रिकॉर्डिंग क्षैतिज Saccade प्रदर्शन सही मस्तिष्क संबंधी रोगियों में इलेक्ट्रो-oculogram का उपयोग

Behavior

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Summary

लेख एक व्यापक प्लास्टिक फ्रिंज के साथ एक कप एजी AgCl इलेक्ट्रोड का उपयोग कर, मस्तिष्क के रोगियों में इलेक्ट्रो-oculogram द्वारा उच्च सटीकता के साथ क्षैतिज आँख आंदोलनों रिकॉर्डिंग के लिए एक व्यावहारिक विधि का वर्णन. स्थिर माप उचित चयन और इलेक्ट्रोड के निर्धारण की आवश्यकता है, प्रकाश अनुकूलन के लिए पर्याप्त समय लेने के लिए हो, और पुनः अंशांकन के रूप में की जरूरत है ।

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Terao, Y., Fukuda, H., Sugiyama, Y., Inomata-Terada, S., Tokushige, S. i., Hamada, M., Ugawa, Y. Recording Horizontal Saccade Performances Accurately in Neurological Patients Using Electro-oculogram. J. Vis. Exp. (133), e56934, doi:10.3791/56934 (2018).

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Abstract

इलेक्ट्रो-oculogram (EOG) व्यापक रूप से नैदानिक आँख आंदोलन रिकॉर्डिंग के लिए इस्तेमाल किया गया है, विशेष रूप से क्षैतिज saccades, हालांकि वीडियो oculography (VOG) काफी हद तक इसकी उच्च स्थानिक सटीकता के कारण आजकल की जगह ले लिया है. हालांकि, वहां स्थितियों जिसमें EOG VOG पर स्पष्ट लाभ है, जैसे, संकीर्ण आंख फांक या मोतियाबिंद लेंस वाले विषयों रहे हैं, और आंदोलन विकारों के साथ रोगियों । वर्तमान लेख से पता चलता है कि अगर ठीक से लागू किया, EOG एक सटीकता लगभग के रूप में अच्छा रिकॉर्डिंग के लिए पर्याप्त स्थिरता के साथ VOG के रूप में प्राप्त कर सकते हैं, जबकि VOG रिकॉर्डिंग के साथ जुड़े समस्याओं को दरकिनार । वर्तमान कागज क्षैतिज saccades की रिकॉर्डिंग के लिए एक व्यावहारिक विधि का वर्णन उच्च सटीकता और मस्तिष्क संबंधी रोगियों में EOG द्वारा स्थिरता के साथ oculomotor मानदंड का उपयोग कर । आवश्यक उपाय करने के लिए एक विस्तृत प्लास्टिक के शोर को कम करने में सक्षम फ्रिंज के साथ एक एजी AgCl इलेक्ट्रोड का उपयोग कर रहे हैं, और करने के लिए पर्याप्त प्रकाश अनुकूलन के लिए प्रतीक्षा करने के लिए होते हैं । यह प्रतीक्षा अवधि भी इलेक्ट्रोड और त्वचा के बीच प्रतिबाधा को कम करने में मदद करता है, जिससे समय के रूप में दर्ज स्थिर संकेत सुनिश्चित करने से चला जाता है. इसके अलावा, पुनः अंशांकन कार्य प्रदर्शन के दौरान की आवश्यकता के रूप में किया जाता है । इस विधि का प्रयोग, प्रयोगकर्ता संकेतों के बहाव से बच सकते हैं, साथ ही electromyogram और इलॅक्ट्रोसेफेलॉग्राम से कलाकृतियों या शोर के संक्रमण, और saccades के नैदानिक मूल्यांकन के लिए पर्याप्त डेटा एकत्र कर सकते हैं । इस प्रकार जब कार्यांवित, EOG अभी भी उच्च साध् य है कि व्यापक रूप से स्नायविक रोगियों के लिए लागू किया जा सकता है की एक विधि हो सकता है, लेकिन सामांय विषयों में अध्ययन के लिए भी प्रभावी हो सकता है ।

Introduction

आंख आंदोलनों रिकॉर्ड करने के लिए तीन प्रमुख तरीके हैं, पारंपरिक EOG, वीडियो आधारित नेत्र ट्रैकिंग प्रणाली द्वारा दर्ज VOG, और scleral खोज कुंडल (एसएससी) विधि. उनमें से, EOG अक्सर अपनी सादगी की वजह से 1970 के दशक के बाद से रोगियों में आँख आंदोलनों रिकॉर्डिंग के लिए इस्तेमाल किया गया है. व्यापक रूप से नैदानिक जनसंख्या के लिए लागू है, इस पद्धति को बड़े पैमाने पर मस्तिष्क संबंधी रोगियों के निदान के लिए उपयोग किया गया है और pathophysiology के बारे में उपयोगी जानकारी प्रदान की गई है विकारों1,2, 3,4,5. इसके अलावा, यह अभी भी केवल तकनीक है कि नींद के दौरान आँख आंदोलनों रिकॉर्डिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है (feasibly नींद और नेत्र आंदोलनों के अन्य रूपों के दौरान तेजी से आंख आंदोलन).

के बाद से गोलक सकारात्मक अपने पीछे पहलू के सापेक्ष कॉर्निया सहित अपने पूर्वकाल पहलू में आरोप लगाया है, वहां पूर्वकाल और आंखों के पीछे पहलुओं के बीच एक वोल्टेज अंतर है corneo-रेटिना क्षमता का कार्यकाल । इस क्षमता की उपस्थिति के कारण, सही इलेक्ट्रोड जब विषयों सही की ओर उनकी निगाहें बदल जाता है छोड़ दिया से अधिक सकारात्मक हो जाएगा, और नकारात्मक हो जाते हैं जब वे बारी उनके बाईं ओर टकटकी. बाएँ और दाएँ इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज अंतर के बाद से काफी क्षैतिज saccades के लिए आंखों के रोटेशन कोण के साथ संबंधित है, यह क्षैतिज आँख आंदोलनों को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. हालांकि ऊर्ध्वाधर EOG अभी भी6नेत्र आंदोलनों को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है तथापि, इस सहसंबंध, ऊर्ध्वाधर दिशा के लिए पकड़ नहीं है । दूसरी ओर, कुछ अध्ययनों से मुख्य रूप से निगरानी पलक के लिए ऊर्ध्वाधर EOG का उपयोग करें ।

हाल ही में, तथापि, VOG काफी हद तक अपने उच्च स्थानिक सटीकता 0.25-0.5 डिग्री तक पहुंचने के कारण EOG की जगह ले लिया है, और अब नैदानिक सेटिंग में saccade रिकॉर्डिंग के लिए मानक विधि बन गया है । इस बीच, EOG है बल्कि पुरानी माना जाता है, अपने स्थानिक सटीकता के बाद से आया है, सबसे अधिक 0.5 डिग्री, VOG की है कि अवर है ।

हालांकि, VOG भी अपनी कमियां है अगर नैदानिक सेटिंग में इस्तेमाल किया । ऐसे मामले हैं जिनमें VOG साध्य नहीं है; उदाहरण के लिए, आंख ट्रैकिंग एक संकीर्ण आंख फांक के साथ विषयों में गलत हो जाता है जैसे जब कॉर्निया का बड़ा क्षेत्र पलकों से occluded है । मोतियाबिंद लेंस के साथ रोगियों में, अवरक्त प्रकाश की ंयायपालिका प्रतिबिंब टकटकी दिशा की विश्वसनीय रिकॉर्डिंग बाधित । इसके अलावा, EOG कुछ लोगों जिनके लिए उनके आंदोलन विकार VOG रिकॉर्डिंग मुश्किल बनाता है के लिए लाभ की पेशकश कर सकते हैं । इसके अलावा, VOG प्रणाली EOG है, जो अक्सर साधारण चिकित्सा सुविधाओं में पूर्व अनुपलब्ध बनाता है की स्थापना की तुलना में अधिक महंगा है ।

दूसरी ओर, एसएससी विधि आंख आंदोलनों को मापने के लिए सोने के मानक के रूप में माना जाता है । VOG और EOG के साथ तुलना में, इस विधि उच्चतम स्थानिक सटीकता प्रदान करता है, नीचे 0.1 डिग्री करने के लिए, और विशेष रूप से उपयोगी है जब रिकॉर्डिंग उच्च आवृत्ति सिर गति6शामिल है. हालांकि, इस विधि संभावित आक्रामक है, यानी, दर्दनाक और आंखों के लिए बहुत परेशान है, और केवल एक संक्षिप्त अवधि के लिए रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है, लगभग 30 मिनट या कम7,8,9,10 . यह छोटी सी अवधि यह एक व्यापक नैदानिक आवेदन के लिए अनुपयुक्त विधि बनाता है, हालांकि यह कुछ विशेष सुविधाओं11में सफलतापूर्वक इस्तेमाल किया गया है ।

एक ही समूह द्वारा 250 से अधिक स्नायविक रोगियों और 480 सामान्य विषयों की रिकॉर्डिंग पिछले अध्ययन के आधार पर12,13,14,15,16,17, 18,19, वर्तमान अध्ययन से पता चलता है कि EOG आंख आंदोलन रिकॉर्डिंग की एक मानक तकनीक के रूप में सेवा करने के लिए पर्याप्त सटीक हो सकता है, और व्यापक रूप से नैदानिक जनसंख्या के लिए लागू है, जबकि VOG की विभिन्न खामियों को दरकिनार और एसएससी । वर्तमान लेख एक स्थिर EOG रिकॉर्डिंग विधि का वर्णन करता है, एक व्यापक फ्रिंज के साथ एक इलेक्ट्रोड का उपयोग करने के लिए त्वचा के साथ व्यापक और स्थिर संपर्क की अनुमति, एक ईईजी इलेक्ट्रोड के समान है कि एक लंबे समय अवधि रिकॉर्डिंग के लिए collodion द्वारा खोपड़ी पर सुरक्षित रूप से संलग्न. इलेक्ट्रोड के प्रतिबाधा नीचे चला जाता है और रिकॉर्डिंग समय के साथ स्थिर हो जाता है, जिससे प्रभावी ढंग से चेहरे की मांसपेशियों और electroencephalography से कलाकृतियों को कम करने. इस विधि एक साथ दर्ज VOG के साथ तुलना में है । जब ठीक से तैयार और कार्यान्वित, EOG मस्तिष्क संबंधी रोगियों में saccades रिकॉर्डिंग के लिए सटीकता की दृष्टि से VOG के रूप में अच्छा है, और EOG भी सामान्य विषयों में saccade रिकॉर्डिंग के लिए अधिक उत्तरदायी हो सकता है.

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Protocol

इस अध्ययन में सभी प्रायोगिक प्रक्रियाओं को अनुमोदित किया गया और सूचित सहमति प्राप्त करने के बाद संस्था की मानव अनुसंधान आचार समिति के दिशानिर्देशों के अनुसार आयोजित की गई.

1. विषय और reकोडिंग के लिए कमरे तैयार

  1. कम परिवेश रोशनी के साथ एक कमरे में रिकॉर्डिंग प्रदर्शन, पर्याप्त प्रकाश अनुकूलन की अनुमति के लिए ।
  2. विषयों के सामने एक काला, गुफा गुंबद के आकार का 90-व्यास में सेमी है कि प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एल ई डी) pinholes, जो निर्धारण अंक और saccade oculomotor मानदंड के लिए इस्तेमाल किया लक्ष्य के रूप में सेवा में एंबेडेड शामिल स्क्रीन मापने बैठते हैं ।
    नोट: एल ई डी एक काला, गुफा गुंबद के आकार का स्क्रीन, यानी, 8 दिशाओं में केंद्र से 45 डिग्री से अलग और केंद्र से 5 डिग्री के अंतराल पर, में क्षैतिज ऊर्ध्वाधर और टेढ़ा arrays में व्यवस्थित कर रहे है के रूप में मूल रूप से काटो द्वारा तैयार किया गया था एट अल20 व्यवहार और शारीरिक अध्ययन के लिए, और Hikosaka एट अलद्वारा मानव उपयोग के लिए संशोधित । 21
  3. oculomotor कार्यों को नियंत्रित करने के लिए, प्रत्येक विषय एक microswitch एक माइक्रो कंप्यूटर है, जो विषय को शुरू करने और दबाने और बटन को रिहा करके एक कार्य परीक्षण समाप्त करने की अनुमति देता से जुड़ा बटन पकड़ो ।
    नोट: कार्य और डेटा प्राप्ति एक ठेठ Windows पीसी पर एक कस्टम द्वारा किए गए कार्यक्रम के संचालन के द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं ।
  4. ठोड़ी और माथे से विषय के सिर की स्थिति स्थिर, साथ ही साथ एक सिर बैंड द्वारा ।

2. EOG के लिए इलेक्ट्रोड प्लेस

  1. EOG रिकॉर्डिंग के लिए एक एजी-AgCl कप इलेक्ट्रोड का प्रयोग करें (चित्रा 1), जिसमें 1.8 सेमी का व्यास और 3.5 mm की मोटाई है । कप के नीचे एजी-AgCl इलेक्ट्रोड शामिल है और पार्श्व दीवार 5 मिमी मोटाई के एक प्लास्टिक फ्रिंज से घिरा हुआ है, त्वचा के साथ व्यापक संपर्क को सक्षम करने ।
  2. एक शराब झाड़ू के साथ त्वचा पोंछ ।
  3. इलेक्ट्रोड पेस्ट के साथ कप भरें ।
  4. छुरा प्लास्टिक के नीचे डबल छड़ी चिपकने वाला टेप रखकर त्वचा पर इलेक्ट्रोड निर्धारण और त्वचा के लिए किनारे देते हैं ।
  5. EOG द्वारा क्षैतिज saccades रिकॉर्डिंग के लिए, आंखों के द्विपक्षीय canthi पर इलेक्ट्रोड प्लेस, ऊर्ध्वाधर saccades रिकॉर्डिंग के लिए जबकि, इलेक्ट्रोड एक आंख के ऊपर और नीचे रखें.

3. रिकॉर्डिंग के लिए एम्पलीफायरों सेट

  1. 500 हर्ट्ज पर डिजीटल संकेत के साथ, EOG रिकॉर्डिंग के लिए एक प्रत्यक्ष वर्तमान (DC) एम्पलीफायर का उपयोग करें.
  2. रिकॉर्ड VOG एक साथ, वीडियो आधारित नेत्र ट्रैकिंग प्रणाली है, जो 500-1,000 हर्ट्ज के एक नमूना दर पर नेत्र निर्धारण की स्थिति डेटा रिकॉर्ड का उपयोग कर ।
  3. क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर आँख पदों के अनुरूप उत्पादन फ़ीड और 20 हर्ट्ज पर संकेत कम पास फिल्टर के साथ, डेटा अधिग्रहण प्रणाली के फिल्टर सेट ।
  4. इसके अलावा, इस तरह के electromyography और electroencephalography के रूप में उच्च मध्यवर्ती आवृत्ति शोर क्षीणन करने के लिए फिल्टर सेट ।
    नोट: विश्लेषण के लिए, एक और चिकनी प्रक्रिया नेत्र स्थिति डेटा से saccade वेग प्रोफाइल की गणना के लिए आवश्यक है (यहाँ, 3-बिंदु स्मूथिंग तीन बार किया गया था).
  5. यदि संभव हो तो इलेक्ट्रोड और त्वचा के बीच प्रतिबाधा को मापने और इसे 20 kΩ के नीचे रखें.

4. प्रतीक्षा अवधि प्रकाश अनुकूलन के लिए इलेक्ट्रोड रखने के बाद

  1. त्वचा पर EOG इलेक्ट्रोड रखने के बाद 10-20 मिनट रुको, जब तक पर्याप्त प्रकाश अनुकूलन जगह लेता है.
  2. को स्थिर करने और इलेक्ट्रोड जेल के बीच प्रतिबाधा को कम करने के लिए रिकॉर्डिंग की अनुमति दें.

5. EOG और VOG संकेतों को जांचना

  1. 5 पूर्व निर्दिष्ट स्थानों पर विषयों को देखने के द्वारा प्रत्येक परीक्षा सत्र से पहले नेत्र आंदोलन अंशांकन प्रदर्शन.
  2. अधिक विशेष रूप से, विषयों दृश्य लक्ष्य केंद्र में और उन है कि छोड़ दिया, ठीक है, ऊपर की ओर, और निर्धारण बिंदु के नीचे, दोनों EOG और VOG के लिए 20 डिग्री दिखाई देते हैं ।
  3. EOG के लाभ के रूप में इन स्थानों पर निर्धारित विषयों के रूप में समायोजित करें, ताकि कस्टम निर्मित डेटा अधिग्रहण प्रणाली की निगरानी के लिए कंप्यूटर स्क्रीन पर प्रदर्शित लक्ष्य की स्थिति से मेल खाता है ।

6. Oculomotor मानदंड का उपयोग कर Saccades रिकॉर्ड और सत्र के दौरान की जरूरत के रूप में आंख पदों reतुले

  1. oculomotor मानदंड के बारे में विषयों की हिदायत ।
    नोट: दो oculomotor कार्यों आमतौर पर नैदानिक अध्ययन, नेत्रहीन निर्देशित saccade (VGS) और antisaccade (के रूप में) कार्यों के लिए उपयोग किया जाता है । संक्षेप में, VGS में, जब विषयों बटन प्रेस, एक केंद्रीय स्थान गुंबद के केंद्र में जलाया जाता है, और विषयों पहले इस मौके पर निर्धारण करने के लिए आवश्यक हैं । 1.5-2 s बाद में, एक लक्ष्य प्रस्तुत किया जाता है, बेतरतीब ढंग से एक स्थान पर 5, 10, 20, या 30 डिग्री क्षैतिज के लिए छोड़ दिया है या यह सही है, एक ही समय में केंद्रीय निर्धारण स्पॉट के रूप में बुझ जाता है । विषयों कि लक्ष्य की ओर एक saccade बनाने के निर्देश दिए हैं । के रूप में कार्य, विषयों पहले बटन दबाएं और फिर उंहें केंद्रीय निर्धारण बिंदु के रूप में यह प्रतीत होता है पर निर्धारण करने की आवश्यकता है बनाओ । 1.5-2 एस बाद में, लक्ष्य के लिए छोड़ दिया है या यह सही है, ऊपर के समान कूदता है । विषयों को केंद्रीय निर्धारण के मौके पर एक दर्पण-सममित स्थिति की ओर saccade बनाने की आवश्यकता है.
  2. विषयों बटन दबाएँ और परीक्षण शुरू करते हैं.
  3. सत्र के दौरान, कार्य प्रदर्शन के दौरान EOG का लाभ समायोजित करें, ताकि मॉनिटर पर प्रदर्शित वर्तमान नेत्र स्थिति हमेशा लक्ष्य स्थिति के साथ एक साथ एक ही स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जाता है । दोनों के लिए EOG और VOG, जब आवश्यक हो तो समायोजन के लिए पुन: अंशांकन प्रदर्शन पूरे प्रयोगों ।
  4. दोनों के तरीके के प्रदर्शन की तुलना करने के लिए, डीसी एम्पलीफायर और VOG से फ़िल्टर और डिजीटल EOG संकेतों का विश्लेषण एक कस्टम द्वारा निर्मित कंप्यूटर प्रोग्राम और EOG और VOG संकेतों को एक साथ एक ही ट्रेस में दिखा.

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Representative Results

चित्रा 2 एक सामांय विषय में प्रतिनिधि EOG और VOG के एक साथ रिकॉर्ड से पता चलता है । VGS के 8 परीक्षण EOG (धूसर curves) और VOG (लाल curves के लिए आरोपित हैं; चित्र 2 A) । वर्तमान विधि द्वारा नपे, EOG और VOG डेटा 5-30 डिग्री की एक सीमा से अधिक रैखिक होने के लिए जाना जाता है, और डेटा की स्थानिक सटीकता 0.5 डिग्री है ।

दो तरीकों से प्राप्त रिकॉर्ड मोटे तौर पर एक दूसरे के साथ ओवरलैप । इसके अलावा, विलंबता और आयाम के रूप में saccade पैरामीटर, लगभग दो रिकॉर्डिंग तरीकों के लिए तुलनीय हैं, हालांकि वेग थोड़ा EOG के लिए छोटा है (VGS: चित्रा 2बी, के रूप में: चित्रा 2सी) ।

EOG के लिए, electromyography और electroencephalography आंख आंदोलन रिकॉर्ड है, जो आमतौर पर उचित आंख रिकॉर्डिंग के लिए कम से गुजारें छानने के उपयोग आवश्यक पाया जा सकता है । 20 हर्ट्ज पर कम पास छानने का उपयोग पीक वेग में कमी करने के लिए सूचित किया गया है, और थोड़ा saccades की शुरुआत को बढ़ाने के लिए; saccades का वेग VGS और MGS के लिए 10% तक छोटा है, और EOG द्वारा मापा विलंबता से अधिक है कि 2-3% द्वारा VOG द्वारा मापा (या 8-10 ms के आदेश पर), जबकि saccades के आयाममोटेतौर पर 22 तुलनीय है. दूसरी ओर, अंय समूहों द्वारा पिछले अध्ययनों की रिपोर्ट EOG के लिए बड़ा saccade वेग के रूप में दोनों VOG और एसएससी की तुलना में7,8,9,10, और अध्ययन के बीच विसंगति माना जाता था saccade वेग प्रोफ़ाइल की गणना करने के लिए एक चिकनी प्रक्रिया के उपयोग के कारण और उल्लेख के रूप में फ़िल्टरिंग कम पास.

Figure 1
चित्र 1: इलेक्ट्रोड और चिपकने वाला टेप EOG रिकॉर्डिंग के लिए उपयोग किया जाता है । इलेक्ट्रोड 1.8 सेमी का एक व्यास और 3.5 mm की मोटाई है, जहां नीचे एजी-AgCl इलेक्ट्रोड शामिल हैं और पार्श्व दीवार 5 मिमी मोटाई के एक प्लास्टिक फ्रिंज से घिरा हुआ है । यह त्वचा के साथ व्यापक संपर्क में सक्षम बनाता है, बंद और स्थिर निर्धारण की अनुमति है, और त्वचा और इलेक्ट्रोड के बीच प्रतिबाधा को कम करने के लिए कार्य करता है. इसके कारण, रिकॉर्डिंग समय के साथ स्थिर हो जाती है, जिससे चेहरे की मांसपेशियों और electroencephalography से कलाकृतियों को प्रभावी ढंग से कम करना पड़ता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2 : EOG और VOG द्वारा दर्ज saccades के प्रतिनिधि निशान . (A) EOG और VOG द्वारा दर्ज किए गए प्रतिनिधि अंश । 8 VGS निशान आरोपित, समय saccades के शुरू निर्देश संकेत करने के लिए बंद कर रहे हैं । केंद्रीय निर्धारण स्पॉट से बाएँ और दाएँ से चार विभिन्न विलक्षण (५, १०, २० और ३० डिग्री) के लक्ष्य की ओर Saccades दर्ज की गई हैं. क्षैतिज अक्ष समय देता है और अनुलंब अक्ष आंखों की स्थिति (ऊपरी ट्रेस) या वेग (निचले अंश) देता है । लाल घटता VOG के लिए कर रहे हैं और ग्रे घटता EOG के लिए कर रहे हैं । नीचे ticks एक 100 ms अंतराल पर चिह्नित कर रहे हैं । ग्रे curves डीसी एंपलीफायर द्वारा मापा EOG के लिए कर रहे हैं, और लाल curves वीडियो आधारित नेत्र ट्रैकिंग प्रणाली द्वारा मापा VOG के लिए कर रहे हैं । जब आंखें सही करने के लिए कदम, निशान ऊपर की ओर से ध्यान हटाने और जब आंखें बाईं ओर ले जाने के लिए, वे नीचे की ओर मोड़ना । नोट पर्याप्त अंश के बीच ओवरलैप, सिवाय इसके कि ग्रे अंश (EOG) सही लाल निशान (VOG) की तुलना में थोड़ा विस्थापित कर रहे हैं, VOG के सापेक्ष EOG के लिए एक थोड़ा लंबा विलंबता का अर्थ । (B) VGS कार्य में EOG और VOG अंश की तुलना । लाल curves EOG और काले और नीले curves के लिए कर रहे है बाईं और दाईं आंखों के VOG के लिए कर रहे हैं, क्रमशः । ऊपरी ट्रेस आंख की स्थिति के लिए है, और कम आंकड़ा आंख वेग के लिए है । फिर EOG और VOG के लिए निशान के बीच पर्याप्त ओवरलैप ध्यान दें, लेकिन विलंबता EOG के लिए थोड़ा लंबा है, और EOG के वेग वक्र VOG की तुलना में थोड़ा कम चोटी वेग से पता चलता है. (C) के रूप में कार्य में EOG और VOG अंश की तुलना । समान EOG और VOG अंश जब विषय के रूप में कार्य करते हैं । फिर से पर्याप्त ओवरलैप ध्यान दें और कि विलंबता EOG के लिए थोड़ा लंबा है, और EOG के लिए वेग वक्र VOG के लिए कि तुलना में थोड़ा कम चोटी वेग से पता चलता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

हालांकि आजकल, saccades रिकॉर्डिंग के लिए प्रचलित विधि VOG बन गया है, वर्तमान अध्ययन से पता चला है कि EOG एक सटीकता लगभग VOG की तुलना में अगर ठीक से लागू (चित्रा 2) को प्राप्त कर सकते हैं) । वर्तमान EOG विधि क्षैतिज saccades रिकॉर्डिंग जब VOG के साथ एक अच्छा संबंध को प्राप्त करने के लिए दिखाया गया है और सफलतापूर्वक एक ही समूह द्वारा कई पिछले अध्ययनों में इस्तेमाल किया गया है12,13,14,15 ,16,17,18,19.

बेशक, VOG EOG की तुलना में एक उच्च स्थानिक सटीकता है और काफी हद तक नैदानिक सेटिंग में EOG की जगह है, लेकिन VOG और एसएससी की उच्च सटीकता हमेशा अंकित मूल्य पर नहीं लिया जाना चाहिए । EOG VOG या एसएससी के साथ संयोजन में दर्ज किया गया है, और छोटे मतभेदों को7,8,9के बावजूद दो उत्तरार्द्ध के बराबर प्रदर्शन दिखाया गया है । saccade पीक वेग की तुलना एक साथ EOG, VOG, और एसएससी द्वारा मापा लगातार दिखाया है कि पीक वेग EOG द्वारा मापा थोड़ा लेकिन लगातार उन अंय दो तरीकों से मापा की तुलना में तेजी से7,8, 9. इस तेजी से EOG द्वारा मापा वेग आम तौर पर EOG रिकॉर्डिंग के लिए अधिक से अधिक शोर स्तर के लिए जिंमेदार माना है, इस तरह के अल्फा और ईईजी 9 के बीटा बैंड से संदूषण के रूप में. दूसरी ओर, पीक वेग VOG द्वारा मापा भी है कि एक साथ एसएससी द्वारा दर्ज की तुलना में अधिक है7. इस अंतर को खोज कुंडल के भार के लिए जिंमेदार ठहराया है, saccade गतिशीलता को प्रभावित; कॉर्निया पर कुंडल के संभावित फिसलन, विशेष रूप से निमिष के दौरान, आंख आंदोलन माप की सटीकता को कम कर सकते हैं, एक थोड़ा बड़ा शिखर VOG द्वारा की तुलना में एसएससी द्वारा मापा वेग के लिए अग्रणी । वर्तमान अध्ययन में, पीक वेग कम था जब EOG द्वारा मापा के रूप में VOG की तुलना में । संभवतः, इस वजह से कम से गुजारें यहां इस्तेमाल छानने के लिए पीक वेग में कमी हो जाती है । इसलिए, प्रत्येक पद्धति के "सटीकता" में अंतर न केवल विस्थापित शोर के कारण हो सकता है, लेकिन यह भी कैसे संकेतों (जैसे, कम फ़िल्टरिंग पास) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से प्रत्येक रिकॉर्डिंग विधि के अंतर्निहित सीमाओं के लिए संसाधित कर रहे हैं (उदा., खोज कुंडल की फिसलन) ।

इस बीच, EOG कुछ रिकॉर्डिंग स्थितियों में अन्य नेत्र आंदोलन रिकॉर्डिंग तरीकों पर एक स्पष्ट लाभ है, यानी, संकीर्ण आंख फांकों के साथ और मोतियाबिंद के लेंस के साथ विषयों. संकीर्ण आंख फांक के लिए विधि को समायोजित करने के लिए, experimenters जबकि रिकॉर्डिंग विषयों की पलकों टेप कर सकते हैं, लेकिन यह आंखों और अत्यधिक निमिष और आँसू, जो विश्वसनीय रिकॉर्डिंग में बाधा उत्पंन में परिणाम परेशान कर सकते हैं । इसके विपरीत, EOG मोतियाबिंद लेंस के साथ रोगियों में इस्तेमाल किया जा सकता है । VOG के लिए, संकेत मोतियाबिंद लेंस के साथ जुड़े ंयायपालिका प्रतिबिंब के कारण खो दिया है । इसी तरह, ब्लिंक करने के दौरान लगभग "VOG रिकॉर्ड्स" काट सकते हैं, क्योंकि संकेत ब्लिंक के दौरान खो जाता है । इसके विपरीत, क्षैतिज EOG पलक कलाकृतियों से कम प्रभावित है, हालांकि रिकॉर्ड में ब्लिंक करने के लिए इसी छोटे "spikes" देखा जा सकता है ।

EOG तैयारी के लिए केवल एक कम समय की आवश्यकता है, और भी आंदोलन विकारों कि कम गंभीर है के साथ कई रोगियों के लिए लागू हो सकता है । कुछ स्नायविक रोगियों को अपने ट्रंक स्थिर करने में कठिनाई हो सकती है । इस तरह के आंदोलनों के रूप में अच्छी तरह से VOG रिकॉर्डिंग के लिए हानिकारक हो सकता है । इन पहलुओं को ध्यान में रखते हुए, EOG नैदानिक आकलन के लिए सटीकता की एक पर्याप्त स्तर से पता चलता है; ऐसा नहीं है कि EOG स्वाभाविक "आंख आंदोलनों रिकॉर्डिंग के लिए एक विधि के रूप में गलत" है ।

नैदानिक अनुप्रयोगों में EOG रिकॉर्डिंग के लिए एक व्यावहारिक दिशानिर्देश 201723में प्रकाशित किया गया है । यहां प्रोटोकॉल EOG रिकॉर्डिंग को स्थिर करने के लिए कुछ अतिरिक्त प्रक्रियाओं को शामिल करके इस प्रस्ताव को बढ़ाता है । corneo-रेटिना क्षमता समय के साथ उतार चढ़ाव, ऐसे परिवेश प्रकाश के रूप में विषयों या पर्यावरणीय प्रभावों की सतर्कता के रूप में कारकों के कारण कर सकते हैं । corneo-रेटिना संभावित अंतर की भयावहता प्रकाश अनुकूलन के दौरान विभिन्न स्थितियों और बढ़ जाती है द्वारा प्रभावित है, जबकि अंधेरे अनुकूलन एक कमी24,25का कारण बनता है. पर्याप्त अंधेरे अनुकूलन के साथ, इसलिए, corneo-रेटिना क्षमता को स्थिर करने के लिए उम्मीद है, कम बहाव के लिए अग्रणी. उतार-चढ़ाव को कम करने के लिए, EOG के लाभ लगातार प्रयोग भर में नजर रखी थी, और पुन: अंशांकन भी समायोजन के लिए किया गया था जब प्रयोगों में आवश्यक. यह पुन: अंशांकन प्रक्रिया प्रदर्शन करने के लिए केवल 10-20 एस लिया है, तो यह रिकॉर्डिंग प्रक्रियाओं के साथ बहुत हस्तक्षेप नहीं किया, और EOG संकेत के उतार-चढ़ाव कम. प्रयोगकर्ता इलेक्ट्रोड रखने के बाद 10-20 मिनट के लिए इंतजार कर रहा है, तो पर्याप्त प्रकाश अनुकूलन जगह ले जाएगा और इलेक्ट्रोड और त्वचा के बीच प्रतिबाधा भी कम हो जाएगा और धीरे से एक निम्न स्तर तक asymptote (20kΩ के लिए नीचे). प्रतीक्षा अवधि रिकॉर्ड की शुरुआत से नाटकीय रूप से स्थिर करने के लिए और समय के साथ तेजी से स्थिर हो करने के लिए दर्ज की क्षमता सक्षम बनाता है ।

इसके बजाय विशेष गुंबद के रूप में इस लेख में वर्णित एल ई डी एंबेडिंग के, एक समान व्यवस्था में एंबेडेड एल ई डी के साथ किसी भी बोर्ड इस्तेमाल किया जा सकता है । एक वैकल्पिक वर्तमान (AC) एम्पलीफायर के बजाय एक डीसी एंपलीफायर का इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन इस मामले में, रिकॉर्डेड saccades के आयाम के लिए पर्याप्त विश्वसनीय नहीं होगा गुणात्मक आकलन के कारण संकेत क्षय । एक व्यापक फ्रिंज, जो भी त्वचा के साथ करीब और व्यापक संपर्क बनाए रखने के लिए कार्य करता है, इलेक्ट्रोड के लिए इस लेख में वर्णित इलेक्ट्रोड के लिए प्रतिस्थापित किया जा सकता है ।

EOG की कुछ कमियां भी स्वीकार की जानी चाहिए । EOG क्षैतिज आंख आंदोलनों रिकॉर्डिंग के लिए आम तौर पर ही पर्याप्त है, के रूप में परिचय में उठाया । इसके अलावा, यह मज़बूती से EOG विधि द्वारा microsaccades का आकलन करने के लिए मुश्किल है, जबकि VOG ऐसा करने की क्षमता है । यह समस्या विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि saccadic स्पाइक क्षमता और उच्च आवृत्ति रेंज में इसके फिंगरप्रिंट26। हालांकि इन पहलुओं नैदानिक संदर्भ में समस्याग्रस्त किया जा सकता है, वे भी वर्तमान प्रोटोकॉल के साथ हल नहीं किया जा सकता है और भविष्य के अध्ययन में संबोधित किया जाना रहता है । दूसरी ओर, EOG द्वारा दर्ज नेत्र स्थिति संकेत कलाकृतियों और शोर से दूषित हो सकता है, जैसे चेहरे की मांसपेशियों और electroencephalography से electromyography. इसके अलावा, जब एक डीसी एंपलीफायर का प्रयोग किया जाता है, दर्ज EOG संकेत समय के साथ बहाव कर सकते हैं । इन मुद्दों को काफी हद तक एक प्लास्टिक फ्रिंज कि बंद और स्थिर निर्धारण के साथ ही त्वचा और इलेक्ट्रोड के बीच प्रतिबाधा की कमी की अनुमति देता है के साथ एक इलेक्ट्रोड का उपयोग करके हल किया जा सकता, प्रभावी ढंग से आसपास के शोर को कम करने. दूसरे, जेल और त्वचा के बीच संपर्क क्षेत्र में वृद्धि एक कप-इलेक्ट्रोड के रूप में ऊपर वर्णित का उपयोग करके, त्वचा के संपर्क में प्रतिबाधा कम करने में मदद करता है. एक और रास्ता बहाव से बचने के लिए इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के बाद 10-15 मिनट की अवधि के लिए इंतजार करना है, जब तक पर्याप्त प्रकाश अनुकूलन जगह लेता है । यह प्रतीक्षा अवधि भी इलेक्ट्रोड (जेल) और त्वचा के बीच प्रतिबाधा को कम करने में मदद करता है, और दर्ज EOG संकेत आमतौर पर समय बीतने के रूप में स्थिर. अंशांकन दोहरा और oculomotor कार्यों के प्रदर्शन के दौरान उचित रूप से टकटकी संकेत के लाभ की स्थापना और रिकॉर्डिंग की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए मदद कर सकते हैं । आँख स्थिति संकेत का बहाव एक समस्या पैदा कर सकते हैं जब रिकॉर्डिंग चिकनी पीछा के लिए जो रिकॉर्डिंग आमतौर पर एक विस्तारित अवधि के लिए किया जाता है । हालांकि, रिकॉर्डिंग saccades, जिसकी अवधि केवल कई दसियों मिलीसेकंड के लिए रहता है के लिए, यह आमतौर पर कोई समस्या नहीं है ।

संक्षेप में, "सटीक" EOG रिकॉर्डिंग को प्राप्त करने के लिए, यह पद्धति ही नहीं है कि मामलों, लेकिन कैसे प्रयोगकर्ता इसे लागू करता है । महत्वपूर्ण कदम यह है कि कैसे रिकॉर्डिंग की अस्थिरता से निपटने के लिए । आवश्यक उपायों को प्रभावी ढंग से शोर को कम करने में सक्षम एक विस्तृत प्लास्टिक फ्रिंज के साथ एक एजी-AgCl इलेक्ट्रोड का उपयोग करने के लिए कर रहे हैं, और पर्याप्त प्रकाश अनुकूलन के लिए प्रतीक्षा करें । यह प्रतीक्षा अवधि भी इलेक्ट्रोड और त्वचा के बीच प्रतिबाधा को कम करने में मदद करता है, जिससे एक स्थिर संकेत दर्ज सुनिश्चित. इसके अलावा, पुनः अंशांकन कार्य प्रदर्शन के दौरान की आवश्यकता के रूप में किया जाता है । इस प्रकार कार्यांवित, EOG अभी भी उच्च नैदानिक साध्यता की एक विधि है कि व्यापक रूप से मस्तिष्क संबंधी रोगियों के लिए लागू किया जा सकता है, विशेष रूप से क्षैतिज दिशा में saccades रिकॉर्डिंग के लिए हो सकता है । वास्तव में, EOG एक बेहतर तरीका है जब केवल इस आर्थिक कारणों के लिए या व्यावहारिक नैदानिक स्थितियों जहां एक आसानी से लागू विधि की आवश्यकता है और जहां डेटा की चूक की अनुमति नहीं है के लिए उपलब्ध है हो सकता है ।

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Disclosures

लेखकों को इस अध्ययन के संबंध में खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है ।

Acknowledgments

डॉ Terao शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान के मंत्रालय से वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए एक अनुसंधान परियोजना अनुदान में सहायता द्वारा समर्थित किया गया था, और जापान की प्रौद्योगिकी [16K09709, 16H01497] । यू एक अनुसंधान परियोजना अनुदान के द्वारा समर्थित था वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान और जापान की प्रौद्योगिकी के मंत्रालय से सहायता [no. 25293206, २२३९०१८१, 15H05881, 16H05322]; स्वास्थ्य और जापान के कल्याण मंत्रालय से पार्किंसंस रोग के सर्वश्रेष्ठ rTMS उपचार पर अनुसंधान समिति से अनुदान द्वारा; और जापान के स्वास्थ्य और कल्याण मंत्रालय के दुस्तानता पर अनुसंधान समिति द्वारा ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Electrode Nihon-Kohden (Tokyo, Japan) NS111-115 cup electrode
Electrode paste Nihon-Kohden (Tokyo, Japan) Gelaid Z-101BA gel electrode paste to fill in the cup electrode
Adhesive tape  Nihon-Kohden (Tokyo, Japan) H261 double-stick tape for fixating the electrode
DC-amplifier Nihon-Kohden (Tokyo, Japan) AN-601G amplifier for EOG
video-based eye tracking system SR research (Mississauga, Ontario, Canada) Eyelink II eye tracking system for recording VOG
Filter NF corporation MS-521 filter for the EOG signal

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References

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