Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Doğru bir şekilde nörolojik hastalarda Electro-oculogram kullanarak kayıt yatay Saccade performansları

10.3K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/56934

⸱

13 Mart 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Cell Physiology, Kyorin University, 2Segawa Memorial Neurological Clinic for Children, 3Department of Neurology, University of Tokyo, 4Department of Neurology, Kyorin University, 5Department of Neurology, Fukushima Medical University

Bu makalede

Özet

Makalede tarafından electro-oculogram Kupası Ag-AgCl elektrot ile geniş plastik bir saçak kullanarak nörolojik hastalarda yüksek doğrulukta yatay göz hareketleri kaydetmek için pratik bir yöntem. İstikrarlı ölçüm uygun seçimi ve elektrotlar, ışık uyarlaması oluşmaya ve gerektiği gibi yeniden kalibrasyon için yeterli zaman ayırdığınız fiksasyonu gerektirir.

Özet

Video-oculography (VOG) büyük ölçüde günümüzde daha yüksek mekansal doğruluğunu nedeniyle bunun yerini almıştır, ancak kayıt, klinik göz hareketi özellikle yatay saccades, elektro-oculogram (EOG) yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak, EOG VOG, Örneğin, dar göz clefts veya katarakt lensler, sahip olan bireylerde üzerinde net avantajları olan durumlar vardır ve hareket bozuklukları olan hastalarda. Mevcut madde sorunları engellemeyi VOG kayıt ile ilişkili iken doğru şekilde uygulanması, EOG kaydı, önemli sağlamlık ile VOG neredeyse kadar iyi bir doğruluk elde edebilirsiniz olduğunu gösterir. Mevcut kağıt yatay saccades yüksek doğruluk ve nörolojik hastalarda EOG tarafından istikrar oculomotor paradigmalar kullanarak kayıt için pratik bir yöntem açıklanır. Gerekli önlemleri bir Ag-AgCl elektrot geniş plastik bir sınır bilim gürültü azaltma özelliği ile kullanmak için ve yeterli ışık adaptasyon için gerçekleşmesi beklemek vardır. Bu bekleme süresi de elektrotlar ve deri arasında empedans düşürmeye yardımcı olur, böylece istikrarlı sinyal sağlanması zaman geçtikçe kaydetti. Ayrıca, yeniden kalibrasyon sırasında görev performansı gerektiği gibi gerçekleştirilir. Bu yöntemi kullanarak, deneyci sürüklenir sinyallerinin yanı sıra eserler veya electromyogram ve electroencephalogram gelen gürültü kirliliği önlemek için ve saccades klinik değerlendirilmesi için yeterli veri toplayabilir. Böylece uygulandığında, EOG hala yaygın olarak nörolojik hastalara uygulanabilir yüksek uygulanabilirliğini bir yöntem olabilir, ama normal bireylerde çalışmalar için de etkili olabilir.

Giriş

Göz hareketleri, geleneksel EOG izleme sistemi ve scleral arama bobini (SSC) yöntemi video tabanlı göz tarafından kaydedilen VOG kaydetmek için üç ana yolu vardır. Bunlar arasında EOG sık göz hareketleri hastalarda 1970'lerden beri basitliği nedeniyle kaydetmek için kullanılır. Klinik nüfus için yaygın olarak uygulanabilir, bu yöntemi yaygın olarak nörolojik hastaların tanısı için kullanılan ve bozuklukları1,2altında yatan patofizyolojisi hakkında yararlı bilgiler sağlamıştır, 3,4,5. Buna ek olarak, hala feasibly uyku (hızlı göz hareketleri sırasında REM uykusu ve göz hareketleri diğer formları) sırasında göz hareketleri kaydetmek için kullanılabilen tek teknik 's.

Bu yana göz küresi olumlu onun arka boy göre kornea dahil olmak üzere onun ön alanında kullanılıyorsa, corneo-retina potansiyel olarak adlandırdığı gözleri anterior ve posteiror yönleri arasındaki gerilim farkı vardır. Bu potansiyel varlığı nedeniyle, sağ elektrot konularda onların bakışları sağa doğru döndüğünde soldaki daha olumlu olmak ve onların bakışları sola çevirmek negatif duruma. Sol ve sağ elektrot arasındaki gerilim farkı önemli ölçüde gözbebekleri için yatay saccades döndürme açısı ile ilişkili olan beri yatay göz hareketleri ölçmek için kullanılabilir. Ancak, dikey EOG hala göz hareketleri6ölçmek için kullanılabilir, ancak bu ilişki için dikey yön, tutmaz. Öte yandan, bazı çalışmalar çoğunlukla dikey EOG yanıp söner izlemek için kullanın.

Son zamanlarda, ancak, VOG EOG yerini nedeniyle 0,25 - 0,5 derece kadar ulaşan yüksek mekansal doğruluğunu büyük ölçüde almıştır ve artık saccade klinik ortamda kayıt için standart yöntem haline gelmiştir. Bu arada, EOG mekansal doğruluğunu en az 0,5 derece, VOG aşağı bu yana oldukça eski, dikkate alınması gereken geldi.

Ancak, VOG Ayrıca klinik ortamda kullandıysanız, kendi dezavantajları vardır. Orada VOG mümkün olmadığı durumlarda; Örneğin, göz izleme büyük alanı kornea göz kapakları tarafından ne zaman tıkandı gibi yarık dar bir göz ile bireylerde yanlış olur. Hastalarda katarakt lensler ile kızılötesi ışığın anormal yansıması bakışları yön güvenilir kayıt engellemektedir. Ayrıca, EOG kimin için bazı insanlar için onların hareket bozukluğu kayıt VOG zorlaştırır avantajlar sunabilir. Buna ek olarak, VOG sistem kez eski sıradan sağlık tesislerinde kullanılamaz duruma getirir EOG kurulumuna göre daha pahalıdır.

Öte yandan, SSC yöntemi göz hareketleri ölçmek için altın standart olarak kabul edilir. VOG ve EOG ile karşılaştırıldığında, bu yöntem 0.1 derece aşağı en yüksek uzaysal doğruluğu sağlar ve yüksek frekans kafa hareket6kayıt içerir özellikle yararlıdır. Ancak, bu yöntem potansiyel olarak invazif Yani, acı ve gözlere, çok sinir bozucu ve sadece kısa bir süre, yaklaşık 30 dakika veya daha kısa7,8,9,10 altında kayıt sağlar . Bazı özel İmkanlar11' in başarılı bir şekilde kullanılmıştır, ancak bu kısa süreli bir yöntem kapsamlı klinik uygulama için uygun olmayan hale kolaylaştırır.

Önceki çalışmalarda 250'den fazla nörolojik hastalar ve 480 normal konular aynı grup12,13,14,15,16,17tarafındankayıt dayanarak, 18,19, çalışmanın gösterir EOG göz hareketi kayıt standart bir teknik olarak hizmet etmek için yeterince doğru ve çeşitli sakıncaları VOG engellemeyi ise klinik nüfus, yaygın olarak uygulanabilir olabilir ve SSC. Mevcut makalede, istikrarlı bir EOG kayıt yöntemi, ciltle, kafa derisi üzerinde uzun süre kayıt için Kolloidon tarafından duyarsınız bir EEG elektrot benzer geniş ve istikrarlı temas sağlamak için geniş bir saçak ile bir elektrot kullanarak. Elektrot empedans iner ve kayıt böylece etkili yüz kaslarını ve elektroansefalografi yapıları azaltarak zamanla, kararlı hale gelir. Bu yöntem ile aynı anda kaydedilen VOG karşılaştırılır. Ne zaman düzgün hazırlanan ve uygulanan, EOG doğruluk açısından VOG kayıt saccades nörolojik hastalarda için iyidir ve EOG bile daha normal bireylerde kayıt saccade mükellef olabilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Bu çalışmada tüm deneysel prosedürler kabul ve onay alındıktan sonra kurumun insan araştırma Etik Komitesi kurallarına göre yapılan.

1. konu ve Recoding için oda hazırlamak

  1. Yeterli ışık uyum sağlamak için düşük ortam aydınlatma ile aynı odaya kayıt gerçekleştirin.
  2. Konular bir siyah, içbükey önünde oturup kubbe seklinde ekran ölçüm 90-cm ışık - yayan diyotlar (LED'ler) fiksasyon noktaları olarak hizmet iğne delikleri gömülü ve oculomotor paradigmalar için kullanılan saccade hedefleri içerir çapında var.
    Not: Bir siyah, içbükey kubbe seklinde ekranında, Yani, aslında Kato tarafından geliştirildi gibi 45 derece merkezi ve 5 derece merkezi, bir Aralık adlı ayrılmış 8 yöne yatay, dikey ve eğik dizilerde LED'ler düzenlenir Ark. 20 Etütleri, davranış ve fizyolojik ve insan kullanımı için Hikosaka ve arktarafından değiştirilebilir. 21
  3. Oculomotor görevleri denetlemek için konu başlatmak ve bir görev deneme tuşlarına basıp düğmeyi serbest bırakın sonlandırmak için sağlayan bir mikro bilgisayar bağlı bir microswitch düğmesini tutun her konuyu olun.
    Not: Görevleri ve veri toplama tipik bir Windows PC üzerinde çalışan bir özel program tarafından kontrol edilir.
  4. Çene ve alın dinlenirken yanı sıra baş bir grup tarafından ilgilinin pozisyonu stabilize.

2. yer EOG elektrotları

  1. Bir Ag-AgCl Kupası elektrot EOG (şekil 1), 1.8 cm çapında ve 3.5 mm kalınlığında olan kaydetmek için kullanın. Kupası alt Ag-AgCl elektrot oluşur ve yan duvar 5 mm kalınlıkta deri ile geniş temas etkinleştirme, plastik bir saçak çevrilidir.
  2. Deri bir alkol bez ile Sil.
  3. Kupası elektrot yapıştır ile doldurun.
  4. Stabil ciltte elektrot çift-stick yapışkan bant plastik altında yerleştirerek bağlaması ve saçak cilde ekleyebilirsiniz.
  5. EOG tarafından yatay saccades kaydetmek için elektrotlar gözlerin, canthi ikili ise yer dikey saccades kaydetmek için elektrotlar bir göz altında ve üstünde yer.

3. kayıt için amplifikatörler kadar ayarlayın

  1. Bir doğru akım (DC) kullanın-amplifikatör EOG 500 Hz'de sayısallaştırılmış sinyal ile kayıt için.
  2. VOG aynı anda, video tabanlı göz izleme sistemi, 500-1000 Hz örnekleme hızında göz fiksasyon konumu veri kayıtları kullanarak kaydedin.
  3. Yatay ve dikey göz pozisyonların analog çıkış besleme ve veri toplama sistemi filtresiyle 20 Hz, sinyal alçak geçiren filtre ayarlayın.
  4. Ayrıca, Elektromiyografi ve elektroansefalografi gibi yüksek-orta frekans gürültü azaltmak için filtre kurun.
    Not: bir analiz için bir daha fazla düzeltme saccade hız profillerden göz konum verileri hesaplamak için gerekli bir süreçtir (burada, 3-nokta düzeltme üç kez gerçekleştirilen).
  5. Mümkünse, elektrot ve deri arasında empedans ölçmek ve 20 kΩ tutun.

4. bekleme süresi sonra elektrotlar ışık adaptasyon için yerleştirme

  1. 10-20 dk ciltte, EOG elektrot koyduktan sonra yeterli ışık adaptasyon gerçekleşir kadar bekleyin.
  2. Stabilize etmek için kayıt ve azaltmak için elektrot jel arasında empedans izin verir.

5. kalibre EOG ve VOG sinyalleri

  1. 5 önceden belirlenmiş yerlerde bak konular sağlayarak göz hareketi kalibrasyon önce her test oturumu gerçekleştirin.
  2. Daha ayrıntılı olarak, merkezi ve bu da 20 derece sol, sağ, yukarı görünür ve aşağıya doğru fiksasyon noktası, EOG ve VOG için hem de görsel hedefleri görmek konularda yapmak.
  3. Gibi konular bu noktalar bağlamak bilgisayar ekranında görüntülenen geçerli göz pozisyon izleme için özel olarak oluşturulmuş veri toplama sistemi kullanarak ekranda görüntülenen hedef konumu ile eşleşen EOG ve kazanç ayarlayın.

6. Saccades Oculomotor paradigmalar kullanarak kaydetmek ve göz pozisyonları oturum sırasında gerektiği gibi yeniden kalibre

  1. Konular oculomotor paradigmalar hakkında talimat.
    Not: İki oculomotor görevler genellikle klinik çalışmalar için görsel olarak destekli saccade (VGS) kullanılır ve (görevler olarak) antisaccade. Kısaca, VGS, konular düğmesine basıldığında, bir orta nokta kubbenin ortasına yaktı ve konuları ilk bu noktada sabitleştirmek için gereklidir. 1.5-2 s sonra bir hedef sunulan, rastgele bir yerde 5, 10, 20 veya 30 derece yatay olarak solunda veya sağında, aynı zamanda Merkezi fiksasyon nokta sönmüş gibi. Konular bir saccade o hedefe doğru yapmak için talimat verdi. AS görevde konular ilk düğmesine basın yapmak ve sonra göründüğü gibi Merkezi fiksasyon noktası bağlaması için şart. 1.5-2 s sonra hedef solunda veya sağında bu yukarıda benzer atlar. Konular arasında merkezi fiksasyon spot ayna simetrik bir konuma doğru bir saccade yapmak zorundadırlar.
  2. Sıkıştırma belgili tanımlık düğme ve denemeler başlar konular var.
  3. Monitörde görüntülenen geçerli göz konumu her zaman aynı anda aynı ekranda görüntülenen hedef konumu ile uyumlu şekilde oturumu sırasında EOG ve kazanç görev performansı sırasında ayarlayın. Hem EOG ve VOG, yeniden kalibrasyon ayarı gerekli olduğunda boyunca deneyler için gerçekleştirin.
  4. İki metodolojileri performansını karşılaştırmak için filtre uygulanmış ve sayısallaştırılmış EOG sinyalleri DC-amplifikatör ve VOG tarafından özel olarak oluşturulmuş bilgisayar programı analiz ve EOG ve VOG sinyalleri birlikte aynı izleme göster.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Şekil 2 normal bir konuda EOG ve VOG temsilci aynı anda kayıtlarını gösterir. 8 VGS denemelerin EOG (gri eğrileri) ve VOG (kırmızı eğrileri; için üst üste Resim 2 A). mevcut yöntemle kalibre, EOG ve VOG veri 5-30 derece aralığında doğrusal olarak bilinir ve uzamsal verilerin doğruluğunu 0.5 derecedir.

Büyük ölçüde iki yöntemi tarafından alınan kayıtları...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Her ne kadar günümüzde, saccades kayıt için geçerli yöntem VOG haline gelmiştir, EOG bir doğruluk neredeyse düzgün (Şekil 2) uygulanırsa VOG karşılaştırılabilir elde edebilirsiniz mevcut çalışma gösterdi. Yatay saccades kaydederken VOG ile iyi bir ilişki elde etmek için mevcut EOG yöntemi gösterilmiştir ve aynı grup12,13,14tarafından,15 birçok önceki çalışmalarda tanımla...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar bu çalışma ile ilgili olarak ifşa gerek yok.

Teşekkürler

Dr. Terao Milli Eğitim Bakanlığı, kültür, spor, bilim ve teknoloji Japonya [16 K 09709, 16 H 01497] bilimsel araştırma için bir araştırma projesi Grant-in-Aid tarafından desteklenmiştir. YU Milli Eğitim Bakanlığı, kültür, spor, bilim ve teknoloji Japonya [No.25293206, No. 22390181, 15 H 05881, 16 H 05322]; bilimsel araştırma için bir araştırma projesi Grant-in-Aid tarafından desteklenmiştir Araştırma Komite, en iyi rTMS tedavi, Parkinson hastalığı From Sağlık Bakanlığı ve refah Japonya dan gelen hibe tarafından; ve distoni Sağlık Bakanlığı ve refah Japonya Araştırma Komitesi tarafından.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
ElektrotNihon-Kohden (Tokyo, Japonya)NS111-115fincan elektrot
Elektrot macunuNihon-Kohden (Tokyo, Japonya)Fincan elektrodu doldurmak içinGelaid Z-101BA
Yapışkan bant Nihon-Kohden (Tokyo, Japonya)Elektrot DC amplifikatörünü sabitlemek içinH261
Nihon-Kohden (Tokyo, Japonya)AN-601Gamplifikatörü
(Mississauga, Ontario, Kanada)EOGVOG
FiltresiNF şirketiMS-521filtresini
jel elektrot macunu çift yapışkanlı bantEOG video tabanlı göz izleme sistemi SR araştırması için sinyali için kaydetmek için Eyelink II göz izleme sistemi

Kaynaklar

  1. Braun, D., Weber, H., Mergner, T., Schulte-Mönting, J. Saccadic reaction times in patients with frontal and parietal lesions. Brain. 115, (Pt 5) 1359-1386 (1992).
  2. Sweeney, J. A., Levy, D., Harris, M. S. Commentary: eye movement research with clinical populations. Prog Brain Res. 140, 507-522 (2002).
  3. Leigh, R. J., Kennard, C. Using saccades as a research tool in the clinical neurosciences. Brain. 127, (Pt 3) 460-477 (2004).
  4. Ramat, S., Leigh, R. J., Zee, D. S., Optican, L. M. What clinical disorders tell us about the neural control of saccadic eye movements). Brain. 130, (Pt 1) 10-35 (2007).
  5. Terao, Y., et al. Initiation and inhibitory control of saccades with the progression of Parkinson's disease - changes in three major drives converging on the superior colliculus. Neuropsychologia. 49 (7), 1794-1806 (2011).
  6. Kennard, D. W., Smyth, G. L. The causes of downward eyelid movement with changes of gaze, and a study of the physical factors concerned. J Physiol. 166, 178-190 (1963).
  7. Houben, M. M., Goumans, J., van der Steen, J. Recording three-dimensional eye movements: scleral search coils versus video oculography. Invest Ophthalmol Vis Sci. 47 (1), 179-187 (2006).
  8. Eggert, T. Eye movement recordings: methods. Dev Ophthalmol. 40, 15-34 (2007).
  9. Frens, M. A., van der Geest, J. N. Scleral search coils influence saccade dynamics. J Neurophysiol. 88 (2), 692-698 (2002).
  10. Lappe-Osthege, M., Talamo, S., Helmchen, C., Sprenger, A. Overestimation of saccadic peak velocity recorded by electro-oculography compared to video-oculography and scleral search coil. Clin Neurophysiol. 121 (10), 1786-1787 (2010).
  11. Bhidayasiri, R., Riley, D. E., Somers, J. T., Lerner, A. J., Büttner-Ennever, J. A., Leigh, R. J. Pathophysiology of slow vertical saccades in progressive supranuclear palsy. Neurology. 57 (11), 2070-2077 (2001).
  12. Terao, Y., et al. Visualization of the information through human oculomotor cortical regions by transcranial magnetic stimulation. J Neurophysiol. 80 (2), 936-946 (1998).
  13. Terao, Y., Okano, T., Furubayashi, T., Yugeta, A., Inomata-Terada, S., Ugawa, Y. Effects of thirty-minute mobile phone use on saccades. Clin Neurophysiol. 118 (7), 1545-1556 (2007).
  14. Terao, Y., et al. Initiation and inhibitory control of saccades with the progression of Parkinson's disease - changes in three major drives converging on the superior colliculus. Neuropsychologia. 49 (7), 1794-1806 (2011).
  15. Terao, Y., et al. Frontal cortical regions controlling small and large amplitude saccades: a TMS study. Basal Ganglia. 1 (4), 221-229 (2011).
  16. Terao, Y., et al. Deterioration of horizontal saccades in progressive supranuclear palsy. Clin Neurophysiol. 124 (2), 354-363 (2013).
  17. Terao, Y., et al. Saccade abnormalities associated with focal cerebral lesions -How cortical and basal ganglia commands shape saccades in humans. Clin Neurophsyiol. 127 (8), 2953-2967 (2016).
  18. Terao, Y., et al. Is multiple system atrophy with cerebellar ataxia (MSA-C) like spinocerebellar ataxia and multiple system atrophy with parkinsonism (MSA-P) like Parkinson's disease? -A saccade study on pathophysiology. Clin Neurophysiol. 127 (2), 1491-1502 (2016).
  19. Terao, Y., et al. Distinguishing spinocerebellar ataxia with pure cerebellar manifestation from multiple system atrophy (MSA-C) through saccade profiles. Clin Neurophysiol. 128 (1), 31-43 (2016).
  20. Kato, M., Hikosaka, O. Saccade related responses of external pallidal neurons in monkey. Neurosci Res. , Suppl. 17 [Abstract] 218(1992).
  21. Hikosaka, O., Fukuda, H., Kato, M., Uetake, K., Nomura, Y., Segawa, M. Deficits in saccadic eye movements in hereditary progressive dystonia with marked diurnal fluctuation. Hereditary Progressive Dystonia With Marked Diurnal Fluctuation. Segawa, M. , The Parthenon Publishing Group. New York. 159-177 (1993).
  22. Fukuda, H., et al. Development of saccade recording system in humans: simultaneous measurment of electro-oculography and video-oculography. 38th Annual Meeting of Japanese Society of Clinical Neurophysiology. , [Japanese abstract] (2008).
  23. Constable, P. A., Bach, M., Frishman, L. J., Jeffrey, B. G., Robson, A. G. International Society for Clinical Electrophysiology of Vision. ISCEV Standard for clinical electro-oculography (2017 update). Doc Ophthalmol. 134 (1), 134(2017).
  24. Behrens, F., Weiss, L. R. An automated and modified technique for testing the retinal function (Arden test) by use of the electro-oculogram (EOG) for clinical and research use. Doc Ophthalmol. 96 (4), 283-292 (1999).
  25. Kikawada, N. Variations in the corneo-retinal standing potential of the vertebrate eye during light and dark adaptations. Jpn J Physiol. 18 (6), 687-702 (1968).
  26. Yuval-Greenberg, S., Tomer, O., Keren, A. S., Nelken, I., Deouell, L. Y. Transient induced gamma-band response in EEG as a manifestation of miniature saccades. Neuron. 58 (3), 429-441 (2008).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Elektrook logramYatay SakkadlarG z Hareketi KaydOk lomotor ParadigmalarAg AgCl ElektrotI k AdaptasyonuSinyal KalibrasyonuDo ru Ak m Amplifikat rVideo Ok lografi
Doğru bir şekilde nörolojik hastalarda Electro-oculogram kullanarak kayıt yatay Saccade performansları
Bize ulaşın
Kütüphaneye tavsiye et

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.