Gravação de Performances Saccade Horizontal com precisão em pacientes neurológicos usando Electro-oculogram
13 de março de 2018
O artigo descreve um método prático para gravação de movimentos oculares horizontais com exatidão elevada por electro-oculogram em pacientes neurológicos, utilizando um eléctrodo de Copa Ag-AgCl com uma franja larga de plástico. Medição estável requer seleção adequada e fixação de eletrodos, tendo tempo suficiente para a adaptação de luz para ocorrer e re-calibração conforme necessário.
O objetivo geral do presente oculograma é observar a anormalidade do desempenho sacádico em pacientes, especialmente naqueles com distúrbios neurológicos, e observar a fisiopatologia subjacente ao distúrbio, fornecendo informações úteis sobre o diagnóstico. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo, como o diagnóstico de pacientes com distúrbios neurológicos e a elucidar a fisiopatologia subjacente à doença. A principal vantagem dessa técnica é que ela permite o registro estável dos movimentos oculares de forma não invasiva em um tempo relativamente curto e é amplamente aplicável a pacientes neurológicos.
Demonstrando o procedimento estarão o Dr. Hideki Fukuda, pesquisador oculomotor da Clínica Neurológica Segawa para Crianças e o Dr. Yuseke Sugiyama, estudante de pós-graduação do Departamento de Neurologia da Universidade de Tóquio. Comece acompanhando o assunto para uma sala com pouca iluminação ambiente. Faça com que o sujeito se sente em frente a uma tela preta côncava em forma de cúpula medindo 90 centímetros de diâmetro que contém diodos emissores de luz, LEDs, embutidos em orifícios que servem como pontos de fixação e alvos sacádicos usados para os paradigmas oculomotores.
Em seguida, forneça ao sujeito um botão de microinterruptor conectado a um microcomputador que permite iniciar e encerrar o teste pressionando e soltando o botão. Estabilize a posição da cabeça do sujeito com apoios de queixo e testa, bem como com uma faixa de cabeça. Em seguida, adquira um eletrodo de copo de prata/cloreto de enxofre para registrar o eletrooculograma ou EOG.
Limpe a pele com um cotonete embebido em álcool. Em seguida, encha o copo com pasta de eletrodo. Fixe o eletrodo de forma estável na pele, colocando fita adesiva dupla face sob o plástico e prenda a franja na pele.
Para registrar sacadas horizontais por EOG, coloque os eletrodos no canto bilateral dos olhos. Já para registrar sacádicos verticais, coloque os eletrodos acima e abaixo de um olho. Por fim, aguarde 10 a 20 minutos após colocar o eletrodo EOG na pele até que ocorra uma adaptação à luz suficiente.
Comece usando um amplificador de corrente contínua, CC, para gravar o EOG com o sinal digitalizado a 500 hertz. Grave a oculografia de vídeo, VOG, usando simultaneamente o sistema de rastreamento ocular baseado em vídeo que registra os dados da posição da fixação ocular a uma taxa de amostragem de 500 a 1.000 hertz. Em seguida, alimente a saída analógica das posições horizontal e vertical dos olhos e ajuste o filtro do sistema de aquisição de dados com o filtro passa-baixo de sinal em 20 hertz.
Realize a calibração do movimento ocular antes de cada sessão de teste, fazendo com que o sujeito olhe para cinco locais pré-especificados, de modo que visualize os alvos visuais no centro e aqueles que aparecem 20 graus para a esquerda, direita, para cima e para baixo do ponto de fixação, tanto para EOG quanto para VOG. Em seguida, ajuste o ganho do EOG à medida que o sujeito se fixa nesses pontos para que o uso do sistema de aquisição de dados personalizado para monitorar a posição atual dos olhos exibida na tela do computador corresponda à posição alvo exibida na tela. Em seguida, instrua o sujeito sobre os paradigmas oculomotores.
Em seguida, peça ao sujeito que pressione o botão e comece os testes. Durante a sessão, ajuste o ganho de EOG durante a execução da tarefa para que a posição atual dos olhos exibida no monitor esteja sempre alinhada com as posições-alvo exibidas simultaneamente na mesma tela. Após a conclusão do experimento, analise os sinais EOG filtrados e digitalizados do amplificador DC e VOG por um programa de computador personalizado e mostre os sinais EOG e VOG juntos no mesmo traço para comparar os desempenhos das duas metodologias.
Os registros obtidos pelos dois métodos se sobrepõem em grande parte, exceto que os traços EOG são ligeiramente deslocados para a direita em comparação com os traços VOG. Esses resultados mostram uma comparação dos traços EOG e VOG na tarefa sacádica guiada visualmente. Há novamente uma sobreposição substancial entre os traços para EOG e VOG, mas a latência é um pouco mais longa para EOG e a curva de velocidade do EOG mostra uma velocidade de pico ligeiramente menor do que a do VOG.
Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em 30 minutos, incluindo a preparação, se for executada corretamente. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de selecionar eletrodos adequados e conectá-los de forma estável, bem como levar tempo suficiente para que ocorra a adaptação à luz. Após este procedimento, outros métodos, como o registro do movimento dos olhos enquanto os olhos estão fechados, podem ser realizados para responder a perguntas adicionais, como como os olhos se movem durante o sono.
Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da neurologia e psiquiatria explorarem a fisiopatologia dos distúrbios neurológicos no ambiente clínico. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como implementar o registro estável da eletrooculografia que pode ser usado de forma confiável no ambiente clínico.
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Visão Geral
Este artigo apresenta um método para registrar com precisão os movimentos horizontais dos olhos em pacientes neurológicos utilizando eletro-oculograma. A técnica envolve o uso de um eletrodo de copo de Ag-AgCl e enfatiza a importância do posicionamento adequado dos eletrodos e da adaptação à luz.
Componentes Principais do Estudo
Área de Ciência
- Neurociência
- Pesquisa oculomotora
- Neurologia
Contexto
- Compreensão do desempenho dos sacadas em distúrbios neurológicos.
- Investigação da fisiopatologia das alterações dos movimentos oculares.
- Oferecimento de insights diagnósticos para condições neurológicas.
- Técnicas de medição não invasivas para movimentos oculares.
Objetivo do Estudo
- Observar anormalidades no desempenho dos sacudes em pacientes neurológicos.
- Elucidar a fisiopatologia subjacente a esses distúrbios.
- Aprimorar as capacidades diagnósticas em ambientes clínicos.
Métodos Utilizados
- Uso de um eletrodo de copo Ag-AgCl para registro.
- Indivíduo sentado em um ambiente com baixa iluminação.
- Tela preta com formato de domo côncavo e LEDs embutidos para fixação.
- Procedimentos de calibração e adaptação à luz antes da medição.
Resultados Principais
- Gravação estável e não invasiva de movimentos oculares obtida.
- Método aplicável a uma ampla gama de pacientes neurológicos.
- Conquista de insights sobre o diagnóstico de distúrbios neurológicos.
- Demonstração do procedimento por especialistas na área.
Conclusões
- O método fornece uma abordagem confiável para avaliar anormalidades nos movimentos oculares.
- Ele contribui com informações valiosas para o entendimento de distúrbios neurológicos.
- Aplicações futuras podem aprimorar os processos diagnósticos na neurologia clínica.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A medição precisa do desempenho do sacúde horizontal fornece informações essenciais sobre a fisiopatologia de distúrbios neurológicos, auxiliando na validação de alvos no desenvolvimento de fármacos para o sistema nervoso central. A eletro-oculografia (EOG) oferece um método estável e não invasivo para quantificar a função oculomotora, permitindo a redução de riscos mecanicistas de candidatos terapêuticos que afetam o controle dos movimentos oculares. Essa abordagem aumenta a confiança preditiva em modelos pré-clínicos ao fornecer pontos finais confiáveis e reprodutíveis para avaliar os efeitos de fármacos na circuitaria neural.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas relacionadas às vias oculomotoras em modelos de doenças neurológicas.
- Valor Operacional: Apoia a desmistificação biológica ao fornecer métricas quantitativas de sacadas para avaliação do engajamento do alvo.
- Valor Preditivo: Facilita a triagem de portfólios por meio da medição objetiva das alterações induzidas por fármacos na latência e na velocidade sacádica.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prontidão do Ensaio: Prepara sistemas biológicos validados para triagem subsequente ao estabelecer linhas de base estáveis de sinal EOG.
- Reprodutibilidade: Aborda a variabilidade por meio da adaptação à luz e da redução da impedância, garantindo qualidade de sinal consistente ao longo do tempo.
- Utilidade da Plataforma: Permite avaliação confiável de compostos ao minimizar artefatos provenientes de interferência de EMG e EEG durante a realização da tarefa.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Relevância para a Doença: Apoia o alinhamento translacional de biomarcadores ao capturar anormalidades sacádicas que refletem a fisiopatologia neurológica.
- Continuidade Pré-clínica: Conecta a descoberta e a validação pré-clínica por meio de fenotipagem oculomotora consistente em todas as fases do estudo.
- Decisões Ajustadas ao Risco: Orienta critérios de avanço ao quantificar a recuperação funcional ou a deterioração no controle dos movimentos oculares.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se integra ao continuum de descoberta, desde a validação do alvo até a identificação de compostos líderes e a avaliação pré-clínica, oferecendo uma leitura quantitativa da função oculomotora.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses e a clarificação de vias ao medir o desempenho dos sacadas como uma saída funcional da integridade do circuito neural.
- Triagem: Oferece prontidão e reprodutibilidade do ensaio por meio de sinais EOG estabilizados após o posicionamento adequado dos eletrodos e adaptação à luz.
- Análises: Fornece medidas quantitativas de variáveis dependentes (latência sacádica, velocidade de pico) que permitem comparação entre condições e determinação do tamanho do efeito.
- Pesquisa Translacional: Conecta-se à continuidade pré-clínica ao oferecer um sistema relevante para a doença, permitindo o monitoramento de déficits oculomotores em diferentes modelos da doença.
- Reutilização Corporativa: Funciona como uma capacidade reutilizável em diversas indicações neurológicas, reduzindo o desenvolvimento metodológico redundante.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Confiança preditiva na validação de alvos por meio da redução da ambiguidade mecanicista nas vias oculomotoras.
- Valor Operacional: Padronização, reprodutibilidade e escalabilidade alcançadas por meio da preparação controlada dos eletrodos e das condições ambientais.
- Valor Estratégico: Decisões de avançar/não avançar mais precisas, eficiência no uso de capital e redução do risco biológico em fases tardias por meio de avaliação funcional precoce.
- Impacto no Portfólio: Priorização e decisões de avanço ajustadas ao risco com base em limiares quantitativos de desempenho de sacadas.
Considerações sobre a Implementação
- Expertise necessária em testes oculomotores e colocação de eletrodos para gravação de biopotenciais.
- Os equipamentos necessários incluem amplificadores DC, filtros passa-baixa (20 Hz) e sistemas sincronizados de aquisição de dados.
- A padronização entre equipes exige protocolos fixos para adaptação à luz (10–20 min) e ajuste de ganho durante a realização da tarefa.
- As considerações sobre adaptação envolvem a verificação da estabilidade dos eletrodos em diferentes sistemas modelo com características cutâneas ou oculares variadas.
- As limitações práticas incluem a suscetibilidade à contaminação residual por EMG/EEG caso a fixação dos eletrodos ou a filtragem sejam subótimas.
