Elektrookulogram (EOG) adalah pemeriksaan elektrofisiologis yang merekam potensial diam (standing potential) yang selalu ada di mata menggunakan elektroda kulit di sudut luar mata. Potensial diam ini positif di kornea dan negatif di kutub posterior (sisi membran Bruch), dengan perbedaan potensial sekitar 6 mV pada mata sehat. Amplitudo sinyal yang terekam dalam pemeriksaan aktual biasanya berkisar antara 250 hingga 1.000 μV.
Potensial diam EOG secara tidak langsung mencerminkan potensial transepitel (transepithelial potential; TEP) dari RPE. Perbedaan potensial yang berubah sebagai respons terhadap rangsangan cahaya ini direkam dalam rangkaian waktu, dan rasio palung gelap (dark trough) terhadap puncak terang (light peak) dihitung untuk mengevaluasi fungsi RPE.
EOG pertama kali dideskripsikan dan dinamai oleh Erwin Marg pada tahun 1951. Pada tahun 1962, Geoffrey Arden melaporkan kegunaan klinis rasio Arden (Arden ratio), yang kemudian menyebar sebagai tes diagnostik untuk penyakit fundus. Saat ini, ISCEV (International Society for Clinical Electrophysiology of Vision) menetapkan standar, dengan versi terbaru diterbitkan pada tahun 2017.
EOG berbeda dari elektroretinogram (ERG) yang mengevaluasi fungsi fotoreseptor dan sel bipolar; EOG terutama mencerminkan integritas fungsional RPE. Oleh karena itu, EOG berguna untuk mendiagnosis penyakit di mana ERG normal tetapi EOG menunjukkan kelainan selektif. Pemeriksaan ini memakan waktu sekitar satu jam, sehingga frekuensi pelaksanaannya dalam praktik klinis umum terbatas.
Elektroretinogram terutama mengevaluasi fungsi retina saraf, seperti fotoreseptor (kerucut dan batang) dan sel bipolar. EOG mencerminkan integritas fungsional RPE (epitel pigmen retina). Pada distrofi makula vitelliform Best (Best disease), ERG normal tetapi EOG menunjukkan kelainan, sehingga kombinasi kedua pemeriksaan ini berguna untuk diagnosis.
EOG sendiri tidak menimbulkan gejala subjektif. Pada penyakit retina/RPE yang menunjukkan abnormalitas EOG, gejala berikut dapat ditemukan.
Rasio Arden (rasio L/D: maksimum terang ÷ minimum gelap) yang diperoleh dari pemeriksaan EOG merupakan indikator penilaian utama.
Berikut adalah kriteria penilaian rasio Arden:
| Penilaian | Rasio Arden | Makna Klinis |
|---|---|---|
| Normal | ≥1.80 | Fungsi RPE normal |
| Batas | 1,65–1,80 | Perlu pemeriksaan lanjutan |
| Abnormal | <1.65 | Gangguan RPE luas |
Jika kurang dari 1,5, sangat menunjukkan adanya gangguan luas pada lapisan luar retina. ISCEV 2017 merekomendasikan istilah “rasio puncak terang ke lembah gelap” daripada rasio Arden.
Temuan khas gelombang EOG adalah sebagai berikut:
Pada MEWDS, dilaporkan adanya respons supernormal di mana rasio Arden pada mata yang terkena lebih tinggi daripada mata yang sehat.
Wang F dkk. (2024) melaporkan satu kasus MEWDS di mana EOG dan gambar en-face kompleks IS/OS-ellipsoid (EZ) dievaluasi secara bersamaan. Mata yang terkena (kanan) menunjukkan rasio Arden 2,5, respons supernormal yang melebihi 1,7 pada mata sehat (kiri). Minimum gelap adalah 5,0 menit/422,0 μV pada mata kanan dan 7,0 menit/351,5 μV pada mata kiri, sedangkan maksimum terang adalah 19,0 menit/1.051,1 μV pada mata kanan dan 21,0 menit/611,7 μV pada mata kiri1).
Mekanisme respons supernormal ini belum diketahui, namun diduga terkait dengan hiperaktivasi RPE pada fase inflamasi akut1).
Penyakit yang paling representatif adalah distrofi makula vitelliform (Best disease), di mana EOG menurun secara selektif meskipun elektroretinogram normal. Selain itu, nilai rendah juga ditemukan pada retinopati punctata alba (Fundus Albipunctatus), koroideremia, toksisitas klorokuin dan hidroksiklorokuin, serta retinopati diabetik (kasus lanjut). Detailnya lihat bagian “Penyakit dan kondisi dengan EOG abnormal” (#3-penyakit-dan-kondisi-dengan-eog-abnormal).
Kelainan EOG (penurunan atau normalnya rasio Arden) mencerminkan status fungsi epitel pigmen retina (RPE). Memahami temuan EOG untuk setiap penyakit berguna untuk diagnosis.
Berikut ringkasan temuan EOG untuk penyakit utama.
| Nama penyakit | Temuan EOG | Catatan khusus |
|---|---|---|
| Penyakit Best | Penurunan signifikan | Elektroretinogram normal |
| Retinopati bintik putih | Menurun hingga normal | Tidak ada peningkatan cahaya setelah adaptasi gelap singkat |
| Penyakit Stargardt (tahap lanjut) | Menurun | Awalnya mungkin normal |
| Koroidermia | Menurun | Memburuk sesuai stadium penyakit |
| Retinitis pigmentosa | Menurun | Distrofi batang kerucut juga serupa |
| Toksisitas klorokuin | Menurun | Berlanjut bahkan setelah penghentian obat |
Pada penyakit berikut, fungsi RPE masih terjaga sehingga EOG berada dalam rentang normal.
Obat-obatan berikut diketahui dapat mengubah potensial diam EOG.
Prosedur pemeriksaan standar EOG mengikuti ISCEV (edisi 2017).
Berikut adalah tahapan utama pemeriksaan.
| Tahap | Waktu | Isi |
|---|---|---|
| Preadaptasi | Minimal 15 menit | Di bawah pencahayaan ruangan 35-70 lux |
| Rekaman adaptasi gelap | 15-20 menit | Ruang gelap, pelacakan dengan LED merah |
| Rekam adaptasi terang | 15–20 menit | Pencahayaan Ganzfeld · Pelacakan LED |
Sambil memberikan stimulasi cahaya seragam dengan kubah Ganzfeld, pasien diminta mengikuti LED merah bergantian setiap menit (10 kali per putaran bolak-balik).
Item Laporan ISCEV
Rasio puncak terang:palung gelap: Setara dengan rasio Arden. Normal ≥ 1,80.
Amplitudo palung gelap: Nilai absolut minimum gelap (mV). Mencerminkan integritas struktural RPE.
Waktu mencapai puncak terang: Waktu yang berlalu sejak awal fase terang (menit). Biasanya 7–12 menit.
Hal-hal yang perlu diperhatikan selama pemeriksaan
Adaptasi awal yang menyeluruh: 35–70 lux selama minimal 15 menit. Hindari rangsangan cahaya kuat.
Ketepatan penelusuran: 5 kali bolak-balik setiap menit. Sulit dilakukan jika ada gangguan gerakan mata.
Waspadai normalisasi palsu: Jika potensial dasar sangat rendah, rasio L/D dapat menjadi normal palsu.
Sebagai pemeriksaan opsional ISCEV, terdapat “Osilasi Cepat (Fast Oscillations; FO)”. Metode ini mengulang periode gelap dan terang secara bergantian setiap menit, mencerminkan fungsi saluran ion klorida CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) pada membran basal RPE. Disarankan bahwa FO dapat menurun pada fibrosis kistik (CF).
Selain adaptasi awal (35-70 lux minimal 15 menit), dilakukan pencatatan adaptasi gelap 15-20 menit dan pencatatan adaptasi terang 15-20 menit, sehingga total waktu yang dibutuhkan sekitar 1 jam. Pada bayi, lansia, dan pasien dengan gangguan gerakan mata, pemeriksaan mungkin sulit dilakukan karena kesulitan dalam pelacakan yang akurat.
Potensial diam yang direkam pada EOG mencerminkan potensial transepitel (TEP) dari epitel pigmen retina (RPE). TEP dihasilkan oleh perbedaan potensial membran antara membran apikal dan membran basolateral sel RPE.
Saat adaptasi gelap, transpor ion dari fotoreseptor berubah, dan aliran ion ke RPE menurun. Akibatnya, potensi transepitel RPE menurun dan terbentuklah dark trough. Dark trough adalah komponen yang tidak peka cahaya dan bergantung pada integritas struktural RPE (kepadatan sel dan integritas membran sel).
Saat adaptasi terang, serangkaian mekanisme berikut menyebabkan depolarisasi RPE dan peningkatan potensial, sehingga terbentuk light peak.
Peran sentral bestrofin dalam kaskade ini menjelaskan mengapa EOG menunjukkan kelainan selektif pada penyakit Best. Pada penyakit Best, mutasi gen BEST1 mengganggu fungsi bestrofin, sehingga puncak terang sulit terjadi dan rasio Arden menurun.
Stimulasi cahaya memicu pelepasan Ca²⁺ dari retikulum endoplasma, yang membuka saluran Cl⁻ yang bergantung pada kalsium melalui bestrofin (produk gen BEST1). Keluarnya ion klorida dari RPE menyebabkan depolarisasi RPE, meningkatkan potensial transepitel, dan membentuk puncak cahaya. Penurunan selektif EOG pada penyakit Best disebabkan oleh disfungsi bestrofin ini.
Penelitian tentang teknologi BCI (Brain-Computer Interface) / HCI yang membaca niat dari gerakan mata menggunakan sinyal listrik EOG telah meningkat pesat sejak tahun 2000-an.
Belkhiria dkk. (2022) meninjau literatur tentang HCI berbasis EOG dari tahun 2000 hingga 2020 dan melaporkan bahwa aplikasi untuk dukungan komunikasi penyandang disabilitas, kontrol kursi roda dengan gerakan mata, dan pelacakan mata berkembang pesat 3).
Pemasangan sensor EOG pada perangkat wearable berbentuk kacamata seperti J!NS MEME telah terwujud, dan aplikasi untuk pemantauan gerakan mata, rasa kantuk, dan tingkat konsentrasi dalam kehidupan sehari-hari semakin maju 3). Metode menggunakan kamera CCD inframerah untuk merekam langsung gerakan mata juga semakin populer, menggantikan ENG (electronystagmography) konvensional.
Electronystagmography (ENG) yang menerapkan prinsip EOG digunakan untuk merekam gerakan mata secara kuantitatif. Dalam polisomnografi (PSG), EOG juga digunakan secara standar sebagai saluran gerakan mata.
Shoukat dkk. (2022) melaporkan temuan PSG pada kasus nistagmus konvergensi-retraksi setelah perdarahan otak tengah. Pada periode terjaga, nistagmus dengan frekuensi 2,8 Hz dan amplitudo 60 μV tercatat pada EOG 2). Nistagmus akibat gangguan sistem saraf pusat (SSP) biasanya menghilang saat tidur, tetapi pada kasus ini nistagmus menetap baik pada fase NREM maupun REM, dan dianggap sebagai temuan khas perdarahan otak tengah 2).
Mekanisme terjadinya respons supernormal, di mana rasio Arden pada mata yang terkena MEWDS melebihi mata sehat pada fase akut, masih belum diketahui. Diduga hiperaktivasi inflamasi akut pada epitel pigmen retina (RPE) berperan, namun penjelasan mekanisme molekulernya menjadi tantangan di masa depan 1).
