przeciwnym razie mięśnie walczyłyby ze sobą, a oko pozostałoby nieruchome. Sześć EOM może być zgrupowane w trzy pary mięśni agonista/antagonista, jeśli weźmiemy pod uwagę tylko jedno oko:
- Pary agonista/antagonista w tym samym oku
- Lateral Rectus vs. Medial Rectus
- Superior Rectus vs. Inferior Rectus
- Superior Oblique vs. Inferior Oblique
Widzieliśmy już pary (aczkolwiek bez terminologii agonista/antagonista), gdy rozważaliśmy oboje oczu w naszej dyskusji na temat kardynalnych kierunków spojrzenia (rysunki 3 – 10). Poniższa tabela podsumowuje pary agonistów przy rozważaniu obu oczu, dla Twojego odniesienia:
TABELA 1. Sparowane mięśnie agonistów w obu oczach.
| 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.
Prawo Dondersa dotyczy pozycji oka w orbicie podczas patrzenia w określonym kierunku. Zanim jednak zagłębimy się dalej, potrzebujemy trochę informacji ogólnych.
The EOM mieć zdolność ruszać się the globus the oko w 3 wymiar. Kierunki te to:
- Ruchy oka w 3D
- Yaw (side-to-side)
- Pitch (front-back)
- Roll (clockwise-counterclockwise)
RYSUNEK 13. Rotacja oka w płaszczyźnie odchylenia (bok do boku).
Rysunek 14. Rotacja oka w płaszczyźnie skoku (przód-tył).
RYSUNEK 15. Rotacja oka w płaszczyźnie roll (clockwise-counterclockwise).
EOM może skupić obiekt na fovea (dla optymalnego widzenia) używając tylko ruchów pionowych i poziomych (2 wymiary). Ze względu na stopień swobody zapewniony przez płaszczyznę toczenia (3 wymiar), istnieje wiele możliwych stopni orientacji, które oczy mogą przyjąć wzdłuż płaszczyzny toczenia z tymi samymi wizualnymi rezultatami (tj. obiekt skupiony na fovea). Na przykład, po tym jak ruchy poziome i pionowe skupiają obraz na fovea, pod względem ostrości widzenia, kula ziemska technicznie ma swobodę obracania się o 1, 2, 3, 4…. stopni w płaszczyźnie toczenia w prawo lub w lewo bez wpływu na widzenie. Ale Prawo Dondersa mówi, że pomimo tych kilku możliwych orientacji, kula ziemska zawsze przyjmuje tę samą pozycję (nawet w płaszczyźnie toczenia) patrząc w danym kierunku. Zatem Prawo Dondersa nie jest ograniczeniem mechanicznym, lecz neuronalnym. Tak więc niezależnie od tego, jaką serię ruchów wykona oko, aby spojrzeć, na przykład, w dół i w prawo, z jakiejkolwiek poprzedniej pozycji, orientacja kuli ziemskiej w kostnej orbicie dla „w dół i w prawo” jest zawsze taka sama.
Prawo Listinga
Prawo Listinga jest jak bardziej szczegółowe Prawo Dondersa: przyjmuje, że oko ma tę samą trójwymiarową orientację dla patrzenia w danym kierunku (Prawo Dondersa), a bardziej szczegółowo podaje racjonalne uzasadnienie, czym jest ta unikalna orientacja. Listing stwierdził, że osie wymagane do tego, aby kula ziemska poruszała się w kardynalnych kierunkach patrzenia i podążała za Prawem Dondersa, znajdują się w tej samej płaszczyźnie. Rysunek 16 poniżej przedstawia to, co nazywa się Płaszczyzną Listinga:
RYSUNEK 16. Płaszczyzna Listinga. Źródło: University of Western Ontario
Zauważ, że wszystkie osie są w płaszczyźnie niebieskiego pudełka (płaszczyzna ekranu Twojego komputera). Ma to ważne implikacje dotyczące wysiłku wymaganego przy utrzymywaniu ekscentrycznego spojrzenia (jest ono zmniejszone) i wielu innych czynników. Dalsze zagłębianie się w tę kwestię wymaga wyjaśnienia kinematyki rotacyjnej, co wykracza poza zakres tej strony. Wystarczy powiedzieć, że istnieją opcje dla ruchów, które oczy mogłyby wykonać, ale nie robią. Wzajemne oddziaływanie między wysiłkiem w utrzymaniu stałego spojrzenia, przeciwdziałanie elastyczności mięśni i lepkości są warte badania na własną rękę, ale nie są objęte tutaj.
Ostatnie słowo na temat Prawa Listinga i Płaszczyzny. Istnieją, oczywiście, wyjątki od tych reguł. Jak być może zauważyłeś, Płaszczyzna Listinga jest dwuwymiarowa. Wszelkie ruchy gałek ocznych, które obracają się wokół osi wystającej z płaszczyzny, naruszałyby to prawo. Odwołaj się do rysunku 15 powyżej, aby zobaczyć płaszczyznę rolowania; ta oś (trzeci wymiar) naruszyłaby prawo Listinga. I my, oczywiście, używamy skrętnych ruchów oczu cały czas. Jednym z najważniejszych przykładów dla klinicystów zajmujących się równowagą jest VOR w płaszczyźnie toczenia. Przesuń głowę z ramienia na ramię (roll) i ten ekran/tekst pozostaje w tej samej orientacji. Dzieje się tak, ponieważ oczy obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu głowy (tj. VOR), aby utrzymać stabilność obrazu przed sobą. 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.