El artículo describe un método práctico para el registro de movimientos de ojo horizontales con alta exactitud por electrooculograma en pacientes neurológicos, utilizando un electrodo de Ag-AgCl de copa con una franja ancha de plástico. Medida estable requiere adecuada selección y fijación de los electrodos, teniendo tiempo suficiente para la adaptación a la luz que se produzcan y calibrarlo de nuevo según sea necesario.
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Artículo de método
Actuaciones horizontales sacada de grabación exactamente en pacientes neurológicos mediante electrooculograma
En este artículo
Resumen
Resumen
Electrooculograma (EOG) ha sido ampliamente utilizado para el movimiento del ojo clínico de grabación, especialmente movimientos sacádicos horizontales, aunque el video-oculography (VOG) en gran parte ha tomado el lugar de ella en la actualidad debido a su mayor precisión espacial. Sin embargo, hay situaciones en las que EOG tiene claras ventajas sobre VOG, por ejemplo, sujetos con hendiduras estrechas ojo o tener lentes de catarata y pacientes con trastornos del movimiento. El presente artículo muestra que si se aplica correctamente, EOG puede lograr una precisión casi tan buena como la VOG con estabilidad substancial para la grabación, mientras que eludir los problemas asociados con la grabación de VOG. El presente trabajo describe un método práctico para el registro de movimientos sacádicos horizontales utilizando paradigmas oculomotoras con alta exactitud y estabilidad por EOG en pacientes neurológicos. Las medidas son utilizar un electrodo de Ag-AgCl con una franja ancha de plástico capaz de reducir el ruido y a esperar para que adaptación a la luz suficiente ocurrir. Este período de espera también ayuda a bajar la impedancia entre los electrodos y la piel, garantizando una señal estable registrado el paso del tiempo. Además, la recalibración se realiza según sea necesario durante la ejecución de la tarea. Usando este método, el experimentador puede evitar derivas de las señales, así como contaminación de artefactos o ruido de la electromiografía y electroencefalograma y puede recopilar datos suficientes para la evaluación clínica de movimientos sacádicos. Así cuando se implementa, EOG puede ser un método de alta viabilidad que puede ser ampliamente aplicada a pacientes neurológicos, pero puede ser eficaz también para los estudios en sujetos normales.
Introducción
Hay tres maneras principales para registrar los movimientos oculares, la EOG convencional, el VOG registrado por el ojo de vídeo seguimiento sistema y la esclera búsqueda bobina (SSC). Entre ellos, EOG se ha utilizado con frecuencia para el registro de movimientos oculares en pacientes desde los años 1970 debido a su simplicidad. Ampliamente aplicable a la población clínica, este método ha sido ampliamente utilizado para el diagnóstico de pacientes neurológicos y ha proporcionado información útil sobre la patofisiología subyacente a los trastornos1,2, 3,4,5. Además, sigue siendo la única técnica que puede utilizarse viable para el registro de movimientos oculares durante el sueño (movimiento de ojo rápido durante sueño del REM y otras formas de movimientos de los ojos).
Puesto que el globo ocular se carga positivamente en su aspecto anterior incluyendo la córnea en relación a su aspecto posterior, hay una diferencia de tensión entre los aspectos anteriores y posteriores de los ojos como el potencial de la retina y corneo. Debido a la presencia de este potencial, el electrodo de la derecha a ser más positivo que la izquierda cuando los sujetos se vuelve su mirada hacia la derecha y se convierten en negativo cuando se vuelven su mirada hacia la izquierda. Puesto que la diferencia del voltaje entre los electrodos de izquierda y derecha se correlaciona significativamente con el ángulo de rotación de los globos oculares de saccades horizontales, puede utilizarse para medir movimientos de ojo horizontales. Sin embargo, esta correlación no tiene para la dirección vertical, aunque EOG vertical todavía se puede utilizar para medir los movimientos de ojo6. Por otro lado, algunos estudios principalmente usan EOG vertical de control parpadea.
Recientemente, sin embargo, VOG en gran parte ha tomado el lugar de EOG debido a su mayor precisión espacial alcanza hasta 0,25 - 0,5 grados y se ha convertido en el método estándar para sacada en el ajuste clínico. Mientras tanto, EOG ha llegado a considerarse algo anticuado, puesto que su exactitud espacial, a más de 0,5 grados, es inferior a la de VOG.
Sin embargo, VOG también tiene sus inconvenientes si se utiliza en el ajuste clínico. Hay casos en los cuales VOG no es factible; por ejemplo, eye tracking se convierte en inexacta en sujetos con un ojo estrecho hendido como cuando el área de la córnea está obstruido por los párpados. En pacientes con lentes de catarata, aberrante reflexión de la luz infrarroja dificulta la grabación confiable de la dirección de la mirada. Además, EOG puede ofrecer ventajas para algunas personas para quienes su desorden de movimiento dificulta la VOG de grabación. Además, el sistema VOG es más caro en comparación con la configuración de EOG, que a menudo hace los primeros disponibles en los servicios médicos.
Por otro lado, el método SSC es considerado como el estándar de oro para la medición de movimientos de los ojos. En comparación con VOG y EOG, este método proporciona la más alta precisión espacial, hasta 0,1 grados y es especialmente útil cuando la grabación consiste en alta frecuencia de movimiento principal6. Sin embargo, este método es potencialmente invasiva, es decir, dolorosa y muy irritante para los ojos y permite la grabación por solamente un breve período, aproximadamente en 30 min o más corto7,8,9,10 . Esta corta duración, es un método inadecuado para el uso clínico extenso, aunque se ha utilizado con éxito en algunas instalaciones especializadas11.
Basado en estudios de grabación más de 250 pacientes neurológicos y 480 temas normales por el mismo grupo12,13,14,15,16,17, 18,19, el presente estudio demuestra que el EOG puede ser lo suficientemente precisa como para servir como una técnica estándar de grabación del movimiento de ojo y extensamente aplicable a la población clínica, mientras que evitar varios inconvenientes de VOG y SSC. El presente artículo describe una estable EOG método de grabación, utilizando un electrodo con una amplia franja para permitir amplio y estable contacto con la piel, similar a la de un electrodo de EEG ha fijado correctamente en el cuero cabelludo por colodión para la grabación de un período de tiempo largo. Disminuye la impedancia del electrodo y la grabación se convierte en estable con el tiempo, reduciendo así eficazmente los artefactos de electroencefalograma (EEG) y los músculos faciales. Este método se compara con VOG grabado simultáneamente. Correctamente preparado y puesto en ejecución, EOG es tan buena como VOG precisión para grabación de movimientos sacádicos en pacientes neurológicos, y EOG incluso puede ser más susceptible a la sacada en sujetos normales.
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Protocolo
Todos los procedimientos experimentales en este estudio fueron aprobados y realizados según las directrices del Comité de ética de investigación de la institución después de obtener el consentimiento informado.
1. preparar el tema y la sala de grabación
- Realizar la grabación en una habitación con baja iluminación ambiental, para permitir la adaptación a la luz suficiente.
- Tienen sujetos sentarse delante de un negro, cóncavo en forma de cúpula pantalla mide 90 cm de diámetro que contiene diodos emisores de luz (LEDs) incrustados en agujeros, que sirven como los puntos de fijación y sacada objetivos utilizados para los paradigmas oculomotoras.
Nota: Los LEDs están dispuestos en conjuntos horizontales, verticales y oblicuos en una negro, cóncava en forma de cúpula de la pantalla, es decir, en 8 direcciones separadas por 45 grados desde el centro y en un intervalo de 5 grados desde el centro, como fue ideado originalmente por Kato et al.. 20 estudios de comportamiento y fisiológicos y modificado para uso humano por Hikosaka et al. 21 - Para el control de las tareas oculomotoras, hacer cada sujeto presionado un microinterruptor conectado a un microordenador, que permite al sujeto iniciar y terminar un ensayo de tarea pulsando y soltando el botón.
Nota: Las tareas y adquisición de datos son controlados por un programa a la medida de funcionamiento en un PC típico de Windows. - Estabilizar la posición de la cabeza del sujeto descansa la barbilla y la frente, así como por una banda de la cabeza.
2. Coloque los electrodos de EOG
- Utilizar un electrodo de Ag-AgCl la taza para grabación EOG (figura 1), que tiene un diámetro de 1,8 cm y un espesor de 3,5 mm. El electrodo de Ag-AgCl compone de la parte inferior de la taza y la pared lateral está rodeada por una franja de plástico de 5 mm de espesor, que permita un contacto amplio con la piel.
- Limpie la piel con un algodón embebido en alcohol.
- Llene la Copa con pasta de electrodo.
- Estable para fijar el electrodo sobre la piel mediante la colocación de pegar cinta adhesiva debajo del plástico y sujete el flequillo a la piel.
- Para el registro de movimientos sacádicos horizontales por EOG, coloque los electrodos en los ángulos palpebrales bilaterales de los ojos, mientras que para el registro de movimientos sacádicos verticales, coloque los electrodos por encima y por debajo de un ojo.
3. Configure los amplificadores para la grabación
- Utilizar una corriente directa (DC)-amplificador de grabación EOG, con la señal convertida a digital en 500 Hz.
- Grabar VOG simultáneamente, usando el ojo vídeo seguimiento sistema, que registra datos de posición de fijación ocular en un muestreo de 500-1.000 Hz.
- Alimentación de la salida analógica de las posiciones horizontal y vertical del ojo y el filtro del sistema de adquisición de datos, con el filtro de paso bajo de la señal de 20 Hz.
- Asimismo, establece el filtro para atenuar el ruido intermedio de alta frecuencia, tales como electromiografía y Electroencefalografía.
Nota: Para el análisis, un proceso más suavizado es necesario para el cálculo de perfiles de velocidad sacada de los datos de posición del ojo (aquí, 3 puntos de suavizado se realizó tres veces). - Si es posible, medir la impedancia entre el electrodo y la piel y mantenerla por debajo de 20 kΩ.
4. período después de colocar los electrodos para la adaptación a la luz de espera
- Esperar 10-20 minutos después de colocar el electrodo EOG en la piel, hasta que se produzca suficiente adaptación a la luz.
- Permite la grabación a estabilizar y la impedancia entre el gel de electrodo para disminuir.
5. calibrar las señales VOG y EOG
- Realizar la calibración de movimiento de ojo antes de cada sesión de prueba por tener los temas mira 5 posiciones predefinidas.
- Más específicamente, hacer temas ver objetivos visuales en el centro y los que aparecen 20 grados a la izquierda, derecha, hacia arriba y hacia abajo del punto de fijación, tanto de EOG y VOG.
- Ajuste la ganancia del EOG como fijar los temas en estos puntos, utilizando el sistema de adquisición de datos a la medida para el control de la posición actual del ojo en la pantalla de la computadora coincide con la posición de destino en la pantalla.
6. Anote los Saccades utilizando los paradigmas oculomotoras y vuelva a calibrar las posiciones del ojo como sea necesario durante el período de sesiones
- Instruir a los sujetos acerca de los paradigmas oculomotoras.
Nota: Dos tareas oculomotoras se utilizan típicamente para los estudios clínicos, la sacudida visualmente guiada (VGS) y antisaccade (AS) tareas. Brevemente, en VGS, cuando temas presiona el botón, se enciende un punto central en el centro de la bóveda y los temas primero están obligados a fijar en este lugar. 1.5-2 s más tarde, un objetivo se presenta, al azar en un lugar 5, 10, 20 o 30 grados horizontalmente a la izquierda o derecha de él, al mismo tiempo como el lugar de fijación central se extingue. Los temas son instruidos a hacer una sacudida hacia ese objetivo. En la tarea de AS, los sujetos primero pulse el botón y luego les exigen fijar en el punto de fijación central tal y como aparece. 1.5-2 s más tarde, el destino salta a la izquierda o derecha de él, similar a la arriba. Los sujetos están obligados a hacer una sacudida hacia una posición espejo-simétrico en el punto de fijación central. - Tienen los temas Pulse el botón y comenzar los ensayos.
- Durante la sesión, ajustar la ganancia de EOG durante la ejecución de la tarea, por lo que la actual posición del ojo aparece en el monitor siempre esté alineada con la posición de destino aparecen simultáneamente en la misma pantalla. Para EOG y VOG, realizar recalibración para el ajuste cuando sea necesario a lo largo de los experimentos.
- Para comparar las actuaciones de las dos metodologías, analizar las señales EOG filtradas y digitalizadas de la DC-amplificador y VOG por un programa informático a la medida y las señales EOG y VOG juntos en el mismo rastro.
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Resultados
La figura 2 muestra representativos registros simultáneos de EOG y VOG en un sujeto normal. 8 ensayos de VGS se superponen EOG (gris curvas) y VOG (curvas rojas; Figura 2 A). calibrado por el método actual, datos EOG y VOG son conocidos por ser lineal en un rango de 5-30 grados, y la exactitud espacial de los datos es de 0,5 grados.
Los registros obteni...
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Discusión
Aunque en la actualidad, el método predominante para la grabación de movimientos sacádicos se ha convertido en la VOG, el presente estudio demostró que el EOG puede lograr una precisión casi comparable a la de VOG si se aplican correctamente (figura 2). El presente método EOG ha demostrado lograr una buena correlación con VOG al grabar Movimientos sacádicos horizontales y se ha utilizado con éxito en muchos estudios anteriores por el mismo grupo12,
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar con respecto a este estudio.
Agradecimientos
Dr. Terao fue apoyada por una investigación proyecto de subvenciones para la investigación científica desde el Ministerio de educación, cultura, deportes, ciencia y tecnología de Japón [16K 09709, 16H 01497]. YU fue apoyada por una investigación proyecto de subvenciones para la investigación científica del Ministerio de educación, cultura, deportes, ciencia y tecnología de Japón [No.25293206, Nº 22390181, 15H 05881, 16H 05322]; por las subvenciones de la Comisión de investigación de la mejor estimulación magnética transcraneal repetitiva tratamiento de Parkinson enfermedad del Ministerio de salud y bienestar del Japón; y por la Comisión de investigación de la distonía del Ministerio de salud y bienestar de Japón.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Electrodo | Nihon-Kohden (Tokio, Japón) | NS111-115 | Electrodo de copa |
| Pasta de electrodos | Nihon-Kohden (Tokio, Japón) | Gelaid Z-101BA | pasta de electrodos de gel para rellenar el electrodo de copa |
| Cinta adhesiva | Nihon-Kohden (Tokio, Japón) | doble H261 | para fijar el electrodo |
| Amplificador de CC | Nihon-Kohden (Tokio, Japón) | Amplificador AN-601G | para |
| sistema de seguimiento ocular basado en vídeo | SR research (Mississauga, Ontario, Canadá) | Eyelink II | para grabación Filtro VOG |
| NF corporation | Filtro MS-521 | para la señal EOG |
Referencias
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