Methodenartikel

Beurteilung des Frühstadiums des Offenen Winkelglaukoms bei Patienten durch isoliertes visuelles Evokiertes Potenzial

DOI:

10.3791/60673

⸱

25. Mai 2020

 ,  , 
1Department of Ophthalmology, Peking University Third Hospital, 2Beijing Key Laboratory of Restoration of Damaged Ocular Nerve, Peking University Third Hospital

In diesem Artikel

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die methode des isolierten visuellen evozierten Potentials (icVEP) wird hier implementiert, um den magnozellulären ON-Signalweg zu bewerten, der zunächst im Glaukom geschädigt ist. Die Studie zeigt standardoperative Verfahren mit icVEP, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Es hat sich als nützliche objektive Diagnosetechnologie für die Früherkennung von Glaukom erwiesen.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kürzlich wurde die Methode des isolierten visuellen Evoktionspotenzials (icVEP) entwickelt und wurde berichtet, um glaukomatige Schäden früher und schneller zu erkennen. Es erzeugt eine niedrige räumliche Frequenz/hochzeitliche Frequenz helle Reize und zeichnet kortikale Aktivität auf, die hauptsächlich von Afferents im magnozellulären ON-Signalweg initiiert wird. Dieser Weg enthält Neuronen mit größeren Volumina und Axonaldurchmessern, und es ist bevorzugt im frühen Glaukom beschädigt, was zu Gesichtsfeldverlust führen kann. Die hier vorgestellte Studie verwendet Standard-Betriebsverfahren (SOP) von icVEP, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Es kann visuellefunktionsverluste mit einem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) erkennen, das den Defekten der retinalen Nervenfaserschicht (RNFL) im Frühstadium des Offenwinkelglaukoms (OAG) entspricht. Eine Einstellung von 10 Hz und ein Zustand von 15% Positivkontrast (hell) werden ausgewählt, um OAG-Patienten und Kontrollpersonen zu unterscheiden, wobei jeder Check acht Durchläufe enthält. Jeder Durchlauf bleibt für 2 s (für 20 Gesamtzyklen). Es wird ein Flussdiagramm erstellt, das aus Pupillengröße und Augeninnendruck über eine Ruhezeit von 30 min vor jeder Untersuchung besteht. Zusätzlich wird die Prüfreihenfolge der Augen durchgeführt, um zuverlässige elektroenzephalografische Signale zu erhalten. VEPs werden automatisch von Software aufgezeichnet und analysiert, und SNRs werden basierend auf einer multivariaten Statistik abgeleitet. Ein SNR von 1 wird als abnormal angesehen. Zur Analyse der Genauigkeit der Gruppenklassifizierung wird eine Empfänger-Betriebs-Merkmal-Kurve (ROC) angewendet. Anschließend wird das SOP in einer Querschnittsstudie angewendet, die zeigt, dass icVEP glaukomatorische visuelle Funktionsanomalien im zentralen Gesichtsfeld in Form von SNR erkennen kann. Dieser Wert korreliert auch mit der Dickenverdünnung von RNFL und erzeugt eine hohe Klassifizierungsgenauigkeit für OAG im Frühstadium. Damit dient es als nützliche und objektive Diagnosetechnologie zur Früherkennung von Glaukomen.

Einleitung

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Das Offenwinkelglaukom (OAG) ist eine chronische, irreversible Erkrankung und eine der Hauptursachen für Erblindung. Frühere Studien haben gezeigt, dass Gesichtsfeldtests, die den aktuellen Goldstandard für die glaukomatouse visuelle Verlusterkennung darstellen, auf konventioneller Standard-Automatisierungsperimetrie (SAP) basieren, die einen frühen glaukomatigen Funktionsverlust erst erkennen kann, wenn 20%-40% der retinalen Ganglienzellen (RGCs) beschädigt sind1,2. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass SAP nur eine moderate Test-Retest-Zuverlässigkeit hat, da es sich um einen subjektiven psychophysischen Test und eine zeitaufwändige Aufgabe für Patientenhandelt 3.

Objektive elektrophysiologische Gesichtsfeldfunktionsmaßnahmen haben eine bessere Test-Retest-Zuverlässigkeit beim Nachweis von Glaukom. Zu diesen Maßnahmen gehören das multifokale visuelle evozierte Potential (mfVEP) und das Musterelektroretinogramm (pERG). Das pERG kann jedoch keine topografischen Informationen bereitstellen, und das mfVEP ist zeitaufwändiger als SAP4,5,6,7,8. Glücklicherweise wurde das isolierte visuelle Evoktionspotential (icVEP) vor kurzem als zusätzliche Technik entwickelt, um glaukomatige Schäden früher und schneller zu erkennen9.

In der Netzhaut gibt es mehrere RGC-Subpopulationen wie magnozelluläre Zellen (M-Zellen), parvozelluläre Zellen (P-Zellen) und bistratifizierte Zellen. Sie stellen parallele Bahnen für visuelle Informationen dar, die an das Gehirn übertragen werden (Abbildung 1)9,10. Um die getrennten Wahrnehmungen von Helligkeit und Dunkelheit zu steuern, wurde die Dichotomie der ON- und OFF-Pfade11,12eingerichtet. Magnozelluläre ON (M-ON) Zellen sind deutlich größer als magnozelluläre OFF (M-OFF) Zellen, während M-Zellen deutlich größer sind als P-Zellen beim Menschen13,14. Der M-Zell-Signalweg vermittelt hauptsächlich niedrige räumliche Frequenz-/Hochzeitfrequenzinformationen15. So sind Zellen, die am M-ON-Signalweg beteiligt sind, empfindlich gegenüber einem geringen Luminanzkontrast und nicht empfindlich gegenüber chromatischen Informationen mit Axonen mit größerem Durchmesser, die bevorzugt im frühen Glaukom16,17geschädigt werden. Daher erzeugt das icVEP niedrige räumliche/hochzeitliche Frequenz helle Reize und zeichnet kortikale Aktivität, die hauptsächlich von Afferents (wie die im M-ON-Signal) zur Früherkennung von Glaukom18,19,20,21,22,23initiiert werden.

Protokoll

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Die Studie wurde vom Ethics Committee Review Board des Dritten Krankenhauses der Universität Peking genehmigt und entsprach der Erklärung von Helsinki.

1. Einstellungen

HINWEIS: Die icVEP-Hardware erfordert eine Erneutuntersuchung der Stimulusbedingungen zur Begünstigung des M-ON-Signalwegs mit einer Standard-Grafikkarte mit einem 8-Bit-Digital-Analog-Wandler pro Elektronenkanone.

  1. Klicken Sie auf die Schaltfläche CFG testen, und wählen Sie icvep-bc-8.cfgaus.
  2. Klicken Sie auf die Schaltfläche System, wählen Sie Konfiguration - Testkonfiguration und dann auf die Schaltfläche Stimulus bearbeiten aus. Bitte stellen Sie sicher, dass die Bildrate 60 Hz beträgt, die Luminanz des statischen Hintergrunds des Displays 51 cd/m2und die Gesamtzyklen 20 betragen.
  3. Um OAG-Patienten und Kontrollpersonen zu differenzieren, stellen Sie folgende Bedingungen sicher: sinusförmige zeitliche Signale von 10 Hz (6 Frames pro Zyklus) und 15% Positivkontrast (hell, Kontrast 7,50%, Luminanzversatz 7,50%, Kontrastversatz 0,00%).

2. Prüfung

  1. Wählen Sie das zu testende Auge aus, und stellen Sie sicher, dass das räumliche Muster ein 24 x 24-Array von isolierten Prüfungen ist, um ein 11°-Gesichtsfeld mit einem 2 x 2-Array-Fixationskreuz ohne sinusförmige zeitliche Signale zu unterteilen, um eine erleichterte und sorgfältige Fixierung in der Mitte des Bildschirms zu ermöglichen (Abbildung 2)9.
  2. Legen Sie die goldenen Becherelektroden gefüllt mit elektrolytischer wasserlöslicher Paste an den folgenden Midline-Standorten auf der Kopfhaut auf Basis des internationalen 10-20-Systems (Abbildung 3)24. Stellen Sie sicher, dass der Prüfabstand 114 cm beträgt.
  3. Klicken Sie auf die Schaltfläche Test starten. Ein Lauf dauert 2 s: Die erste Sekunde dieses Zeitraums stellt die Hälfte des Testkontrastniveaus dar (7,50%) Anpassungsbedingung, und die folgende Sekunde zeigt den vollen Testkontrast (15,0%).
  4. Beachten Sie die Eingabeaufforderung Error:Outlier aus dem Programm und wiederholen Sie den Lauf, wenn Rauschen erkannt wird und wenn die Elektroenzephalographie (EEG) Epoche abgelehnt wird.
  5. Beachten Sie die EEG-Daten, die auf dem Monitor des Bedieners angezeigt werden, wenn der Lauf als gültig ermittelt wird und wenn der Bediener aufgefordert wird, auf die Schaltfläche Test beenden zu klicken, um die Daten auf der Grundlage der Zuverlässigkeit abzulehnen.

3. Automatische Datenverarbeitung mit Software

HINWEIS: Die Daten werden durch eine diskrete Fourier-Transformation berechnet, nachdem EEG-Signale aufgezeichnet wurden.

  1. Beachten Sie, dass das Programm, sobald die Daten akzeptiert werden, den Operator durch einen Ding-Sound anweist und automatisch die nächste Ausführung initiiert, bis ein Satz von 8 gültigen Durchläufen akkumuliert wird.
  2. Beachten Sie, dass jeder Lauf eine grundlegende Frequenzkomponente (FFC) erzeugt, und wenn einer der FFCs ein Ausreißer relativ zu den verbleibenden 7 ist, verwirft das Programm diese FFC und fordert den Operator auf, die Ausführung zu wiederholen, bis 8 qualifizierte Durchläufe gesammelt werden.
  3. Warten Sie, bis das Programm den mittleren FFC und Radius eines 95%-Konfidenzkreises mit der T22-Zirkstatistik 25 berechnet, die automatisch aus den 8 FFCs innerhalb weniger Sekunden erzeugt wird.
  4. Stellen Sie sicher, dass die einzelnen und mittleren FFC-Werte, der Konfidenzkreis und das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) nach Ende des Tests automatisch auf dem Monitor angezeigt werden (Abbildung 4A).

4. Flussdiagramm zur Beurteilung der Zuverlässigkeit der Ergebnisse

  1. Stellen Sie sicher, dass der Brechungsfehler korrigiert wird, um sich für einen Abstand von 114 cm anzupassen.
  2. Stellen Sie sicher, dass der Augeninnendruck (IOP) am Tag der Untersuchung 30 mmHg beträgt.
  3. Stellen Sie sicher, dass die Pupillendurchmesser 2 mm und ohne Mydriasis betragen.
  4. Stellen Sie sicher, dass jedes Fach ruht und ist ruhig 30 min vor der Untersuchung.
  5. Um den Einfluss einer Studienkurve zu vermeiden, überprüfen Sie zuerst das rechte Auge, dann das linke Auge; Überprüfen Sie dann die rechten und linken Augen erneut, und notieren Sie dieses zweite Ergebnis.
  6. Initiieren Sie einen erneuten Test nach mindestens 30 min Pause, wenn der R-Wert (Nosing Ring Radius) zwischen beiden Augen einen Unterschied von > 0,2 zeigt, was bedeutet, dass das Ergebnis unzuverlässig ist, wenn die Stimmung schwankt.

Ergebnisse

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Jüngste Studien zeigten, dass die Genauigkeit von icVEP für die Glaukomdiagnose von 91%-100%9,22,26reicht. Hier werden Querschnittsstudien in China vorgestellt, um den potenziellen diagnostischen Wert von icVEP für die OAG im Frühstadium weiter zu bewerten.

Themen
Themen waren OAG-Patienten und gesunde Freiwillige, die 2015 und 2016 vom Department of Ophthalmology, dem Dritten Krankenhaus der Universität Peking, rekrutiert wurden. Zu den Aufnahmekriterien für OAG-Patienten gehörten: 25-75 Jahre; am besten korrigierte Sehschärfe (BCVA) < 0.3 (Logarithmus des minimalen Auflösungswinkels, log MAR); sphärische Brechung zwischen -6 und +3 Dioptrien; und transparente Augenmedien. Darüber hinaus zeigten die Patienten das Vorhandensein von OAG (Patienten mit offenwinkeligen, visuellen Felddefekten, die der glaukomatigen optischen Neuropathie [GON] entsprechen und einen normalen oder erhöhten IOP ohne sekundäre Ursachen aufweisen), bei denen der IOP medizinisch gut kontrolliert war und zuverlässige Gesichtsfeldtestergebnisse hatte (falsche positive Fehler bei 20 %, falsch negative Fehler bei 20 %, Fixationsverluste von 30 %) die frühe glaukomatouse Gesichtsfelddefekte an SAP zeigten.

Zu den Aufnahmekriterien für Kontrollpersonen gehörten: keine Augenanomalien, insbesondere keine GON in irgendeinem Auge; und ein normaler IOP, der nie über 21 mmHg erhöht wurde. Die Ausschlusskriterien umfassten folgendes: Diabetes oder eine andere systemische Erkrankung; Geschichte der okulären oder neurologischen Erkrankung; ungleiche Pupillendurchmesser und Pupillendurchmesser von < 2,0 mm; schlechte Fixierung; aktuelle Verwendung von Medikamenten, die die Sehfeldempfindlichkeit beeinflussen können (d. h. Ethambutol, Hydroxychloroquin, Chlorpromazin); und vorgeschichte der intraokularen Chirurgie oder der feuerfesten Chirurgie.

Untersuchungen zur OAG-Diagnose
Für alle Patienten wurden Brillenkorrekturen verwendet, um mögliche Auswirkungen einer Unschärfe auf die Gesichtsfeldempfindlichkeit zu verringern. Mindestens zwei zuverlässige SAP-Tests wurden vom Humphrey Field Analyzer II 30-2 SITA-Standardprogramm zu Basisplänen durchgeführt. Das zweite zuverlässige Visuelle Feldergebnis wurde in dieser Studie verwendet, um Lerneffekte zu minimieren27. Ein frühes Stadium des glaukomatigen Gesichtsfeldverlustes wurde definiert als eine mittlere Abweichung (MD) von -6,00 dB, und mit mindestens einem der folgenden Punkte: 1) gab es einen Cluster von 3 Punkten an einer erwarteten Position des Visuellen Feldes, die gedrückt war und 5 %, von denen mindestens eine < 1% auf Musterabweichungsdiagramm war; 2) korrigierte Muster Standardabweichung oder Muster Standardabweichung signifikant waren bei p < 0,05; 3) Glaukom-Hemifield-Testergebnis war "außerhalb der normalen Grenzen"28.

Die Grunduntersuchung bestand aus Tests auf Sehschärfe und Brechung, Pupillen-Durchmesser-Messung mit einem Lineal in natürlichem Licht, Spaltlampenbiomikroskopie, Gonioskopie, Goldmann-Applanationstonometrie (GAT) und einer dilatierten stereoskopischen Fundusuntersuchung in allen Fächern.

Der Basis-IOP wurde von GAT während des Glaukomdienstes (8 bis 11 Uhr Ortszeit) am Tag nach Erhalt der icVEP-Testberichte gemessen. Jeder Patient wurde auch einer zentralen Hornhautdicke (CCT) Mit Ultraschall-Pachymetrie unter topischer Anästhesie29unterzogen. Im Durchschnitt wurden fünf aufeinanderfolgende Messwerte verzeichnet.

Stereoskopische Fundusfotos wurden von jedem Patienten nach der Pupillendilatation erhalten und von zwei erfahrenen Ärzten maskiert ausgewertet. Die Diskrepanzen zwischen den beiden Ärzten wurden entweder durch Konsens oder die Beurteilung eines dritten erfahrenen Arztes gelöst. GON wurde definiert als mindestens eine der folgenden: 1) das Felgen-Scheiben-Verhältnis war < 0,1 in den oberen oder unteren Felgen; 2) es gab Netzhautnervenfaserschicht (RNFL) Defekte; 3) optische Scheibe zeigte Schienenblutungen30,31.

Jeder Patient wurde auch einem optischen Kohärenztomographie-Test (OCT) unterzogen, um RNFL-Defekte zu bestätigen, die sowohl stereoskopischen Fotografien als auch HFA-Ergebnissen entsprachen. Die Änderung der RNFL-Dicke im zeitlichen Vorgesetzten (TS) Quadranten und des zeitlich endenden (TI) Quadranten wurde wie folgt berechnet: Änderung der RNFL-Dicke = RNFL-Dickenwert - Standardwert aus der Datenbank normaler Personen (Abbildung 4B).

Statistische Auswertung
Ein Auge wurde nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um analysiert zu werden, wenn beide Augen die Aufnahmekriterien erfüllten. Alle Daten mussten innerhalb von 3 Monaten für jedes Thema ermittelt werden. Das statistische Paket SPSS 22.0 mit statistischen Tests wurde wie folgt verwendet: Für normal verteilte Variablen wurde ein unabhängiger Stichproben-t-Test verwendet; Mann-Whitney U-Test wurde für numerische Variablen verwendet, die nicht normal verteilt waren; und Binomialvariablen wurden bei Bedarf mit einem Chi-Quadrat-Test oder Fishers exaktem Test verglichen. Die Empfänger-Betriebs-Charakteristik-Kurvenanalyse (ROC) wurde verwendet, um die Vorhersagegenauigkeit für das Vorhandensein von glaukomatigen Schäden zu schätzen32. Der Pearson-Korrelationskoeffizient wurde verwendet, um Korrelationen zwischen SNR und Parametern auf OCT sowie zwischen SNR und Anomalien im zentralen 11°-Feld auf SAP zu analysieren. Wenn p < 0,05, wurden Unterschiede als signifikant betrachtet.

Ergebnisse
Insgesamt wurden 44 OAG-Patienten und 39 Kontrollpersonen mit vollständigen Daten aufgenommen. Keiner dieser Probanden beschwerte sich während des icVEP-Tests. Alle 83 Probanden waren Chinesen (48 Männer und 35 Frauen) mit einem Durchschnittsalter von 48,54 bis 16,70 Jahren (Bereich von 25-74 Jahren). Es gab keine statistischen Unterschiede in Alter, Geschlecht, rechtem/linkem Auge, BCVA, sphärischem Äquivalent oder Pupillendurchmesser zwischen Patienten und Kontrollen(Tabelle 1, p > 0,05), aber SNR war bei Patienten signifikant niedriger als bei Denkontrollen(Tabelle 1, p < 0,05).

In Bezug auf die icVEP-Ergebnisse gab es 30 Augen von frühen OAG-Patienten, die SNR-positiv waren (68,18%) und nur zwei Augen in der Kontrollgruppe (5,13%). Unter Verwendung eines SNR-Kriteriums von 1 zeigte icVEP eine Sensitivität von 68,18 % und eine Spezifität von 94,87 % für die Diagnose der frühen OAG (Berechnung einer Genauigkeit von 67/83 [80,72%]). Die ROC-Analyse ergab jedoch, dass ein a priori SNR-Kriterium von 0,93 für die Diskriminierung zwischen Patienten und Kontrollpersonen optimal war (Abbildung 5). Bei einem SNR-Kriterium von 0,93 erreichte die Spezifität des Tests 100 % mit einer Empfindlichkeit von 65,90 % (Berechnung einer Genauigkeit von 82,10 %).

Bei den Patienten waren Anomalien im zentralen 11° Gesichtsfeldtest (HFA, Musterabweichung, zentrale 16 Prüfpunkte; Abbildung 4C) wurden anhand der Anzahl anormaler Punkte mit unterschiedlichen Möglichkeitenkriterien berechnet. Bei einem Kriteriumsniveau von p < 0,5 war die Menge der abnormalen Prüfpunkte im zentralen 11°-Gesichtsfeld signifikant negativ mit SNR korreliert (p < 0,05, r = -0,332, Tabelle 2). Die Dickenveränderung von RNFL im zeitlich endenden Quadranten war signifikant positiv mit SNR korreliert (p < 0,05, r = 0,370, Tabelle 2), während SAP-MD, SAP-MD des anderen Auges, Dickenänderung von RNFL im zeitlich endenden Quadranten und Basis-IOP und CCT alle nicht mit SNR korrelierten (p > 0,05, Tabelle 3).

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Abbildung 1: Darstellung des isolierten visuellen Evoktenpotenzials zur Bewertung des M-Zell-Signalwegs. Die Schichten 1 und 2 sind am magnozellulären Weg beteiligt. Die Schichten 3, 4, 5 und 6 sind am parvozellulären Weg beteiligt. Die Zwischenräume zwischen diesen sechs Schichten sind am bistratifizierten Zellweg beteiligt. RGC = retinale Ganglienzelle. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Abbildung 2: Helle Bedingungen (positiver Kontrast) auf dem Bildschirm des visuellen Evokierten Potenzials der isolierten Prüfung. Diese Zahl wurde gegenüber einer früheren Veröffentlichung24geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Abbildung 3: Diagramm der isolierten visuellen evozierten potenziellen Untersuchung. GND = Erdungselektrode; Cz = mittelline elektrode; Pz = parietale Mittellinienelektrode; Oz = okzipitale Mittellinienelektrode. Diese Zahl wurde gegenüber einer früheren Veröffentlichung24geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Abbildung 4: Typische Ergebnisse eines Frühstadiums offenWinkel Glaukom Patienten. (A) Abnorme, isolierte visuelle Evokierte potenzielle Ergebnisse. (B) Ergebnisse der peripapillaren retinalen Nervenfaserschichtdicke (RNFLT) klassifizierung auf dem Bericht der optischen Kohärenztomographie. Änderung von RNFLT = RNFLT-Wert (schwarze Zahl). Der Standardwert aus einer Datenbank normaler Themen. (grüne Zahl in Klammern). G = global; N = nasal; T = zeitlich; NS = nasaler Vorgesetzter; TS = zeitlicher Vorgesetzter; NI = nasal minderwertig; TI = zeitlich minderwertig. (C) Zentrale 16 Prüfpunkte der Musterabweichung auf Humphrey Field Analyzer 30-2 SITA Programm entsprechend dem zentralen 11° Gesichtsfeld. Diese Zahl wurde gegenüber einer früheren Veröffentlichung24geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Abbildung 5: ROC-Kurve. Gezeigt wird eine ROC-Kurve (blau) für Daten, die aus den Signal-Rausch-Verhältnissen von isoliert-checkvisuellen evozierten Potenzial bei Offenwinkel-Glaukom-Patienten und Kontrollpersonen gesammelt werden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

OAG-Patienten (n=44)Kontrollpersonen (n=39)P
Alter (Jahr)51,59 bis 14,9844,72 bis 16,880.053*
Geschlecht (männlich/weiblich)28/1620/190,175 $
Rechte Augen / Linke Augen20/2419/200,770$
BCVA (log MAR)0,04 bis 0,060,01 bis 0,040.093 #
Sphärisches Äquivalent (D)-1,80 bis 2,16-1,30 bis 2,000.276 #
Pupille Durchmesser (mm)3,43 bis 0,503,46 bis 0,510.789 #
icVEP-SNR0,85 bis 0,531,44 bis 0,570.000 #
*Unabhängiger Probe-t-Test, $Chi-Quadrat-Test, #Mann-Whitney U-Test
OAG: Offenwinkelglaukom, BCVA: am besten korrigierte Sehschärfe; log MAR: Logarithmus des minimalen Auflösungswinkels; icVEP: isoliertes visuelles evoziertes Potenzial; SNR: Signal-Rausch-Verhältnis

Tabelle 1: Klinische Merkmale von OAG-Patienten und Kontrollpersonen zu Beginn.

Anzahl der ungewöhnlichen TestpunkteMittelwert - Std (n=44)Rp*
Wenn P<5%4,20 bis 2,60-0.2640.099
Wenn P<2%2,83 bis 2,34-0.2980.061
Wenn P<1%2,08 bis 2,12-0.2660.097
Wenn P<0,5%1,48 bis 1,80-0.3320.037
*Pearson-Korrelationstest
icVEP: isoliertes visuelles evoziertes Potenzial; SNR: Signal-Rausch-Verhältnis; SAP: Standard-Automatisierung

Tabelle 2: Korrelation zwischen icVEP-SNR und Anomalien im zentralen 11°-Gesichtsfeld von SAP bei Offenwinkel-Glaukompatienten.

Mittelwert - Std (n=44)Rp*
SAP-MD (dB)-3,83 bis 1,260.1150.457
SAP-MD des anderen Auges (dB)-4,86 bis 3,94-0.150.33
OCT-Dickenwechsel von RNFL (m)
Temporaler Superior-Quadrant-39,31 bis 29,890.370.016
Temporaler Unterlegener Quadrant-43,64 bis 29,83-0.220.161
Basis-IOP (mmHg)15,48 bis 2,80-0.1210.435
CCT (m)523,24 bis 29,640.1710.333
*Pearson-Korrelationstest
icVEP: isoliertes visuelles evoziertes Potenzial; SNR: Signal-Rausch-Verhältnis; SAP: Standard-Automatisierung (HFA 30-2 SITA); MD: mittlere Abweichung; ÜLG: optische Kohärenztomographie; RNFL: retinale Nervenfaserschicht; IOP: Augeninnendruck; CCT: zentrale Hornhautdicke

Tabelle 3: Korrelation zwischen icVEP-SNR und Denkfaktoren bei Patienten mit Offenwinkelglaukom.

Diskussion

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Verschiedene Einstellungen von icVEP können verschiedene M-Zell-Wege stimulieren und verschiedene EEG-Signale erzeugen. Unter Bedingungen hoher zeitlicher Frequenz (15 Hz) Luminanzkontrast von icVEP (16% Positivkontrast) zeigte eine Studie mit 15 OAG-Patienten und 14 normalen Beobachtern eine Empfindlichkeit von 73,33% und eine Spezifität von 100%22. Allerdings hatte die Hälfte dieser Patienten die OAG vorgerückt. Daher konnte die Empfindlichkeit für die OAG in der Frühphase aufgrund des geringen Stichprobenumfangs nicht geschätzt werden.

Tsais Studie zeigte eine Empfindlichkeit von 78% (Bedingungen von 15% Positivkontrast und 10 Hz zeitliche Modulation) und Spezifität von 100%, mit einer Genauigkeit von 94% aus der ROC-Kurve. Diese Ergebnisse verbesserten sich gegenüber Greensteins Studie aufgrund des geringeren Kontrasts und der räumlichen Häufigkeit, die bei früheren Glaukompatienten zu finden waren. Dennoch gab es weniger als 11 OAG-Patienten im Frühstadium unter 18 Glaukompatienten (17 Offenwinkel-, 1 Winkelverschluss) und 16 Kontrollen in der Studie9.

In der aktuellen Studie waren die OAG-Patienten nur diejenigen in frühen Stadien und enthielten einen viel größeren Stichprobenumfang, was darauf hindeutet, dass icVEP tatsächlich nützlich ist, um OAG im "echten" Frühstadium zu erkennen. Etwa 70 % der OAG-Augen im Frühstadium wurden von icVEP nachgewiesen, und die SNR der Patienten war stark anders als bei normalen Probanden.

Eine aktuelle Studie zeigte, dass die Pupillengröße die icVEP-Ergebnisse bei normalen Probanden beeinflussen kann. icVEP-Werte wurden durch Pupillenverengung und Dilatation sowie optische Unschärfe33beeinflusst. Dies legt nahe, dass bei der Erlangung von icVEP-Messungen der Einfluss von Pupillengröße und optischer Unschärfe für genaue Interpretationen berücksichtigt werden sollte. In der aktuellen Studie wurde die Pupillengröße gemessen, und es wurde sichergestellt, dass alle Werte in den normalen Bereich fielen. Darüber hinaus können alle EEG-Signale von Emotionen beeinflusst worden sein, was meist zu falschen positiven Fehlern führt. Die aktuelle Studie sorgte am Tag der Untersuchung für einen IOP von 30 mmHg, um Stimmungsschwankungen durch hohen Druck zu vermeiden. Alle Patienten ruhten sich vor jeder Untersuchung 30 min aus, und es wurde auch eine erneute Untersuchung durchgeführt, um Stimmungseffekte zu vermeiden.

SNR wurde definiert als das Verhältnis der mittleren Amplitude des FFC zum Radius des 95%-Vertrauenskreises. Ein SNR von > 1 deutete eine signifikante Reaktion auf dem 0,05-Niveau an, was eine normale elektrophysiologische Aktivität im Sehnerv implizierte. Ein SNR von 1 zeigte eine Reaktion ähnlich oder schwächer als das Hintergrundrauschen auf dem Niveau von 0,05, was eine abnormale elektrophysiologische Aktivität im Sehnerv implizierte. Ein SNR von 0,93 war jedoch optimal für die Diskriminierung von OAG-Patienten und Kontrollpersonen im Frühstadium in der aktuellen Studie mit einer ROC-Kurve. Daher kann ein SNR-Kriterium von 0,93 die Schwere von GON in oAG-Patienten im Frühstadium für diese Studie unterscheiden.

Mehr als 50% M-Zellen befanden sich im Makulabereich; Wenn also die Fovea stimuliert wurde, gab es wahrscheinlich ein starkes Signal, das zu SNR > 1 führte. Daher war das 2 x 2 Array Fixationskreuz in der Mitte des Bildschirms ohne sinusförmige zeitliche Signale in der Lage, eine sorgfältige Fixierung zu erleichtern sowie falsche negative Fehler mit schlechter Fixierung zu vermeiden34. Darüber hinaus haben jüngste SD-OCT-Studien gezeigt, dass RGCs in der Makularegion auch in frühen Stadien des Glaukoms geschädigt werden, da Proteolyse und sekundäre Axotomie nach einer Schädigung des Sehnervenkopfes zu RGC-Apoptose35,36,37,38führen können.

Die Analyse von zentralen 16 Prüfpunkten in der aktuellen Studie auf der Grundlage von Musterabweichungen in HFA entsprach den 5°-10° bjerrum-Bereichen, in denen fast die Hälfte der M-Zellen verteilt sind10,11,12,13,14. Diese Studie zeigte die Anzahl der anormalen Testpunkte, in denen unterschiedliche Möglichkeitenkriterien negativ mit SNR (negativer R-Wert) korreliert waren; jedoch, nur wenn p < 0,5% signifikant war, was darauf hindeutet, dass icVEP in der Lage war, funktionelle Anomalien zu erkennen und die Schwere des zentralen Gesichtsfeldverlustes in der frühen Phase der OAG widerzuspiegeln.

Es wurde berichtet, dass die Reaktionen auf die Stimulation des P-Zell- und M-ON-Signalwegs in frühen Stadien des Glaukoms stark gestört sind, auch ohne funktionelle Beteiligung des zentralen Gesichtsfeldtests26. Eine Einschränkung dieser Studie besteht jedoch darin, dass der icVEP-Test Patienten mit einem BCVA-Wert von mehr als 0,3, sphärischen Refraktionen zwischen -6 und +3 Dioptrien und transparenten Augenmedien erfordert. Die Studie zeigt nur die Nützlichkeit von icVEP in frühen OAG-Augen mit besserer Sehschärfe. Daher sind weitere Studien erforderlich, um bessere Stimulationen zu schaffen und genauere Kriterien für OAG-Augen mit schlechterer Sehschärfe zu definieren. Dies wird helfen festzustellen, ob das icVEP als optimaler Funktionstest für diskriminierende Glaukomverdächtige sowie präperimetrische und frühe Stadien der OAG dienen kann. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass die Studie keine Unterschiede zwischen dominanten und nicht beherrschenden Augen berücksichtigt. Unterschiede zwischen diesen Wegen und das Testen dieser beiden Augen können die EEG-Signale beeinflussen. Vor allem wird das Flussdiagramm nach weiteren Studien verbessert.

Zusammenfassend ist icVEP in der Lage, glaukomatende Sehfunktionsanomalien bei fast 70% der OAG-Patienten im Frühstadium zu erkennen, mit einer Spezifität von etwa 95%. Die gemessenen Funktionen korrelieren sowohl mit der Schwere des zentralen 11° Gesichtsfeldverlustes der standardmäßigen automatisierten Perimetrie als auch mit einer Abnahme der RNFL-Dicke, wie sie vom OCT erkannt wird. Daher kann icVEP als nützlicher und objektiver elektrophysiologischer Gesichtsfeldfunktionstest zur Diagnose der OAG im Frühstadium dienen.

Offenlegungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Keine Finanzierungsquellen für die Arbeit.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
CR-2 AF Digitale nicht-mydriatische NetzhautkameraCanon U.S.A., Inc., Melville, NY, USAStereoskopische Fundusfotos
DGH 500 PachetteTMDGH Technology, Exton, PA, USAUltraschall-Pachymetrie
HFA II 750iCarl Zeiss Meditec Inc., Dublin, CAHumphrey Field Analyzer II
Neucodia neuartiges elektrophysiologisches InstrumentHuzhou Medconova Medical Technology Co.Ltd., Provinz Zhejiang, VR ChinaicVEP
Spectralis SD-OCTHeidelberg Engineering, Heidelberg, DeutschlandOCT

Referenzen

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  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).

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