Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Vurdere tidlig stadium åpenvinkel glaukom hos pasienter ved isolat-sjekk visuell fremkalt potensial

Published: May 25, 2020 doi: 10.3791/60673
Automatic Translation
1,2, 1,2, 1,2
1Department of Ophthalmology, Peking University Third Hospital, 2Beijing Key Laboratory of Restoration of Damaged Ocular Nerve, Peking University Third Hospital

Summary

Den isolerte-sjekk visuelle fremkalt potensial (icVEP) metoden er implementert her for å vurdere magnocellulær ON banen som i utgangspunktet er skadet i glaukom. Studien viser standard operative prosedyrer ved hjelp av icVEP for å oppnå pålitelige resultater. Det er bevist å tjene som en nyttig objektiv diagnosting teknologi for tidlig påvisning av glaukom.

Abstract

Nylig ble den isolerte kontrollens visuelle fremkalt potensial (icVEP) teknikk designet og har blitt rapportert å oppdage glaukomøs skade tidligere og raskere. Det skaper lav romlig frekvens / høy temporal frekvens lyse stimuli og registrerer kortikale aktivitet initiert hovedsakelig av afferents i magnocellular ON banen. Denne veien inneholder nevroner med større volumer og axonaldiameter, og den er fortrinnsvis skadet i tidlig glaukom, noe som kan føre til tap av synsfelt. Studien som presenteres her bruker standard operative prosedyrer (SOP) av icVEP for å oppnå pålitelige resultater. Det kan oppdage tap av visuell funksjon ved hjelp av et signal-til-støy-forhold (SNR) som tilsvarer feilene i retinal nervefiberlag (RNFL) i tidlig stadium åpenvinkelglaukom (OAG). En innstilling på 10 Hz og tilstand på 15% positiv kontrast (lys) er valgt for å skille OAG-pasienter og kontrollpersoner, med hver kontroll som inneholder åtte kjøringer. Hvert løp vedvarer i 2 s (for 20 totale sykluser). Et flytskjema er konstruert, som består av elevstørrelse og intraokulært trykk over en 30 min hvileperiode før hver undersøkelse. I tillegg utføres testrekkefølgen for øyne for å oppnå pålitelige elektroencefalografiske signaler. VEPer registreres og analyseres automatisk av programvare, og SNRs er avledet basert på en multivariat statistikk. En SNR på ≤ 1 anses som unormal. En mottaker-drifts-karakteristisk (ROC) kurve brukes for å analysere nøyaktigheten av gruppeklassifisering. Deretter brukes SOP i en tverrsnittsstudie, som viser at icVEP kan oppdage glaukomøs visuell funksjon abnormitet i det sentrale visuelle feltet i form av SNR. Denne verdien korrelerer også med tykkelsen tynning av RNFL og gir høy klassifisering nøyaktighet for tidlig stadium OAG. Dermed fungerer det som en nyttig og objektiv diagnostisk teknologi for tidlig påvisning av glaukom.

Introduction

Åpenvinklet glaukom (OAG) er en kronisk, irreversibel sykdom og en av de viktigste årsakene til blindhet. Tidligere studier har vist at visuelle felttester, som er den nåværende gullstandarden for glaukommatøs visuell tapsdeteksjon, er basert på konvensjonell standard automatisert perimetry (SAP) ikke kan oppdage tidlig glaukommatøs funksjonstap før 20% -40% av retinal ganglion celler (RGCer) er skadet1,2. Videre har SAP også vist seg å ha bare moderat test-retest pålitelighet, fordi det er en subjektiv psykofysisk test og en tidkrevende oppgave for pasienter3.

Objektive elektrofysiologiske visuelle felt funksjonelle tiltak har bedre test-retest pålitelighet når du oppdager glaukom. Slike tiltak inkluderer multifokalt visuelt fremkalt potensial (mfVEP) og mønsterelektroretinogram (pERG). PERG kan imidlertid ikke gi topografisk informasjon, og mfVEP er mer tidkrevende enn SAP4,5,6,7,8. Heldigvis ble det isolerte kontrollvisualet fremkalt potensial (icVEP) nylig utformet som en ekstra teknikk for å oppdage glaukomøs skade tidligere og raskere9.

I netthinnen er det flere RGC-underpopulasjoner som magnocellulære celler (M-celler), parvocellulære celler (P-celler) og bistratifiserte celler. De representerer parallelle veier for visuell informasjon som overføres til hjernen (Figur 1)9,10. For å styre de separate oppfatningene av lysstyrke og mørke, er dikotomien til ON og OFF-banene etablert11,,12. Magnocellular ON (M-ON) celler er betydelig større enn magnocellulære OFF (M-OFF) celler, mens M-celler er betydelig større enn P-celler hos mennesker13,,14. M-cellebanen formidler hovedsakelig lav romlig frekvens/høy temporal frekvensinformasjon15. Dermed er celler som er involvert i M-ON-banen følsomme for lave nivåer av luminanskontrast og ikke følsomme for kromatisk informasjon med større diameteraksoner, som fortrinnsvis er skadet i tidlig glaukom16,17. Derfor produserer icVEP lav romlig frekvens / høy temporal frekvens lyse stimuli og registrerer kortikale aktivitet primært initiert av afferents (for eksempel de som finnes i M-ON-banen) for tidlig påvisning av glaukom18,19,20,21,22,23.

Protocol

Studien ble godkjent av Ethics Committee Review Board of Peking University Third Hospital og i samsvar med erklæringen av Helsinki.

1. Innstillinger

MERK: IcVEP-maskinvaren krever en ny undersøkelse av stimulansforhold for å favorisere M-ON-banen ved hjelp av et standard skjermkort med en 8-bits digital-til-analog omformer per elektronpistol.

  1. Klikk på Test CFG-knappen og velg icvep-bc-8.cfg.
  2. Klikk på System-knappen, velg Konfigurasjon → Testkonfigurasjon, og klikk deretter på Rediger stimulans-knappen. Kontroller at bildefrekvensen er 60 Hz, luminansen til skjermens statiske bakgrunn er 51 cd/m2, og totale sykluser er 20.
  3. For å skille OAG-pasienter og kontrollpersoner, sørg for følgende forhold: sinusoide temporale signaler på 10 Hz (6 bilder per syklus) og 15% positiv kontrast (lys, kontrast 7,50%, Luminans offset 7,50%, Kontrastforskyvning 0,00%).

2. Undersøkelse

  1. Velg Eye to Test og sørg for at romlig mønster er en 24 x 24 rekke isolerte kontroller for å subtend et 11 ° visuelt felt, med en 2 x 2 array fiksering kryss uten sinusoidal temporal signaler, for å cue tilrettelagt og forsiktig fiksering på midten av skjermen (Figur 2)9.
  2. Plasser gullkoppeelektroder fylt med elektrolytisk vannløselig pasta på følgende midtlinjesteder i hodebunnen basert på det internasjonale 10-20-systemet (figur 3)24. Kontroller at testavstanden er 114 cm.
  3. Klikk Start test-knappen. Ett løp varer i 2 s: det første sekundet i denne perioden presenterer halvparten av testkontrastnivået (7,50%) som en tilpasningstilstand, og det følgende sekund presenterer hele testkontrasten (15,0%).
  4. Legg merke til ledeteksten Error:Outlier fra programmet og gjenta kjøringen når støy oppdages, og når elektroencefalografien (EEG) avvises.
  5. Legg merke til EEG-dataene som vises på operatørens skjerm når kjøringen er fastslått å være gyldig, og når operatøren blir bedt om å klikke Stopp test-knappen for å avvise dataene basert på pålitelighet.

3. Automatisk databehandling ved hjelp av programvare

MERK: Dataene beregnes av en diskret Fourier-transformering etter at EEG-signaler er registrert.

  1. Vær oppmerksom på at når dataene er godtatt, vil programmet instruere operatøren av en Ding-lyd og automatisk starte neste kjøring til et sett med 8 gyldige kjøringer akkumuleres.
  2. Vær oppmerksom på at hver kjøring gir en grunnleggende frekvenskomponent (FFC), og hvis en av FFCs er en outlier i forhold til de resterende 7, vil programmet forkaste at FFC og vil be operatøren om å gjenta kjøringen til 8 kvalifiserte kjøringer samles inn.
  3. Vent til programmet beregner gjennomsnittlig FFC og radius av en 95% tillit sirkel ved hjelp av T2circ statistikk25 som automatisk produseres fra 8 FFCs innen få sekunder.
  4. Kontroller at de individuelle og gjennomsnittlige FFC-verdiene, konfidenssirkelen og signal-til-støy-forholdet (SNR) automatisk vises på skjermen innen mindre enn 1 min etter slutten av testen (figur 4A).

4. Flytskjema for vurdering av påliteligheten av resultater

  1. Kontroller at brytningsfeilen er rettet for å tilpasse seg en avstand på 114 cm.
  2. Kontroller at intraokulært trykk (IOP) er ≤ 30 mmHg på undersøkelsesdagen.
  3. Sørg for at elevenes diametre er ≥ 2 mm og uten mydriasis.
  4. Sørg for at hvert hviler og er stille ≥ 30 minutter før undersøkelse.
  5. For å unngå påvirkning av en studiekurve, må du først sjekke høyre øye, deretter venstre øye; deretter, sjekk høyre og venstre øyne igjen, og ta opp dette andre resultatet.
  6. Start en retest etter minst en 30 min hvile når R-verdien (nosing ring radius) mellom begge øynene viser en forskjell på > 0,2, noe som betyr at resultatet er upålitelig som humørsvingninger.

Representative Results

Nyere studier viste at nøyaktigheten av icVEP for glaukom diagnose varierer fra 91% -100%9,22,26. Tverrsnittsstudier i Kina presenteres her for å evaluere den potensielle diagnostiske verdien av icVEP for tidlig stadium OAG.

Subjects
Forsøkspersonene var OAG-pasienter og friske frivillige rekruttert av Institutt for oftalmologi, Peking University Third Hospital i løpet av 2015 og 2016. Inklusjonskriterier for OAG-pasienter inkluderte følgende: 25-75 år; best korrigert synsskarphet (BCVA) < 0,3 (logaritmen i minimumsløsningsvinkelen, loggMAR); sfærisk brytning mellom -6 og +3 diopters; og gjennomsiktig okulære medier. I tillegg viste pasientene tilstedeværelsen av OAG (personer med åpenvinkel, visuelle feltdefekter som tilsvarer glaukommatustisk nevropati [GON], og hadde normal eller forhøyet IOP uten sekundære årsaker), der IOP var medisinsk godt kontrollert og hadde pålitelige visuelle felttestresultater (falske positive feil ≤ 20%, falske negative feil ≤ 20%, fikseringstap ≤ 30%) som viste tidlige glaukomøse visuelle feltdefekter på SAP.

Inklusjonskriterier for kontrollpersoner inkluderte følgende: ingen okulære abnormiteter, spesielt ingen GON i noe øye; og en normal IOP som aldri ble hevet over 21 mmHg. Ekskluderingskriterier inkluderte følgende: diabetes eller annen systemisk sykdom; tidligere okulær eller nevrologisk sykdom; ulik elevdiametre og elevdiametre på < 2,0 mm; dårlig fiksering; nåværende bruk av medisiner som kan påvirke visuell feltfølsomhet (dvs. ethambutol, hydroksyklorokin, klorpromazin); and previous history of intraocular surgery or refractory surgery.

Undersøkelser for OAG-diagnose
For alle pasienter ble opptogkorrigeringer brukt til å redusere mulige effekter av en uskarphet på visuell feltfølsomhet. Minst to pålitelige SAP-tester ble utført av Humphrey Field Analyzer II 30-2 SITA standardprogram ved baseline. Det andre pålitelige visuelle feltresultatet som ble oppnådd ble brukt i denne studien for å minimere læringseffekter27. Et tidlig stadium av glaukommatøs synsfelttap ble definert som et gjennomsnittlig avvik (MD) på ≥ -6,00 dB, og med minst ett av følgende: 1) fant det en klynge på ≥ 3 punkter i en forventet plassering av det visuelle feltet deprimert < 5% nivå, hvorav minst ett var < 1% nivå på mønsteravvikplott; 2) korrigert mønster standardavvik eller mønster standardavvik signifikant var på p < 0,05; 3) glaukom hemifield testresultatet var "utenfor normale grenser"28.

Baseline undersøkelse besto av tester for synsskarphet og brytning, elevdiametermåling med en linjal i naturlig lys, spaltelampe biomikroskopi, gonioscopy, Goldmann applanation tonometry (GAT), og dilatert stereoskopisk fundus undersøkelse i alle.

Baseline IOP ble målt ved GAT under glaukomservice (8 am til 11 am lokal tid) dagen etter å ha mottatt icVEP testrapporter. Hver pasient ble også utsatt for en sentral hornhinnetykkelse (CCT) måling ved hjelp av ultralyd pachymetry under aktuell anestesi29. I gjennomsnitt ble det registrert fem påfølgende avlesninger.

Stereoskopisk fundus fotografier ble hentet fra hver pasient etter elevutvidelse og evaluert på en maskert måte av to erfarne leger. Uoverensstemmelser mellom de to legene ble enten løst ved konsensus eller bedømmelse av en tredje erfaren lege. GON ble definert som minst ett av følgende: 1) forholdet mellom felg til plate var < 0,1 i øvre eller nedre felger. 2) det eksisterte retinal nerve fiber lag (RNFL) defekter; 3) optisk plate viste splint blødninger30,31.

Hver pasient ble også utsatt for en optisk koherence tomografi (OCT) test for å bekrefte RNFL-defekter som tilsvarer både stereoskopiske fotografier og HFA-resultater. Endring av RNFL tykkelse i temporal overlegen (TS) kvadrant og temporal dårligere (TI) kvadrant ble beregnet som følger: endring av RNFL tykkelse = RNFL tykkelse verdi - standardverdi fra databasen av normale mennesker (Figur 4B).

Statistisk analyse
Ett øye ble tilfeldig valgt til å bli analysert når begge øynene oppfylte inklusjonskriteriene. Alle dataene som trengs for å bli etablert innen 3 måneder for hvert emne. SPSS 22.0 statistisk pakke med statistiske tester ble brukt som følger: uavhengig prøve t-test ble brukt for normalt distribuerte variabler; Mann-Whitney U test ble brukt for numeriske variabler som normalt ikke ble distribuert; og binomale variabler ble sammenlignet med en Chi-kvadrert test eller Fishers eksakte test, ved behov. Mottaker-drifts-karakteristisk (ROC) kurve analyse ble brukt til å estimere prediksjon nøyaktighet for tilstedeværelse av glaukommatisk skade32. Pearson korrelasjonskoeffisient ble brukt til å analysere korrelasjoner mellom SNR og parametere på OCT, samt mellom SNR og abnormiteter i det sentrale 11° -feltet på SAP. Hvis p < 0,05, ble forskjeller ansett som signifikante.

Resultater
Totalt 44 OAG-pasienter og 39 kontrollpersoner ble inkludert med fullstendige data. Ingen av disse forsøkspersonene klaget under icVEP-testen. Alle de 83 forsøkspersonene var kinesiske (48 menn og 35 kvinner) med en gjennomsnittsalder på 48,54 ± 16,70 år (25-74 år). Det fantes ingen statistiske forskjeller i alder, kjønn, høyre/venstre øye, BCVA, sfærisk tilsvarende eller elevdiameter mellom pasienter og kontroller (tabell 1,p > 0,05), men SNR var signifikant lavere hos pasienter enn i kontroller (Tabell 1,p < 0,05).

Når det gjelder icVEP-resultatene, var det 30 øyne av tidlige OAG-pasienter som var SNR-positive (68,18 %) og bare to øyne i kontrollgruppen (5,13 %). Ved hjelp av et SNR-kriterium på 1 viste icVEP en følsomhet på 68,18 % og spesifisitet på 94,87 % for diagnost ing av tidlig OAG (beregning av en nøyaktighet på 67/83 [80,72 %]). ROC-analysen indikerte imidlertid at et tidligere SNR-kriterium på 0,93 var optimalt for diskriminering mellom pasienter og kontrollpersoner (figur 5). Ved hjelp av et SNR-kriterium på 0,93 nådde testens spesifisitet 100 % med en følsomhet på 65,90 % (beregning av en nøyaktighet på 82,10 %).

For pasientene er abnormiteter i den sentrale 11° visuelle felttesten (HFA, mønsteravvik, sentrale 16 testpunkter; Figur 4C) ble beregnet ut fra antall unormale punkter med ulike mulighetskriterier. Med et kriteriumnivå på p < 0,5 var mengden unormale testpunkter i det sentrale 11° visuelle feltet signifikant korrelert med SNR (p < 0,05, r = -0,332, tabell 2). Tykkelsesendring av RNFL i den tidsmessige overlegen kvadranten var signifikant positivt korrelert med SNR (p < 0,05, r = 0,370, tabell 2), mens SAP-MD, SAP-MD i det andre øyet, tykkelsesendring av RNFL i den temporale dårligere kvadranten og baseline IOP og CCT var alle ikke korrelert med SNR (p > 0,05, tabell 3).

Figure 1
Figur 1: Representasjon av det isolerte kontrollvisualet fremkalte potensialet som evaluerte M-cellebanen. Lag 1 og 2 er involvert i magnocellulær sti. Lag 3, 4, 5 og 6 er involvert i parvocellulær sti. Mellomrommene mellom disse seks lagene er involvert i den bistratifiserte celleveien. RGC = retinal ganglion celle. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: Lyse forhold (positiv kontrast) på skjermen av isolert-sjekk visuelle fremkalt potensial. Dette tallet er endret fra en tidligere publikasjon24. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: Diagram over isolert kontroll visuell fremkalt potensiell undersøkelse. GND = jording elektrode; Cz = sentral midtlinje elektrode; Pz = parietal midline elektrode; Oz = occipital midline elektrode. Dette tallet er endret fra en tidligere publikasjon24. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: Typiske resultater fra en tidlig stadium åpen vinkel glaukom pasient. (A)Unormalt isolert kontroll syn fremkalt potensielle resultater. (B) Utfall av peripapillary retinal nerve fiber lag tykkelse (RNFLT) klassifisering på rapporten av optisk sammenheng tomografi. Endring av RNFLT = RNFLT-verdi (svart tall). Standardverdien fra en database med normale emner. (grønt tall i parentes). G = global; N = nasal; T = temporal; NS = nasal overlegen; TS = temporal overlegen; NI = nasal dårligere; TI = temporal dårligere. (C) Sentrale 16 testpunkter for mønsteravvik på Humphrey Field Analyzer 30-2 SITA-program som tilsvarer det sentrale 11° visuelle feltet. Dette tallet er endret fra en tidligere publikasjon24. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5: ROC-kurve. Vist er en ROC kurve (blå) for data samlet inn fra signal-til-støy-forhold av isolert-sjekk visuelle fremkalt potensial i åpenvinklet glaukom pasienter og kontroll. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

OAG-pasienter (n=44) Kontroll forsøkspersoner (n=39) P
Alder (år) 51,59±14,98 44,72±16,88 0.053*
Kjønn (hann/hun) 28/16 20/19 0.175.
Høyre øyne / Venstre øyne 20/24 19/20 0.770.
BCVA (logg MAR) 0,04±0,06 0,01±0,04 0.093 #
Sfærisk ekvivalent (D) -1,80±2,16 -1,30±2,00 0.276 #
Elevdiametre (mm) 3,43±0,50 3,46±0,51 0.789 #
icVEP-SNR (andre) 0,85±0,53 1,44±0,57 0.000 #
*Uavhengig prøve t test, $Chi-kvadrat test, #Mann-Whitney U test
OAG: åpenvinklet glaukom, BCVA: best korrigert synsskarphet; logg MAR: logaritmen av minimumsløsningsvinkelen; icVEP: isolert-sjekk visuelle fremkalt potensial; SNR: signal-til-støy-forhold

Tabell 1: Kliniske egenskaper hos OAG-pasienter og kontrollpersoner ved baseline.

Antall unormale testpunkter Gjennomsnitt ± Std (n=44) R P* (andre)
Når P<5 % 4,20±2,60 -0.264 0.099
Når P<2 % 2,83±2,34 -0.298 0.061
Når P<1 % 2,08±2,12 -0.266 0.097
Når P<0,5 % 1,48±1,80 -0.332 0.037
*Pearson korrelasjonstest
icVEP: isolert-sjekk visuelle fremkalt potensial; SNR: signal-til-støy-forhold; SAP: standard automatisert perimetry

Tabell 2: Korrelasjon mellom icVEP-SNR og abnormiteter i det sentrale 11° visuelle feltet sap hos åpenvinklede glaukompasienter.

Gjennomsnitt ± Std (n=44) R P* (andre)
SAP-MD (dB) -3,83±1,26 0.115 0.457
SAP-MD av det andre øyet (dB) -4,86±3,94 -0.15 0.33
OCT-tykkelse endring av RNFL (μm)
Temporal Overlegen kvadrant -39,31±29,89 0.37 0.016
Temporal Inferior kvadrant -43,64±29,83 -0.22 0.161
Baseline IOP (mmHg) 15,48±2,80 -0.121 0.435
CCT (μm) 523,24±29,64 0.171 0.333
*Pearson korrelasjonstest
icVEP: isolert-sjekk visuelle fremkalt potensial; SNR: signal-til-støy-forhold; SAP: standard automatisert perimetry (HFA 30-2 SITA); MD: gjennomsnittlig avvik; OCT: optisk sammenheng tomografi; RNFL: retinal nerve fiber lag; IOP: intraokulært trykk; CCT: sentral hornhinnetykkelse

Tabell 3: Korrelasjon mellom icVEP-SNR og relaterte faktorer hos pasienter med åpenvinkelglaukom.

Discussion

Ulike innstillinger for icVEP kan stimulere ulike M-cellebaner og skape forskjellige EEG-signaler. Under forhold med høy temporal frekvens (15 Hz) luminanskontrast av icVEP (16% positiv kontrast), viste en studie som involverte 15 OAG-pasienter og 14 normale observatører en følsomhet på 73,33% og spesifisitet på 100%22. Imidlertid hadde halvparten av disse pasientene avansert OAG. Derfor, for tidlig stadium OAG, kan følsomheten ikke anslås på grunn av den lille prøvestørrelsen.

Tsai's studie viste en følsomhet på 78% (tilstander på 15% positiv kontrast og 10 Hz temporal modulasjon) og spesifisitet på 100%, med en nøyaktighet på 94% fra ROC-kurven. Disse resultatene forbedret seg på Greensteins studie på grunn av den lavere kontrasten og romlige frekvensen som finnes hos tidligere glaukompasienter. Likevel var det mindre enn 11 tidlig stadium OAG pasienter blant 18 glaukom pasienter (17 åpenvinkel, 1 vinkel-lukking) og 16 kontroller i studien9.

I den nåværende studien var OAG-pasientene bare de i tidlige stadier og inkluderte en mye større utvalgsstørrelse, noe som tyder på at icVEP faktisk er nyttig for å oppdage OAG i det "virkelige" tidlige stadiet. Omtrent 70 % av OAG-øynene i tidlig stadium ble påvist av icVEP, og SNR hos pasientene var svært annerledes enn for normale forsøkspersoner.

En fersk studie viste at elevstørrelse kan påvirke icVEP-resultater hos normale forsøkspersoner. icVEP verdier ble påvirket av pupillary innsnevring og dilatasjon samt optisk uskarphet33. Dette tyder på at når du får icVEP målinger, bør påvirkning av elevstørrelse og optisk uskarphet holdes i tankene for nøyaktige tolkninger. I den nåværende studien ble elevstørrelsen målt, og det ble sikret at alle verdier falt i normalområdet. Videre kan alle EEG-signaler ha blitt påvirket av følelser, noe som gir for det meste falske positive feil. Den nåværende studien sikret en IOP på ≤ 30mmHg på undersøkelsesdagen for å unngå humørsvingninger forårsaket av høyt trykk. Alle pasienter hvilte i ≥ 30 minutter før hver undersøkelse, og reekaminering ble også utført for å unngå humøreffekter.

SNR ble definert som forholdet mellom gjennomsnittlig amplitude av FFC til radiusen av 95% konfidenssirkelen. En SNR på > 1 indikerte en signifikant respons på 0,05-nivå, noe som innebar normal elektrofysiologisk aktivitet i synsnerven. En SNR på ≤ 1 indikerte et svar som ligner eller svakere enn bakgrunnsstøyen på 0,05-nivå, noe som innebærer unormal elektrofysiologisk aktivitet i synsnerven. En SNR på 0,93 var imidlertid optimal for diskriminering av oagpasienter i tidlig stadium og kontrollpersoner i den nåværende studien ved hjelp av en ROC-kurve. Et SNR-kriterium på 0,93 kan derfor skille alvorlighetsgraden av GON i tidlig stadium OAG-pasienter for denne studien.

Mer enn 50% M celler var i makula regionen; Hvis fovea ble stimulert, var det derfor sannsynligvis et sterkt signal som resulterte i SNR > 1. Derfor, 2 x 2 array fiksering krysse på midten av skjermen uten sinusoidal temporal signaler var i stand til å cue-lette forsiktig fiksering samt unngå falske negative feil med dårlig fiksering34. Videre viste nyere SD-OCT-studier at RGCer i makula regionen blir skadet selv i tidlige stadier av glaukom, fordi proteolyse og sekundær axotomi etter skade på synsnerven hodet kan resultere i RGC apoptose35,36,37,38.

Analyse av sentrale 16 testpunkter i den nåværende studien basert på mønsteravvik i HFA tilsvarte 5°-10° av Bjerrum-områdene, hvor nesten halvparten av M-cellene distribueres10,11,12,13,14. Denne studien viste antall unormale testpunkter der ulike mulighetskriterier var negativt korrelert med SNR (negativ R-verdi); Men bare når p < 0,5% var korrelasjonen signifikant, noe som tyder på at icVEP var i stand til å oppdage funksjonelle abnormiteter og reflektere alvorlighetsgraden av sentrale visuelle felttap i tidlig stadium OAG.

Det har blitt rapportert at svarene på stimulering av P-cellen og M-ON banen er alvorlig forstyrret i tidlige stadier av glaukom, selv uten funksjonell involvering av den sentrale visuelle felttest26. En begrensning av denne studien er imidlertid at icVEP-testen krever pasienter med en BCVA-verdi på større enn 0,3, sfærisk brytning mellom -6 og +3 diopters og gjennomsiktige okulære medier. Studien viser bare nytten av icVEP i tidlige OAG øyne med bedre synsskarphet. Derfor er det nødvendig med videre studier for å skape bedre stimuleringer og definere mer nøyaktige kriterier for OAG-øyne med dårligere synsskarphet. Dette vil bidra til å avgjøre om icVEP kan tjene som den optimale funksjonelle testen for diskriminerende glaukom mistenkte samt pre-perimetriske og tidlige stadier av OAG. Videre er en annen begrensning at studien ikke tar høyde for forskjeller mellom dominerende og ikke-dominerende øyne. Forskjeller mellom disse banene og testing av disse to øynene kan påvirke EEG-signalene. Fremfor alt vil flytskjemaet bli forbedret etter at videre studier er utført.

Oppsummert er icVEP i stand til å oppdage glaukomøse visuelle funksjonsforstyrrelser hos nesten 70% av tidlige OAG-pasienter, med en spesifisitet ca 95%. De målte funksjonene korrelerer med både alvorlighetsgraden av sentrale 11° visuelle felttap av standard automatisert perimetry og reduseres i RNFL tykkelse som oppdaget av OCT. Derfor kan icVEP tjene som en nyttig og objektiv elektrofysiologisk visuell feltfunksjonell test for diagnostisering av tidlig stadium OAG.

Disclosures

Alle forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Ingen finansieringskilder for arbeidet.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CR-2 AF Digital Non-Mydriatic Retinal Camera Canon U.S.A., Inc., Melville, NY, USA Stereoscopic fundus photographs
DGH 500 PachetteTM DGH Technology, Exton, PA, USA ultrasound pachymetry
HFA II 750i Carl Zeiss Meditec Inc., Dublin, CA Humphrey Field Analyzer II
Neucodia novel electrophysiological instrument Huzhou Medconova Medical Technology Co.Ltd., Zhejiang province, P.R. China icVEP
Spectralis SD-OCT Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany OCT

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Quigley, H. A., Dunkelberger, G. R., Green, W. R. Chronic human glaucoma causing selectively greater loss of large optic nerve fibers. Ophthalmology. 95, 357-363 (1988).
  2. Quigley, H. A., Dunkelberger, G. R., Green, W. R. Retinal ganglion cell atrophy correlated with automated perimetry in human eyes with glaucoma. American Journal of Ophthalmology. 107, 453-464 (1989).
  3. Bjerre, A., Grigg, J. R., Parry, N. R. A. Test-retest variability of multifocal visual evoked potential and SITA standard perimetry in glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45, 4035-4040 (2004).
  4. Hood, D. C., Zhang, X., Greenstein, V. C. An interocular comparison of the multifocal VEP: a possible technique for detecting local damage to the optic nerve. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41, 1580-1587 (2000).
  5. Klistorner, A. I., Graham, S. L. Objective perimetry in glaucoma. Ophthalmology. 107, 2299 (2000).
  6. Graham, S. L., Klistorner, A. I., Goldberg, I. Clinical application of objective perimetry using multifocal visual evoked potentials in glaucoma practice. Archives of Opthalmology. 123, 729-739 (2005).
  7. Porciatti, V., Ventura, L. M. Normative data for a user-friendly paradigm for pattern electroretinogram recording. Ophthalmology. 111, 161-168 (2004).
  8. Ventura, L. M., Porciatti, V., Ishida, K. Pattern electroretinogram abnormality and glaucoma. Ophthalmology. 112, 10-19 (2005).
  9. Zemon, V., Tsai, J. C., Forbes, M. Novel electrophysiological instrument for rapid and objective assessment of magnocellular deficits associated with glaucoma. Documenta Ophthalmologica. 117, 233-243 (2008).
  10. Gupta, N., Ang, L. C., de Tilly, L. N. Human glaucoma and neural degeneration in intracranial optic nerve, lateral geniculate nucleus, and visual cortex. British Journal of Ophthalmology. 90, 674-678 (2006).
  11. Hartline, H. K. The discharge of impulses in the optic nerve of Pecten in response to illumination of the eye. Journal of Cellular and Comparative Physiology. 2, 465-478 (1938).
  12. Schiller, P. H., Sandell, J. H., Maunsell, J. H. R. Functions of the ON and OFF channels of the visual system. Nature. 322, 824-825 (1986).
  13. Kaplan, E., Shapley, R. M. The primate retina contains two types of ganglion cells, with high and low contrast sensitivity. Proceedings of the National Academy of Sciences. 83, 2755-2757 (1986).
  14. Dacey, D. M., Petersen, M. R. Dendritic field size and morphology of midget and parasol ganglion cells of the human retina. Proceedings of the National Academy of Sciences. 89, 9666-9670 (1992).
  15. Quigley, H. A., Gregory, R., Dunkelberger, G. R. Chronic human glaucoma causing selectively greater loss of large optic nerve fibers. Ophthalmology. 95, 357-363 (1998).
  16. Kerrigan-Baumrind, L. A., Quigley, H. A., Pease, M. E. Number of ganglion cells in glaucoma eyes compared with threshold visual field tests in the same persons. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41, 741-748 (2000).
  17. Xiang, F., Lingling, W., Zhizhong, M., Gege, X., Feng, L. Usefulness of frequency-doubling technology for perimetrically normal eyes of open-angle glaucoma patients with unilateral field loss. Ophthalmology. 117 (8), 1530-1537 (2010).
  18. Zemon, V., Gordon, J., Welch, J. Asymmetries in ON and OFF visual pathways of humans revealed using contrast- evoked cortical potentials. Visual Neuroscience. 1, 145-150 (1988).
  19. Zemon, V., Gordon, J. Spatial tuning characteristics of functional subsystems in the visual pathways of humans. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 29 (Suppl), 297 (1988).
  20. Zemon, V., Siegfried, J., Gordon, J. Magno and Parvo pathways in humans studied using VEPs to luminance and chromatic contrast. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 32, 1033 (1991).
  21. Zemon, V., Eisner, W., Gordon, J. Contrast-dependent responses in the human visual system: childhood through adulthood. International Journal of Neuroscience. 80, 181-201 (1995).
  22. Greenstein, V. C., Seliger, S., Zemon, V. Visual evoked potential assessment of the effects of glaucoma on visual subsystems. Vision Research. 38, 1901-1911 (1988).
  23. Zemon, V., Gordon, J. Luminance contrast mechanisms in humans: visual evoked potentials and a nonlinear model. Vision Research. 46, 4163-4180 (2006).
  24. Xiang, F., Lingling, W., Xia, D., Tong, D., Aihua, D. Applications of Isolated-Check Visual Evoked Potential in Early Stage of Open-Angle Glaucoma Patients. Chinese Medical Journal. 131 (20), 2439-2446 (2018).
  25. Victor, J. D., Mast, J. A new statistic for steady-state evoked potentials. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 78 (5), 378-388 (1991).
  26. Badr, A. A., Zemon, V. M., Greenstein, V. C. M- versus P-function: Relationship to visual field loss in patients with open angle glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 44 (13), 50 (2003).
  27. Kamantigue, M. E., Joson, P. J., Chen, P. P. Prediction of visual field defects on standard automated perimetry by screening C-20-1 frequency doubling technology perimetry. Journal of Glaucoma. 15, 35-39 (2006).
  28. Richard, P. M., Donald, L. B., Paul, P. L. Categorizing the stage of glaucoma from pre-diagnosis to end-stage disease. American Journal of Ophthalmology. 141 (1), 27 (2006).
  29. Brandt, J. D., Beiser, J. A., Kass, M. A. Central corneal thickness in the Ocular Hypertension Treatment Study (OHTS). Ophthalmology. 108 (10), 1779-1788 (2001).
  30. Medeiros, F. A., Sample, P. A., Weinreb, R. N. Frequency doubling technology perimetry abnormalities as predictors of glaucomatous visual field loss. American Journal of Ophthalmology. 137, 863-871 (2004).
  31. Yu, Z., Lingling, W., Yanfang, Y. Potential of stratus optical coherence tomography for detecting early glaucoma in perimetrically normal eyes of open-angle glaucoma patients with unilateral visual field loss. Journal of Glaucoma. 19 (1), 61-65 (2010).
  32. Pollack, I., Norman, D. A. A non-parametric analysis of experiments. Psychonomic Science. 1, 125-126 (1964).
  33. Salim, S., et al. Influence of pupil size and other test variables on visual function assessment using visual evoked potentials in normal subjects. Documenta Ophthalmologica. 121 (1), 1-7 (2010).
  34. Nebbioso, M., Steigerwalt, R. D., Pecori-Giraldi, J., Vingolo, E. M. Multifocal and pattern-reversal visual evoked potentials vs. automated perimetry frequency-doubling technology matrix in optic neuritis. Indian Journal of Ophthalmology. 61 (2), 59-64 (2013).
  35. Hood, D. C., et al. Initial arcuate defects within the central 10 degrees in glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (2), 940-946 (2011).
  36. Hood, D. C., et al. The Nature of Macular Damage in Glaucoma as Revealed by Averaging Optical Coherence Tomography Data. Translational Vision Science & Technology. 3 (1), (2012).
  37. Hood, D. C., et al. Early glaucoma involves both deep local, and shallow widespread, retinal nerve fiber damage of the macular region. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55 (2), 632-649 (2014).
  38. Pescosolido, N., et al. Role of Protease-Inhibitors in Ocular Diseases. Molecules. 19 (12), 20557-20569 (2014).

Tags

Nevrovitenskap Utgave 159 visuelt fremkalt potensial isolert-sjekk retinal ganglion celle magnocellulære celler M-celler pathway åpenvinklet glaukom signal-til-støy-forhold tverrsnittsstudie
Vurdere tidlig stadium åpenvinkel glaukom hos pasienter ved isolat-sjekk visuell fremkalt potensial
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Fan, X., Wu, L., Ding, A. Assessing… More

Fan, X., Wu, L., Ding, A. Assessing Early Stage Open-Angle Glaucoma in Patients by Isolated-Check Visual Evoked Potential. J. Vis. Exp. (159), e60673, doi:10.3791/60673 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter