elektroretinogram (ERG) je diagnostický test, který měří elektrickou aktivitu sítnice v reakci na světelný podnět. ERG vzniká z proudů generovaných přímo retinálními neurony v kombinaci s příspěvky ze sítnicové glie. Důležité je, že ERG je objektivním měřítkem funkce sítnice, kterou lze za fyziologických podmínek zaznamenat neinvazivně. Erg jsou často zaznamenány pomocí tenkého vlákna elektrod, který je umístěn v kontaktu s rohovkou nebo elektrody, který je vložený uvnitř rohovky kontaktní čočky. Tyto elektrody umožňují zaznamenat elektrickou aktivitu generovanou sítnicí na povrchu rohovky. ERG může být vyvolána difúzními záblesky nebo vzorovanými podněty. Mezinárodní společnost pro klinickou elektrofyziologii vidění (ISCEV) zavedla standardy pro různé formy záznamů ERG. ERG má důležitou klinickou užitečnost v tom, že poskytuje diagnostické informace týkající se různých zděděných a získaných poruch sítnice. Kromě toho lze ERG použít ke sledování progrese onemocnění a hodnocení retinální toxicity způsobené různými léky nebo zadrženými nitroočními cizími tělesy.

Historie

první známý ERG byl zaznamenán z obojživelníků sítnice v roce 1865 švédský fyziolog Alarik Frithiof Holmgren. James Dewar ze Skotska následně zaznamenal ERG u lidí v roce 1877. V roce 1908 Einthoven a Jolly rozdělili reakci ERG na tři složky: a-vlnu, B-vlnu a C-vlnu, které jsou dále popsány níže. Přes časný objev ERG, rozšířená aplikace nenastala až do roku 1941, kdy americký psycholog Lorin Riggs představil elektrodu kontaktních čoček pro záznam ERG. Mnoho pozorování, které slouží jako základ pro naše chápání ERG, provedl Ragnar Granit, za který v roce 1967 získal Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu. Granitovy studie byly primárně prováděny na tmavé adaptované sítnici kočky s tyčinkou. Pomocí tohoto modelu byl schopen prokázat fyziologii, která je základem různých zdrojů ERG změnou úrovně anestézie a pozorováním ztráty různých složek ERG. Moderní farmakologické manipulace na různých zvířecích modelech potvrdily Granitovy nálezy a rozšířily naše chápání buněčných zdrojů ERG.

Příprava pacienta

Podle ISCEV 2015 full-pole ERG pokyny:

• Vyhněte se fotografie fundu, fundus autofluorescence, fluorescenční angiografie, a další intenzivní osvětlení před ERG záznam. Pokud je to nevyhnutelné, nechte alespoň 30 min dobu zotavení v běžném osvětlení místnosti.
• maximálně rozšiřte žáky (před testováním si všimněte velikosti žáka).
• není třeba opravovat refrakční chybu.
• před protokoly přizpůsobenými tmě: 20 min adaptace tmy.
• před protokoly přizpůsobenými světlu: 10 min adaptace světla.
• pokud jsou elektrody kontaktních čoček rohovky vloženy po úpravě za tmy, mělo by to být provedeno za tlumeného červeného světla. Po vložení elektrod kontaktních čoček nechte 5 minut extra tmavé adaptace.
• před silnějšími záblesky se objeví slabé záblesky, aby se zabránilo částečné adaptaci světla na silné záblesky.
• požádejte pacienta, aby pevně fixoval a nehýbal očima. Oční pohyby zavádějí velké elektrické artefakty, mění polohu elektrody a mohou způsobit zablokování světla víčky/elektrodou.

Druhy Nahrávání Elektrody

• Burian-Allen (BA): se skládá z prstencového kroužku z nerezové oceli okolní polymetylmetakrylát (PMMA), kontaktní čočky jádro. Ba elektrody obsahují zrcátko víka, které pomáhá minimalizovat blikání/uzavření očí. Čočky BA jsou opakovaně použitelné a jsou k dispozici ve velikostech od dětských po dospělé.
• Dawson-Trick-Litzkow (DTL): nízkonákladová vodivá stříbrná / nylonová nit. DTL elektrody jsou jednorázové a jsou pro pacienty obvykle pohodlnější ve srovnání s jinými rohovkovými elektrodami.
• Jet: jednorázová plastová čočka s pozlaceným obvodovým obvodem.
• kožní elektroda: může být použit jako náhrada za rohovkové elektrody umístěním elektrody na kůži přes infraorbitální hřeben poblíž dolního víčka. Amplitudy ERG bývají malé a hlučné, ale kožní elektrody jsou lépe tolerovány v pediatrické populaci.
• Mylar elektroda: aluminizovaná nebo pozlacená Mylar (běžně se nepoužívá).
• bavlněný knot: Burian-Allenova elektrodová skořepina opatřená bavlněným knotem, která je užitečná pro minimalizaci artefaktů indukovaných světlem(běžně se nepoužívá).
• Hawlina-Konec elektroda: Teflonem izolovaný tenký kovový drát (stříbrný, zlatý, platinový) se třemi centrálními okny o délce 3 mm, tvarovanými tak, aby se vešly do spodního spojivkového vaku (není běžné použití).

Nahrávání elektrody: v kontaktu s rohovkou, bulbární spojivky, kůže nebo pod dolní víčko

• Chrání povrch rohovky s non-dráždí iontové vodivého roztoku (umělé slzy nebo kontaktní čočky roztoky obsahující chlorid sodný a více viskózní než 0,5% methyl celulóza). Nesprávná instalace elektrod kontaktních čoček může způsobit odřeniny rohovky.
• lokální anestézie se používá pro elektrody kontaktních čoček, ale nemusí být nutná pro elektrody DTL.

Odkaz a uzemnění elektrody

• Elektrické aktivity z rohovky elektroda je ve srovnání s referenční elektroda umístěna na vzdáleném místě (ucho, čelo, chrám jsou společné).
• diferenciální zesilovač se obvykle používá k zesílení rozdíl mezi dvěma vstupy (rohovky elektroda a referenční elektroda) a odmítnout signály, které jsou společné pro oba vstupy (oproti zemnící elektrodě umístěné na třetím místě).
• referenční a uzemňovací elektrody jsou obvykle vyrobeny z vysoce vodivého materiálu, který je připevněn k pacientovi pastou. Elektrody zlatého poháru jsou běžné, protože je lze znovu použít; k dispozici jsou také jednorázové lepicí kožní elektrody.
• některé elektrody rohovky obsahují odkaz, který vylučuje potřebu umístění odkazu jinde (např. ba bipolární elektrody a některé kožní elektrody).

Full-pole ERG

full-pole ERG je hmotnost reakci sítnice, které se příspěvky z několika sítnice zdrojů, shrnul celé sítnice. Tyčinkové/kuželové dystrofie, retinopatie spojená s rakovinou a toxické retinopatie. Důležité je, že ffERG není užitečný pro detekci malých lézí sítnice.Složky tvaru vlny ffERG a jejich základní zdroje závisí jak na síle stimulačního záblesku, tak na stavu adaptace. To znamená, scotopic měření, které cílová tyč-funkce cesta jsou vyrobeny z tmavě přizpůsobit oko, vzhledem k tomu, že fotopické měření, že cíl kužel-funkce cesta jsou vyrobeny ze světlo-upraven oko. Minimální soubor odpovědí, které by měly být získány, byl definován Mezinárodní společností pro klinickou elektrofyziologii vidění (ISCEV) v roce 1989, které byly naposledy aktualizovány v roce 2015. Příklady minimálního souboru odpovědí ffERG specifikovaného ISCEV za podmínek přizpůsobených tmě a světlu jsou uvedeny níže (viz Obrázek 1).

Obrázek 1. Příklady minimální sady odpovědí fferg specifikované ISCEV za tmy-a podmínky přizpůsobené světlu (s laskavým svolením J. Jason McAnany, PhD.

Panel a zobrazuje ffERG zaznamenaný za podmínek přizpůsobených tmě v reakci na slabý, difúzní záblesk světla v plném poli. Tento stimul vyvolává pomalý potenciál pozitivní na rohovku, nazývaný B-vlna,který je primárně generován bipolárními buňkami typu ON. Odezva je kvantifikována měřením amplitudy B-vlny od výchozího napětí před stimulací (0 µV) po vrchol odpovědi. Měří se také načasování odezvy: implicitní čas B-vlny je definován jako čas mezi zábleskem a vrcholem odezvy.

Panel B zobrazuje ffERG zaznamenaný za podmínek přizpůsobených tmě v reakci na silnější záblesk světla. Tento podnět vyvolává rychlý negativní potenciál rohovky, nazývaný a-vlna, a následnou pozitivní B-vlnu. Amplituda a-vlny se obvykle měří od výchozí hodnoty před stimulací (0 µV) po koryto a-vlny. Imwaveplicit čas a-vlny se měří od doby záblesku do koryta a-vlny. Amplituda B-vlny se měří od koryta a-vlny až po vrchol B-vlny. Implicitní čas B-vlny se měří od doby záblesku až po vrchol B-vlny. Tato odpověď je často označována jako „smíšená reakce tyčového kužele“, “ protože existují příspěvky jak tyčí, tak kuželů K a-vlně. Příspěvek tyče však převyšuje příspěvek kužele, vzhledem k distribuci tyče/kužele lidské sítnice. B-vlna je generována bipolárními buňkami typu zapnuto a vypnuto. Určité podmínky, včetně kompletní kongenitální stacionární noční slepota, melanomem-asociovaný retinopatie a mladistvých X-vázaná retinoschisis produkují charakteristické abnormality této reakci, které bylo nazváno „elektronegativní.“Konkrétně má a-vlna normální (nebo téměř normální) amplitudu, zatímco B-vlna je výrazně oslabena. Elektronegativní odpověď tedy může mít diagnostickou hodnotu. Je třeba poznamenat, že na vzestupné části b-vlny lze vidět řadu vlnek. Tyto vlnky jsou nazývané oscilační potenciály (OPs) a jsou myšlenka být generován především amakrinních buněk, ale podrobnosti o jejich zdrojem jsou v současné době diskutována. OPs, které jsou sníženy v amplitudě a / nebo zpožděny v čase, často naznačují poruchy přívodu krve do sítnice.

Panel C zobrazuje ffERG zaznamenaný za podmínek přizpůsobených světlu v reakci na silný záblesk prezentovaný na světlém pozadí. Záměrem světlého pozadí je potlačit odezvu tyče, což umožňuje posouzení dráhy kužele. Tento stimul vyvolá negativní vlny, a pozitivní b-vlna, moc, jako, které jsou uvedeny v panelu B. amplituda a implicitních časů a – a b-vlny jsou kvantifikovány stejným způsobem jako pro přizpůsobené tmě odpovědi uvedeny v panelu B. Vzhledem k tomu, že tato reakce je zaznamenána pod fotopické podmínky, a-vlna je generována kužel fotoreceptory, s dalšími příspěvky od OFF-typ bipolární buňky. B-vlna je generována kombinací bipolárních buněk typu zapnuto a vypnuto.

Panel D zobrazuje ffERG vyvolaný blikajícím vlakem 31 Hz. Rychlé blikání je užitečným podnětem pro posouzení funkce kuželové dráhy, protože Tyčové fotoreceptory obecně nemohou sledovat Rychlé blikání. Každý stimulační záblesk blikajícího vlaku generuje odezvu, která má vrchol a koryto. Amplituda blikání ERG je obvykle definována jako amplituda koryta k vrcholu, zatímco načasování odezvy blikání je obvykle definováno jako doba mezi stimulačním zábleskem a odpovídajícím vrcholem odezvy.

Další průběh složek

Fotopické negativní reakci (PhNR): PhNR je pomalý negativní potenciál, který sleduje b-vlny zaznamenané pod světla přizpůsobeny podmínky (panel C výše). PhNR získal zájem, protože je primárně poháněn sítnicovými gangliovými buňkami. Jedná se tedy o jednu z mála složek ffERG, která poskytuje vhled do funkce gangliových buněk sítnice. Nejúčinnější opatření PhNR a optimální podmínky nahrávání diskutuje, ale to je často měřeno od pre-stimul základní žlabu odpověď, nebo ve stanovenou dobu po stimulu flash. V roce 2018 iscev zveřejnila pokyny pro měření a vykazování PhNR.

c-vlna: c-vlna je pomalá pozitivní složka, která následuje po B-vlně a je generována z retinálního pigmentového epitelu a fotoreceptorů. Konvenční záznamy ISCEV neposkytují hodnocení c-vlny.

d-vlna: D-vlna je rychlý pozitivní potenciál, který následuje po světelném posunu a je generován bipolárními buňkami mimo Typ. Konvenční záznamy ISCEV neposkytují hodnocení d-vlny.

hlášení ffERG podle standardů ISCEV

hlášení by měla obsahovat:

• alespoň 20 ms nahrávání před stimul pro jednu flash Erg
• Podnět doby nástupu by měl být označen
• alespoň 2 odpovědi z každého stimulu stavu by mělo být dosaženo ověřit soulad/posouzení variability
• časově integrované jasu stimulu (cd-s-m-2) a pozadí jas (cd/m2 ) měla by být hlášena
• Obsahovat referenční hodnoty a rozpětí
• Poznámka: odchylky od standardní ISCEV protokolu
• testování
• průměr Zornice
• Typ a polohu elektrody
• Žádné sedace/anestezie
• Úroveň shody

Faktory ovlivňující ffERG

• doba Trvání stimulace
• Velikost retinální oblasti osvětlené (amplituda může být snížena, pokud podnět není full-pole, protože pacient je umístěn příliš daleko od stimulu zdroj)
• Interval mezi podněty
• Velikost žák
• Systémový oběh a drogách
• Vývoj sítnice
• Srozumitelnost oční média (všimněte si, že mírné zákal má minimální účinky na ffERG)
• Věk
• ERG amplituda může být snížena u vysoké myopie
• Anestezii

Další Typy ERG Měření

fokální ERG (fERG) se používá především k měření funkční integritu centrální makuly a je proto užitečné při poskytování informací v nemoci omezena na macula. V současné době se tato technika běžně nepoužívá, částečně kvůli nedostatku komerčně dostupných nástrojů. Kromě toho lze multifokální ERG (popsané níže) použít k posouzení makulární funkce. Typy elektrod a umístění diskutované pro ffERG lze také použít pro měření fERG. V literatuře byly popsány různé přístupy pro záznam fergů. Různé velikosti pole se liší od 3 stupňů do 18 stupňů a stimulační časové frekvence byly použity v různých metodách. Každá technika však musí řešit problém omezení množství světla rozptýleného mimo ohniskovou testovací oblast. fERG je užitečný pro hodnocení makulární funkce v podmínkách, jako je makulární degenerace související s věkem, je však nutná dobrá fixace od subjektu.

multifokální ERG (mfERG)

multifokální ERG (mfERG) hodnotí mnoho lokálních erg odpovědí, obvykle 61 nebo 103, v centrálních 30 stupních. To poskytuje důležité prostorové informace, které ve ffERG chybí, což umožňuje posoudit dysfunkci uvnitř makuly, kterou by ffERG mohl vynechat. reakce mfERG se zaznamenávají za podmínek přizpůsobených světlu z dráhy kužele. Je důležité si uvědomit, že mfERG není náhradou za ffERG: pokud je podezření na poškození sítnice nebo dysfunkci dráhy tyče, měl by být také proveden ffERG. MfERG se stále častěji používá pro výzkumné i klinické účely a ISCEV poskytl první standardy pro mfERG v roce 2007 (aktualizováno v roce 2011).

jasnost očního média a správná refrakce jsou důležité pro měření mfERG. Elektrody a jejich umístění mohou být stejné jako elektrody popsané pro ffERG. Zmenšený šestiúhelníkový vzor, jako je znázorněno níže, se běžně používá k vyvolání mfERG. Každý z šestiúhelníků v podnětu má 50% šanci na osvětlení v daném čase. Ačkoli náhodný vzhled, stejná sekvence zapnutí/vypnutí se používá pro každý šestiúhelník („m-sekvence“). To umožňuje získat odpověď pro každý šestiúhelník stimulu. Výsledný mfERG průběhy (viz níže) jsou podobné ve tvaru, aby se ty světla-převzato ffERG: je počáteční negativní průhyb (nazývané N1), následuje pozitivní odklon (nazývaný P1), a druhá negativní výchylka (nazval N2). Výzkum ukazuje, že N1 má generátory podobné těm z a-vlna světla-převzato ffERG, vzhledem k tomu, že P1 a N2 mají generátory, které jsou podobné k světla-převzato b-vlny a OPs. Způsob, jakým je mfERG vyvolán a zpracován, se však od ffERG značně liší; odpověď mfERG jako taková nemusí být nutně miniaturní ffERG.

tento přístup vytváří velké množství informací a existuje několik způsobů, jak mohou být informace kondenzovány pro zobrazení. Příklad odpovědí mfERG z normálního oka je uveden níže. Stejná data mfERG jsou zobrazena třemi různými způsoby. Pole stop v horním řádku ukazuje odezvu mfERG získanou z každého šestiúhelníku. Prostřední panel stop ukazuje ‚ kruhové průměry.“Jedná se o průměrné stopy mfERG v prstencích s různou excentricitou. Červená stopa je například odezva mfERG získaná z fovea, zatímco oranžová stopa je průměrem kruhu šestiúhelníků bezprostředně obklopujících fovea. Ostatní stopy představují průměry prstenců se zvyšující se excentricitou, jak je znázorněno na schématu vpravo. Často se porovnává poměr amplitud v kruzích (tj. Dolní obraz je trojrozměrný amplitudový graf mfERG. Tato topografie graf ukazuje největší amplituda na fovea, s obecně uniformě pokles amplitudy pohybu směrem k větší výstřední místech. Dalším užitečným přístupem k vizualizaci dat je vykreslení směrodatné odchylky amplitudy (nebo implicitního času) vzhledem k vizuálně normálním kontrolám v každém šestiúhelníku. Existuje tedy řada způsobů, jak lze odpovědi shrnout pro zobrazení; optimální vizualizace se řídí otázkou, která je sledována.

Obrázek 2. mfERG odpovědi z normálního oka. Stejná data mfERG jsou zobrazena třemi různými způsoby. (S laskavým svolením J. Jason McAnany, PhD.)

Vzhledem k tomu, že mfERGs jsou užitečné pro detekci lokalizované abnormality v macula, společná aplikace byla při posuzování retinální dysfunkce v hydroxychlorochin toxicity. Abnormalita mfERG pozorovaná u těchto pacientů je často pokles amplitudy druhého prstence vzhledem k centrálnímu kruhu. MfERG byl také zaznamenán u stavů, jako je retinitis pigmentosa, okluze retinální tepny a Stargardtova choroba.

Pattern ERG (pERG)

pattern ERG (pERG) používá kontrast couvací vzor podněty (sinusový rošty nebo checkerboards) posoudit makulární retinální gangliové buňky (RGC) činnosti. Elektrody a jejich umístění mohou být stejné jako elektrody popsané pro ffERG. Elektrody kontaktních čoček se však často vyhýbají, aby se udržela optimální optická kvalita podnětu. Jasnost očního média a správná refrakce jsou důležité pro měření pERG. PERG se obvykle zaznamenává s přirozenými žáky. ISCEV poskytl standard pro nahrávání pERG, který byl naposledy aktualizován v roce 2012. Příklad společného perg stimulu je uveden níže (viz obrázek 3, vlevo). V průběhu času se tmavé kontroly stávají světlými a světelné kontroly ztmavnou (obvykle rychlostí 4 zvraty za sekundu). Je důležité, že neexistuje žádná čistá změna jasu v tmavě-light přechod kontrol (tj. průměrný jas obrazovky musí být konstantní v průběhu času), nebo jasu artefakt bude zavedena do reakce.

vzhledem k tomu, že odpovědi pERG mají relativně malou amplitudu, je v klinické praxi dosaženo mnoha opakování. Stopa níže (viz obrázek 3, vpravo) ukazuje pERG od vizuálně normálního jedince (průměr 150 odpovědí). Na pERG křivky se skládá z malé negativní průhyb v blízkosti 35 ms, nazývá N35 složky, pozitivní výchylky v blízkosti 50 ms, nazývá P50 komponenty a negativní výchylky u 95 ms, nazývá N95 součásti. Lze měřit amplitudu a implicitní čas každé z těchto složek. Poznámka, tento průběh je charakteristický pro „přechodné pERG“ získaný podnět, který obrátí 4 krát za sekundu, tak, že odpověď je v podstatě dokončena před další kontrast obrácení začíná. Pro vyšší míry obrácení (např. 16 zvratů za sekundu) se vyrábí pERG“ ustáleného stavu“, který má různé vlastnosti.

složka N95 je výrazně snížena nebo eliminována v experimentálním glaukomu nebo blokováním akčních potenciálů pomocí tetrodotoxinu. Komponenta N95 je tedy pravděpodobně generována akčními potenciály z RGCs. Zdroj P50 je diskutován, ale existují určité důkazy, které naznačují, že je generován RGCs s dalšími příspěvky z více distálních míst. Komponenty P50 a N95 jsou závislé na funkci makulárního kužele, protože fotoreceptory poskytují vstup do RGCs. Dysfunkce makulárního kužele může snížit amplitudu P50 a oddálit odpověď. Selektivní snížení amplitudy N95 se zachováním složky P50 naznačuje dysfunkci RGC. Perg může být užitečné pro hodnocení funkce RGC v podmínkách, jako je glaukom a ischemická optická neuropatie. Bylo také prokázáno, že pERG je abnormální u diabetické retinopatie a idiopatické intrakraniální hypertenze.

obrázek 3. Vzor ERG (pERG) kontrast couvací vzor podněty a stopové z vizuálně-normální jedinec (průměr 150 odpovědí). (S laskavým svolením J. Jason McAnany, PhD.)

Abnormality v různých onemocnění státy

1. McCulloch DL, Marmor MF, Brigell MG, Hamilton R, Holder GE, Tzekov R, Bach M (2015). ISCEV Standard for full-field clinical electroretinography (2015 update). Doc Ophthalmol 130:1–12
2. Hood DC, Bach M, Brigell M, Keating D, Kondo M, Lyons JS, Marmor MF, McCulloch DL, Palmowski-Wolfe AM (2012). ISCEV Standard for clinical multifocal electroretinography (2011 edition). Doc Ophthalmol 124:1-13
3. Bach M, Brigell MG, Hawlina M, Holder GE, Johnson MA, McCulloch DL, Meigen T, Viswanathan S (2013). Iscev standard pro klinický vzor elektroretinografie (PERG) – 2012 aktualizace. Doc Ophthalmol 126:1-7
4. Frishman L, Sustar M, Kremers J, McAnany JJ, Sarossy M, Tzekov R, Viswanathan. S. (2018). Protokol pro fotopickou negativní odpověď (PhNR) elektroretinogramu v plném poli. Doktor Oph. 136:207-211.
5. Brigell M, Bach M, Barber C, Moskowitz A, Robson J (2003). Pokyny pro kalibraci stimulačních a záznamových parametrů používaných v klinické elektrofyziologii vidění. Doc Ophthalmol 107: 185-193
6. Robson AG, Nilsson J, Li S, Jalali S, Fulton AB, Tormene AP, Holder GE, Brodie SE (2018). Iscev průvodce vizuálními elektrodiagnostickými postupy. Doc Oftalmol 136: 1-26.
7. Marmor MF, Cabael L. (2018). Klinické zobrazení údajů mfERG. Doc Oftalmol. 137:63-70.
8. elektrofyziologické testování u poruch sítnice, zrakového nervu a zrakové dráhy (série Pearls) od Geralda Allena Fishmana M. D. Datum vydání: 2. ledna, 2001 | ISBN-10: 1560551984 | ISBN-13: 978-1560551980 | Vydání: 2
9. Principy a Praxe Klinické Elektrofyziologie Zraku. Heckenlively JR, Arden G. (eds). Cambridge, MA, MIT Press; 2006.
10. Tzekov R, Arden GB (1999) elektroretinogram u diabetické retinopatie. Surv Oftalmol. 44(1):53-60.
11. Bearse MA Jr, Ozawa GY (2014). Multifokální elektroretinografie u diabetické retinopatie a diabetického makulárního edému. Curr Diab Rep. 14: 526.
12. Vincent A, Robson AG, Holder GE. (2013). Patognomonické (diagnostické) ERGs přezkoumání a aktualizace. Sítnice, časopis onemocnění sítnice a sklivce. 33: 5-12.