Запись выступления горизонтальных саккада точно в неврологических больных с помощью электро oculogram
Summary
В статье описывается практический метод для записи движений горизонтальных глаз с высокой точностью, электро oculogram в неврологических больных, используя Кубок Ag-AgCl электродов с широким пластиковые бахромой. Стабильное измерение требует правильного подбора и фиксации электродов, принимая достаточное время для адаптации света происходят и повторной калибровки при необходимости.
Abstract
Электро oculogram (ЭОГ) широко используется для записи, клинической глаз движения особенно горизонтальных саккад, хотя основном видео oculography (VOG) занял место его в настоящее время из-за его более высокой пространственной точности. Однако, существуют ситуации, в которых ЭОГ имеет явные преимущества перед ВОГ, например, предметы с узкие глаза щели или имеющих катаракты линзы и пациентов с двигательными нарушениями. Настоящей статьи показывает, что если правильно выполнены, ЭОГ может достичь почти так же хороша как ВОГ с существенной стабильности для записи, точностью, обойти проблемы, связанные с записью ВОГ. В настоящем документе описывается практический метод для записи горизонтальных саккад, используя глазодвигательные парадигмы с высокой точностью и стабильностью, ЭОГ в неврологических больных. Необходимые меры будут использовать Ag-AgCl электродов с широким пластиковые бахромой способны снизить шум и ждать достаточно света адаптации происходит. Этот период ожидания также помогает снизить сопротивление между электродами и кожей, обеспечивая стабильный сигнал записан как время проходит. Кроме того, повторная калибровка производится при необходимости в ходе выполнения задач. С помощью этого метода, экспериментатор можно избежать сугробы сигналов, а также загрязнение артефактов или шум от ЭЭГ и ЭМГ и можно собрать достаточно данных для клинической оценки саккад. Таким образом, при реализации, ЭОГ может все еще быть методом высокая практичность, которые могут широко применяться для неврологических больных, но может быть эффективным и для исследований в обычные предметы.
Introduction
Существует три основных способа для записи движений глаз, обычных ЭОГ, ВОГ, записанные видео на основе глаз, системы слежения и метод склеры Поиск катушка (SSC). Среди них ЭОГ часто используются для записи движений глаз у больных с 1970 года из-за своей простоты. Широко применимые к клинической населения, этот метод широко используется для диагностики неврологических больных и предоставляет полезную информацию о патофизиологии, лежащие в основе расстройства1,2, 3,4,5. Кроме того он по-прежнему единственный метод, который может реально использоваться для записи движений глаз во время сна (быстрое движение глаз во время сна и других форм движения глаз).
Так как глазного яблока положительно заряженных в его передней аспект, включая роговицы по отношению к его задней аспект, существует разница напряжения между передней и задней аспекты называют потенциал Корнео сетчатки глаза. Благодаря наличию этого потенциала правый электрода станет более позитивные, чем слева когда субъектов поворачивает свои взоры в сторону права и стать отрицательным, когда они обращают свои взоры к левой стороне. Поскольку разница напряжения между левым и правым электроды значительно коррелирует с угол поворота глаз для горизонтальных саккад, она может использоваться для измерения движения горизонтальных глаз. Однако это соотношение не Задержитесь в вертикальном направлении, хотя вертикальные EOG все еще может быть использован для измерения движений глаз6. С другой стороны некоторые исследования главным образом используются вертикальные ЭОГ для мониторинга мигает.
Недавно однако, ВОГ основном занял место ЭОГ из-за его высокую точность пространственной, достигая до 0,25 – 0,5 градуса и теперь стало стандартным методом для саккад, запись в клинических условиях. Тем временем ЭОГ стала рассматриваться довольно устаревшей, так как его пространственная точность, более 0,5 градуса, уступает ВОГ.
Однако ВОГ также имеет свои недостатки, если используется в клинических условиях. Есть случаи, в которых ВОГ не является возможным; к примеру глаз слежения становится неточным по предметам с узкие глаза расщелина например когда большей области роговицы закрыта веки. У пациентов с катарактой линзы аберрантных отражения инфракрасного света препятствует надежной записи направления взгляда. Кроме того ЭОГ может предложить преимущества для некоторых людей, для которых их движения расстройства затрудняет ВОГ записи. Кроме того системе ВОГ является более дорогостоящим по сравнению с установки ЭОГ, что часто делает бывший недоступны в обычных медицинских учреждений.
С другой стороны метод SSC рассматривается как золотой стандарт для измерения движений глаз. По сравнению с Вог и ЭОГ, этот метод обеспечивает самую высокую точность пространственной, вплоть до 0,1 градуса и особенно полезен, когда запись включает в себя6ВЧ-головки движения. Однако, этот метод является потенциально инвазивных, т.е., болезненный и очень раздражает глаза и позволяет записывать только короткий период, примерно по 30 мин или короче7,8,9,10 . Этот короткий срок делает его метод подходит для обширных клинического применения, хотя он успешно используется в некоторых специализированных учреждениях11.
На основе результатов предыдущих исследований, записи более чем 250 неврологических больных и 480 обычные предметы же группа12,13,14,,1516,17, 18,19, настоящее исследование показывает, что ЭОГ может быть достаточно точным, чтобы служить стандартный метод записи движения глаз и широко применимые к клинической населения, при этом обход различных недостатков ВОГ и SSC. В настоящей статье описывается стабильной ЭОГ записи метода, с помощью электрода с широкой каймой разрешить широкий и стабильный контакт с кожей, аналогична электрода ЭЭГ, придает надежно на волосистой части головы коллодионный способ для записи длительного периода времени. Импеданс электрод идет вниз и записи становится стабильным с течением времени, тем самым эффективно уменьшая артефакты из лицевых мышц и электроэнцефалография. Этот метод сравнивается с одновременно зарегистрированных ВОГ. Когда должным образом подготовлены и реализованы, ЭОГ так хорошо, как ВОГ с точки зрения точности для саккад записи в неврологических больных, и ЭОГ может быть даже более пригодным для саккад, записи в обычных предметов.
Protocol
Representative Results
Discussion
Хотя в настоящее время преобладающей метод для записи саккад стал ВОГ, настоящее исследование показало, что ЭОГ может достичь точностью почти сравнима с ВОГ, если правильно выполнены (рис. 2). Было показано, что нынешний метод ЭОГ добиться хорошей корреляции с ВОГ, когда з…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Д-р Терао поддержал исследовательский проект субсидий для научных исследований от министерства образования, культуры, спорта, науки и технологии Японии [16K 09709, 16H 01497]. Ю. была поддержана исследовательский проект субсидий для научных исследований от министерства образования, культуры, спорта, науки и технологии Японии [No.25293206, № 22390181, 15H 05881, 16H 05322]; на гранты от исследовательского комитета по лучшим rTMS лечение Паркинсона болезнь от министерства здравоохранения и социального обеспечения Японии; и научно-исследовательского комитета по дистония министерства здравоохранения и социального обеспечения Японии.
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 |
Referencias
- 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).
