Doğru bir şekilde nörolojik hastalarda Electro-oculogram kullanarak kayıt yatay Saccade performansları
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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 birç…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
Materials
| 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 |
References
- Braun, D., Weber, H., Mergner, T., Schulte-Mönting, J. Saccadic reaction times in patients with frontal and parietal lesions. Brain. 115, 1359-1386 (1992).
- Sweeney, J. A., Levy, D., Harris, M. S. Commentary: eye movement research with clinical populations. Prog Brain Res. 140, 507-522 (2002).
- Leigh, R. J., Kennard, C. Using saccades as a research tool in the clinical neurosciences. Brain. 127, 460-477 (2004).
- 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, 10-35 (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- Eggert, T. Eye movement recordings: methods. Dev Ophthalmol. 40, 15-34 (2007).
- Frens, M. A., van der Geest, J. N. Scleral search coils influence saccade dynamics. J Neurophysiol. 88 (2), 692-698 (2002).
- 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).
- 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).
- Terao, Y., et al. Visualization of the information through human oculomotor cortical regions by transcranial magnetic stimulation. J Neurophysiol. 80 (2), 936-946 (1998).
- 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).
- 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).
- Terao, Y., et al. Frontal cortical regions controlling small and large amplitude saccades: a TMS study. Basal Ganglia. 1 (4), 221-229 (2011).
- Terao, Y., et al. Deterioration of horizontal saccades in progressive supranuclear palsy. Clin Neurophysiol. 124 (2), 354-363 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kato, M., Hikosaka, O. Saccade related responses of external pallidal neurons in monkey. Neurosci Res. , 218 (1992).
- Hikosaka, O., Fukuda, H., Kato, M., Uetake, K., Nomura, Y., Segawa, M., Segawa, M. Deficits in saccadic eye movements in hereditary progressive dystonia with marked diurnal fluctuation. Hereditary Progressive Dystonia With Marked Diurnal Fluctuation. , 159-177 (1993).
- 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. , (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
