Name: recording horizontal saccade performances accurately in neurological patients using electro-oculogram
Uploaded: 2018-03-13T12:30:00
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Dr. Terao fue apoyada por una investigación proyecto de subvenciones para la investigación científica desde el Ministerio de educación, cultura, deportes, ciencia y tecnología de Japón [16K 09709, 16H 01497]. YU fue apoyada por una investigación proyecto de subvenciones para la investigación científica del Ministerio de educación, cultura, deportes, ciencia y tecnología de Japón [No.25293206, Nº 22390181, 15H 05881, 16H 05322]; por las subvenciones de la Comisión de investigación de la mejor estimulación magnética transcraneal repetitiva tratamiento de Parkinson enfermedad del Ministerio de salud y bienestar del Japón; y por la Comisión de investigación de la distonía del Ministerio de salud y bienestar de Japón.

Todos los procedimientos experimentales en este estudio fueron aprobados y realizados según las directrices del Comité de ética de investigación de la institución después de obtener el consentimiento informado.
1. preparar el tema y la sala de grabación
<ol><li>Realizar la grabación en una habitación con baja iluminación ambiental, para permitir la adaptación a la luz suficiente.</li>
	<li>Tienen sujetos sentarse delante de un negro, cóncavo en forma de cúpula pantalla mide 90 c...

<ol>
	<li>Braun, D., Weber, H., Mergner, T., Schulte-M&#246;nting, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saccadic+reaction+times+in+patients+with+frontal+and+parietal+lesions.">Saccadic reaction times in patients with frontal and parietal lesions.</a> Brain. 115, 1359-1386 (1992).</li><li>Sweeney, J. A., Levy, D., Harris, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Commentary:+eye+movement+research+with+clinical+populations.">Commentary: eye movement research with clinical populations.</a> Prog Brain Res. 140, 507-522 (2002).</li><li>Leigh, R. J., Kennard, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+saccades+as+a+research+tool+in+the+clinical+neurosciences.">Using saccades as a research tool in the clinical neurosciences.</a> Brain. 127, 460-477 (2004).</li><li>Ramat, S., Leigh, R. J., Zee, D. S., Optican, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+clinical+disorders+tell+us+about+the+neural+control+of+saccadic+eye+movements).">What clinical disorders tell us about the neural control of saccadic eye movements).</a> Brain. 130, 10-35 (2007).</li><li>Terao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initiation+and+inhibitory+control+of+saccades+with+the+progression+of+Parkinson's+disease+-+changes+in+three+major+drives+converging+on+the+superior+colliculus.">Initiation and inhibitory control of saccades with the progression of Parkinson's disease - changes in three major drives converging on the superior colliculus.</a> Neuropsychologia. 49 (7), 1794-1806 (2011).</li><li>Kennard, D. W., Smyth, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+causes+of+downward+eyelid+movement+with+changes+of+gaze,+and+a+study+of+the+physical+factors+concerned.">The causes of downward eyelid movement with changes of gaze, and a study of the physical factors concerned.</a> J Physiol. 166, 178-190 (1963).</li><li>Houben, M. M., Goumans, J., van der Steen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+three-dimensional+eye+movements:+scleral+search+coils+versus+video+oculography.">Recording three-dimensional eye movements: scleral search coils versus video oculography.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 47 (1), 179-187 (2006).</li><li>Eggert, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+movement+recordings:+methods.">Eye movement recordings: methods.</a> Dev Ophthalmol. 40, 15-34 (2007).</li><li>Frens, M. A., van der Geest, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scleral+search+coils+influence+saccade+dynamics.">Scleral search coils influence saccade dynamics.</a> J Neurophysiol. 88 (2), 692-698 (2002).</li><li>Lappe-Osthege, M., Talamo, S., Helmchen, C., Sprenger, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overestimation+of+saccadic+peak+velocity+recorded+by+electro-oculography+compared+to+video-oculography+and+scleral+search+coil.">Overestimation of saccadic peak velocity recorded by electro-oculography compared to video-oculography and scleral search coil.</a> Clin Neurophysiol. 121 (10), 1786-1787 (2010).</li><li>Bhidayasiri, R., Riley, D. E., Somers, J. T., Lerner, A. J., B&#252;ttner-Ennever, J. A., Leigh, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+slow+vertical+saccades+in+progressive+supranuclear+palsy.">Pathophysiology of slow vertical saccades in progressive supranuclear palsy.</a> Neurology. 57 (11), 2070-2077 (2001).</li><li>Terao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+the+information+through+human+oculomotor+cortical+regions+by+transcranial+magnetic+stimulation.">Visualization of the information through human oculomotor cortical regions by transcranial magnetic stimulation.</a> J Neurophysiol. 80 (2), 936-946 (1998).</li><li>Terao, Y., Okano, T., Furubayashi, T., Yugeta, A., Inomata-Terada, S., Ugawa, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+thirty-minute+mobile+phone+use+on+saccades.">Effects of thirty-minute mobile phone use on saccades.</a> Clin Neurophysiol. 118 (7), 1545-1556 (2007).</li><li>Terao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initiation+and+inhibitory+control+of+saccades+with+the+progression+of+Parkinson's+disease+-+changes+in+three+major+drives+converging+on+the+superior+colliculus.">Initiation and inhibitory control of saccades with the progression of Parkinson's disease - changes in three major drives converging on the superior colliculus.</a> Neuropsychologia. 49 (7), 1794-1806 (2011).</li><li>Terao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frontal+cortical+regions+controlling+small+and+large+amplitude+saccades:+a+TMS+study.">Frontal cortical regions controlling small and large amplitude saccades: a TMS study.</a> Basal Ganglia. 1 (4), 221-229 (2011).</li><li>Terao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deterioration+of+horizontal+saccades+in+progressive+supranuclear+palsy.">Deterioration of horizontal saccades in progressive supranuclear palsy.</a> Clin Neurophysiol. 124 (2), 354-363 (2013).</li><li>Terao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saccade+abnormalities+associated+with+focal+cerebral+lesions+-How+cortical+and+basal+ganglia+commands+shape+saccades+in+humans.">Saccade abnormalities associated with focal cerebral lesions -How cortical and basal ganglia commands shape saccades in humans.</a> Clin Neurophsyiol. 127 (8), 2953-2967 (2016).</li><li>Terao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Clin Neurophysiol. 127 (2), 1491-1502 (2016).</li><li>Terao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinguishing+spinocerebellar+ataxia+with+pure+cerebellar+manifestation+from+multiple+system+atrophy+(MSA-C)+through+saccade+profiles.">Distinguishing spinocerebellar ataxia with pure cerebellar manifestation from multiple system atrophy (MSA-C) through saccade profiles.</a> Clin Neurophysiol. 128 (1), 31-43 (2016).</li><li>Kato, M., Hikosaka, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saccade+related+responses+of+external+pallidal+neurons+in+monkey.">Saccade related responses of external pallidal neurons in monkey.</a> Neurosci Res. , 218 (1992).</li><li>Hikosaka, O., Fukuda, H., Kato, M., Uetake, K., Nomura, Y., Segawa, M., Segawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deficits+in+saccadic+eye+movements+in+hereditary+progressive+dystonia+with+marked+diurnal+fluctuation.">Deficits in saccadic eye movements in hereditary progressive dystonia with marked diurnal fluctuation.</a> Hereditary Progressive Dystonia With Marked Diurnal Fluctuation. , 159-177 (1993).</li><li>Fukuda, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+saccade+recording+system+in+humans:+simultaneous+measurment+of+electro-oculography+and+video-oculography.">Development of saccade recording system in humans: simultaneous measurment of electro-oculography and video-oculography.</a> 38th Annual Meeting of Japanese Society of Clinical Neurophysiology. , (2008).</li><li>Constable, P. A., Bach, M., Frishman, L. J., Jeffrey, B. G., Robson, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=International+Society+for+Clinical+Electrophysiology+of+Vision.+ISCEV+Standard+for+clinical+electro-oculography+(2017+update).">International Society for Clinical Electrophysiology of Vision. ISCEV Standard for clinical electro-oculography (2017 update).</a> Doc Ophthalmol. 134 (1), 134 (2017).</li><li>Behrens, F., Weiss, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+automated+and+modified+technique+for+testing+the+retinal+function+(Arden+test)+by+use+of+the+electro-oculogram+(EOG)+for+clinical+and+research+use.">An automated and modified technique for testing the retinal function (Arden test) by use of the electro-oculogram (EOG) for clinical and research use.</a> Doc Ophthalmol. 96 (4), 283-292 (1999).</li><li>Kikawada, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variations+in+the+corneo-retinal+standing+potential+of+the+vertebrate+eye+during+light+and+dark+adaptations.">Variations in the corneo-retinal standing potential of the vertebrate eye during light and dark adaptations.</a> Jpn J Physiol. 18 (6), 687-702 (1968).</li><li>Yuval-Greenberg, S., Tomer, O., Keren, A. S., Nelken, I., Deouell, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+induced+gamma-band+response+in+EEG+as+a+manifestation+of+miniature+saccades.">Transient induced gamma-band response in EEG as a manifestation of miniature saccades.</a> Neuron. 58 (3), 429-441 (2008).</li></ol>

Aunque en la actualidad, el método predominante para la grabación de movimientos sacádicos se ha convertido en la VOG, el presente estudio demostró que el EOG puede lograr una precisión casi comparable a la de VOG si se aplican correctamente (figura 2). El presente método EOG ha demostrado lograr una buena correlación con VOG al grabar Movimientos sacádicos horizontales y se ha utilizado con éxito en muchos estudios anteriores por el mismo grupo12,...

Hay tres maneras principales para registrar los movimientos oculares, la EOG convencional, el VOG registrado por el ojo de vídeo seguimiento sistema y la esclera búsqueda bobina (SSC). Entre ellos, EOG se ha utilizado con frecuencia para el registro de movimientos oculares en pacientes desde los años 1970 debido a su simplicidad. Ampliamente aplicable a la población clínica, este método ha sido ampliamente utilizado para el diagnóstico de pacientes neurológicos y ha proporcionado información útil sobre la patofisiología subyacente a los trastornos1,2, 3,4,5. Además, sigue siendo la única técnica que puede utilizarse viable para el registro de movimientos oculares durante el sueño (movimiento de ojo rápido durante sueño del REM y otras formas de movimientos de los ojos).
Puesto que el globo ocular se carga positivamente en su aspecto anterior incluyendo la córnea en relación a su aspecto posterior, hay una diferencia de tensión entre los aspectos anteriores y posteriores de los ojos como el potencial de la retina y corneo. Debido a la presencia de este potencial, el electrodo de la derecha a ser más positivo que la izquierda cuando los sujetos se vuelve su mirada hacia la derecha y se convierten en negativo cuando se vuelven su mirada hacia la izquierda. Puesto que la diferencia del voltaje entre los electrodos de izquierda y derecha se correlaciona significativamente con el ángulo de rotación de los globos oculares de saccades horizontales, puede utilizarse para medir movimientos de ojo horizontales. Sin embargo, esta correlación no tiene para la dirección vertical, aunque EOG vertical todavía se puede utilizar para medir los movimientos de ojo6. Por otro lado, algunos estudios principalmente usan EOG vertical de control parpadea.
Recientemente, sin embargo, VOG en gran parte ha tomado el lugar de EOG debido a su mayor precisión espacial alcanza hasta 0,25 - 0,5 grados y se ha convertido en el método estándar para sacada en el ajuste clínico. Mientras tanto, EOG ha llegado a considerarse algo anticuado, puesto que su exactitud espacial, a más de 0,5 grados, es inferior a la de VOG.
Sin embargo, VOG también tiene sus inconvenientes si se utiliza en el ajuste clínico. Hay casos en los cuales VOG no es factible; por ejemplo, eye tracking se convierte en inexacta en sujetos con un ojo estrecho hendido como cuando el área de la córnea está obstruido por los párpados. En pacientes con lentes de catarata, aberrante reflexión de la luz infrarroja dificulta la grabación confiable de la dirección de la mirada. Además, EOG puede ofrecer ventajas para algunas personas para quienes su desorden de movimiento dificulta la VOG de grabación. Además, el sistema VOG es más caro en comparación con la configuración de EOG, que a menudo hace los primeros disponibles en los servicios médicos.
Por otro lado, el método SSC es considerado como el estándar de oro para la medición de movimientos de los ojos. En comparación con VOG y EOG, este método proporciona la más alta precisión espacial, hasta 0,1 grados y es especialmente útil cuando la grabación consiste en alta frecuencia de movimiento principal6. Sin embargo, este método es potencialmente invasiva, es decir, dolorosa y muy irritante para los ojos y permite la grabación por solamente un breve período, aproximadamente en 30 min o más corto7,8,9,10 . Esta corta duración, es un método inadecuado para el uso clínico extenso, aunque se ha utilizado con éxito en algunas instalaciones especializadas11.
Basado en estudios de grabación más de 250 pacientes neurológicos y 480 temas normales por el mismo grupo12,13,14,15,16,17, 18,19, el presente estudio demuestra que el EOG puede ser lo suficientemente precisa como para servir como una técnica estándar de grabación del movimiento de ojo y extensamente aplicable a la población clínica, mientras que evitar varios inconvenientes de VOG y SSC. El presente artículo describe una estable EOG método de grabación, utilizando un electrodo con una amplia franja para permitir amplio y estable contacto con la piel, similar a la de un electrodo de EEG ha fijado correctamente en el cuero cabelludo por colodión para la grabación de un período de tiempo largo. Disminuye la impedancia del electrodo y la grabación se convierte en estable con el tiempo, reduciendo así eficazmente los artefactos de electroencefalograma (EEG) y los músculos faciales. Este método se compara con VOG grabado simultáneamente. Correctamente preparado y puesto en ejecución, EOG es tan buena como VOG precisión para grabación de movimientos sacádicos en pacientes neurológicos, y EOG incluso puede ser más susceptible a la sacada en sujetos normales.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:927px;" width="926">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Electrode</td>
			<td style="width:276px;">Nihon-Kohden (Tokyo, Japan)</td>
			<td style="width:119px;">NS111-115</td>
			<td style="width:235px;">cup electrode</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Electrode paste</td>
			<td style="width:276px;">Nihon-Kohden (Tokyo, Japan)</td>
			<td style="width:119px;">Gelaid Z-101BA</td>
			<td>gel electrode paste to fill in the cup electrode</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Adhesive tape&#160;</td>
			<td style="width:276px;">Nihon-Kohden (Tokyo, Japan)</td>
			<td style="width:119px;">H261</td>
			<td>double-stick tape for fixating the electrode</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">DC-amplifier</td>
			<td style="width:276px;">Nihon-Kohden (Tokyo, Japan)</td>
			<td style="width:119px;">AN-601G</td>
			<td>amplifier for EOG</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">video-based eye tracking system</td>
			<td style="width:276px;">SR research (Mississauga, Ontario, Canada)</td>
			<td style="width:119px;">Eyelink II</td>
			<td>eye tracking system for recording VOG</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:297px;">Filter</td>
			<td style="width:276px;">NF corporation</td>
			<td style="width:119px;">MS-521</td>
			<td>filter for the EOG signal</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

recording horizontal saccade performances accurately in neurological patients using electro-oculogram

Electrooculograma (EOG) ha sido ampliamente utilizado para el movimiento del ojo clínico de grabación, especialmente movimientos sacádicos horizontales, aunque el video-oculography (VOG) en gran parte ha tomado el lugar de ella en la actualidad debido a su mayor precisión espacial. Sin embargo, hay situaciones en las que EOG tiene claras ventajas sobre VOG, por ejemplo, sujetos con hendiduras estrechas ojo o tener lentes de catarata y pacientes con trastornos del movimiento. El presente artículo muestra que si se aplica correctamente, EOG puede lograr una precisión casi tan buena como la VOG con estabilidad substancial para la grabación, mientras que eludir los problemas asociados con la grabación de VOG. El presente trabajo describe un método práctico para el registro de movimientos sacádicos horizontales utilizando paradigmas oculomotoras con alta exactitud y estabilidad por EOG en pacientes neurológicos. Las medidas son utilizar un electrodo de Ag-AgCl con una franja ancha de plástico capaz de reducir el ruido y a esperar para que adaptación a la luz suficiente ocurrir. Este período de espera también ayuda a bajar la impedancia entre los electrodos y la piel, garantizando una señal estable registrado el paso del tiempo. Además, la recalibración se realiza según sea necesario durante la ejecución de la tarea. Usando este método, el experimentador puede evitar derivas de las señales, así como contaminación de artefactos o ruido de la electromiografía y electroencefalograma y puede recopilar datos suficientes para la evaluación clínica de movimientos sacádicos. Así cuando se implementa, EOG puede ser un método de alta viabilidad que puede ser ampliamente aplicada a pacientes neurológicos, pero puede ser eficaz también para los estudios en sujetos normales.

La figura 2 muestra representativos registros simultáneos de EOG y VOG en un sujeto normal. 8 ensayos de VGS se superponen EOG (gris curvas) y VOG (curvas rojas; Figura 2 A). calibrado por el método actual, datos EOG y VOG son conocidos por ser lineal en un rango de 5-30 grados, y la exactitud espacial de los datos es de 0,5 grados.
Los registros obte...

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Recording Horizontal Saccade Performances Accurately in Neurological Patients Using Electro-oculogram

Actuaciones horizontales sacada de grabación exactamente en pacientes neurológicos mediante electrooculograma

El artículo describe un método práctico para el registro de movimientos de ojo horizontales con alta exactitud por electrooculograma en pacientes neurológicos, utilizando un electrodo de Ag-AgCl de copa con una franja ancha de plástico. Medida estable requiere adecuada selección y fijación de los electrodos, teniendo tiempo suficiente para la adaptación a la luz que se produzcan y calibrarlo de nuevo según sea necesario.

Electro-oculogram (EOG) has been widely used for clinical eye movement recording, especially horizontal saccades, although the video-oculography (VOG) has ...

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