Aufnahme horizontaler Saccade Performances genau bei neurologischen Patienten mit Elektro-oculogram

Das übergeordnete Ziel des vorliegenden Okulogramms ist es, die Anomalie der Sakkadenleistung bei Patienten zu beobachten, insbesondere bei Patienten mit neurologischen Störungen, und die der Störung zugrunde liegende Pathophysiologie zu untersuchen, um nützliche Informationen für die Diagnose zu liefern. Diese Methode kann dazu beitragen, zentrale Fragen in diesem Bereich zu beantworten, wie z.B. die Diagnose von Patienten mit neurologischen Störungen und die Aufklärung der der Krankheit zugrunde liegenden Pathophysiologie. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie eine stabile nicht-invasive Aufzeichnung von Augenbewegungen in relativ kurzer Zeit ermöglicht und bei neurologischen Patienten breit anwendbar ist.

Das Verfahren wird von Dr. Hideki Fukuda, einem okulomotorischen Forscher an der Segawa Neurologic Clinic for Children, und Dr. Yuseke Sugiyama, einem Doktoranden der Abteilung für Neurologie der Universität Tokio, demonstriert. Beginnen Sie damit, das Motiv in einen Raum mit schwacher Umgebungsbeleuchtung zu begleiten. Lassen Sie das Subjekt vor einem schwarzen, konkaven, kuppelförmigen Bildschirm mit einem Durchmesser von 90 Zentimetern sitzen, der Leuchtdioden (LEDs) enthält, die in Lochblenden eingebettet sind, die als Fixationspunkte und Sakkadenziele dienen, die für die okulomotorischen Paradigmen verwendet werden.

Stellen Sie dem Probanden dann einen Mikroschalterknopf zur Verfügung, der mit einem Mikrocomputer verbunden ist und es ihm ermöglicht, den Testversuch durch Drücken und Loslassen der Taste zu starten und zu beenden. Stabilisieren Sie die Kopfposition des Motivs durch Kinn- und Stirnstützen sowie durch ein Stirnband. Besorgen Sie sich als Nächstes eine Silber/Schwefelchlorid-Becherelektrode zur Aufzeichnung des Elektrookulogramms oder EOG.

Wischen Sie die Haut mit einem Alkoholtupfer ab. Füllen Sie dann den Becher mit Elektrodenpaste. Fixieren Sie die Elektrode stabil auf der Haut, indem Sie Doppelklebeband unter den Kunststoff legen und den Pony auf der Haut befestigen.

Für die Aufnahme von horizontalen Sakkaden mittels EOG platzieren Sie die Elektroden an den bilateralen Canthi der Augen. Bei der Aufnahme von vertikalen Sakkaden hingegen platzieren Sie die Elektroden über und unter einem Auge. Warten Sie abschließend 10 bis 20 Minuten, nachdem Sie die EOG-Elektrode auf der Haut platziert haben, bis eine ausreichende Lichtanpassung stattgefunden hat.

Beginnen Sie mit der Verwendung eines Gleichstrom-Gleichstromverstärkers für die Aufzeichnung des EOG, wobei das Signal mit 500 Hertz digitalisiert wird. Zeichnen Sie die Video-Okulographie (VOG) gleichzeitig mit dem videobasierten Eye-Tracking-System auf, das Positionsdaten der Augenfixation mit einer Abtastrate von 500 bis 1.000 Hertz aufzeichnet. Füttern Sie dann den Analogausgang der horizontalen und vertikalen Augenpositionen und stellen Sie den Filter des Datenerfassungssystems mit dem Signaltiefpassfilter auf 20 Hertz ein.

Führen Sie vor jeder Testsitzung eine Kalibrierung der Augenbewegungen durch, indem Sie den Probanden auf fünf vordefinierte Positionen schauen lassen, so dass er visuelle Ziele in der Mitte und solche, die 20 Grad links, rechts, oben und unten vom Fixationspunkt erscheinen, sowohl für EOG als auch für VOG sieht. Passen Sie dann die Verstärkung der EOG an, wenn sich das Subjekt auf diese Punkte fixiert, so dass die Verwendung des speziell angefertigten Datenerfassungssystems zur Überwachung der aktuellen Augenposition, die auf dem Computerbildschirm angezeigt wird, mit der auf dem Bildschirm angezeigten Zielposition übereinstimmt. Unterrichten Sie das Subjekt als Nächstes über die okulomotorischen Paradigmen.

Lassen Sie dann den Probanden den Knopf drücken und beginnen Sie mit den Versuchen. Passen Sie während der Sitzung die EOG-Verstärkung während der Aufgabenausführung so an, dass die aktuelle Augenposition, die auf dem Monitor angezeigt wird, immer mit den gleichzeitig auf demselben Bildschirm angezeigten Zielpositionen ausgerichtet ist. Nachdem das Experiment abgeschlossen ist, analysieren Sie die gefilterten und digitalisierten EOG-Signale des DC-Verstärkers und des VOG mit einem speziell entwickelten Computerprogramm und zeigen Sie die EOG- und VOG-Signale zusammen in derselben Kurve, um die Leistung der beiden Methoden zu vergleichen.

Die mit den beiden Methoden erhaltenen Datensätze überlappen sich weitestgehend miteinander, mit der Ausnahme, dass die EOG-Kurven im Vergleich zu den VOG-Kurven leicht nach rechts verschoben sind. Diese Ergebnisse zeigen einen Vergleich von EOG- und VOG-Spuren in der visuell geführten Sakkadenaufgabe. Auch hier gibt es erhebliche Überlappungen zwischen den Leiterbahnen für EOG und VOG, aber die Latenz ist für EOG etwas länger und die Geschwindigkeitskurve von EOG zeigt eine etwas niedrigere Spitzengeschwindigkeit als die von VOG.

Einmal gemeistert, kann diese Technik in 30 Minuten einschließlich Vorbereitung durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, daran zu denken, die richtigen Elektroden auszuwählen und sie stabil zu befestigen sowie sich ausreichend Zeit für die Lichtanpassung zu nehmen. Im Anschluss an dieses Verfahren können andere Methoden wie die Aufzeichnung von Augenbewegungen bei geschlossenen Augen durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zu beantworten, z. B. wie sich die Augen während des Schlafs bewegen.

Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Neurologie und Psychiatrie, die Pathophysiologie neurologischer Erkrankungen im klinischen Umfeld zu erforschen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie eine stabile Aufzeichnung der Elektrookulographie implementieren können, die zuverlässig im klinischen Umfeld eingesetzt werden kann.