Home > Dienst N.K.O. > Evenwichtskliniek

Het vestibulair functielaboratorium

Voor dit vestibulair functielaboratorium kreeg Prof. dr. sc. Floris Wuyts, Prof dr. Van de Heyning en Prof Dr. Dirk Van Dyck in 1999 de FTI-Technolandprijs voor onderzoek en onderwijs. De videobril werd in samenwerking met de universiteiten van Rotterdam en Maastricht ontwikkeld. De stoel is het eindresultaat van een studie van de enkele bestaande stoelen in de wereld.

Inleidend

Het vestibulair functielaboratorium van de dienst NKO van het Universitair Ziekenhuis Antwerpen - het ‘evenwichtslab’ - beschikt sinds kort over een draaistoel en videobril en is uitzonderlijk in de wereld. Deze combinatie van draaistoel en videobril laat toe op een fel verbeterde manier klinisch wetenschappelijk onderzoek te doen naar evenwichtsstoornissen. Een kleiner model van de draaistoel wordt bij de NASA gebruikt om het evenwichtsorgaan van astronauten te testen.

De stoel, die een krachtigere versie is van de (zeldzaam) bestaande stoelen, en de videobril, werden door Prof. dr. Floris Wuyts, die als fysicus verbonden is aan de dienst NKO van het UZA, op punt gesteld. Het UZA is voorlopig het enige ziekenhuis in de wereld waar dergelijke stoel en bril in combinatie aangewend worden voor onderzoek naar evenwichtsstoornissen.

Het bijzondere aan de draaistoel is zijn zeer krachtige motor, die mogelijk maakt dat de stoel kan ronddraaien met een snelheid van 400 graden per seconde, en daarenboven kan hij versnellen tot 1.000° /sec_. Dit is tienmaal sneller dan de meeste klassieke stoelen die gebruikt worden voor evenwichtsonderzoek.

De nieuwe stoel van het evenwichtslab in het UZA heeft een aantal elementen voor op de klassieke draaistoelen. Niet alleen de snelheid, zoals eerder aangehaald, maar eveneens de bewegingsmogelijkheden. De stoel staat op een slede die naast draai- ook heen- en weerbewegingen mogelijk maken.

Dankzij de combinatie van de snelle stoel met de videobril, is het mogelijk vier van de vijf delen van het evenwichtsorgaan te testen op defecten en tevens kan uitgemaakt worden of het om het linker of het rechter evenwichtsorgaan gaat. Met klassieke onderzoeken kan slechts één vijfde van het evenwichtsstelsel onderzocht worden, waardoor voor 30% van de patiënten met evenwichtsstoornissen de oorzaak van hun klachten onbekend blijft. Door beter te kunnen stimuleren (stoel) en beter te kunnen registreren (videobril) hoopt de dienst NKO die 30% sterk te kunnen reduceren. Nu blijft enkel de sacculus voor de wetenschap nog onbereikbaar om te testen.

De patiënt met evenwichtsstoornissen

Drie tot 5% van de bevolking heeft geregeld last van duizeligheid. Dit is niet levensbedreigend maar het vermindert aanzienlijk de levenskwaliteit. Sommige vormen van duizeligheid komen plots op, zijn zeer intens en duren enkele uren om nadien terug te verdwijnen. Dit leidt ertoe dat sommige patiënten niet meer durven uit huis gaan, met de auto rijden of gaan winkelen. Bij bejaarde mensen kunnen evenwichtsproblemen leiden tot een ernstige val waardoor bijvoorbeeld een heup gebroken wordt. Dit is vaak het begin van een lange lijdensweg. Het is echter zo dat er verschillende oorzaken mogelijk zijn voor duizeligheid.

Waarvoor dient het evenwichtsstelsel?

Het evenwichtscentrum in de hersenen wordt gevoed door drie informatiestromen: afkomstig van de ogen, van de spieren en van de evenwichtsorganen in het binnenoor. Van de ogen krijgen de hersenen een idee over hoe het lichaam zich situeert t.o.v. zijn omgeving en dit is een zeer sterke prikkel, die in pretparken gretig aangewend wordt om de oriëntatie te misleiden.

De spanning in de spieren geeft informatie over hoe het lichaam beweegt of in welke houding het staat. En de evenwichtsorganen registreren elke beweging die het hoofd maakt.
Een correcte verwerking van deze informatiestromen zorgt ervoor dat we steeds een stabiele blik hebben, zelfs tijdens het stappen of lopen, en dat we "evenwichtig" bewegen zonder te vallen. De blikstabilisatie wordt gerealiseerd door de zogenaamde vestibulo-oculaire reflex, verder oogreflex genoemd. Deze oogreflex ontstaat wanneer de evenwichtsorganen een beweging detecteren. De hersenen reageren en geven een bevel aan de oogspieren, zodat de ogen onmiddellijk en met de juiste snelheid ook bewegen, maar in tegengestelde richting. Ze compenseren zo de hoofdbewegingen.

Wanneer dus een patiënt in de stoel met een welbepaalde snelheid naar rechts wordt gedraaid, dan moeten de pupillen in de ogen op hetzelfde ogenblik naar links bewegen. Eenmaal in de linkse ooghoek aangekomen, verspringt de pupil weer even snel naar rechts.

Gaat er ergens iets fout, dan gaan de ogen niet de verwachte compenserende oogbewegingen uitvoeren en is men duizelig. Aangezien onderzoekers niet rechtstreeks het evenwichtsorgaan kunnen bestuderen (zoals wel het geval is bij het gehoor d.m.v. een gehoortest), bestuderen ze deze oogreflex en daarvoor is de videobril een zeer relevant instrument.

Onze dagdagelijkse bewegingen met het hoofd (ja- en neeknikken, met het hoofd meebewegen met het lichaam) gebeuren aan een frequentie van 3 tot 5 hertz. Met de klassieke draaistoel kan men in het algemeen slechts bewegingen genereren tot 0,05 hertz; de nieuwe stoel maakt het mogelijk tot voorbij 3 hertz te gaan, bijna 100 keer meer dus, wat een aanzienlijke verbetering betekent.

Daar waar de stoel de bewegingen simuleert die we met het hoofd dagdagelijks maken, registreert de videobril de bewegingen van de ogen.

De videobril kijkt beter

De videobril, die bij de stoel gebruikt wordt, registreert nauwgezet de bewegingen van de pupil. Op die manier kan men aan de hand van de opnames onderzoeken of het evenwichtsorgaan behoorlijk functioneert of niet. Wanneer het orgaan niet naar behoren functioneert, door bv. een infectie, slechte doorbloeding of een breuk dan leidt dit tot duizeligheid. Die duizeligheid kan vaak verholpen worden hetzij met medicamenten, hetzij met operaties of fysiotherapie. Voor deze laatste is het echter wel belangrijk dat men weet waar het defect zit. Het evenwichtsorgaan bestaat immers uit vijf verschillende delen, die elk een andere beweging registreren.

De driedimensionale videobril met daarachter het oog zoals waargenomen wordt door de cameras op de bril.

De drie cirkelvormige kanalen registreren alle draaibewegingen;

• Het horizontaal halfcirkelvormig kanaal detecteert de horizontale bewegingen zoals nee-schudden
• Het voorste en achterste kanaal detecteert de verticale bewegingen (ja-knikken) en kantelen

De twee andere delen (utriculus en sacculus) meten de lineaire versnelling, waarbij de utriculus vnl. de zwaartekracht en versnellingen in het horizontale vlak (voor-achter, links-rechts) meet, de sacculus vnl.de op- en neerwaartse versnellingen.

Het nagaan waar de oorzaak van de duizeligheid te vinden is, is cruciaal voor de behandeling van de patiënt. Doch niet alle vormen van ongewone duizeligheid zijn te wijten aan een defect in het evenwichtsorgaan. De hersenen vangen immers ook info op vanuit de ogen en de skeletspieren, die al dan niet opgespannen zijn (voor beweging). Er kan dus evengoed iets misgaan bij de verwerking van de informatie in de hersenen.

Bij het uitvoeren van evenwichttest moet de arts telkens een antwoord zien te vinden op de oorzaak van de stoornissen; indien dit onderzoek effectief een defect aantoont in het evenwichtsorgaan, dan kan er een passende behandeling gezocht worden, al moet dan nog wel nagegaan worden of het om het linker evenwichtsorgaan gaat of om het rechter en in welk van de vijf delen het defect zit. Zit de fout echter in de hersenen, dan moet men anders gaan behandelen.

Verloop van een evenwichtstest

De patiënt met evenwichtsstoornissen neemt plaats in de draaistoel, wordt stevig vastgesnoerd en krijgt een speciale videobril op zijn neus. De ruimte wordt volledig verdonkerd. De videobril is een verbetering van de vroeger gebruikte elektroden die op de slapen nabij elk oog werden geplakt. De elektroden waren enkel in staat horizontale bewegingen van het oog te registreren en niet de verticale of torsiebewegingen. De videobril met zijn twee infraroodcamera’s filmt élke pupilbeweging. De computer berekent rechtstreeks hieruit de oogbewegingen en zet deze om in grafieken.

De patiënt wordt rondgedraaid aan 400 graden per seconde, en tijdens de test afwisselend enkele cm naar rechts en enkele cm links van de centrale as verschoven over de slede. Ondanks deze kleine verschuiving geeft het de patiënt het gevoel alsof hij schuin georiënteerde bewegingen maakt; in feite is het slechts de as van de rotatie die naar de as van het linkeroor verschuift, de linker utriculus neemt dan op de zwaartekracht na, geen versnelling waar. De rechter utriculus daarentegen ondervindt een middelpuntvliedende kracht; dit orgaantje detecteert een schijnbare zwaartekracht schuin naar rechts. Wijken de oogbewegingen af van verwachte patronen, dan kan men conclusies trekken over de "verminderde" werking van deze utriculi.

Patiënt staat centraal

Er wordt sterk op gelet om bij deze testen de patiënten niet nog duizeliger te maken dan zij reeds zijn. Hiervoor worden alle testen in het volledige duister gedaan, en het ronddraaien van de stoel wordt zeer langzaam opgebouwd. Hierdoor wordt de patiënt nauwelijks iets gewaar. Ook het uitbollen gebeurt uiterst langzaam. Uiteindelijk staat de patiënt centraal.

De sterkte van dit functielaboratorium is onder meer dat het is ingebed in een klinische dienst NKO, onder leiding van Prof Van de Heyning. Hierdoor kunnen patiënten zelfs in acute situaties getest worden. Dit komt zowel de patiënt als het wetenschappelijk onderzoek ten goede.

Het functielaboratorium zit in de opstartfase en stelt momenteel nieuwe referentienormen op. Er zijn immers geen vergelijkbare gegevens in de wetenschappelijke literatuur.

Aan het begin van de twintigste eeuw bedacht Robert Barany een eenzijdige test (de calorische test waarbij afwisselend warm en koud water in de oren wordt gespoten) voor het horizontale halfcirkelvormige kanaal. Hiervoor kreeg hij in 1915 de Nobelprijs. Met de nieuwe draaistoel kan men voor het eerst in bijna 100 jaar een eenzijdige test uitvoeren voor de utriculus. En het is nu net dit orgaan dat ook de astronauten zo misselijk maakt wanneer ze in de ruimte zijn. Vandaar de link naar Dirk Frimout.

Tijdens het ronddraaien wordt de stoel alternerend 3.5 cm naar links en naar rechts verschoven zodat telkens de as van rotatie door elke utriculus loopt. Op die wijze wordt enkel de tegenover liggende utriculus gestimuleerd. Dit is de essentie van de eenzijdige utriculustest.