Actuaciones horizontales sacada de grabación exactamente en pacientes neurológicos mediante electrooculograma
13 de marzo de 2018
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.
El objetivo general del presente oculograma es observar la anormalidad del rendimiento del movimiento sacádico en los pacientes, especialmente en aquellos con trastornos neurológicos, y observar la fisiopatología subyacente al trastorno, proporcionando información útil sobre el diagnóstico. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo, como el diagnóstico de pacientes con trastornos neurológicos, y dilucidar la fisiopatología subyacente a la enfermedad. La principal ventaja de esta técnica es que permite un registro estable de los movimientos oculares de forma no invasiva en un tiempo relativamente corto y es ampliamente aplicable a los pacientes neurológicos.
El Dr. Hideki Fukuda, investigador oculomotor de la Clínica Neurológica Infantil de Segawa, y el Dr. Yuseke Sugiyama, estudiante graduado del Departamento de Neurología de la Universidad de Tokio, harán una demostración del procedimiento. Comience acompañando al sujeto a una habitación con poca iluminación ambiental. Haga que el sujeto se siente frente a una pantalla negra cóncava en forma de cúpula de 90 centímetros de diámetro que contiene diodos emisores de luz, LED, incrustados en orificios que sirven como puntos de fijación y objetivos sacádicos utilizados para los paradigmas oculomotores.
A continuación, proporcione al sujeto un botón de microinterruptor conectado a un microordenador que le permita iniciar y finalizar la prueba pulsando y soltando el botón. Estabilice la posición de la cabeza del sujeto mediante apoyos para la barbilla y la frente, así como con una diadema. A continuación, adquiera un electrodo de copa de cloruro de plata/azufre para registrar el electrooculograma o EOG.
Limpie la piel con un hisopo con alcohol. A continuación, llene el vaso con pasta de electrodos. Fije de manera estable el electrodo en la piel colocando cinta adhesiva de doble adherencia debajo del plástico y fije el flequillo a la piel.
Para el registro de sacadas horizontales por EOG, coloque los electrodos en el canto bilateral de los ojos. Mientras que para registrar movimientos sacádicos verticales, coloque los electrodos por encima y por debajo de un ojo. Finalmente, espere de 10 a 20 minutos después de colocar el electrodo EOG en la piel hasta que se produzca una adaptación suficiente a la luz.
Comience utilizando un amplificador de corriente continua, CC, para grabar el EOG con la señal digitalizada a 500 hercios. Grabe oculografía de video, VOG, simultáneamente utilizando el sistema de seguimiento ocular basado en video que registra datos de posición de fijación ocular a una velocidad de muestreo de 500 a 1,000 hercios. A continuación, alimente la salida analógica de las posiciones horizontales y verticales de los ojos y ajuste el filtro del sistema de adquisición de datos con el filtro de paso bajo de señal a 20 hercios.
Realice la calibración del movimiento ocular antes de cada sesión de prueba haciendo que el sujeto mire a cinco ubicaciones preespecificadas de modo que vea los objetivos visuales en el centro y los que aparecen a 20 grados a la izquierda, a la derecha, hacia arriba y hacia abajo del punto de fijación, tanto para EOG como para VOG. A continuación, ajuste la ganancia de EOG a medida que el sujeto se fija en estos puntos para que el uso del sistema de adquisición de datos personalizado para controlar la posición actual del ojo que se muestra en la pantalla del ordenador coincida con la posición del objetivo que se muestra en la pantalla. A continuación, instruya al sujeto sobre los paradigmas oculomotores.
A continuación, haz que el sujeto pulse el botón y comience las pruebas. Durante la sesión, ajuste la ganancia de EOG durante la ejecución de la tarea para que la posición actual del ojo que se muestra en el monitor siempre esté alineada con las posiciones objetivo que se muestran simultáneamente en la misma pantalla. Una vez finalizado el experimento, analice las señales EOG filtradas y digitalizadas del amplificador de CC y VOG mediante un programa informático personalizado y muestre las señales EOG y VOG juntas en la misma traza para comparar el rendimiento de las dos metodologías.
Los registros obtenidos por los dos métodos se superponen en gran medida entre sí, excepto que las trazas EOG se desplazan ligeramente hacia la derecha en comparación con las trazas VOG. Estos resultados muestran una comparación de las trazas de EOG y VOG en la tarea de movimiento sacádico guiado visualmente. De nuevo, hay una superposición sustancial entre las trazas para EOG y VOG, pero la latencia es ligeramente más larga para EOG y la curva de velocidad de EOG muestra una velocidad máxima ligeramente inferior a la de VOG.
Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en 30 minutos, incluida la preparación, si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar seleccionar los electrodos adecuados y fijarlos de manera estable, así como tomarse el tiempo suficiente para que se produzca la adaptación a la luz. Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como el registro de los movimientos oculares mientras los ojos están cerrados, para responder a preguntas adicionales, como cómo se mueven los ojos durante el sueño.
Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la neurología y la psiquiatría exploraran la fisiopatología de los trastornos neurológicos en el entorno clínico. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo implementar el registro estable de electrooculografía que se puede usar de manera confiable en el entorno clínico.
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Descripción general
Este artículo presenta un método para registrar con precisión los movimientos oculares horizontales en pacientes neurológicos mediante electrooculograma. La técnica implica el uso de un electrodo de copa de Ag-AgCl y destaca la importancia de la colocación adecuada del electrodo y la adaptación a la luz.
Componentes Clave del Estudio
Área de la Ciencia
- Neurociencia
- Investigación oculomotora
- Neurología
Antecedentes
- Comprensión del rendimiento de los sacudimientos oculares en trastornos neurológicos.
- Investigación de la fisiopatología de las anomalías en los movimientos oculares.
- Proporcionar información diagnóstica para condiciones neurológicas.
- Técnicas de medición no invasivas para los movimientos oculares.
Objetivo del estudio
- Observar las anomalías en el rendimiento de los sacudimientos oculares en pacientes neurológicos.
- Elucidar la fisiopatología subyacente de estos trastornos.
- Mejorar las capacidades diagnósticas en entornos clínicos.
Métodos Utilizados
- Uso de un electrodo de copa de Ag-AgCl para la grabación.
- Sujeto sentado en un entorno con iluminación baja.
- Pantalla negra en forma de domo cóncavo con LED integrados para la fijación.
- Procedimientos de calibración y adaptación a la luz antes de la medición.
Resultados principales
- Registro estable y no invasivo de los movimientos oculares logrado.
- Método aplicable a una amplia gama de pacientes neurológicos.
- Se obtuvieron conocimientos sobre el diagnóstico de trastornos neurológicos.
- Demostración del procedimiento por expertos en el campo.
Conclusiones
- El método proporciona un enfoque confiable para evaluar las anomalías en los movimientos oculares.
- Contribuye con información valiosa para comprender los trastornos neurológicos.
- Las aplicaciones futuras podrían mejorar los procesos de diagnóstico en neurología clínica.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La medición precisa del rendimiento del sacudimiento horizontal proporciona información crítica sobre la fisiopatología de los trastornos neurológicos, apoyando la validación de dianas en el desarrollo de fármacos para el sistema nervioso central. La electrooculografía (EOG) ofrece un método estable y no invasivo para cuantificar la función oculomotora, permitiendo la reducción de riesgos mecanicistas de candidatos terapéuticos que afectan el control del movimiento ocular. Este enfoque mejora la confianza predictiva en modelos preclínicos al proporcionar puntos finales confiables y reproducibles para evaluar los efectos de los fármacos sobre la circuitría neural.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite investigar hipótesis terapéuticas relacionadas con las vías oculomotoras en modelos de enfermedades neurológicas.
- Valor operativo: Apoya la reducción de riesgos biológicos al proporcionar métricas cuantitativas de sacudidas oculares para la evaluación del compromiso del objetivo.
- Valor predictivo: Facilita la selección de carteras mediante la medición objetiva de los cambios inducidos por fármacos en la latencia y velocidad sacádica.
Desarrollo de pruebas y cribado
- Preparación del ensayo: Prepara sistemas biológicos validados para cribados posteriores mediante el establecimiento de líneas base estables de la señal de EOG.
- Reproducibilidad: Aborda la variabilidad mediante la adaptación a la luz y la reducción de la impedancia, asegurando una calidad de señal constante a lo largo del tiempo.
- Utilidad de la plataforma: Permite una evaluación confiable de compuestos al minimizar los artefactos provocados por interferencias de EMG y EEG durante la realización de tareas.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Relevancia para la Enfermedad: Apoya la alineación de biomarcadores traslacionales al capturar anomalías en los sacudimientos oculares que reflejan la fisiopatología neurológica.
- Continuidad Preclínica: Conecta el descubrimiento con la validación preclínica mediante una fenotipificación oculomotora consistente a lo largo de las fases del estudio.
- Decisiones Ajustadas al Riesgo: Orienta los criterios de avance al cuantificar la recuperación funcional o el deterioro en el control del movimiento ocular.
Integración de la Secuencia y Flujo de Trabajo
El método se integra en la continuidad del descubrimiento, desde la validación del blanco hasta la identificación de compuestos activos y la evaluación preclínica, ofreciendo una lectura cuantitativa de la función oculomotora.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías al medir el rendimiento de los sacudimientos oculares como resultado funcional de la integridad del circuito neuronal.
- Examen: Ofrece preparación y reproducibilidad del ensayo mediante señales estabilizadas de EOG tras una correcta colocación de electrodos y adaptación a la luz.
- Análisis: Proporciona mediciones cuantitativas de variables dependientes (latencia sacádica, velocidad máxima) que permiten comparaciones entre condiciones y la determinación del tamaño del efecto.
- Investigación Traducional: Se conecta con la continuidad preclínica al ofrecer un sistema relevante para la enfermedad que permite monitorear déficits oculomotores en diversos modelos de enfermedad.
- Reutilización Empresarial: Funciona como una capacidad reutilizable en distintas indicaciones neurológicas, reduciendo el desarrollo metodológico redundante.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Confianza predictiva en la validación de objetivos mediante la reducción de la ambigüedad mecanicista en las vías oculomotoras.
- Valor operativo: Normalización, reproducibilidad y escalabilidad logradas mediante la preparación controlada de electrodos y condiciones ambientales.
- Valor estratégico: Mejores decisiones de avance o interrupción, eficiencia del capital y reducción del riesgo biológico en fases tardías mediante evaluación funcional temprana.
- Impacto en la cartera: Priorización y toma de decisiones de avance ajustadas al riesgo, basadas en umbrales cuantitativos de rendimiento de sacadas.
Consideraciones de Implementación
- Se requiere experiencia especializada en pruebas oculomotoras y colocación de electrodos para la grabación de biopotenciales.
- Los equipos necesarios incluyen amplificadores de corriente continua, filtros pasa-bajos (20 Hz) y sistemas sincronizados de adquisición de datos.
- La estandarización entre equipos requiere protocolos fijos para la adaptación a la luz (10–20 min) y el ajuste de ganancia durante la realización de la tarea.
- Las consideraciones de adaptación implican verificar la estabilidad de los electrodos en diferentes sistemas modelo con características variables de piel u oculares.
- Las limitaciones prácticas incluyen la susceptibilidad a contaminación residual de EMG/EEG si la fijación de los electrodos o el filtrado es subóptimo.
