مخطط كهربية العين (EOG) هو اختبار فيزيولوجي كهربائي يسجل الجهد الساكن (standing potential) الموجود بشكل دائم في العين باستخدام أقطاب جلدية توضع على زاوية العين الخارجية. هذا الجهد الساكن يكون موجبًا في القرنية وسالبًا في القطب الخلفي (جانب غشاء بروك)، ويحدث فرق جهد يبلغ حوالي 6 مللي فولت في العين السليمة. سعة الإشارة المسجلة في الاختبار الفعلي تتراوح عادة بين 250 و1000 ميكروفولت.
يعكس الجهد الساكن في EOG بشكل غير مباشر الجهد عبر الظهارة (transepithelial potential; TEP) للطبقة الظهارية الصبغية للشبكية (RPE). يتم تسجيل هذا الفرق في الجهد المتغير استجابةً للمنبهات الضوئية في سلسلة زمنية، ويتم حساب نسبة القاع المظلم (dark trough) إلى القمة الضوئية (light peak) لتقييم وظيفة RPE.
تم وصف وتسمية EOG بواسطة إروين مارغ (Erwin Marg) في عام 1951. في عام 1962، أبلغ جيفري أردن (Geoffrey Arden) عن الفائدة السريرية لنسبة أردن (Arden ratio)، مما أدى إلى انتشاره كاختبار تشخيصي لأمراض قاع العين. حاليًا، تضع الجمعية الدولية للفيزيولوجيا الكهربية السريرية للرؤية (ISCEV) المعايير القياسية، وقد صدرت أحدث نسخة في عام 2017.
يختلف EOG عن تخطيط كهربية الشبكية (ERG) الذي يقيم وظيفة المستقبلات الضوئية والخلايا ثنائية القطب، حيث يعكس EOG بشكل أساسي السلامة الوظيفية لـ RPE. لذلك، فهو مفيد في تشخيص الأمراض التي يكون فيها تخطيط كهربية الشبكية طبيعيًا ولكن EOG يظهر تشوهات انتقائية. يستغرق الاختبار حوالي ساعة واحدة، لذا فإن تكرار إجرائه في الممارسة السريرية العامة محدود.
يقيم تخطيط كهربية الشبكية بشكل أساسي وظيفة الشبكية العصبية، مثل المستقبلات الضوئية (المخاريط والعصي) والخلايا ثنائية القطب. يعكس EOG السلامة الوظيفية لـ RPE (الطبقة الظهارية الصبغية للشبكية). في حالة الحثل البقعي الصفاري (Best disease)، يكون تخطيط كهربية الشبكية طبيعيًا بينما يظهر EOG تشوهات، مما يجعل الجمع بين هذين الاختبارين مفيدًا للتشخيص.
لا توجد أعراض ذاتية لـ EOG نفسه. في أمراض الشبكية والظهارة الصباغية الشبكية (RPE) التي تظهر فيها نتائج EOG غير طبيعية، قد تظهر الأعراض التالية.
نسبة Arden (نسبة L/D: الحد الأقصى للضوء ÷ الحد الأدنى للظلام) المستخلصة من اختبار EOG هي المؤشر التشخيصي الرئيسي.
فيما يلي معايير تقييم نسبة Arden:
| التقييم | نسبة Arden | الأهمية السريرية |
|---|---|---|
| طبيعي | ≥1.80 | وظيفة RPE طبيعية |
| حدودي | 1.65–1.80 | يتطلب مزيدًا من الفحص |
| غير طبيعي | <1.65 | خلل واسع في ظهارة الشبكية الصبغية |
إذا كانت النسبة أقل من 1.5، فهذا يشير بقوة إلى وجود خلل واسع في الطبقات الخارجية للشبكية. توصي ISCEV لعام 2017 باستخدام مصطلح “نسبة الذروة الضوئية إلى القاع المظلم” بدلاً من نسبة Arden.
النتائج المميزة لموجة EOG هي كما يلي:
في MEWDS، تم الإبلاغ عن استجابة فائقة (supernormal response) حيث تكون نسبة Arden في العين المصابة أعلى من العين السليمة.
أبلغ وانغ إف وآخرون (2024) عن حالة MEWDS حيث تم تقييم تخطيط كهربية العين (EOG) مع صور مركبة لطبقة IS/OS-البيضاوية (EZ) من الأمام. أظهرت العين المصابة (اليمنى) نسبة Arden تبلغ 2.5، وهي استجابة فائقة (supernormal) تتجاوز نسبة العين السليمة (اليسرى) البالغة 1.7. كان الحد الأدنى للظلام 5.0 دقائق/422.0 ميكروفولت للعين اليمنى و7.0 دقائق/351.5 ميكروفولت للعين اليسرى، بينما كان الحد الأقصى للضوء 19.0 دقيقة/1,051.1 ميكروفولت للعين اليمنى و21.0 دقيقة/611.7 ميكروفولت للعين اليسرى1).
آلية هذا الاستجابة الفائقة غير معروفة بعد، ولكن يُفترض أن فرط نشاط الظهارة الصباغية الشبكية خلال مرحلة الالتهاب الحاد يلعب دورًا في ذلك1).
أكثر الأمراض تمثيلاً هو الحثل البقعي الصفاري (Best disease)، حيث ينخفض تخطيط كهربية العين (EOG) بشكل انتقائي حتى عندما يكون تخطيط كهربية الشبكية طبيعيًا. كما تظهر قيم منخفضة في حالات أخرى مثل اعتلال الشبكية النقطي الأبيض (Fundus Albipunctatus)، والكورويديريميا، وسمية الكلوروكين والهيدروكسي كلوروكين، واعتلال الشبكية السكري (في الحالات المتقدمة). لمزيد من التفاصيل، راجع قسم “الأمراض والحالات التي يظهر فيها EOG غير طبيعي” (#3-الأمراض-والحالات-التي-يظهر-فيها-eog-غير-طبيعي).
يعكس الشذوذ في تخطيط كهربية العين (انخفاض أو طبيعية نسبة Arden) حالة وظيفة الظهارة الصباغية للشبكية (RPE). من المفيد فهم نتائج EOG لكل مرض لتشخيص الحالة.
فيما يلي ملخص لنتائج EOG للأمراض الرئيسية.
| اسم المرض | نتيجة EOG | ملاحظات خاصة |
|---|---|---|
| مرض بيست | انخفاض ملحوظ | تخطيط كهربية الشبكية طبيعي |
| اعتلال الشبكية النقطي الأبيض | انخفاض إلى طبيعي | لا ارتفاع ضوئي بعد التكيف السريع للظلام |
| مرض شتارغاردت (المرحلة المتقدمة) | انخفاض | قد يكون طبيعيًا في المراحل المبكرة |
| كولوديريميا | انخفاض | يتفاقم حسب مرحلة المرض |
| التهاب الشبكية الصباغي | انخفاض | الحثل المخروطي العصوي مشابه |
| سمية الكلوروكين | انخفاض | يستمر حتى بعد إيقاف الدواء |
في الأمراض التالية، تكون وظيفة الظهارة الصباغية للشبكية (RPE) محفوظة، وبالتالي يكون تخطيط كهربية العين (EOG) ضمن النطاق الطبيعي.
من المعروف أن الأدوية التالية تغير الجهد الساكن في تخطيط كهربية العين (EOG).
إجراءات الفحص القياسية لتخطيط كهربية العين (EOG) تتبع معايير ISCEV (إصدار 2017).
فيما يلي المراحل الرئيسية للفحص.
| المرحلة | الوقت | المحتوى |
|---|---|---|
| التكيف المسبق | 15 دقيقة على الأقل | تحت إضاءة داخلية 35-70 لوكس |
| تسجيل التكيف للظلام | 15-20 دقيقة | غرفة مظلمة، تتبع بالضوء الأحمر LED |
| تسجيل التكيف الضوئي | 15–20 دقيقة | إضاءة غانزفيلد · تتبع LED |
أثناء إعطاء تحفيز ضوئي موحد باستخدام قبة جانزفيلد، يُطلب من المريض تتبع مصباح LED أحمر متناوب كل دقيقة (10 مرات لكل دورة ذهابًا وإيابًا).
عناصر تقرير ISCEV
نسبة ذروة الإضاءة إلى الوادي المظلم: تعادل نسبة Arden. القيمة الطبيعية ≥ 1.80.
سعة الوادي المظلم: القيمة المطلقة للصغرى المظلمة (mV). تعكس سلامة بنية RPE.
زمن الوصول إلى ذروة الإضاءة: الوقت المنقضي من بداية الإضاءة (دقيقة). عادةً 7-12 دقيقة.
نقاط يجب ملاحظتها أثناء الفحص
التكيف المسبق الكامل: 35-70 لوكس لمدة 15 دقيقة على الأقل. تجنب التحفيز الضوئي القوي.
دقة التتبع: 5 دورات ذهابًا وإيابًا كل دقيقة. صعوبة التنفيذ في حالة اضطرابات حركة العين.
الحذر من التطبيع الكاذب: إذا كان الجهد الأساسي منخفضًا جدًا، فقد تصبح نسبة L/D طبيعية بشكل كاذب.
يوجد اختبار اختياري من ISCEV يسمى “التذبذبات السريعة (FO)”. يتم تكرار فترات الظلام والضوء بالتناوب كل دقيقة، مما يعكس وظيفة قناة أيون الكلوريد CFTR (منظم توصيل غشاء التليف الكيسي) في الغشاء القاعدي لـ RPE. يُقترح أن FO قد ينخفض في التليف الكيسي (CF).
بالإضافة إلى التكيف المسبق (35-70 لوكس لمدة 15 دقيقة على الأقل)، يستغرق تسجيل التكيف للظلام 15-20 دقيقة وتسجيل التكيف للضوء 15-20 دقيقة، لذا يستغرق الفحص بأكمله حوالي ساعة واحدة. قد يكون من الصعب إجراء الفحص لدى الأطفال الرضع وكبار السن والمرضى الذين يعانون من اضطرابات حركة العين بسبب صعوبة التتبع الدقيق.
يعكس الجهد الساكن المسجل في EOG الجهد عبر الظهارة (TEP) للظهارة الصبغية للشبكية (RPE). ينشأ TEP من فرق الجهد الغشائي بين الغشاء القمي والغشاء القاعدي الجانبي لخلايا RPE.
أثناء التكيف مع الظلام، يتغير النقل الأيوني من المستقبلات الضوئية، وينخفض تدفق الأيونات إلى الظهارة الصباغية للشبكية (RPE). ونتيجة لذلك، ينخفض الجهد عبر الظهارة للـ RPE ويتشكل الحد الأدنى المظلم. الحد الأدنى المظلم هو مكون غير حساس للضوء ويعتمد على السلامة الهيكلية للـ RPE (كثافة الخلايا وسلامة الغشاء الخلوي).
أثناء التكيف مع الضوء، تحدث سلسلة من الآليات التالية تؤدي إلى إزالة استقطاب الـ RPE وارتفاع الجهد، مما يشكل الحد الأقصى المضيء.
يشرح الدور المركزي للبيستروفين في هذه السلسلة سبب ظهور تخطيط كهربية العين (EOG) غير طبيعي بشكل انتقائي في مرض بيست. في مرض بيست، تؤدي طفرات جين BEST1 إلى ضعف وظيفة البيستروفين، مما يجعل الذروة الضوئية أقل حدوثًا، وبالتالي ينخفض مؤشر Arden.
يحفز التحفيز الضوئي إطلاق Ca²⁺ من الشبكة الإندوبلازمية، مما يؤدي إلى فتح قنوات Cl⁻ المعتمدة على الكالسيوم عبر بيستروفين (منتج جين BEST1). يؤدي خروج أيونات الكلوريد من الظهارة الصباغية للشبكية (RPE) إلى إزالة استقطابها، مما يرفع الجهد عبر الظهارة ويشكل الذروة الضوئية. الانخفاض الانتقائي في تخطيط كهربية العين (EOG) في مرض بيست يرجع إلى خلل وظيفة البيستروفين.
منذ العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تزايدت الأبحاث حول تقنيات واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) / واجهة الإنسان والحاسوب (HCI) التي تقرأ النوايا من حركات العين باستخدام الإشارات الكهربائية لتخطيط كهربية العين (EOG).
استعرض Belkhiria وآخرون (2022) الأدبيات المتعلقة بواجهة الإنسان والحاسوب القائمة على تخطيط كهربية العين من عام 2000 إلى 2020، وأفادوا بأن التطبيقات في دعم التواصل للأشخاص ذوي الإعاقة، والتحكم في الكراسي المتحركة بحركات العين، وتتبع العين تتوسع بسرعة 3).
تم تركيب أجهزة استشعار تخطيط كهربية العين في الأجهزة القابلة للارتداء على شكل نظارات مثل J!NS MEME، مما أدى إلى تقدم التطبيقات في مراقبة حركات العين والنعاس ومستوى التركيز في الحياة اليومية 3). كما أصبحت طريقة استخدام كاميرا CCD بالأشعة تحت الحمراء للتسجيل المباشر لحركات العين شائعة، لتحل محل تخطيط كهربية العين التقليدي (ENG).
يستخدم تخطيط كهربية العين (electronystagmography; ENG) الذي يطبق مبدأ تخطيط كهربية العين (EOG) للتسجيل الكمي لحركات العين. كما يُستخدم تخطيط كهربية العين (EOG) بشكل قياسي كقناة لحركات العين في تخطيط النوم المتعدد (PSG).
أبلغ Shoukat وآخرون (2022) عن نتائج تخطيط النوم (PSG) لحالة أظهرت رأرأة تقارب-تراجع (convergence-retraction nystagmus) بعد نزف في الدماغ المتوسط. خلال فترة اليقظة، سُجلت رأرأة بتردد 2.8 هرتز وسعة 60 ميكروفولت على مخطط كهربية العين (EOG) 2). تختفي الرأرأة الناتجة عن اضطراب الجهاز العصبي المركزي عادة أثناء النوم، لكن في هذه الحالة استمرت الرأرأة في مرحلتي النوم غير الحركي للعينين (NREM) والحركي للعينين (REM)، واعتُبرت سمة مميزة لنزف الدماغ المتوسط 2).
لا تزال آلية حدوث الاستجابة الفائقة (supernormal response) في العين المصابة بمتلازمة النقاط البيضاء المتعددة العابرة (MEWDS) خلال المرحلة الحادة، حيث تتجاوز نسبة Arden في العين المصابة نظيرتها في العين السليمة، غير مفهومة. يُقترح أن فرط النشاط الالتهابي الحاد في الظهارة الصباغية للشبكية (RPE) قد يلعب دورًا، لكن توضيح آليته الجزيئية يظل تحديًا مستقبليًا 1).
