Optagelse vandrette Saccade forestillinger præcist i neurologiske patienter ved hjælp af elektro-oculogram

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Artiklen beskriver en praktisk metode til optagelse vandrette øjenbevægelser med høj nøjagtighed af elektro-oculogram i neurologiske patienter, ved hjælp af en kop Ag-AgCl-elektrode med en bred plast frynser. Stabil måling kræver korrekt udvælgelse og fiksering af elektroder, tager tilstrækkelig tid til lys tilpasning at forekomme, og fornyet kalibrering efter behov.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Elektro-oculogram (EOG) har været meget anvendt til kliniske øje bevægelse optagelse, især vandret saccades, selv om video-oculography (VOG) har i vid udstrækning taget i stedet for det i dag på grund af dets højere rumlig nøjagtighed. Men der er situationer hvor EOG har klare fordele i forhold til VOG, fx fag med snævre øje kløfter eller at have grå stær linser, og patienter med bevægelsesforstyrrelser. Denne artikel viser, at hvis gennemføres korrekt, EOG kan opnå en præcision næsten lige så god som VOG med betydelig stabilitet for optagelse, mens omgå problemer forbundet med VOG optagelse. Den nuværende papir beskriver en praktisk metode til at optage vandret saccades ved hjælp af oculomotor paradigmer med høj nøjagtighed og stabilitet af EOG i neurologiske patienter. De nødvendige foranstaltninger er at bruge en Ag-AgCl-elektrode med en bred plast frynser i stand til at reducere støj og afvente tilstrækkeligt lys tilpasning at forekomme. Denne venteperiode også hjælper med at sænke impedans mellem elektroderne, og huden, at sikre stabile signal registreres som tiden går. Derudover udføres re kalibrering efter behov under opgave ydeevne. Brug denne metode, eksperimentatoren kan undgå driver af signaler samt forurening af artefakter og støj fra electromyogram og elektroencefalografi, og kan indsamle tilstrækkelige data for klinisk evaluering af saccades. Således når det er gennemført, EOG kan stadig være en metode til høj anvendelighed, der kan anvendes bredt til neurologiske patienter, men kan være effektivt også til undersøgelser hos normale forsøgspersoner.

Introduction

Der er tre store måder at registrere øjenbevægelser, den konventionelle EOG, VOG indspillet af den video-baserede eye tracking system, og metoden scleral search coil (SSC). Blandt dem, er EOG ofte bruges til at optage øjenbevægelser hos patienter i 1970 ' erne på grund af sin enkelhed. Almindeligt gældende til den kliniske befolkning, denne metode har været flittigt udnyttet til diagnosticering af neurologiske patienter og har givet nyttige oplysninger om patofysiologien bag lidelser1,2, 3,4,5. Derudover er det stadig den eneste teknik, der realistisk kan bruges til at optage øjenbevægelser under søvn (rapid eye bevægelse under REM-søvn og andre former for øjenbevægelser).

Da øjeæblet er positivt ladede i sin forreste del, herunder hornhinden i forhold til dens posterior aspekt, er der en spændingsforskel mellem de forreste og bagerste aspekter af øjnene kaldes corneo-retinal potentiale. På grund af tilstedeværelsen af dette potentiale, den rigtige elektrode vil blive mere positivt end venstre når emnerne vender deres blik mod højre, og blive negativ, når de slår deres blik til venstre. Da spændingsforskel mellem venstre og højre elektroderne korrelerer betydeligt med rotationsvinkel af øjne for vandret saccades, kan det bruges til at måle vandrette øjenbevægelser. Men denne korrelation ikke holde til den lodrette retning, selvom lodret EOG stadig kan bruges til at måle øje bevægelser6. På den anden side bruger nogle undersøgelser primært lodret EOG for overvågning blinker.

For nylig, men VOG i vid udstrækning har fundet sted af EOG på grund af dets højere rumlig nøjagtighed nåede op til 0,25 - 0,5 grader, og er nu blevet standardmetode for saccade optagelse i de kliniske omgivelser. I mellemtiden, EOG er kommet til at blive betragtet som temmelig forældet, da dens rumlig nøjagtighed, højst 0,5 grader, er ringere end VOG.

VOG har imidlertid også sine egne ulemper hvis bruges i de kliniske omgivelser. Der er tilfælde hvor VOG ikke er mulig; for eksempel bliver eyetracking unøjagtige i fag med en smal øje kløft som Hvornår den større område af hornhinden er tilstoppet af øjenlågene. Hos patienter med grå stær linser hæmmer afvigende refleksion af den infrarøde lys pålidelig registrering af blik retning. EOG kan desuden tilbyde fordele for nogle mennesker, for hvem deres bevægelse lidelse gør VOG optagelse vanskeligt. Derudover er VOG system dyrere i forhold til opsætningen af EOG, hvilket ofte gør tidligere utilgængelig i almindelige medicinske faciliteter.

På den anden side betragtes metoden SSC som guldstandarden for måling af øjenbevægelser. Sammenlignet med VOG og EOG, denne metode giver den højeste rumlig nøjagtighed, ned til 0,1 grader, og er især nyttig, når optagelsen indebærer højfrekvente hoved bevægelse6. Men denne metode er potentielt invasive, dvs, smertefulde og meget irriterende for øjnene, og giver mulighed for optagelse i kun en kort periode, cirka under 30 min eller kortere7,8,9,10 . Denne korte varighed gør det en metoden uegnet til omfattende kliniske anvendelse, selv om det har været anvendt med succes i nogle specialiserede faciliteter11.

Baseret på tidligere undersøgelser registrering af mere end 250 neurologiske patienter og 480 normale individer fra den samme gruppe12,13,14,15,16,17, 18,19, den nuværende undersøgelse viser at EOG kan være præcise nok til at tjene som en standard teknik i øjet bevægelse optagelse, og alment gældende til den kliniske befolkning, mens omgå forskellige ulemper af VOG og SSC. Denne artikel beskriver en stabil EOG optagelse metode, ved hjælp af en elektrode med en lang ydergruppe så bred og stabil kontakt med huden, ligner en EEG elektrode tilsluttet korrekt på hovedbunden af Kolloidbomuld til optagelse af en lang tidsperiode. Impedans af elektroden går ned og optagelsen bliver stabil med tid, derved effektivt at reducere artefakter fra ansigtsmuskler og electroencefalografi. Denne metode er sammenlignet med samtidig indspillede VOG. Når ordentligt forberedt og gennemført, EOG er så god som VOG i form af nøjagtighed for optagelse saccades i neurologiske patienter, og EOG kan endda være mere åbne over for saccade optagelse i normale individer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle eksperimentelle procedurer i denne undersøgelse blev godkendt og gennemføres i henhold til retningslinjerne i institutionens menneskelige videnskabsetisk komité efter at have indhentet informeret samtykke.

1. forberede emnet og plads til omkodning

  1. Udføre optagelse i et rum med lav omgivende belysning, at give tilstrækkelig lys tilpasning.
  2. Har fag sidde foran en sort, konkave kuppel-formet skærm måler 90-cm i diameter, der indeholder lysemitterende dioder (lysdioder) indlejret i porer, der tjener som fiksering point og saccade mål anvendes for de oculomotor paradigmer.
    Bemærk: Lysdioderne er arrangeret i vandrette, lodrette og skrå arrays i et sort, konkave kuppel-formet skærm, dvs., i 8 retninger adskilt af 45 grader fra midten og med et interval på 5 grader fra midten, som blev oprindeligt udtænkt af Kato al.. 20 for adfærdsmæssige og fysiologiske undersøgelser, og den ændres til human brug Hikosaka mfl. 21
  3. For at kontrollere de oculomotor opgaver, gør hvert emne, holde en microswitch knap tilsluttet en mikrocomputer, som giver emnet til at indlede og afslutte en opgave retssag ved at trykke og slippe knappen.
    Bemærk: Opgaver og dataopsamling styres af et skræddersyet program fungerer på en typisk Windows PC.
  4. Stabilisere fagets hovedets stilling, hage og pande hviler og et hoved band.

2. Placer elektroderne for EOG

  1. Bruge en Ag-AgCl cup elektrode til optagelse EOG (figur 1), som har en diameter på 1,8 cm og en tykkelse på 3,5 mm. Bunden af koppen består af Ag-AgCl-elektrode og den laterale væg er omgivet af et plastik nicheaktørerne af 5 mm tykkelse, gør det muligt for bred kontakt med huden.
  2. Aftør huden med en spritserviet.
  3. Fylde koppen med elektrode pasta.
  4. Stabilt fiksere elektrode på huden ved at placere dobbelt-stick klæbebånd under plast og vedhæfte frynser på huden.
  5. Til optagelse af vandret saccades af EOG, Placer elektroderne på de bilaterale canthi af øjnene, boer optagelse lodret saccades, placere elektroder over og under det ene øje.

3. oprette forstærkere til optagelse

  1. Bruge en jævnstrøm (DC)-forstærker til optagelse EOG, med signalet digitaliseret ved 500 Hz.
  2. Optage VOG samtidig, ved hjælp af video-baserede eye tracking system, der registrerer okulær fiksering holdning data på en samplingfrekvens på 500-1.000 Hz.
  3. Feed det analoge output af vandrette og lodrette øje positioner og indstille filteret af dataoptegningssystem, med signal low-pass filter på 20 Hz.
  4. Indstil også filteret for at dæmpe high-mellemliggende frekvens støj, såsom Elektromyografi og electroencefalografi.
    Bemærk: For analyse, en yderligere udjævning proces er nødvendige for beregning af saccade hastighed profiler fra øjet positionsdata (her, 3-punkts gulvafslibning blev opført tre gange).
  5. Hvis det er muligt, måle impedans mellem elektrode og huden og holde det under 20 kΩ.

4. ventetid efter at placere elektroder til lys tilpasning

  1. Vent 10-20 min efter at placere EOG elektrode på huden, indtil tilstrækkeligt lys tilpasning finder sted.
  2. Tillade optagelse til at stabilisere og impedans mellem elektrode gel til at falde.

5. kalibrere EOG og VOG signaler

  1. Udføre øje bevægelse kalibrering før hver test session ved at få emner ser på 5 pre angivne steder.
  2. Mere specifikt gøre emner Se visuelle mål i midten og dem, der vises 20 grader til venstre, højre, opad og nedad af fiksering punkt, både for EOG og VOG.
  3. Justere forstærkningen af EOG som emnerne fiksere på disse steder, så bruger den specialbyggede dataoptegningssystem for at overvåge den aktuelle øje position vises på computerskærmen matcher målet position vises på skærmen.

6. optage Saccades ved hjælp af de Oculomotor paradigmer og rekalibrere øje positioner efter behov under sessionen

  1. Instruere emner om de oculomotor paradigmer.
    Bemærk: To oculomotor opgaver anvendes typisk til kliniske studier, den visuelt guidede saccade (Verlagsgesellschaften) og antisaccade (som) opgaver. Kort, i Verlagsgesellschaften, når emner trykker på knappen, centralt lyser i midten af kuplen, og emnerne er først forpligtet til at fiksere på dette sted. 1,5-2 s senere, et mål præsenteres, tilfældigt på en placering 5, 10, 20 eller 30 grader vandret til venstre eller til højre for det, på samme tid som den centrale fiksering spot er slukket. Emnerne, der bliver bedt om at gøre en saccade mod dette mål. I opgaven AS gøre emnerne første tryk på knappen og derefter kræver dem til at fiksere på det centrale fiksering punkt, som det vises. 1,5-2 s senere, målet hopper til venstre eller til højre for det, svarende til ovennævnte. Emnerne, der er forpligtet til at gøre en saccade mod en spejl-symmetrisk holdning på tværs af centrale fiksering spot.
  2. Har emnerne Tryk på knappen og begynde forsøg.
  3. Under sessionen, skal du justere forstærkningen af EOG under ydeevne opgave, så den aktuelle øje position vises på skærmen er altid tilpasset motivpositionen samtidig vises på samme skærm. Både for EOG og VOG, udføre re kalibrering for justering når det er nødvendigt i hele eksperimenterne.
  4. For at sammenligne de to metoder forestillinger, analysere filtreret og digitaliserede EOG signaler fra DC-forstærker og VOG af en specialbygget computerprogram og Vis EOG og VOG signalerne sammen i det samme spor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 2 viser repræsentative samtidige optegnelser over EOG og VOG i en normal genstand. 8 forsøg med Verlagsgesellschaften er overlejret EOG (grå kurver) og VOG (røde kurver; Figur 2 A). kalibreret af den nuværende metode, EOG og VOG data er kendt for at være lineær over et interval på 5-30 grader, og den rumlige nøjagtigheden af oplysningerne er 0,5 grader.

De poster, der er fremkommet ved de to metoder i vid udstrækning overlapper hinanden. Også, saccade parametre, såsom ventetid og amplitude, er næsten sammenlignelige for de to optagelse metoder, selv om hastigheden er lidt mindre for EOG (Verlagsgesellschaften: figur 2B, AS: figur 2C).

For EOG, kan Elektromyografi og electroencefalografi forvirre øje bevægelse poster, som normalt kræver anvendelsen af low-pass filtrering for korrekt øjet optagelse. Brugen af low-pass filtrering på 20 Hz er blevet rapporteret at nedsætte højeste hastighed og øge udbrud af saccades lidt; hastigheden af saccades er mindre med op til 10% for Verlagsgesellschaften og MGS, og latenstid målt ved EOG er længere end der målt af VOG af 2-3% (eller om 8-10 ms), hvorimod saccades amplitude er stort set sammenlignelige22. På den anden side tidligere undersøgelser af andre grupper har rapporteret større saccade hastighed for EOG i forhold til både VOG og SSC7,8,9,10, og misforholdet mellem undersøgelser blev anset anvendelse af en udjævning procedure til at beregne saccade hastighed profil og low-pass filtrering som nævnt.

Figure 1
Figur 1: elektrode og selvklæbende tape bruges til at optage EOG. Elektroden har en diameter på 1,8 cm og en tykkelse på 3,5 mm, hvor bunden består af Ag-AgCl-elektrode og den laterale væg er omgivet af et plastik nicheaktørerne af 5 mm tykkelse. Dette giver mulighed for bred kontakt med huden, giver mulighed for tæt og stabil fiksering, og tjener til at mindske impedans mellem huden og elektrode. På grund af dette bliver optagelsen stabil med tid, derved effektivt at reducere artefakter fra ansigtsmuskler og electroencefalografi. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2 : Repræsentative spor af saccades indspillet af EOG og VOG . (A) repræsentative spor optaget af EOG og VOG. 8 Verlagsgesellschaften spor er overlejret, tid-låst til signalet instruere starten af saccades. Saccades mod mål af fire forskellige særheder (5, 10, 20 og 30 grader) til venstre og højre fra centrale fiksering stedet registreres. Den vandrette akse giver tid og den lodrette akse giver øjet position (øverste trace) eller hastighed (lavere spor). De røde kurver er for VOG og de grå kurver for EOG. Flåter nedenfor er markeret et interval på 100 ms. Grå kurver er for EOG målt ved DC-forstærker, og de røde kurver er på VOG målt ved den video-baserede eye tracking system. Når øjne flytte til højre, sporene aflede opad og når øjne flytte til venstre, de aflede nedad. Bemærk den betydelige overlapning mellem sporene, bortset fra at de grå spor (EOG) er lidt forskudt mod højre i forhold til de røde spor (VOG), hvilket indebærer en lidt længere ventetid for EOG i forhold til VOG. (B) sammenligning af EOG og VOG spor i opgaven Verlagsgesellschaften. Røde kurver er for EOG og sort og blå kurver er på VOG af de venstre og højre øje, hhv. Den øverste spor er for øjenhøjde, og det laveste tal er for øje hastighed. Igen opmærksom på den betydelige overlapning mellem spor for EOG og VOG, men ventetid er lidt længere for EOG, og velocity curve af EOG viser en lidt lavere peak hastighed end VOG. (C) sammenligning af EOG og VOG spor i AS opgaven. Lignende EOG og VOG spor når emner udfører opgaven AS. Bemærk igen den betydelige overlapning og at latenstiden er lidt længere for EOG, og velocity curve for EOG viser en lidt lavere peak hastighed end til VOG. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Selv om i dag, er den fremherskende metode til registrering af saccades blevet VOG, viste den nuværende undersøgelse, at EOG kan opnå en nøjagtighed næsten sammenlignes med VOG hvis gennemføres (figur 2). Den nuværende EOG metode har vist sig at opnå en god korrelation med VOG, når du optager vandret saccades og held har været anvendt i mange tidligere undersøgelser af den samme gruppe12,13,14,15 ,16,17,18,19.

Ganske vist VOG har en højere rumlig nøjagtighed end EOG og har stort set erstattet EOG i de kliniske omgivelser, men højere nøjagtigheden af VOG og SSC bør ikke altid tages for pålydende. EOG er blevet registreret i kombination med VOG eller SSC, og har vist ydelse svarende til sidstnævnte to trods små forskelle7,8,9. Sammenligning af saccade peak hastigheder samtidig målt ved EOG, VOG og SSC konsekvent viste, at peak hastighed målt ved EOG er lidt men konsekvent hurtigere end dem, målt ved de andre to metoder7,8, 9. Denne hurtigere hastighed målt ved EOG er generelt tilskrives den større støjniveau til EOG optagelse, såsom forurening fra alpha og beta bands af EEG9. På den anden side peak hastighed målt af VOG er også højere end registreret af VSK samtidig7. Denne forskel skyldes belastningen af søgning tændspole, påvirker saccade dynamik; muligt skred i spolen over hornhinden, især under blinker, kan reducere øje bevægelse målenøjagtighed, fører til en lidt større peak hastighed målt ved SSC end af VOG. I den foreliggende undersøgelse var peak hastighed lavere, når den måles af EOG i forhold til VOG. Formodentlig skyldes lavpas-filtrering bruges her tendens til at nedsætte den maksimale hastighed. Derfor forskellen i "nøjagtighed" af hver metode kan skyldes ikke kun de forstyrrende støj, men også til hvordan signaler er behandlet (f.eks. lav-pass filtrering) som samt iboende begrænsninger af hver optagelse metode (fx., Overskredne i Søg coil).

I mellemtiden, EOG har en klar fordel i forhold til de andre øjenbevægelser optagelse metoder i visse situationer, optagelse, dvs., fag med snævre øje kløfter og cataract linser. For at justere metode for smalle øjet kløft, eksperimentatorer kan tape op øjenlåg emner under optagelse, men dette kan irritere øjnene og resultere i overdreven blinke og tårer, som hæmmer pålidelig optagelse. Derimod kan EOG bruges hos patienter med grå stær linser. For VOG er signalet tabt på grund af afvigende refleksion forbundet med grå stær linser. På samme måde, blinker kan næsten "afkorte" VOG posterne, fordi signalet er tabt under blinker. Derimod er vandrette EOG mindre påvirket af blink artefakter, selv om små "spikes" svarende til blinker i posterne kan ses.

EOG kræver kun kort tid til forberedelse og kan endda være gældende for mange patienter med bevægelsesforstyrrelser, der er mindre alvorlige. Nogle neurologiske patienter kan have problemer med at stabilisere deres kuffert. Disse bevægelser kan være skadelig for optagelse VOG så godt. I betragtning af disse aspekter viser EOG en tilstrækkelig grad af nøjagtighed for klinisk vurdering; Det er ikke at EOG er i sagens natur "urigtige" som en metode til registrering af øjenbevægelser.

Praktiske retningslinjer for optagelse af EOG i kliniske applikationer er blevet offentliggjort i 201723. Protokol her udvider dette forslag ved at inkludere nogle ekstra procedurer for yderligere stabilisere EOG optagelse. Corneo-retinal potentiale kan svinge med tid, på grund af faktorer såsom årvågenhed af fag eller miljømæssige påvirkninger såsom omgivende lys. Omfanget af corneo-retinal potentielle forskel er påvirket af forskellige betingelser og prisstigninger under lys tilpasning, mens mørke tilpasning bevirker et fald24,25. Med tilstrækkelig mørke tilpasning, derfor forventes corneo-retinal potentiale at stabilisere, fører til reduceret drift. For at mindske udsving yderligere, gevinst på EOG blev løbende overvåges under hele forsøget, og fornyet kalibrering blev også udført justering når det er nødvendigt i hele eksperimenterne. Denne re kalibreringsmetode tog kun 10-20 s til at udføre, så det ikke intervenere meget med optagelse procedurer, og reduceret udsving i EOG signal. Hvis eksperimentatoren venter 10-20 min efter at placere elektroder, tilstrækkeligt lys tilpasning vil finde sted og impedans mellem elektrode og huden vil også faldet og gradvist asymptote til et lavt niveau (til 20kΩ). Ventetiden kan optagede potentiale til at stabilisere dramatisk fra begyndelsen af optagelsen og bliver mere og mere stabilt med tiden.

I stedet for de specialiserede dome indlejring lysdioder som beskrevet i denne artikel, anvendes eventuelle bord med lysdioder indlejret i et lignende arrangement. Forstærkeren alternative nuværende (AC) kan bruges i stedet for en DC forstærker, men i dette tilfælde amplitude af indspillede saccades ikke vil være pålidelige nok til kvalitativ vurdering på grund af signal forfald. Elektroderne for at have en lang fringe, som også tjener til at opretholde tæt og bred kontakt med huden, kan erstattes af den elektrode, der er beskrevet i denne artikel.

Nogle ulemper ved EOG bør også anerkendes. EOG er generelt kun tilstrækkelig til optagelse af vandret øjenbevægelser, som blev rejst i indledningen. Derudover er det vanskeligt at vurdere pålideligt microsaccades ved metoden EOG VOG har kapacitet til at gøre dette. Dette spørgsmål er især vigtigt på grund af det saccadic spike potentielle og dens fingeraftryk i højfrekvente vifte26. Selv om disse aspekter kan være problematisk i klinisk sammenhæng, de kan ikke løses selv med denne protokol og mangler at blive behandlet i fremtidige undersøgelser. På den anden side kan øjet holdning signal registreres af EOG være forurenet af artefakter og støj, såsom Elektromyografi fra ansigtsmuskler og electroencefalografi. Også, når en DC forstærker benyttes, indspillet EOG signalet kan drive med tiden. Disse spørgsmål kan løses i høj grad ved hjælp af en elektrode med en plastik frynser, der giver mulighed for tæt og stabil fiksering samt nedsættelse af impedans mellem huden og elektrode, effektivt at reducere den omgivende støj. For det andet stigende kontaktområde mellem gel og huden ved hjælp af en kop-elektrode som beskrevet ovenfor, hjælper med at sænke impedans ved hudkontakt. En anden måde at undgå sidespor er at vente for en periode på 10-15 min efter elektrode placering, indtil tilstrækkeligt lys tilpasning finder sted. Denne venteperiode hjælper også til at fremme lavere impedans mellem elektrode (gel) og huden, og den optagne EOG signal stabiliserer normalt som tiden går. Gentage kalibrering og indstilling gevinst på blik-signal korrekt under udførelsen af oculomotor opgaver kan yderligere bidrage til at forbedre optagelseskvalitet. Drift af øjet holdning signal kan udgøre et problem, når optagelse glat forfølgelse som registrering foretages normalt i en længere periode. Men for optagelse saccades, hvis varighed varer kun flere snese millisekunder, dette er normalt ikke et problem.

I Resumé, for at opnå "nøjagtig" EOG optagelse, er det ikke metoden, der betyder noget, men hvordan eksperimentatoren implementerer den. Den kritiske trin er hvordan man kan håndtere ustabilitet af optagelsen. De nødvendige foranstaltninger er at bruge en Ag-AgCl-elektrode med en bred plast frynser i stand til effektivt at reducere støj og afvente tilstrækkeligt lys tilpasning. Denne venteperiode også hjælper med at sænke impedans mellem elektroderne, og huden, derved sikres et stabilt signal registreres. Derudover udføres re kalibrering efter behov under opgave ydeevne. Således gennemført, kan EOG stadig være en metode til høj kliniske anvendelighed, der kan anvendes bredt til neurologiske patienter, især for optagelse saccades i den vandrette retning. EOG kan være en bedre metode, når blot dette er tilgængelig af økonomiske grunde eller i konkrete kliniske situationer hvor en let gennemføres metode er påkrævet og hvor undladelse af data er ikke tilladt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at videregive med hensyn til denne undersøgelse.

Acknowledgments

Dr. Terao blev støttet af en forskning projekt licensbetaling for videnskabelig forskning fra ministeriet for uddannelse, kultur, sport, videnskab og teknologi i Japan [16K 09709, 16H 01497]. YU blev støttet af en forskning projekt licensbetaling for videnskabelig forskning fra ministeriet for uddannelse, kultur, sport, videnskab og teknologi i Japan [No.25293206, No. 22390181, 15H 05881, 16H 05322]; af tilskud fra Forskningsudvalget på den bedste rTMS behandling af Parkinsons sygdom fra the Ministeriet for sundhed og velfærd i Japan; og af Forskningsudvalget på dystoni af Ministeriet for sundhed og velfærd i 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics