Klin Monbl Augenheilkd 2005; 222(2): 142-149
DOI: 10.1055/s-2005-857929
Klinische Studie

© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Das Kopfneigephänomen bei einseitigen und beidseitig symmetrischen Trochlearisparesen

Head-Tilt Test in Unilateral and Symmetric Bilateral Acquired Trochlear Nerve PalsyM. Gräf1 , T. Krzizok1 , H. Kaufmann1
  • 1Zentrum für Augenheilkunde der Justus-Liebig-Universität Gießen, Schielbehandlung und Neuroophthalmologie (Direktor: Prof. Dr. H. Kaufmann)
Further Information

Publication History

Eingegangen: 14.9.2004

Angenommen: 20.12.2004

Publication Date:
17 February 2005 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund: Traditionell wurde das Kopfneigephänomen bei Trochlearisparese (Zunahme der Höhenabweichung bei ipsilateraler Kopfneigung) allein durch das Fehlen der senkenden Kraft des Obliquus superior erklärt. Modellrechnungen haben jedoch gezeigt, dass dieser Mechanismus nur ein relativ geringes Kopfneigephänomen verursachen würde. Zur Erklärung des tatsächlich meist größeren Kopfneigephänomens sind Anpassungsmechanismen vorgeschlagen worden: Um Binokularsehen mit einer möglichst geringen Kopfzwangshaltung zu erreichen, würde der Otolithenreflex verstärkt und damit bei Kopfneigung zur paretischen Seite ein größeres Höhenschielen in Kauf genommen [23]. Fragestellung: Wenn das Kopfneigephänomen allein auf dem Fehlen der senkenden Wirkung des Obliquus superior beruhte, müsste die Differenz zwischen dem Höhenschielen bei Rechts- und Linksneigung des Kopfes bei beidseitiger Trochlearisparese größer sein als bei einseitiger Parese. Bei einer Anpassung mit dem Zweck einer möglichst geringen Kopfneigung müsste das Kopfneigephänomen jedoch bei beidseitiger Parese nicht größer, sondern eventuell sogar kleiner sein als bei einseitiger, denn bei beidseitiger Trochlearisparese findet sich im mittleren Blickfeld auch ohne Kopfneigung zu einer Schulter nur ein geringes oder kein Höhenschielen. Patienten und Methoden: Retrospektiver Vergleich von 10 Patienten mit beidseitig symmetrischer und 10 Patienten mit einseitiger Trochlearisparese. In allen Fällen handelte es sich um erworbene Paresen, die länger als 1 Jahr bestanden hatten. Ergebnis: Bei den 10 Patienten mit beidseitiger Parese betrug das Kopfneigephänomen (Differenz der Höhenschielwinkel bei Kopfneigung um jeweils 45° nach rechts und links) 0 - 7° (Median 2°), bei den 10 Patienten mit einseitiger Parese 2 - 13° (Median 8°). Der Unterschied war signifikant (p = 0,0117). Schlussfolgerung: Bei älterer beidseitiger Trochlearisparese ist das Kopfneigephänomen kleiner als bei älterer einseitiger Trochlearisparese. Dieser Befund unterstützt die Hypothese, dass das Kopfneigephänomen bei einseitiger Trochlearisparese durch eine Verstärkung des Otolithenreflexes zunimmt. Die Verstärkung des Otolithenreflexes an sich scheint allerdings kein Kompensationsmechanismus zu sein, sondern ein Nebeneffekt der adaptiven Änderung des vertikalen fusionalen Vergenztonus und damit quasi der Preis für die verbesserte vertikale Fusion.

Abstract

Background: The head-tilt phenomenon (difference between the vertical deviations with an ipsilateral and contralateral head-tilt by 45 deg. each) occurring in patients with a superior oblique palsy has traditionally been explained by the lacking contraction of the superior oblique muscle within the synkinetic movement of ocular counterrolling. However, using a computer model, Robinson showed that the superior oblique palsy itself causes only a relatively small head-tilt phenomenon. Adaptive mechanisms amplifying the otolith reflex were suggested to explain the increase of the head-tilt phenomenon in the course of time. In order to reduce the abnormal head posture required for binocular vision, the otolith reflex would be amplified, accepting the greater vertical deviation when the head is tilted to the paretic side [23]. Question: If the head-tilt phenomenon were solely caused by the lacking contraction of the superior oblique muscle, it should be greater in bilateral than in unilateral superior oblique palsies. If an adaptive mechanism were acting to reduce the abnormal head posture, the head-tilt phenomenon should not be greater, and could even be smaller in bilateral than in unilateral superior oblique palsy, because in bilateral (symmetric) trochlear nerve palsies the vertical deviation at straight gaze is already small or absent without adaptation. Patients and Methods: We have carried out a retrospective comparison of 10 patients with bilateral symmetric superior oblique palsies and 10 patients with unilateral superior oblique palsy. In all cases, the palsy was acquired and had been present for at least 1 year. Results: The patients with bilateral superior oblique palsy had a head-tilt phenomenon ranging from 0 to 7 degrees (median, 2 deg.). The patients with unilateral superior oblique palsy had a head-tilt phenomenon between 2 and 13 degrees (median, 8 deg.). The difference was significant (p = 0.0117). Conclusions: The head-tilt phenomenon is smaller in long-standing bilateral symmetric superior oblique palsies than in long-standing unilateral superior oblique palsy. This finding supports the hypothesis that in unilateral superior oblique palsy, an adaptive mechanism augments the head-tilt phenomenon by an amplification of the otolith reflex. However, we presume that the amplification of the otolith reflex is only a side effect of the adaptive change of the vertical fusional vergence tonus and thus the price of the improved vertical fusion, rather than a compensatory mechanism.

Literatur

  • 1 Averbuch-Heller L, Rottach K G, Zivotofsky A Z. et al . Torsional eye movements in patients with skew deviation and spasmodic torticollis: responses to static and dynamic head roll.  Neurology. 1997;  48 506-514
  • 2 Bielschowsky A. Lectures on motor anomalies: I. The physiology of ocular movements.  Am J Ophthalmol. 1938;  21 843-855
  • 3 Brodsky M C. Do you really need your oblique muscles? Adaptations and exaptations.  Arch Ophthalmol. 2002;  120 820-828
  • 4 Colenbrander A. Eye and otoliths. A centrifuge study on the ocular response to otolith stimulation.  Aeromed Acta. 1964;  9 45-91
  • 5 Colewijn H, Van der Stehen J, Ferman L. et al . Human ocular counterroll: assessment of static and dynamic properties from electromagnetic scleral coil recordings.  Exp Brain Res. 1985;  59 185-196
  • 6 Crone R A. Diskussionsbemerkung zu [8]. 
  • 7 Fink W H. Surgery of the vertical muscles of the eye. Springfield; Thomas 1962
  • 8 Friedburg D, Löwe S, Meyer J. Wirkung und Funktion des Musculus obliquus superior beim Menschen. Kommerell G Augenbewegungsstörungen. Neurophysiologie und Klinik München; Bergmann 1978: 219
  • 9 Glasauer S, Dietrich M, Brandt T. Modelling the role of the interstitial nucleus of Cajal in the otolithic control of static eye position.  Acta Otolaryngol Suppl. 2001;  545 105-107
  • 10 Gould S J. Exaptation: a crucial tool for evolutionary psychology.  J Soc Issues. 1991;  47 43-65
  • 11 Gräf M, Weinand K. Vertikale Vergenz bei Konvergenz.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 2000;  216 51-53
  • 12 Hofmann F B, Bielschowsky A. Die Verwerthung der Kopfneigung zur Diagnostik von Augenmuskellähmungen aus der Heber- und Senkergruppe.  Albrecht v Graefe’s Arch Ophthalmol. 1900;  51 174-185
  • 13 Hunter J. Observations on certain parts of the animal oeconomy. Zit. n. Nagel London; 1786
  • 14 Jampel R S. The action of the superior obliques.  Arch Ophthalmol. 1966;  75 535-544
  • 15 Jampel R S. Ocular torsion and the function of the vertical extraocular muscles.  Am J Ophthalmol. 1975;  79 292-304
  • 16 Jampel R S, Shi D X. The absence of so-called compensatory ocular countertorsion the response of the eyes to head tilt.  Arch Ophthalmol. 2002;  120 1331-1340
  • 17 Jampolsky A. A new look at the head tilt test. Fuchs AF, Brandt TH, Buettner U, Zee DS Contemporary ocular motor and vestibular research Stuttgart; Thieme 1994: 432-439
  • 18 Kaufmann H. Indikation zur Operation an den schrägen Augenmuskeln.  Orthoptik-Pleoptik. 1981;  9 57-63
  • 19 Kaufmann H, Steffen H. Anatomie und Physiologie der Orbita und des Bewegungsapparates. Kaufmann H Strabismus Stuttgart; Thieme 2004: 26-59
  • 20 Kolling G. Diagnostik und operative Korrektur von Vertikal- und Zyklodeviationen bei Störungen schräger Augenmuskeln. Dosis-Wirkungsbeziehung verschiedener Eingriffe. Habilitationsschrift. Gießen; Medizinische Fakultät, Justus-Liebig-Universität Gießen 1986
  • 21 Kolling G, Eisfeld K. Differentialdiagnose zwischen ein- und beidseitigem Strabismus sursoadductorius und erworbener Trochlearisparese.  Orthoptik-Pleoptik. 1985;  12 17-24
  • 22 Kommerell G, Klein U. Das ungelöste Problem des Bielschowsky-Kopfneigephänomens.  Orthoptik - Pleoptik. 1985;  12 25-29
  • 23 Kommerell G, Klein U. Adaptive changes of the otolith-ocular reflex after injury to the trochlea.  Neuroophthalmology. 1986;  6 101-107
  • 24 Kommerell G. Störungen der Augen-, Lid- und Pupillenmotorik. Kaufmann H Strabismus Stuttgart; Enke 1995: 501-579
  • 25 Krzizok T, Gräf M, Kaufmann H. Surgical treatment of bilateral superior oblique (N.IV) palsy with special regard to cyclodeviation. In: Spiritus M (Hrsg) Transactions 22nd Meeting of the European Strabismological Association, Cambridge, U.K., September 1995 Buren; Aeolus Press 1996: 141-146
  • 26 Kushner B J. The diagnosis and treatment of bilateral masked superior oblique palsy.  Am J Ophthalmol. 1988;  105 186-194
  • 27 Kushner B J. Errors in the three-step test.  Ophthalmology. 1989;  96 127-132
  • 28 Kushner B J. The effect of surgery on forced head tilt differences in superior oblique palsy.  Binocul Vis Strabismus Q. 1997;  12 225-231
  • 29 Kushner B J. Ocular torsion: Rotations around the „WHY” axis.  J AAPOS. 2004;  8 1-12
  • 30 Leigh R J, Zee D S. The Neurology of Eye Movements. New York; Oxford University Press 1999: 286-318
  • 31 Levine M H. Evaluation of the Bielschowsky head-tilt test.  Arch Ophthalmol. 1969;  82 433-439
  • 32 Levine M H. Pendulum like eye movement.  Am J Ophthalmol. 1973;  75 979-987
  • 33 Nagel A. Ueber das Vorkommen von wahren Rollungen des Auges um die Gesichtslinie.  Albrecht v Graefe’s Arch Ophthalmol. 1871;  17 228-246
  • 34 Noorden G K von, Campos E. Binocular Vision and Ocular Motility. Theory and Management of Strabismus. St. Louis; Mosby 2002
  • 35 Ohtsuki H, Kishimoto F, Kobashi R. et al . Motor adaption in the Bielschowsky head-tilt test in cases of superior oblique palsy.  Nippon Ganka Gakkai Zasshi. 1992;  96 1055-1060
  • 36 Parks M M. Isolated cyclovertical palsy.  Arch Ophthalmol. 1958;  96 1027-1035
  • 37 Robinson D A. Bielschowsky head-tilt test - II. Quantitative mechanics of the Bielschowsky head-tilt test.  Vision Res. 1985;  25 1983-1988
  • 38 Rüssmann W. Untersuchung des Binokularsehens. Kaufmann H Strabismus Stuttgart; Enke 1995: 411-500
  • 39 Simonsz H J, Crone R A, van der Meer J. et al . Bielschowsky head-tilt test - I. Ocular counterrolling and Bielschowsky head-tilt test in 23 cases of superior oblique palsy.  Vision Res. 1985;  25 1977-1982
  • 40 Simonsz H J. The history of the scientific elucidation of ocular counterrolling.  Doc Ophthalmol. 1985;  61 183-189
  • 41 Taylor R H, Kraft S P. Aplasia of the inferior rectus muscle. A case report and review of the literature.  Ophthalmology. 1997;  104 415-418

1 Für vergleichbare Evolutionsprozesse, die bereits vorhandene Mechanismen entsprechend veränderten Erfordernissen umstrukturieren, wurde der Begriff Exaptation geprägt [3, 10].

Prof. Dr. M. Gräf

Zentrum für Augenheilkunde der Justus-Liebig-Universität Gießen, Schielbehandlung und Neuroophthalmologie

Friedrichstraße 18

35385 Gießen

Phone: ++ 49/6 41/9 94 39 00

Fax: ++ 49/641/9943909

Email: michael.h.graef@augen.med.uni-giessen.de

    >