RIABILITAZIONE VISIVA: DALLA PLEOTTICA ALLA NEURORIABILITAZIONE VISIVA

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1 OtticaFisiopatologica RIABILITAZIONE VISIVA: DALLA PLEOTTICA ALLA NEURORIABILITAZIONE VISIVA Fabio MAZZOLANI Centri Oculistici Quattroelle Policlinico di Monza Centro Oculistico Bergamasco Sono passati alcuni decenni dai primi tentativi di riabilitazione visiva attraverso la pleottica secondo al quale si doveva prima ottenere una desensibilizzazione della retina extrafoveale tramite abbagliamento e una successiva stimolazione foveale con luce a intermittenza. Questo ha però posto le basi di quella che è la moderna stimolazione foveale diretta e attiva a livello foveale o extrafoveale una volta individuata la Preferred Retinal Locus (PRL) più adatta per le necessità del paziente, ossia la regione di retina utilizzata in maniera preferenziale per sostituire la fissazione foveale non più adatta per le necessità del paziente. La moderna riabilitazione visiva si basa sulla stimolazione diretta; attraverso diversi stimoli e procedure si è strutturato un ventaglio di scelte sempre più valido capace di corrispondere alle più diverse esigenze del paziente successive ad eventi traumatici e patologici che hanno condotto alla compromissione funzionale. 121 MICROPERIMETRIA E BIOFEEDBACK CON STIMOLI STRUTTURATI Il microperimetro permette un'accurata analisi della funzione retinica, combinando la retinografia digitale non midriatica (esame oggettivo), la perimetria computerizzata (esame soggettivo) e l analisi della Fissazione in un unico esame 1-3. Gli esami di microperimetria, analogamente a quelli di perimetria, consentono di generare una mappa di sensibilità della retina, verificando la capacità o meno del paziente di vedere stimoli luminosi di differenti intensità in varie posizioni della regione retinica esaminata. Nella perimetria classica le aree retiniche stimolate sono identificate dalla loro posizione geometrica rispetto alla zona di fissazione del paziente. Questa tipologia di esame non consente di ottenere una mappa di sensibilità correlata all immagine del fundus del paziente. Non essendoci un osservazione diretta della retina, non è inoltre possibile conoscere con grande dettaglio le posizioni dove vengono proiettati gli stimoli. La microperimetria è una tecnica diagnostica innovativa, che nasce per superare tali limitazioni insite nella tecnica tradizionale. La mappa di sensibilità viene generata osservando in modo continuativo il fondo oculare del paziente sotto esame. Tramite tali informazioni, la proiezione degli stimoli viene corretta per analizzare le posizioni retiniche selezionate dall operatore indipendentemente dai movimenti oculari. L esame microperimetrico è dunque correlato al fondo oculare del paziente (da cui la dizione alternativa di fundus related perimetry). La microperimetria è, allo stato attuale, l unico esame che consente di mettere in correlazione in modo oggettivo i cambiamenti morfologici della retina osservabili oftalmoscopicamente e le conseguenti alterazioni funzionali. Tale informazione si rivela nella pratica clinica estremamente utile a fini diagnostici. La microperimetria può essere utilizzata anche per scopi riabilitativi, con modalità Ringraziamenti al dott. Carlo Lovisolo, Direttore dei Centri Oculistici Quattroelle, per aver reso tutto ciò possibile. AUTORE CORRISPONDENTE: Fabio Mazzolani fabio.mazzolani@ .it

2 differenti a seconda delle case produttrici: Nidek MP1 (Nidek Technologies, Padova, Italia): pattern flickeranti e CenterVue MAIA (CenterVue SpA Padova, Italia): dynamic multifixation. I principali esami che possono essere eseguiti con la microperimetria sono i seguenti: 122 Retinografia digitale a colori (MP1) o retinografia a infrarosso confocale a scansione laser SLO (MAIA) Permette di acquisire un immagine del fondo retinico ad alta definizione (SLO) di 30 o di 45 a seconda dello strumento utilizzato senza necessità di agenti midriatici. Esame di fissazione Consente di determinare la zona di fissazione e la sua stabilità nel corso del tempo. Esame di Microperimetria Consente l esecuzione dell esame di perimetria, mediante proiezione di una mira di fissazione stabile (MP1) o dinamica (MAIA) e di una sequenza di stimoli tipo Goldmann. Le risposte del paziente ad ogni stimolo (visto/non visto) vengono proiettate su un immagine retinica. La microperimetria non è soltanto uno strumento di valutazione diagnostica ma, grazie alla funzione di Feedback sonoro e visivo, può essere utilizzata nel campo dell'ipovisione o in patologie come l Ambliopia ed il Nistagmo, come strumento di riabilitazione e rieducazione visiva. Il microperimetro permette di eseguire due tipi di riabilitazione: Rieducazione per la stabilizzazione della fissazione Con sedute ripetute di training si può migliorare ed accelerare la stabilizzazione del PRL in quei casi in cui la PRL sia troppo dispersa e la fissazione instabile. Rieducazione con creazione della pseudofovea Il feedback sonoro può essere utilizzato, per quei pazienti che hanno perso la funzionalità foveale o che la stanno perdendo, o nei casi in cui lo specialista ritenga necessario, per il riposizionamento del PRL 4,5. Il Microperimetro nella sua funzione riabilitativa, unitamente alle caratteristiche di analisi della fissazione e della sensibilità retinica, permette di: - Localizzare l attuale regione di fissazione e analizzarne la stabilità - Identificare una regione a maggior sensibilità altresì detta TRL (Target Retinal Locus); - Addestrare attraverso stimoli uditivi il paziente all uso della nuova regione per aumentare la stabilità della fissazione e la qualità della visione (velocità di lettura, acuità visiva, ecc.). Oltre all uso di stimoli sonori, l effetto riabilitativo può essere potenziato grazie all uso di speciali stimoli visivi pattern flickeranti che, grazie al controllo effettuato dallo strumento, vanno ad agire esplicitamente nella TRL (Fig. 1).

3 OtticaFisiopatologica fig fig. 2 Fig. 1 Biofeedback su microperimetria interpolata ad angiografia retinica in esiti di atrofia post traumatica in cui la fissazione è stata spostata dall area di minor sensibilità retinica all area di maggior sensibilità retinica grazia alla guida uditiva e visiva con stimoli strutturati. Fig. 2 Il microperimetro MAIA (CenterVue SpA Padova, Italia) è, inoltre, in grado di proiettare molteplici target di fissazione in punti selezionabili per aiutare i pazienti con scotoma centrale a far percepire lo stato di perdita di visione centrale. La dinamica dello spostamento dello sguardo aiuta a comprendere come utilizzare in modo più efficace la visione eccentrica, guidando il paziente verso un nuovo PRL dotato di una maggiore funzionalità retinica (Fig. 2). Questa modalità favorisce la riduzione dei tempi di riabilitazione. STIMOLAZIONE FOVEALE6,7 Lo stimolo Pattern-Flicker permette la stimolazione selettiva a livello foveale (luce monocromatica rossa, stimolo strutturato pattern), a livello degli elementi ganglionari (frequenza subliminale) e a livello dell'area visiva corticale 17 (stimolo strutturato orientato, frequenza subliminale). La stimolazione foveale con tali caratteristiche e i risultati ottenibili sono facilmente consultabili sul sito: Maia Dynamic Multi Fixation (da MAIA Brochure USA).

4 RIABILITAZIONE NEUROVISIVA PEV (POTENZIALI EVOCATI VISIVI) BIOFEEDBACK IN TEMPO REALE Fig. 2 Maia Dynamic Multi Fixation (da MAIA Brochure USA). Il Vision Trainer (Retimax CSO, Firenze, Italia) combina le più recenti tecniche del Biofeedback con le esperienze acquisite nell'esecuzione dei potenziali evocati visivi (PEV). Lo scopo che si prefigge tale sistema di riabilitazione visiva è quella di migliorare, normalizzare ed incrementare le capacità visive e le abilità ad esse collegate in soggetti affetti da patologie oculari di varia origine e natura, ametropie e problemi di binocularità. Lo strumento di base su cui si fonda il principio consiste in un dispositivo per la registrazione delle risposte bioelettriche VEP (Potenziale Visivo Evocato) ed ERG (Elettroretinogramma), che costituisce un mezzo clinico di indagine delle strutture visive retino-corticali ed in modo particolare, per la diagnosi delle anomalie della visione con sintomatologia poco evidente o in pazienti poco collaboranti. Il biofeedback acustico correlato all'ampiezza della componente armonica, fornisce al paziente, in tempo reale, la giusta informazione per l'apprendimento del controllo volontario della sua risposta corticale e retinica agli stimoli ai quali viene sottoposto nel corso del trattamento. Biofeedback (BF) significa letteralmente "retroazione biologica". Consiste in una tecnica di autoregolazione che scaturisce dall'informazione che il soggetto riceve circa le sue funzioni biologiche. Ciò è possibile grazie a sofisticati congegni in grado di reagire ad impercettibili mutamenti a carico delle funzioni biologiche che avvengono nel nostro organismo e delle quali non abbiamo coscienza. Un sistema di rilevazione acustico, visibile, tattile, ecc., evidenzia direttamente e fedelmente ogni minima variazione della funzione in oggetto perché se ne possa avere consapevolezza. Nello strumento in oggetto, trasformando con le opportune tecniche la risposta bioelettrica corticale e retinica in segnale sonoro modulabile, si ha la possibilità di valutare in tempo reale il grado di efficienza della stessa, imparando a controllarla ed a migliorarla gradualmente: tutto ciò si traduce, in termini pratici, in un incremento delle capacità visive del soggetto che si sottopone al training (Fig. 3). Caso Clinico Donna di 42 anni con esiti di asportazione di meningioma frontale 3 mesi prima, si sottopone a ciclo di riabilitazione visiva con Retimax Vision Trainer (10 sedute di 10 minuti ciascuna) con una frequenza di una seduta riabilitativa settimanale. La sensibilità retinica testata sia con perimetria convenzionale sia con microperimetria evidenzia diffuso deficit con stabilità e centralità di fissazione (Fig. 4). L analisi elettrofunzionale eseguita attraverso lo studio dei potenziali evocati visivi (15 e 60 ) evidenzia compromissione generale sia di ampiezza sia di conduzione (Fig. 5). ODV: 0.8/10 naturali non migliorabili con lente ODV per vicino: Jaeger 17 naturale Dopo 10 settimane, si registra il seguente residuo visivo:

5 OtticaFisiopatologica fig ODV: 5/10 naturali 6.3/10 con sf cil ax 10 ODV per vicino: Jaeger 10 naturale Dopo 16 settimane, tale recupero visivo si è mantenuto stabile. Il sistema di riabilitazione visiva Vision Trainer nasce per la riabilitazione visiva dei soggetti affetti da ambliopia seppur sin dall inizio abbia dimostrato un ampia trasversalità di applicazione anche nel trattamento di patologie oftalmologiche di varia origine e natura. In questo specifico caso, si è posto in evidenza la sua efficacia in casi di compromissione dell acuità visiva extrabulbari e con conservazione della stabilità e centralità di fissazione. Il protocollo riabilitativo, effettuato per mezzo del Vision Trainer, risulta essere di semplice applicazione clinica, non invasivo ed estremamente efficace. NEUROSTIMOLAZIONE VISIVA CON GABOR PATCH È oggi possibile trattare un elevato numero di difetti di vista con la tecnologia RevitalVision, che sfrutta l'ottimizzazione della neurotrasmissione nelle aree cerebrali deputate al meccanismo della visione. I presupposti scientifici di tale metodica si basano sugli studi di neurofisiologia della visione che sono valsi il Premio Nobel agli scienziati Dennis Gabor e Torsten N. Wiesel & David H. Hubel 9. RevitalVision è un programma di apprendimento percettivo neurale non-invasivo, domiciliare e paziente-specifico, che sfrutta Fig. 3 Analisi del tracciato in seguito a stimolazione pattern e analisi della ricezione a livello corticale grazie all'analisi dei potenziali evocati visivi.

6 fig fig. 5 fig. 4 Perimetria computerizzata HFA e Microperimetria MP-Nidek. fig. 5 Potenziali evocati visivi. la neuroplasticità residua grazie ad uno stimolo chiamato Gabor Patch (Fig. 6). I "Gabor Patches" rappresentano la stimolazione più efficace ad oggi conosciuta ed utilizzata nel campo della neurovisione. Hanno dimostrato di descrivere efficacemente la forma dei campi recettivi dei neuroni della corteccia visiva primaria Il Software RevitalVision è un Dispositivo CE, l'unico con approvazione FDA, per il trattamento dell'ambliopia dopo i 9 anni di età 17-20, soglia che finora rappresentava

7 OtticaFisiopatologica fig. 6 Fig. 6 Flusso operativo del training RevitalVision. Tabella 1 Parte della nostra casistica con RevitalVision in cui si evidenzia il miglioramento dell'acuità visiva per lontano DIAGNOSI ETÀ SESSO VISUS PRE VISUS POST DELTA (ETDRS) AMBLIOPIA 22 F 6.3/10 10/10 2 AMBLIOPIA 57 F 5/10 8/10 2 AMBLIOPIA 11 F 4 /10 10/10 4 CHERATITE METAERPETICA 57 F 5/10 8/10 2 NISTAGMO 17 F 6.3/10 8/10 1 NISTAGMO 17 F 6.3/10 8/10 1 AMBLIOPIA 11 M 8/10 10/10 1 AMBLIOPIA 11 M 8/10 10/10 1 AMBLIOPIA 48 M 3.2/10 5/10 2 AMBLIOPIA 15 F 8/10 10/10 1 AMBLIOPIA 15 F 6.3/10 8/10 1 AMBLIOPIA 38 M 6.3/10 10/10 2 CHERATOCONO 16 M 6.3/10 10/10 2 POST PRK 57 M 6.3/10 10/10 2 POST PRK 57 M 6.3/10 8/10 1 ISCHEMIA FOVEALE IN RETINOPATIA DIABETICA 38 M 1/10 2/10 3 ISCHEMIA FOVEALE IN RETINOPATIA DIABETICA 38 M 8/10 10/10 1 SUBATROFIA NERVO OTTICO 27 F 2/10 2.5/10 1 SUBATROFIA NERVO OTTICO 27 F 2/10 3,2/ un limite oltre il quale considerare il bendaggio inefficace e senza alternative. Indipendentemente dalla causa di riduzione della qualità dell'immagine ricevuta dalla "fotocamera occhio", RevitalVision promuove le interazioni neuronali laterali, migliorando l'efficienza nell'interpretazione dell'immagine da parte dell'area V1 della corteccia visiva cerebrale. Pertanto, in aggiunta all applicazione nativa (trattamento dell Ambliopia) sono nate le applicazioni di seconda generazione per il miglioramento della qualità e quantità visiva in genere. Nello specifico, all interno dei possibili utilizzi del software, le applicazioni principali si rivolgono a chi abbia una riduzione della sensibilità al contrasto (post chirurgia della cataratta o refrattiva, cheratocono lieve, opacizzazione corneale), un visus naturale ridotto e insofferenza a correzioni ottiche/ chirurgiche (miopia lieve, presbiopia iniziale) e infine nell ampio ambito dell ipovisione lieve/moderata (visus residuo, con la migliore correzione, da 1/20-1/10 in su) con deficit visivo centrale. Esempi di successo del training in quest ultima area applicativa: nistagmo, cheratocono grave, malattia di Stargardt, DMLE, RP, RD. Ogni accesso viene sincronizzato sul server italiano e americano e ogni seduta

8 128 rielaborata per programmare la successiva. Questo permette anche un attento controllo dell'adesione di ogni paziente al protocollo. La nostra esperienza personale con RevitalVision ha coinvolto pazienti con età dai 7 ai 78 anni, con diverse problematiche oculari, tra cui ambliopia, nistagmo, postrefrattiva, post-cheratite erpetica e cheratocono post cross-linking. I risultati ottenuti sono decisamente interessanti, sia dal punto di vista dei miglioramenti oggettivi sia in termini di soddisfazione dei pazienti ed in linea con i dati degli studi clinici internazionali, confermando il guadagno medio di 2 linee della tavola ETDRS (Tab. 1) e del 100% nella sensibilità al contrasto. Inoltre, il follow-up dei pazienti a un anno dalla fine del trattamento indica che tali miglioramenti sono stabili, confermando anche in questo caso ciò che è riportato in letteratura e vantato dal programma. BIBLIOGRAFIA 1. Springer C, Bultmann S, Volcker HE, Rohrschneider K. Fundus perimetry with microperimeter 1 in normal individuals, comparison with conventional threshold perimetry. Ophthalmology 112, , Midena E, Vujosevic S, Cavarzeran F. Microperimetry Study Group. Normal values for fundus perimetry with the microperimeter MP1. Ophthalmology 117(8): , 1576.e1, Epub 2010 May Midena E. Microperimetry. Arch Soc Esp Oftalmol 81(4): , 2006 Apr. English, Spanish. No abstract available 4. Vingolo EM, Salvatore S, Cavarretta S. Low-vision rehabilitation by means of MP-1 Biofeedback examination in patients with different macular diseases: a pilot study. Appl Psychophysiol Biofeedback 34(2): , Epub 2009 Apr Vingolo EM, Cavarretta S, Domanico D, Parisi F, Malagola R. Microperimetric Biofeedback in AMD patients. Appl Psychophysiol Biofeedback 32(3-4): , Epub 2007 Jun Parrozzani A, Fedriga P, Ferrari E, De Vincentiis L. Nouvelle hipothese de traitement de l'amblyopie: le stimulateur Flicker. J Fr Ophtalmol 7(3), , Parrozzani A. Stimolatore maculare flicker nel trattamento dell'ambliopia: studio clinico. Clin Ocul e Patol Ocul 7: 53-56, Ciccarelli ML, Galasso MJ, Iannaccone R, Tiberti A, Neuschuler R. Ambliopia: recupero funzionale visivo mediante monitoraggio computerizzato della risposta corticale (VEP) con meccanismo a retroazione. I Congresso AIS, 9-10 Oct 1998, Bologna 9. Hubel DH, Wiesel TN. Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat's visual cortex. J Physiol (Lond.) 160: , Polat U. Functional architecture of long-range perceptual interactions. Spat Vis 12: , Geisler WS, Albrecht DG. Visual cortex neurons in monkeys and cats: detection, discrimination, and identification. Vis Neurosci 14: , Kasamatsu T, Polat U, Pettet MW, Norcia AM. Colinear facilitation promotes reliability of single-cell responses in cat striate cortex. Exp Brain Res 138: , Polat U, Mizobe K, Pettet MW, Kasamatsu T, Norcia AM. Collinear stimuli regulate visual responses depending on cell's contrast threshold. Nature 391: , Polat U, Sagi D. Spatial interactions in human vision: from near to far via experiencedependent cascades of connections. Proc Natl Acad Sci USA 91: , Polat U, Sagi D. Lateral interactions between spatial channels: suppression and facilitation revealed by lateral masking experiments. Vision Res 33: , Polat U, Sagi D. The architecture of perceptual spatial interactions. Vision Res 34: 73-78, Polat U, Ma-Naim T, Belkin M, Sagi D. Improving vision in adult amblyopia by perceptual learning. PNAS 101: , Sagi D, Tanne D. Perceptual learning: learning to see. Curr Opin Neurobiol 4: , Gilbert, C. D. Adult Cortical Dynamics. Physiological Reviews 78: , Polat U, Sagi D. in Maturational Windows and Adult Cortical Plasticity, Julesz B, Kovâcs, I.Addison-Wesley, 1995