इलेक्ट्रोकुलोग्राम (EOG)

एक नज़र में मुख्य बिंदु

इलेक्ट्रोकुलोग्राफी (EOG) एक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल परीक्षण है जो कॉर्निया और रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियम (RPE) के बीच मौजूद स्थैतिक विभव को रिकॉर्ड करता है।
आर्डेन अनुपात (प्रकाश अधिकतम/अंधकार न्यूनतम अनुपात) 1.80 या उससे अधिक सामान्य है। 1.65 से कम को महत्वपूर्ण असामान्यता माना जाता है।
बेस्ट विटेलिफॉर्म मैक्यूलर डिस्ट्रोफी में, इलेक्ट्रोरेटिनोग्राफी (ERG) सामान्य होने पर भी EOG असामान्य होता है, जो निदान में विशेष रूप से उपयोगी है।
जांच में पूर्व-अनुकूलन, अंधकार-अनुकूलन और प्रकाश-अनुकूलन सहित लगभग 1 घंटा लगता है।
स्थैतिक विभव में परिवर्तन RPE बेसल झिल्ली के कैल्शियम और क्लोराइड आयन चैनलों की गतिशीलता को दर्शाता है।
EOG के सिद्धांत पर आधारित इलेक्ट्रोकुलोग्राफी का उपयोग पॉलीसोम्नोग्राफी और नेत्र गति विश्लेषण में भी किया जाता है।

1. इलेक्ट्रोकुलोग्राफी (EOG) क्या है

इलेक्ट्रोकुलोग्राम (EOG) एक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल परीक्षण है जिसमें आंख में स्थित स्थैतिक विभव (standing potential) को बाहरी कैंथस की त्वचा इलेक्ट्रोड द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है। यह स्थैतिक विभव कॉर्निया पर धनात्मक और पश्च ध्रुव (ब्रुच झिल्ली की ओर) पर ऋणात्मक होता है, और स्वस्थ आंख में लगभग 6 mV का विभवांतर उत्पन्न होता है। वास्तविक परीक्षण में रिकॉर्ड किया गया सिग्नल आयाम सामान्यतः 250-1,000 μV के आसपास होता है।

EOG का स्थैतिक विभव RPE के ट्रांसएपिथेलियल विभव (TEP) को अप्रत्यक्ष रूप से दर्शाता है। प्रकाश उत्तेजना के प्रति प्रतिक्रिया में बदलने वाले इस विभवांतर को समय श्रृंखला में रिकॉर्ड किया जाता है, और डार्क ट्रफ (dark trough) तथा लाइट पीक (light peak) के अनुपात की गणना करके RPE कार्य का मूल्यांकन किया जाता है।

ईओजी का वर्णन और नामकरण 1951 में एरविन मार्ग ने किया था। 1962 में जेफ्री आर्डेन ने आर्डेन अनुपात की नैदानिक उपयोगिता की रिपोर्ट दी और यह फंडस रोगों के निदान परीक्षण के रूप में लोकप्रिय हुआ। वर्तमान में ISCEV (अंतर्राष्ट्रीय नैदानिक दृश्य इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी सोसायटी) मानक मानदंड निर्धारित करती है, और 2017 में नवीनतम संस्करण प्रकाशित हुआ है।

ईओजी फोटोरिसेप्टर और द्विध्रुवी कोशिकाओं के कार्य का मूल्यांकन करने वाले इलेक्ट्रोरेटिनोग्राम (ईआरजी) से भिन्न है, यह मुख्य रूप से आरपीई की कार्यात्मक अखंडता को दर्शाता है। इसलिए यह उन रोगों के निदान में उपयोगी है जहां इलेक्ट्रोरेटिनोग्राम सामान्य होने पर भी ईओजी चुनिंदा रूप से असामान्य होता है। परीक्षण में लगभग एक घंटा लगता है, इसलिए सामान्य नैदानिक अभ्यास में इसका उपयोग सीमित है।

Q ईओजी और इलेक्ट्रोरेटिनोग्राम में क्या अंतर है?

इलेक्ट्रोरेटिनोग्राम मुख्य रूप से फोटोरिसेप्टर (शंकु और छड़) और द्विध्रुवी कोशिकाओं जैसे तंत्रिका रेटिना के कार्य का मूल्यांकन करता है। ईओजी आरपीई (रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियम) की कार्यात्मक अखंडता को दर्शाता है। बेस्ट विटेलिफॉर्म मैक्यूलर डिस्ट्रोफी में इलेक्ट्रोरेटिनोग्राम सामान्य होने पर भी ईओजी असामान्य होता है, इसलिए इन दो परीक्षणों का संयोजन निदान में उपयोगी है।

2. EOG परीक्षण परिणामों को कैसे पढ़ें

व्यक्तिपरक लक्षण (EOG असामान्यता दर्शाने वाले रोगों में सामान्य शिकायतें)

EOG में स्वयं कोई लक्षण नहीं होते। EOG असामान्यता दर्शाने वाले रेटिना/RPE रोगों में निम्नलिखित लक्षण देखे जाते हैं।

दृष्टि में कमी: मैक्युला क्षेत्र के RPE विकार के कारण केंद्रीय दृष्टि में कमी।
दृष्टिवैषम्य (मेटामॉर्फोप्सिया) : वस्तुएं टेढ़ी-मेढ़ी दिखती हैं। यह मैक्यूलर रोगों में आम है।
अंधकार अनुकूलन विकार/रतौंधी : यह रॉड कोशिका कार्य में कमी वाले रोगों में प्रकट होता है।
केंद्रीय स्कोटोमा : निर्धारण बिंदु के आसपास दृश्य क्षेत्र दोष। यह मैक्यूलर डिस्ट्रोफी में होता है।

नैदानिक निष्कर्ष (ईओजी परीक्षण मूल्यों की व्याख्या)

EOG परीक्षण से प्राप्त Arden अनुपात (L/D अनुपात: अधिकतम प्रकाश ÷ न्यूनतम अंधकार) मुख्य निर्धारण संकेतक है।

नीचे Arden अनुपात के निर्धारण मानदंड दिए गए हैं।

निर्धारण	Arden अनुपात	नैदानिक महत्व
सामान्य	≥1.80	RPE कार्य सामान्य
सीमा रेखा	1.65–1.80	अधिक जांच आवश्यक
異常	<1.65	RPE広範障害

1.5未満の場合は広範な網膜外層の障害を強く示唆する。2017年ISCEVはArden ratioよりも「明ピーク：暗谷比（light peak to dark trough ratio）」という用語を推奨している。

EOG波形の特徴的な所見は以下の通りである。

暗極小（dark trough）：暗順応10〜15分で電位が最小値に達する。非光感受性成分であり、RPEそのものの構造的完全性を反映する。
明極大（light peak）：明順応7〜12分で電位が最大値に達する。光感受性成分であり、RPE基底側膜の活性化を反映する。

MEWDS（多発消失性白点症候群）でのsupernormal response

MEWDSでは患眼でArden ratioが健眼を上回る「supernormal response」が報告されている。

Wang Fら（2024）は、MEWDSの1症例においてEOGとen-face IS/OS-楕円体帯（EZ）複合体画像を組み合わせて評価した。患眼（右眼）のArden ratioは2.5で、僚眼（左眼）の1.7を上回るsupernormal responseを示した。暗極小は右眼5.0分/422.0μV・左眼7.0分/351.5μVで、明極大は右眼19.0分/1,051.1μV・左眼21.0分/611.7μVであった¹⁾。

このsupernormal responseの機序は未解明であるが、急性炎症期のRPE過活性化が関与すると推察されている¹⁾。

Q Arden ratioが低いとどのような疾患が疑われますか？

Best卵黄状黄斑ジストロフィーが最も代表的であり、網膜電図が正常な場合でもEOGが選択的に低下する。その他、白点状網膜症（Fundus Albipunctatus）、コロイデレミア、クロロキン・ヒドロキシクロロキン毒性、糖尿病性網膜症（進行例）なども低値を示す。詳細は「EOGが異常を示す疾患・状態」の項を参照。

3. EOGが異常を示す疾患・状態

EOGの異常（Arden ratio低下または正常）はRPE機能の状態を反映する。疾患ごとのEOG所見を把握することが診断に有用である。

以下に主要疾患のEOG所見をまとめる。

疾患名	EOG所見	特記事項
Best病	著明低下	網膜電図は正常
白点状網膜症	低下〜正常	短時間暗順応で光上昇なし
Stargardt病（進行期）	低下	初期は正常のこともある
コロイデレミア	低下	病期に応じて悪化
網膜色素変性	低下	杆体錐体ジストロフィーも同様
クロロキン毒性	低下	薬剤中止後も持続

Arden ratio低下を示す主要疾患

बेस्ट विटेलिफॉर्म मैक्यूलर डिस्ट्रोफी : BEST1 जीन (बेस्ट्रोफिन 1) के ऑटोसोमल प्रमुख उत्परिवर्तन के कारण होने वाला रोग। रेटिनल इलेक्ट्रोग्राम सामान्य होने पर केवल EOG में कमी का पैटर्न निदान के लिए विशिष्ट और सबसे उपयोगी है।
ऑटोसोमल रिसेसिव बेस्ट्रोफिनोपैथी (ARB) : BEST1 जीन का ऑटोसोमल रिसेसिव उत्परिवर्तन। फंडस निष्कर्ष विविध होते हैं और EOG निदान का निर्णायक कारक है।
स्टारगार्ट मैक्यूलर डिस्ट्रोफी (उन्नत अवस्था) : ABCA4 जीन उत्परिवर्तन के कारण मैक्यूलर डिस्ट्रोफी। प्रारंभिक अवस्था में EOG कभी-कभी सामान्य हो सकता है।
फंडस एल्बिपंक्टेटस : RDH5 जीन उत्परिवर्तन। 15 मिनट के अंधेरे अनुकूलन में प्रकाश वृद्धि नहीं देखी जाती है।
コロイデレミア：進行性にRPEとコロイドが萎縮し、EOGが低下する。
網膜色素変性および杆体錐体ジストロフィー：広範なRPE障害を伴う進行例でEOGが低下する。
回旋状網膜脈絡膜萎縮症：オルニチン代謝異常によるRPE障害でEOGが低下する。
クロロキン・ヒドロキシクロロキン毒性：抗マラリア薬によるRPE毒性。薬剤中止後も改善しないことがある。
糖尿病：罹患期間が長くなるにつれEOGが悪化する。
眼内鉄片残留（眼球鉄錆症）：鉄イオンによるRPE障害でEOGが低下する。
脈絡膜悪性黒色腫：腫瘍によるRPE障害を反映することがある。

EOGが正常を示す疾患

以下の疾患ではRPE機能が保たれているためEOGは正常範囲内にある。

ブルッフ膜の優性遺伝性ドルーゼン
先天全色盲（錐体機能障害でありRPEは正常）
先天停止性夜盲（杆体機能障害であるがRPEは正常）
視神経疾患（網膜前の障害であるためEOGは影響を受けない）

静止電位を変化させる薬剤

以下の薬剤はEOG静止電位を変化させることが知られている。

20%マンニトール静注：静止電位を約43%減少させる。
500mgアセタゾラミド静注：静止電位を低下させる。
チモロール：静止電位に影響を与える。

4. 診断と検査方法

EOGの標準的な検査手順はISCEV（2017年版）に準拠する。

以下に検査の主要な段階を示す。

段階	時間	内容
前順応	最低15分	35〜70ルクス室内照明下
暗順応記録	15〜20分	暗室・赤色LED追視
明順応記録	15〜20分	Ganzfeld照明・LED追視

検査前準備

散瞳が推奨される。
検査30分前から安定した室内照明（35〜70ルクス）の下で過ごす。最低15分間の前順応が必要である。
蛍光眼底造影（FA）や眼底写真など強い網膜照明を用いる検査は検査前に行わない。

電極装着

銀-塩化銀皿電極を内眼角・外眼角近傍の皮膚に貼付する。
不関電極（基準電極）は前額中央または耳朶に配置する。
接地電極は額に配置する。
電極貼付前にアルコール綿で皮膚の皮脂を拭き取り、インピーダンスを低下させる。
配線は右側電極をプラス（＋）、左側をマイナス（−）に接続する。

記録手順

Ganzfeldドームで均一な光刺激を与えながら、1分ごとに赤色LEDを交互に追視させる（1往復あたり10回）。

暗順応記録：15〜20分間、暗室下で1分ごとに記録する。
明順応記録：続けて明順応を15〜20分間記録する。
1分ごとの振幅平均値をプロットしてEOG曲線を描く。

ノイズ対策と検査限界

交流電源ノイズ・筋電図（EMG）アーティファクト・汗による電気的不安定が主なノイズ源となる。
汗が十分に引いてから電極を貼付する。
幼児・高齢者、眼球運動障害（眼振・眼球麻痺）のある患者では正確な追視が困難であり、検査実施が難しい場合がある。

2017年ISCEV標準の必須報告項目

明ピーク：暗谷比（light peak to dark trough ratio）
暗谷の振幅（mV）
明期開始から明ピーク到達までの時間（分）

ISCEV報告項目

明ピーク：暗谷比：Arden ratioに相当。1.80以上が正常。

暗谷振幅：暗極小の絶対値（mV）。RPE構造的完全性を反映。

明ピーク到達時間：明期開始からの経過時間（分）。通常7〜12分。

検査時の注意点

前順応の徹底：35〜70ルクスで最低15分。強い光刺激は避ける。

追視の正確さ：1分ごとに5往復。眼球運動障害があると実施困難。

偽正常化に注意：基準電位が著しく低い場合、L/D比が偽正常化する。

速い振動（Fast Oscillations: FO）

ISCEVのオプション検査として「速い振動（Fast Oscillations; FO）」がある。1分ごとに暗期と明期を交互に繰り返す方法で、RPE基底側膜のCFTR（嚢胞性線維症膜コンダクタンス調節因子）塩化物イオンチャネルの機能を反映する。嚢胞性線維症（CF）ではFOが減少する可能性が示唆されている。

Q EOGの検査はどれくらい時間がかかりますか？

前順応（35〜70ルクスで最低15分）に加え、暗順応記録15〜20分・明順応記録15〜20分を行うため、全体で約1時間を要する。幼児・高齢者・眼球運動障害のある患者では正確な追視が困難なため実施が難しい場合がある。

6. 病態生理学・詳細な発症機序

静止電位（TEP）の生成機序

EOGで記録される静止電位はRPEの経上皮電位（TEP）を反映する。TEPはRPE細胞の頂部膜（apical membrane）と基底側膜（basolateral membrane）の膜電位差によって生じる。

暗極小の機序

暗順応時、光受容体からのイオン輸送が変化し、RPEへのイオン流入量が減少する。その結果、RPEの経上皮電位が低下し暗極小が形成される。暗極小は非光感受性成分であり、RPEそのものの構造的完全性（細胞密度・細胞膜の完全性）に依存する。

明極大の機序

明順応時には以下の一連の機序によりRPEが脱分極し電位が上昇して明極大が形成される。

光刺激による小胞体からのカルシウム（Ca²⁺）放出
**ベストロフィン（BEST1遺伝子産物）**とL型カルシウムチャネルの活性化
カルシウム依存性塩化物イオン（Cl⁻）チャネルの開口
RPEからの塩化物イオン排出
RPEの脱分極→TEP上昇→明極大

このカスケードにおけるベストロフィンの中心的役割が、Best病でEOGが選択的に異常を示す理由を説明する。Best病ではBEST1遺伝子変異によりベストロフィン機能が障害され、明極大が生じにくくなるためArden ratioが低下する。

EOGの2成分

非光感受性成分（暗谷）：RPEの構造的完全性に依存する。RPE細胞が消失・変性すると低下する。
光感受性成分（光上昇）：RPE基底側膜の脱分極機序に依存する。ベストロフィン・カルシウムチャネルの機能に依存する。

Q 明極大（light peak）はなぜ発生するのですか？

光刺激が小胞体からのCa²⁺放出を誘発し、ベストロフィン（BEST1遺伝子産物）を介したカルシウム依存性Cl⁻チャネルが開口する。塩化物イオンがRPEから排出されることでRPEが脱分極し、経上皮電位が上昇して明極大が形成される。Best病でEOGが選択的に低下するのはこのベストロフィン機能障害によるものである。

7. 最新の研究と今後の展望（研究段階の報告）

EOGベースのヒューマン・コンピュータ・インターフェース（HCI）

EOGの電気信号を用いて眼球運動から意図を読み取るBCI（Brain-Computer Interface）／HCI技術の研究が2000年代以降急増している。

Belkhiriaら（2022）はEOGベースHCIに関する2000年から2020年の文献をレビューし、障害者コミュニケーション支援・車椅子の眼球操作・眼球追跡などへの応用が急速に拡大していることを報告した³⁾。

J!NS MEMEのようなメガネ型ウェアラブルデバイスへのEOGセンサ搭載が実現し、日常生活での眼球運動・眠気・集中度のモニタリングへの応用が進んでいる³⁾。眼球運動の直接記録に赤外線CCDカメラを用いる方法も普及しており、従来のENG（電気眼振図）に代わりつつある。

眼球運動記録としてのEOG（ENG）

EOGの原理を応用した電気眼振図（electronystagmography; ENG）は眼球運動の定量記録に使用される。睡眠ポリソムノグラフィー（PSG）でも眼球運動チャンネルとしてEOGが標準的に使用されている。

Shoukatら（2022）は中脳出血後に輻湊後退眼振（convergence-retraction nystagmus）を呈した症例のPSG所見を報告した。覚醒期には周波数2.8Hz・振幅60μVの眼振がEOGで記録された²⁾。中枢神経系（CNS）障害による眼振は通常睡眠中に消失するが、この症例では非REM期・REM期ともに眼振が持続し、中脳出血に特徴的な所見とされた²⁾。

MEWDSにおけるsupernormal responseの意義

MEWDSの急性期に患眼でArden ratioが健眼を上回るsupernormal responseが生じる機序は未解明である。RPEの急性炎症性過活性化が関与する可能性が示唆されているが、その分子機序の解明が今後の課題である¹⁾。

8. 参考文献

Wang F, Wang A, Leng X, et al. EOG and the En-Face Inner Segment/Outer Segment-Ellipsoid Complex Image in Multiple Evanescent White Dot Syndrome. Int Med Case Rep J. 2024;17:597-602.
Shoukat U, Glick DR, Chaturvedi S, et al. Images: Polysomnographic findings of nystagmus caused by a midbrain hemorrhagic stroke. J Clin Sleep Med. 2022;18(5):1479-1482.
Belkhiria C, Boudir A, Hurter C, et al. EOG-Based Human-Computer Interface: 2000-2020 Review. Sensors. 2022;22(13):4914.