Den stora majoriteten av testbatteriet för att bedöma det vestibulära systemet görs indirekt genom att mäta ögonrörelser. Eftersom en så stor del av den vestibulära testningen bygger på tolkningen av ögonrörelser är det av största vikt att den vestibulära klinikern förstår hur ögonen rör sig, deras rörelsebegränsningar, ögonrörelsernas inverkan på synen och potentiella störningar i de extraokulära musklerna (EOM). Följande kommer att ge en grundlig introduktion till dessa begrepp i syfte att öka din bekvämlighet och förmåga att hantera ögonrörelser på kliniken.
Anatomi av de extraokulära musklerna1 2 3
FIGUR 1. Källa: Wikimedia Commons
Det finns sex muskler (per öga) som ansvarar för att generera alla ögonens rörelser i sina beniga banor:
- Lateral Rectus (LR)
- Medial Rectus (MR)
- Superior Rectus (SR)
- Inferior Rectus (IR)
- Superior Oblique (SO)
- Inferior Oblique (IO)
När man betraktar dem tillsammans, med undantag för inferior oblique, har dessa muskler formen av en kon. De fäster vid ögat i ena änden (konens öppning) och konvergerar mot en tendensring som kallas Zinns annulus (konens topp). Detta kan ses i figur 1, tillsammans med den nedre oblikvägens fäste vid den nasala delen av den beniga banan.
Musklerna superior rectus och superior oblique fäster vid ögats ovansida. De inferiora rectus- och inferiora oblique-musklerna fäster vid ögats undersida. Den laterala rectusmuskeln och den mediala rectusmuskeln fäster de sidor som ligger längst bort från respektive närmast näsan. Trots att superior oblique tillhör konen tar den en indirekt väg innan den förenas med den andra EOM vid Zinns annulus; SO fäster vid ögats ovansida, passerar genom en fibrös ring, kallad ”trochlea”, och konvergerar sedan med den andra EOM (se figur 1).
Trochlea fungerar som en remskiva för SO och ändrar den dragvinkel som utövas på ögat. Detta gör det möjligt för SO att rotera ögat på ett sätt som är motsatt till den nedre oblique-muskeln, som, kom ihåg, också har en unik vinkel eftersom den fäster vid den nasala delen av den beniga orbita i stället för vid EOM-konens spets.
Motions of the Extraocular Muscles1 2 3
Detta avsnitt kan tyckas lite skrämmande efter att ha gått igenom figur 1, men var säker på att ögonrörelser involverar en intuitiv mekanik och faktiskt är ganska okomplicerat. Faktum är att ett enkelt ögonrörlighetstest (t.ex. en del av en standardundersökning av kranialnerverna) åberopar de sex kardinalriktningarna för blicken och testar därför alla sex extraokulära musklerna i båda ögonen. För dem som inte är bekanta med detta test håller patienten helt enkelt huvudet stilla och följer klinikerns finger (eller annat föremål) när denne ”ritar” ett stort H framför patienten (se figur 2).
FIGUR 2.
Yoked Eye Movements
Du har just lärt dig de sex kardinalriktningarna för blicken genom att undersöka figur 2. Alla dessa rörelser är ”yoked”, vilket innebär att EOM i båda ögonen arbetar tillsammans för att flytta ögonen i samma riktning samtidigt; det som det ena ögat gör gör det andra ögat automatiskt. Om något till exempel fångar ditt öga till vänster och ditt vänstra öga rör sig snabbt för att fokusera scenen, behöver du inte medvetet och separat säga till ditt högra öga att röra sig åt vänster. Eftersom denna blickriktning (”vänster”) är en okulär ögonrörelse reagerar båda ögonen.
Nästa steg är att gå lite djupare och diskutera vilka extraokulära ögonmuskler som är förknippade med vilka rörelser, och vilka par av EOM som är yokade tillsammans. Vi kommer att behandla var och en av de sex kardinalriktningarna för blicken, liksom upp- och nedåtgående blick och konvergens.
” Titta åt höger (dextroversion): Du vet redan att lateral rectus fäster på den sida av ögat som ligger längst bort från näsan. Med tanke på att muskler bara kan dra ihop sig är det helt logiskt att LR roterar ögat bort från näsan. När man tittar åt höger orsakar alltså LR på det högra ögat rotationen åt höger i banan. Ögonets rörelse bort från näsan kallas abduktion.
Men hur är det med det vänstra ögat? Det vänstra ögats LR skulle rotera ögat åt vänster, så det är inte till någon nytta i det här fallet. Du lärde dig att medial rectus fäster på den sida av ögat som är närmast näsan, vilket skulle dra det vänstra ögat till höger. MR roterar ögat mot näsan. Rörelse mot näsan kallas adduktion. Och precis så har du mött ditt första okulära par av extraokulära muskler: höger LR och vänster MR (se figur 3).
FIGUR 3.
” Titta till vänster (Levoversion): Denna blick kräver samma rörelser som att titta till höger, men i motsatt riktning. Det är egentligen lika enkelt som att vända på den EOM som vi just lärt oss ovan för att uppnå vänsterblicken: höger MR och vänster LR (se figur 4). Med andra ord måste det högra ögat nu röra sig mot näsan, medan det vänstra ögat måste röra sig bort från näsan.
FIGUR 4.
” Titta till höger och uppåt (dextroelevation): Den här riktningen är lite mer nyanserad, men ändå lätt att förstå. Som framgår ovan involverar tittande till höger höger LR (abduktion) och vänster MR (adduktion). På grund av EOM:s mekanik kan höger öga, när det är helt abducerat (bort från näsan), endast lyftas med hjälp av Superior rectus. Omvänt gäller att när vänster öga är helt adducerat (mot näsan) kan det endast lyftas upp av inferior oblique. Vi möter alltså ytterligare ett par okade muskler när vi tittar åt höger och uppåt: den högra SR och den vänstra IO (se figur 5).
FIGUR 5.
” Titta till vänster och uppåt (Levoelevation): Precis som med blicken till höger vs. till vänster, innebär att titta till höger och uppåt vs. titta till vänster och uppåt samma principer och muskler, men tillämpas på de motsatta ögonen. Det innebär att det vänstra ögat nu är abducerat (bort från näsan), så det kan bara lyftas med SR. Det högra ögat är nu adducerat (mot näsan), så det kan endast lyftas med IO. Detta okade muskelpar är: den högra IO och den vänstra SR (se figur 6).
FIGUR 6.
” Titta till höger och neråt (Dextrodepression): Att titta till höger och ner involverar fortfarande höger LR (abduktion) och vänster MR (adduktion) – så mycket är detsamma i denna blickriktning. Liknande men nytt: på grund av EOM:s mekanik kan höger öga, när det är helt abducerat (bort från näsan), endast nedtryckas av inferior rectus. Omvänt gäller att när vänster öga är helt adducerat (mot näsan) kan det bara tryckas ned av superior oblique. När man tittar åt höger och neråt aktiveras därför följande okade muskler: höger IR och vänster SO (se figur 7).
FIGUR 7.
” Titta åt vänster och neråt (Levodepression): I enlighet med mönstret hittills handlar det när man tittar till vänster och ner helt enkelt om att använda de motsatta EOM när man tittar till höger och ner: höger SO och vänster IR (se figur 8). Detta beror på att höger öga är adducerat (nedtryckt av SO när det är mot näsan) och vänster öga är abducerat (nedtryckt av IR när det är bort från näsan).
FIGUR 8.
” Titta rakt ner (Infraversion): Nedåtriktad blick involverar också två muskler, men den här gången är LR och MR inte involverade. I stället är båda de nedåtroterande musklerna engagerade samtidigt: den högra IR och SO samt den vänstra IR och SO. Mekaniken bakom detta (starkt förenklat) har att göra med IR:s och SO:s olika infästningsvinklar; detta är också orsaken till att IR och SO är begränsade till att trycka ner ögat under adbuktion respektive adduktion. När IR och SO drar ihop sig samtidigt får krafterna mot näsan och bort från näsan ögat att rotera rakt nedåt (se figur 9).
FIGUR 9.
” Titta rakt uppåt (Supraversion): Det här paret av okade muskler bjuder inte på några överraskningar: när man tittar rakt upp används samma principer som när man tittar rakt ner, men med de motsatta musklerna: den högra SR och IO, och den vänstra IO och SR (se figur 10).
FIGUR 10.
” Korsa ögonen (konvergens): Konvergens uppstår när vänster och höger MR-muskel dras ihop samtidigt, vilket roterar båda ögonen horisontellt mot näsan (se figur 11). Detta är mer än ett sätt att se vissa 3D-bilder – ögonen konvergerar när ett objekt i fokus kommer närmare betraktaren. Motsatsen, divergens, anges inte här eftersom man inte (frivilligt) kan kontrahera båda LR-musklerna samtidigt.
FIGUR 11.
Du är nu bekant med de 6 kardinalriktningarna för blicken (höger/upp; höger; höger/ned; vänster/upp; vänster; vänster/ned), liksom resten av de okulära ögonrörelserna (rakt upp; rakt ner; konvergens). Klicka på följande länk för att se en bra interaktiv ögonsimulator där du kan öva på det du vet. Du kan skada muskler och/eller kranialnerver (som behandlas senare på denna webbplats) och även göra ett test för att isolera skador. En del av frågesportfrågorna handlar om kranialnerver, så du kanske vill läsa igenom det avsnittet på den här webbplatsen innan du gör frågesporten.
Lagar för ögonens rörelser1 2 3
Vi kommer nu att kortfattat diskutera flera lagar som styr ögonens rörelser. Dessa lagar kommer att bidra till att klargöra de extraokulära musklernas begränsningar och gränser och de tillåtna orienteringarna av ögonen i deras beniga banor.
Herings lag
Herings lag säger att yokade muskler får samma mängd innervation och vid samma tidpunkt. Detta kan tyckas smärtsamt enkelt, men det är en viktig princip som understryker sambandet mellan muskler och rörelser som anses vara ”yokade”. Faktum är att denna princip delvis förklarar varför båda ögonen påverkas vid patologisk nystagmus. Ett exempel på denna lag skulle vara den lika och samtidiga innervation av vänster LR och höger MR när man tittar åt vänster. Herings lag är kärnan i det som gör att dessa rörelser är okade.
Sherringtons lag
Sherringtons lag förklarar att varje ökning av innervation till en agonistmuskel också måste innefatta en samtidig minskning av innervation till antagonistmuskeln. Låt oss definiera dessa två termer för att förstå denna lag mer fullständigt.
Den korta versionen av dessa formella definitioner kan omformuleras till att en agonistmuskel är den muskel som arbetar för att uppnå en önskad handling (t.ex. titta till vänster), medan en antagonistmuskel finns för att utföra den motsatta handlingen (t.ex. titta till höger). Det är viktigt att komma ihåg att dessa beteckningar är relativa: om den önskade handlingen t.ex. är att titta till höger blir de berörda musklerna agonistmusklerna och de som ansvarar för att titta till vänster blir antagonister.
Sherringtons lag är då ganska rimlig: en ökning av innerveringen till agonistmuskeln (som gör en önskad rörelse) måste åtföljas av en lika stor minskning av innerveringen till den muskelns antagonist (den muskel som skulle göra det motsatta). Denna lag illustrerar på ett bra sätt förhållandet mellan parade agonist/antagonist extraokulära muskler. Ett diagram kan hjälpa till att förtydliga detta (se figur 12 nedan).
FIGUR 12. Agonist/antagonist EOM när man tittar till vänster och höger.
Från figur 12 kan man lätt se att LR och MR är parade agonist/antagonistmuskler. När den ena drar ihop sig måste den andra slappna av, annars skulle musklerna slåss mot varandra och ögat skulle förbli orörligt. De sex EOM kan delas in i tre par agonist/antagonistmuskler när man bara betraktar ett öga:
- Agonist/Antagonist-par i samma öga
- Lateral Rectus vs. Medial Rectus
- Superior Rectus vs. Inferior Rectus
- Superior Oblique vs. Inferior Oblique
Vi har redan sett paren (om än utan agonist/antagonist-terminologin) när vi betraktar båda ögonen i vår diskussion om de kardinala riktningarna för blicken (figurerna 3 – 10). I tabellen nedan sammanfattas agonistparen när man betraktar båda ögonen, för kännedom:
TABELL 1. De parade agonistmusklerna för båda ögonen.
| 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 lag handlar om ögats position i banan när man tittar i en viss riktning. Innan vi kan fördjupa oss ytterligare behöver vi dock lite bakgrundsinformation.
EOM har förmågan att flytta ögongloben i tre dimensioner. Dessa riktningar är:
- Ögonets rörelser i 3D
- Yaw (från sida till sida)
- Pitch (fram-tillbaka)
- Roll (medurs-moturs)
FIGUR 13. Ögonrotation i yaw-planet (från sida till sida).
FIGUR 14. Ögonrotation i pitchplanet (fram och bak).
FIGUR 15. Ögonrotation i rullplanet (medurs moturs).
EOM kan fokusera ett objekt på fovean (för optimal syn) med hjälp av endast vertikala och horisontella rörelser (2 dimensioner). På grund av den frihetsgrad som rullplanet ger (den tredje dimensionen) finns det ett antal möjliga grader av orientering som ögonen kan anta längs rullplanet med samma visuella resultat (dvs. objektet fokuserat på fovea). Efter att de horisontella och vertikala rörelserna har fokuserat en bild på fovean, har globen tekniskt sett friheten att rotera 1, 2, 3, 4…. grader i rullplanet till höger eller vänster utan att synen påverkas. Men Donders lag säger att trots dessa flera möjliga orienteringar intar globen alltid samma position (även i rullplanet) när man tittar i en viss riktning. Därför är Donders lag inte ett mekaniskt tvång utan ett neuralt tvång. Oavsett vilken serie rörelser ögat gör för att till exempel titta nedåt och åt höger, från vilken tidigare position som helst, är globens orientering i den beniga banan för ”nedåt och åt höger” alltid densamma.
Listings lag
Listings lag är som en mer specifik Donders lag: den accepterar att ögat har samma tredimensionella orientering för att titta i en given riktning (Donders lag), och ger mer specifikt en rationell förklaring till vad denna unika orientering är. Listing konstaterade att de axlar som krävs för att få klotet att röra sig i de kardinala riktningarna för blicken och följa Donders’ lag alla låg i samma plan. Figur 16 nedan visar vad som kallas Listings plan:
FIGUR 16. Listing’s Plane. Källa: Alla axlar ligger i den blå rutans plan (din datorskärms plan). Detta har viktiga konsekvenser för den ansträngning som krävs för att hålla excentrisk blick (den minskar) och en mängd andra faktorer. För att gå djupare in på detta krävs en förklaring av rotationskinematik, vilket ligger utanför den här webbplatsens räckvidd. Det räcker med att säga att det finns alternativ för rörelser som ögonen skulle kunna göra, men inte gör. Samspelet mellan ansträngningen att hålla en stadig blick, motverkande muskelelasticitet och viskositet är värt att forska om på egen hand, men behandlas inte här.
Ett sista ord om Listings lag och plan. Det finns naturligtvis undantag från dessa regler. Som du kanske har märkt är Listings plan tvådimensionellt. Alla ögonrörelser som roterar runt en axel som sticker ut från planet skulle bryta mot lagen. Se figur 15 ovan för att se över rullplanet; den axeln (den tredje dimensionen) skulle bryta mot Listings lag. Och vi använder oss naturligtvis hela tiden av vridande ögonrörelser. Ett viktigt exempel för balanskliniker är VOR i rullplanet. Flytta huvudet från axel till axel (rullning) och skärmen/texten förblir i samma riktning. Detta beror på att dina ögon roterar i motsatt riktning mot huvudets rörelse (dvs. VOR) för att upprätthålla stabiliteten hos bilden framför dig. 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.