Aufnahme horizontaler Saccade Performances genau bei neurologischen Patienten mit Elektro-oculogram

Behavior

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Summary

Der Artikel beschreibt eine praktische Methode zur Erfassung von horizontalen Augenbewegungen mit hoher Genauigkeit durch Elektro-Oculogram bei neurologischen Patienten, mit einer Tasse Ag-AgCl-Elektrode mit einer breiten Kunststoff Franse. Stabile Messung erfordert eine korrekte Auswahl und Fixierung der Elektroden, ausreichend Zeit für Licht Anpassung auftreten und Re-Kalibrierung je nach Bedarf nehmen.

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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

Elektro-Oculogram (EOG) hat seit klinische Augenbewegungen aufnehmen, vor allem horizontale Sakkaden verbreitet obwohl Video-Oculography (VOG) weitgehend die es heutzutage aufgrund der höheren räumliche Genauigkeit stattgefunden hat. Es gibt jedoch Situationen, in denen EOG hat klare Vorteile gegenüber VOG, z. B. Patienten mit schmalen Augen Spalten oder Katarakt Objektive, und Patienten mit Bewegungsstörungen. Der vorliegende Artikel zeigt, dass bei ordnungsgemäßer Umsetzung EOG eine Genauigkeit fast so gut wie VOG mit beträchtlichen Stabilität für die Aufnahme, erreichen kann während Umgehung von Problemen im Zusammenhang mit VOG Aufnahme. Der vorliegende Beitrag beschreibt eine praktische Methode zur Erfassung der horizontalen Sakkaden okulomotorischen Paradigmen mit hoher Genauigkeit und Stabilität von EOG bei neurologischen Patienten. Die erforderlichen Maßnahmen sind zu eine Ag-AgCl-Elektrode mit einer breiten Kunststoff Franse in der Lage, Reduzierung von Lärm zu verwenden und zu warten, bis genügend Licht Anpassung auftreten. Diese Wartezeit hilft auch, um die Impedanz zwischen den Elektroden und der Haut zu senken, und damit stabiles Signal aufgezeichnet, wie die Zeit vergeht. Darüber hinaus wird Re-Kalibrierung durchgeführt, wie während der Aufgabenwahrnehmung erforderlich. Mit dieser Methode der Experimentator Abweichungen der Signale sowie Verschmutzung der Artefakte oder Lärm aus dem Elektromyogramm und Elektroenzephalogramm vermeiden und ausreichende Daten für klinische Auswertung der Sakkaden sammeln kann. Also wenn implementiert, EOG kann eine Methode der hohen Praktikabilität, die weithin für neurologische Patienten angewendet werden kann, aber auch für Studien an gesunden Probanden wirksam sein kann.

Introduction

Es gibt drei große Möglichkeiten, Augenbewegungen, die konventionelle EOG der VOG, aufgenommen von der Video-basierte Eye-tracking-System und der skleralen Suchmethode Spule (SSC) aufzuzeichnen. Unter anderem wurde EOG häufig verwendet für die Aufzeichnung von Augenbewegungen bei Patienten seit den 1970er Jahren wegen seiner Einfachheit. Überall anwendbar, die klinische Bevölkerung, diese Methode ausgiebig für die Diagnose von neurologischen Patienten verwendet worden und hat nützliche Angaben über die Pathophysiologie, die zugrunde liegenden Erkrankungen1,2, 3,4,5. Darüber hinaus ist es nach wie vor die einzige Technik, die praktisch für die Aufzeichnung von Augenbewegungen während des Schlafes (Rapid Eye Movement während der REM-Schlaf und andere Formen der Augenbewegungen) verwendet werden kann.

Da der Augapfel in seinem vorderen Aspekt einschließlich der Hornhaut im Verhältnis zu seiner hinteren Seite positiv geladen ist, gibt es eine Spannungsdifferenz zwischen den vorderen und hinteren Aspekten der Augen bezeichnet das Corneo Retinal-Potenzial. Aufgrund des Vorhandenseins von diesem Potenzial die richtige Elektrode werden positiver als die linke, wenn die Themen dreht ihren Blick nach rechts, und negativ werden, wenn sie ihren Blick nach links drehen. Da die Spannungsdifferenz zwischen den linken und rechten Elektroden deutlich mit dem Drehwinkel der Augäpfel für horizontale Sakkaden korreliert, kann es zur horizontalen Augenbewegungen messen. Allerdings hält diese Korrelation nicht für die vertikale Richtung, obwohl vertikale EOG noch verwendet werden kann, um Auge Bewegungen6zu messen. Auf der anderen Seite, verwenden einige Studien vor allem vertikale EOG zur Überwachung blinkt.

Vor kurzem jedoch VOG hat weitgehend an die Stelle der EOG aufgrund der höheren räumliche Genauigkeit bis zu 0,25 - 0,5 Grad und ist inzwischen die Standardmethode für die Aufnahme in der klinischen Einstellung Saccade. Unterdessen kommt EOG eher veraltet betrachtet werden, da seine räumliche Genauigkeit, höchstens 0,5 Grad niedriger als die der VOG ist.

VOG hat jedoch auch ihre Nachteile, wenn in der klinischen Einstellung verwendet. Es gibt Fälle, in denen VOG nicht durchführbar ist; zum Beispiel wird Eye-tracking ungenau in Fächern mit einem schmalen Auge Spalt wie wenn der Großraum der Hornhaut durch die Augenlider verschlossen ist. Bei Patienten mit Katarakt-Objektive behindert aberranten Reflexion des Infrarotlichts zuverlässige Aufzeichnung von der Blickrichtung. Darüber hinaus bieten EOG Vorteile für einige, die Menschen, für die ihre Bewegungsstörung VOG Aufnahme erschwert. Darüber hinaus ist die VOG System teurer im Vergleich zu der Einrichtung der EOG, wodurch oft der ehemaligen in gewöhnlichen medizinischen Einrichtungen nicht verfügbar.

Auf der anderen Seite gilt die SSC-Methode als der Goldstandard für die Messung der Augenbewegungen. Verglichen mit VOG und EOG, diese Methode bietet die höchste räumliche Genauigkeit bis zu 0,1 Grad und ist besonders nützlich, wenn die Aufnahme hoher Frequenz Kopfbewegung6beinhaltet. Diese Methode ist jedoch potentiell invasiv, d. h., schmerzhaft und sehr irritierend für die Augen, und ermöglicht die Aufnahme nur für eine kurze Zeit, etwa unter 30 min oder kürzere7,8,9,10 . Diese kurze Dauer macht es eine Methode ungeeignet für umfangreiche klinische Anwendung, obwohl es in einigen spezialisierten Einrichtungen11erfolgreich benutzt worden ist.

Basierend auf früheren Studien, die Aufnahme von mehr als 250 neurologischen Patienten und 480 Normalpersonen von der gleichen Gruppe12,13,14,15,16,17, 18,19, die vorliegende Studie zeigt, dass EOG ist genau genug, um als Standardtechnik der Auge Bewegung Aufnahme dienen, und vielseitig einsetzbar für die klinische Bevölkerung unter Umgehung verschiedene Nachteile der VOG und SSC. Der vorliegende Artikel beschreibt eine stabile EOG Aufnahme Methode, mit einer Elektrode mit einem breiten Rand damit breite und stabile Kontakt mit der Haut, ähnlich wie ein EEG-Elektrode mit Kollodium für die Aufnahme eines langen Zeitraums sicher auf der Kopfhaut befestigt. Die Impedanz der Elektrode ausfällt und die Aufnahme wird mit der Zeit stabil die Artefakte von Gesichtsmuskeln und Elektroenzephalographie dadurch effektiv zu reduzieren. Diese Methode wird mit gleichzeitig aufgezeichnete VOG verglichen. Wenn Sie richtig vorbereitet und umgesetzt, EOG ist so gut wie VOG in Bezug auf Genauigkeit für Aufnahme Sakkaden bei neurologischen Patienten und EOG möglicherweise sogar besser geeignet, um Saccade Aufnahme bei normalen Probanden.

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Protocol

Alle experimentelle Verfahren in dieser Studie wurden genehmigt und nach den Richtlinien des Instituts Humanforschung Ethik-Kommission nach Einwilligung durchgeführt.

1. bereiten Sie das Thema und den Raum für rekodieren

  1. Führen Sie Aufnahme in einem Raum mit niedrigen ambient-Beleuchtung, um genügend Licht Anpassung zu ermöglichen.
  2. Haben Sie Themen sitzen vor einer schwarzen, konkave kuppelförmigen Bildschirm messen 90 cm im Durchmesser, die Leuchtdioden (LEDs) eingebettet in Nadelstiche, dienen als den Befestigungspunkten und Saccade Ziele für den okulomotorischen Paradigmen verwendet enthält.
    Hinweis: Die LEDs sind in horizontalen, vertikalen und schrägen Arrays in einem schwarzen, konkave kuppelförmigen Bildschirm, d.h.in 8 Richtungen getrennt um 45 Grad von der Mitte und in einem Abstand von 5 Grad vom Zentrum entfernt, wie ursprünglich entwickelt wurde, von Kato angeordnet. Et Al. 20 für Verhaltens- und physiologische Studien, und für den menschlichen Gebrauch von Hikosaka Et Algeändert. 21
  3. Machen Sie für die Steuerung der okulomotorischen Aufgaben jedes Thema, verbunden mit einem Mikrocomputer, wodurch das Thema einleiten und Beenden einer Aufgabe Prüfung durch Drücken und Loslassen der Taste gedrückt ein Mikroschalter.
    Hinweis: Aufgaben und Datenerfassung erfolgt durch ein maßgeschneidertes Programm auf einem typischen Windows-PC.
  4. Stabilisieren Sie das Thema Kopfposition von Kinn und Stirn Pausen sowie ein Stirnband.

2. Platzieren Sie die Elektroden für EOG

  1. Verwenden Sie eine Ag-AgCl-Cup-Elektrode für die Aufzeichnung von EOG (Abbildung 1), hat einen Durchmesser von 1,8 cm und einer Dicke von 3,5 mm. Der Boden des Bechers umfasst die Ag-AgCl-Elektrode und der Seitenwand ist umgeben von einer Kunststoff Franse von 5 mm Dicke, breite Berührung mit der Haut aktivieren.
  2. Reinigen Sie die Haut mit einem Alkoholtupfer.
  3. Füllen Sie die Tasse mit Elektrode Paste.
  4. Stabil fixieren Sie die Elektrode auf der Haut zu, indem man doppelseitiges Klebeband unter dem Kunststoff und legen Sie die Fransen auf der Haut.
  5. Für die Aufzeichnung von horizontalen Sakkaden von EOG, platzieren Sie die Elektroden an den bilateralen Augenwinkel der Augen, während für die Aufzeichnung von vertikalen Sakkaden, platzieren Sie die Elektroden oberhalb und unterhalb eines Auges.

3. richten Sie die Verstärker für Aufnahme

  1. Verwenden Sie einen Gleichstrom (DC)-Verstärker für die Aufnahme der EOG mit dem Signal digitalisiert bei 500 Hz.
  2. Notieren Sie VOG gleichzeitig mit der videobasierten Eye-tracking System, das Okular Fixierung Positionsdaten bei einer Abtastrate von 500-1.000 Hz erfasst.
  3. Ernähren Sie den analogen Ausgang der horizontalen und vertikalen Auge Positionen zu und setzen Sie den Filter das Datenerfassungssystem mit dem Signal Tiefpass-Filter bei 20 Hz.
  4. Auch, stellen Sie den Filter, High-Intermediate Rauschen wie Elektromyographie und Elektroenzephalographie zu vermindern.
    Hinweis: Für die Analyse, weitere Glättungsprozess ist notwendig für die Berechnung der Saccade Geschwindigkeitsprofile von Auge-Positionsdaten (hier 3-Punkt Glätten erfolgte dreimal).
  5. Wenn möglich, Messen Sie die Impedanz zwischen den Elektroden und der Haut und halten Sie es unter 20 kΩ.

(4) Wartezeit nach der Platzierung der Elektroden für Licht Anpassung

  1. Warten Sie 10-20 min nach dem Platzieren der EOG-Elektrode auf der Haut, bis genügend Licht Anpassung stattfindet.
  2. Ermöglichen Sie die Aufnahme zu stabilisieren und die Impedanz zwischen Elektrodengel zu verringern.

5. kalibrieren Sie die EOG und VOG-Signale

  1. Führen Sie Auge Bewegung Kalibrierung vor jedem Test-Session mit den Themen 5 vorgegebenen Orten betrachten.
  2. Machen Sie genauer gesagt, Themen visuelle Ziele anzuzeigen, in der Mitte und diejenigen, die 20 Grad nach links, rechts, nach oben zu erscheinen, und nach unten von der Fixierung Punkt, sowohl für EOG und VOG.
  3. Einstellen Sie die Verstärkung des EOG wie die Themen auf diese Spots, fixieren so, dass mit der Custom-Built Datenerfassungssystem für die Überwachung der aktuellen Augenposition auf dem Computerbildschirm angezeigt die soll-Position auf dem Bildschirm angezeigt entspricht.

6. zeichnen Sie Sakkaden mit der okulomotorischen Paradigmen und kalibrieren Sie Auge Positionen bei Bedarf während der Sitzung

  1. Weisen Sie die Themen über die okulomotorischen Paradigmen.
    Hinweis: Zwei okulomotorischen Aufgaben dienen in der Regel für klinische Studien, die optisch geführte Saccade (VGS) und antisaccade (AS) Aufgaben. Kurz, in VGS, wenn Themen die Taste drücken, ein zentraler Punkt in der Mitte der Kuppel leuchtet und die Themen werden zunächst aufgefordert, an dieser Stelle zu fixieren. 1,5-2 s später, ein Ziel wird vorgestellt, nach dem Zufallsprinzip an einem Ort 5, 10, 20 oder 30 Grad horizontal nach links oder rechts davon zur gleichen Zeit wie die zentrale Fixierung Ort erloschen ist. Die Probanden sind angewiesen, um ein Saccade in Richtung dieses Ziels zu machen. Machen Sie in der AS-Aufgabe die Themen erste Drücken Sie die Taste und dann verlangen Sie, dass sie auf der zentralen Fixierung Punkt zu fixieren, wie es scheint. 1,5-2 s später das Ziel springt nach links oder rechts davon, ähnlich wie oben. Die Themen sind verpflichtet, ein Saccade eine spiegelsymmetrische Position über die zentrale Fixierung vor Ort leisten.
  2. Haben Sie die Themen drücken Sie die Taste und die Prüfungen beginnen.
  3. Während der Sitzung einstellen Sie die Verstärkung des EOG während die Aufgabenleistung so, dass die aktuelle Augenposition auf dem Bildschirm angezeigten immer die Zielposition, die gleichzeitig auf demselben Bildschirm angezeigt ausgerichtet ist. Sowohl für EOG und VOG durchführen Sie Re-Kalibrierung für Anpassung bei Bedarf während der Experimente.
  4. Um die Leistungen der beiden Methoden zu vergleichen, analysieren Sie die gefilterte und digitalisierten EOG-Signale aus dem DC-Verstärker und VOG von einem speziell angefertigten Computerprogramm zu und zeigen Sie die EOG und VOG-Signale zusammen in derselben Spur.

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Representative Results

Abbildung 2 zeigt repräsentative gleichzeitige Aufzeichnungen der EOG und VOG in einem normalen Subjekt. 8 Studien der VGS überlagern EOG (graue Kurve) und VOG (rote Kurven; Abbildung 2 ( A). durch das vorliegende Verfahren kalibriert, EOG und VOG Daten sind dafür bekannt, über einen Bereich von 5-30 Grad linear sein, und die räumliche Genauigkeit der Daten ist 0,5 Grad.

Die Aufzeichnungen erhalten durch die beiden Methoden weitgehend überschneiden sich mit einander. Auch Saccade Parameter, wie z. B. Latenz und Amplitude, sind fast vergleichbar für die beiden Aufnahmemethoden, obwohl die Geschwindigkeit etwas kleiner für EOG (VGS: Abbildung 2B, AS: Abbildung 2C).

Für EOG können Elektromyographie und Elektroenzephalographie Auge Bewegung Aufzeichnungen, verwirren die erfordert in der Regel die Verwendung der Tiefpass-Filterung für richtige Auge Aufnahme. Die Verwendung der Tiefpass-Filterung bei 20 Hz berichtet, die Peak-Geschwindigkeit zu verringern und das Auftreten von Sakkaden leicht erhöhen; die Geschwindigkeit der Sakkaden ist um bis zu 10 % für VGS und MGS kleiner, und die Latenz gemessen EOG ist länger als die gemessen VOG um 2-3 % (oder in der Größenordnung von 8 – 10 ms), während die Amplitude der Sakkaden weitgehend vergleichbare22 ist. Auf der anderen Seite, frühere Studien von anderen Gruppen haben größere Saccade Geschwindigkeit für EOG gemeldet, im Vergleich zu VOG und SSC7,8,9,10, und die Diskrepanz zwischen den Studien galt durch den Einsatz eines glättenden Verfahrens zur Berechnung das Geschwindigkeitsprofil Saccade und der Tiefpass-Filter, wie bereits erwähnt.

Figure 1
Abbildung 1: die Elektrode und Klebeband für die Aufnahme der EOG. Die Elektrode hat einen Durchmesser von 1,8 cm und einer Dicke von 3,5 mm, wo unten umfasst die Ag-AgCl-Elektrode und der Seitenwand ist umgeben von einer Kunststoff Franse von 5 mm Dicke. Dies ermöglicht breiten Kontakt mit der Haut, so dass enge und stabile Fixierung und dient dazu, die Impedanz zwischen Haut und Elektrode zu reduzieren. Aus diesem Grund wird die Aufzeichnung mit der Zeit stabil die Artefakte von Gesichtsmuskeln und Elektroenzephalographie dadurch effektiv zu reduzieren. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2 : Repräsentative Spuren von Sakkaden, aufgenommen von EOG und VOG . (A) repräsentative Spuren von EOG und VOG aufgezeichnet. 8 VGS Spuren überlagern, Zeit gesperrt, um das Signal Beginn der Sakkaden angewiesen. Sakkaden Ziele von vier verschiedenen Exzentrizitäten (5, 10, 20 und 30 Grad) nach links und rechts von der zentralen Fixierung Stelle erfasst. Die horizontale Achse gibt die Zeit und die vertikale Achse gibt die Augenposition (obere Spur) oder Geschwindigkeit (geringere Gebrauchsspuren). Die roten Kurven sind für VOG und die graue Kurven sind für EOG. In einem Intervall von 100 ms sind Zecken unten gekennzeichnet. Graue Kurven sind für EOG vom DC-Verstärker gemessen, und die roten Kurven sind für die VOG die videobasierte Eye-tracking-System gemessen. Wenn die Augen nach rechts zu verschieben, die Spuren abzulenken nach oben, und wenn die Augen nach links bewegen, lenken sie nach unten. Beachten Sie die erhebliche Überschneidungen zwischen den Spuren, außer dass die graue Spuren (EOG) leicht nach rechts im Vergleich zu den roten Spuren (VOG), impliziert eine etwas längere Wartezeit für EOG bezogen auf VOG vertrieben sind. (B) Vergleich der EOG und VOG Spuren in der VGS-Aufgabe. Rote Kurven sind für EOG und schwarze und blaue Kurven sind für VOG der linken und rechten Augen, bzw.. Die obere Spur ist für Augenposition und die untere Abbildung ist für Auge Geschwindigkeit. Beachten Sie wieder, die erhebliche Überschneidungen zwischen den Spuren für EOG und VOG, aber die Wartezeit etwas länger für EOG, und die Velocity-Kurve der EOG zeigt eine etwas niedrigere Gipfel Geschwindigkeit als der VOG. (C) Vergleich der EOG und VOG Spuren in der AS-Aufgabe. Ähnliche EOG und VOG Spuren bei Themen die AS Aufgabe auszuführen. Beachten Sie wieder, die erheblichen Überschneidungen und die Latenz etwas länger für EOG ist und Velocity-Kurve für EOG eine etwas niedrigere Gipfel Geschwindigkeit als die für VOG zeigt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

Obwohl heute die vorherrschende Methode zur Erfassung von Sakkaden der VOG geworden ist, zeigte die vorliegende Studie, dass EOG eine Genauigkeit fast vergleichbar mit der VOG bei ordnungsgemäßer Umsetzung (Abbildung 2) erreichen kann. Das vorliegende EOG-Verfahren hat gezeigt, dass eine gute Korrelation mit VOG zu erreichen, bei der Aufnahme von horizontalen Sakkaden und hat erfolgreich eingesetzt in vielen früheren Studien von der gleichen Gruppe12,13,14,15 ,16,17,18,19.

Zugegeben, VOG hat eine höhere räumliche Genauigkeit als EOG und EOG im klinischen Setting weitgehend ersetzt, aber die höhere Genauigkeit der VOG und SSC sollte nicht immer für bare Münze genommen werden. EOG in Kombination mit VOG oder SSC zu verzeichnen, und hat gezeigt Leistung vergleichbar mit den letzteren zwei trotz kleiner Unterschiede7,8,9. Vergleich der Saccade Spitze Geschwindigkeiten gleichzeitig gemessen an EOG, VOG und SSC konsequent zeigte, dass Peak Geschwindigkeit gemessen EOG leicht aber durchweg schneller als diejenigen gemessen an den anderen beiden Methoden7,8, 9. Diese schnellere Geschwindigkeit EOG gemessen wird in der Regel der höhere Geräuschpegel für EOG Aufnahme, z. B. Verunreinigungen aus den Alpha- und Beta-Banden des EEG9zugeschrieben. Auf der anderen Seite Spitze Geschwindigkeit gemessen VOG ist auch höher als die von SSC gleichzeitig7. Dieser Unterschied wird die Last der Suchspule, beeinflussen die Dynamik Saccade zugeschrieben; möglich Schlupf der Spule über die Hornhaut, vor allem während blinkt, kann die Messgenauigkeit Auge Bewegung, was zu einer etwas größeren Höhepunkt Geschwindigkeit gemessen an SSC als von VOG reduzieren. In der vorliegenden Studie war die Spitze Geschwindigkeit niedriger EOG im Vergleich zu VOG gemessen. Vermutlich deshalb, weil die Tiefpass-Filterung verwendet hier tendenziell die Peak-Geschwindigkeit zu verringern. Daher der Unterschied in "Genauigkeit" jede Methode möglicherweise nicht nur auf die verwirrende Lärm, sondern auch, wie Signale sind als verarbeitet (z. B. Tiefpass-Filterung) sowie an die inhärenten Einschränkungen für jede Aufnahmemethode (zB., Schlupf der Suchspule).

Unterdessen EOG hat einen klaren Vorteil gegenüber den anderen Augenbewegungen Aufnahme Methoden in bestimmten Aufnahmesituationen, dh., Themen mit schmalen Augen Spalten und Katarakt-Objektive. Die Methode für das schmale Auge anpassen Spalt, Experimentatoren können sich die Augenlider des Probanden während der Aufnahme Band, aber dies kann die Augen reizen und übermäßige blinken und Tränen, die zuverlässige Aufnahme behindert. Im Gegensatz dazu kann die EOG bei Patienten mit Katarakt-Objektive verwendet werden. Für VOG verliert man das Signal durch aberrante Reflexion verbunden mit Katarakt-Objektive. In ähnlicher Weise können blinkt praktisch "VOG Datensätze, abschneiden" weil beim blinkt das Signal verloren geht. Horizontale EOG ist dagegen von Blink Artefakte, weniger betroffen, obwohl kleine "spikes" blinkt in den Aufzeichnungen entsprechend gesehen werden kann.

EOG erfordert nur eine kurze Zeit für die Vorbereitung und möglicherweise sogar für viele Patienten mit Bewegungsstörungen, die weniger schwerwiegend sind. Einige neurologischen Patienten haben Schwierigkeiten bei der Stabilisierung ihrer Stamm. Solche Bewegungen können für die Aufzeichnung von VOG auch schädlich sein. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte zeigt EOG ein ausreichendes Maß an Genauigkeit für die klinische Bewertung; Es ist nicht, dass EOG inhärent "ungenau" als eine Methode für die Aufzeichnung von Augenbewegungen.

Ein praktischer Leitfaden zur Erfassung der EOG in klinische Anwendungen wurde in 201723veröffentlicht. Das Protokoll hier erstreckt sich dieser Vorschlag auch einige zusätzlichen Verfahren um die EOG-Aufnahme weiter zu stabilisieren. Das Corneo Retinal Potenzial kann mit der Zeit aufgrund von Faktoren schwanken, wie z. B. die Wachsamkeit von Themen oder Umwelt wie Umgebungslicht beeinflusst. Das Ausmaß der Potentialdifferenz Corneo Retinal ist von verschiedenen Bedingungen und erhöht während Licht Anpassung betroffen, während Dark Adaptation eine Abnahme24,25 verursacht. Mit ausreichend dunkel Adaption, Corneo Retinal Potenzial dürfte daher zu stabilisieren, führt zu geringeren Drift. Um Schwankungen zu reduzieren darüber hinaus die Verstärkung des EOG wurde kontinuierlich in das Experiment überwacht, und Re-Kalibrierung wurde auch für die Einstellung bei Bedarf während der Experimente durchgeführt. Diese Re-Kalibrierungsverfahren dauerte nur 10-20 s zu erfüllen, so dass dies nicht viel mit den Aufnahme-Verfahren zu intervenieren, und die Fluktuation der EOG Signal verringert. Wenn der Experimentator wartet auf 10-20 min nach Platzierung der Elektroden, ausreichend Licht Anpassung stattfinden wird und die Impedanz zwischen den Elektroden und der Haut wird auch verringern und allmählich Asymptote auf ein niedriges Niveau (bis 20kΩ). Die Wartezeit kann die aufgezeichneten Potenzial erheblich vom Anfang der Aufnahme zu stabilisieren und mit der Zeit immer stabiler geworden.

Anstelle der spezialisierten Kuppel LEDs einbetten, wie in diesem Artikel beschrieben kann jedes Board mit LEDs, eingebettet in eine ähnliche Regelung verwendet werden. Wechselspannung (AC) Verstärker kann anstelle eines DC-Verstärkers verwendet werden, aber in diesem Fall die Amplitude der aufgezeichneten Sakkaden werden nicht zuverlässig genug für qualitative Bewertung wegen des Signal-Zerfalls. Schließen Sie Elektroden haben eine breite Fransen, die auch dazu dient, pflegen und breiten Kontakt mit der Haut kann für die in diesem Artikel beschriebenen Elektrode ersetzt werden.

Einige Nachteile der EOG sollte auch anerkannt werden. EOG reicht in der Regel nur für die Aufzeichnung von horizontalen Augenbewegungen, wie in der Einleitung angesprochen. Darüber hinaus ist es schwierig, Microsaccades von der EOG-Methode zuverlässig zu beurteilen, während VOG die Fähigkeit hat, dies zu tun. Dieses Problem ist besonders wichtig wegen der potenziellen Sakkadische Spike und seinen Fingerabdruck in der Hochfrequenz Strecke26. Obwohl diese Aspekte im klinischen Kontext problematisch sein könnte, sie nicht sogar mit dem vorliegenden Protokoll gelöst werden und bleibt angesprochen in Zukunft Studien. Auf der anderen Seite kann das Auge Positionssignal aufgenommen von EOG Artefakte und Rauschen, wie Elektromyographie von Gesichtsmuskeln und Elektroenzephalographie kontaminiert sein. Auch, wenn ein DC-Verstärker verwendet wird, kann das aufgezeichnete Signal EOG mit Zeit treiben lassen. Diese Probleme können weitgehend behoben werden, durch die Verwendung einer Elektrode mit einem Kunststoff Fransen, die enge und stabile Fixierung sowie Verringerung der Impedanz zwischen Haut und Elektrode, die Umgebungsgeräusche effektiv reduzieren kann. Zweitens hilft erhöht die Kontaktfläche zwischen dem Gel und der Haut mithilfe einer Cup-Elektrode wie oben beschrieben, um die Impedanz bei Hautkontakt zu senken. Eine weitere Möglichkeit, die Drift zu vermeiden ist für einen Zeitraum von 10-15 min nach der Platzierung der Elektrode, warten, bis genügend Licht Anpassung stattfindet. Diese Wartezeit hilft auch weiter senken die Impedanz zwischen der Elektrode (Gel) und die Haut und das aufgezeichnete Signal EOG in der Regel stabilisiert, wie die Zeit vergeht. Wiederholung der Kalibrierung und Einstellung der Verstärkung des Signals Blick entsprechend bei der Durchführung der okulomotorischen Aufgaben können weiterhelfen, um die Aufnahmequalität zu verbessern. Die Drift der Auge Positionssignal kann ein Problem darstellen, wenn Sie glatte Verfolgung aufnehmen für die Aufnahme in der Regel über einen längeren Zeitraum erfolgt. Dies ist jedoch für die Aufzeichnung von Sakkaden, deren Dauer nur einigen zehn Millisekunden dauert, noch nicht in der Regel ein Problem.

Zusammenfassend für die Verwirklichung "genaue" EOG Aufnahme ist es nicht die Methode selbst, was zählt, sondern wie der Experimentator es umsetzt. Die entscheidende Schritt besteht darin, die Instabilität der Aufnahme zu bewältigen. Die erforderlichen Maßnahmen sind zu eine Ag-AgCl-Elektrode mit einer breiten Kunststoff Franse in der Lage effektiv reduzieren Lärm zu verwenden und zu warten, bis genügend Licht Anpassung. Diese Wartezeit hilft auch, um die Impedanz zwischen den Elektroden und der Haut zu senken, und damit ein stabiles Signal aufgezeichnet. Darüber hinaus wird Re-Kalibrierung durchgeführt, wie während der Aufgabenwahrnehmung erforderlich. So implementiert, kann EOG noch eine Methode der hohen klinischen Praktikabilität sein, die weithin für neurologische Patienten angewendet werden können, vor allem für die Aufzeichnung von Sakkaden in horizontaler Richtung. In der Tat kann EOG eine bevorzugte Methode sein, wenn es nur dies aus wirtschaftlichen Gründen oder im praktischen klinischen Situationen gibt wo eine leicht implementierte Methode benötigt wird und wo die Unterlassung der Daten nicht zulässig ist.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts in Bezug auf diese Studie offen zu legen.

Acknowledgments

Dr. Terao wurde durch ein Forschung Projekt Beihilfe für die wissenschaftliche Forschung vom Bundesministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie in Japan [16 K 09709, 16 H 01497] unterstützt. YU wurde unterstützt durch ein Forschung Projekt Beihilfe für wissenschaftliche Forschung vom Bundesministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie in Japan [No.25293206, Nr. 22390181, 15 H 05881, 16 H 05322]; durch Zuschüsse aus Research Committee on die besten rTMS Behandlung der Parkinson Krankheit aus dem Ministerium für Gesundheit und Wohlergehen von Japan; und durch Research Committee on Dystonie des Ministeriums für Gesundheit und das Wohlergehen von Japan.

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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