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。
Elettrooculogramma (EOG)
Punti chiave a colpo d’occhio
Sezione intitolata “Punti chiave a colpo d’occhio”1. Cos’è l’elettrooculografia (EOG)?
Sezione intitolata “1. Cos’è l’elettrooculografia (EOG)?”L’elettrooculogramma (EOG) è un esame elettrofisiologico che registra il potenziale stazionario (standing potential) presente nell’occhio tramite elettrodi cutanei posti all’angolo esterno dell’occhio. Questo potenziale stazionario è positivo a livello della cornea e negativo al polo posteriore (lato della membrana di Bruch), generando una differenza di potenziale di circa 6 mV in un occhio sano. L’ampiezza del segnale registrato durante l’esame è solitamente compresa tra 250 e 1.000 μV.
Il potenziale stazionario dell’EOG riflette indirettamente il potenziale transepiteliale (TEP) dell’epitelio pigmentato retinico (RPE). Registrando nel tempo le variazioni di questa differenza di potenziale in risposta alla stimolazione luminosa, si calcola il rapporto tra il minimo scuro (dark trough) e il massimo chiaro (light peak) per valutare la funzione dell’RPE.
L’EOG fu descritto e nominato da Erwin Marg nel 1951. Nel 1962, Geoffrey Arden riportò l’utilità clinica del rapporto di Arden, diffondendolo come test diagnostico per le malattie del fondo oculare. Attualmente, l’ISCEV (Società Internazionale di Elettrofisiologia Visiva Clinica) stabilisce gli standard di riferimento, con l’ultima versione pubblicata nel 2017.
A differenza dell’elettroretinogramma (ERG), che valuta la funzione dei fotorecettori e delle cellule bipolari, l’EOG riflette principalmente l’integrità funzionale dell’EPR (epitelio pigmentato retinico). Pertanto, è utile nella diagnosi di malattie in cui l’ERG è normale ma l’EOG mostra alterazioni selettive. L’esame richiede circa un’ora, quindi la sua frequenza di esecuzione nella pratica clinica generale è limitata.
Q
Qual è la differenza tra EOG ed elettroretinogramma?
A
L’elettroretinogramma valuta principalmente la funzione dei fotorecettori (coni e bastoncelli) e delle cellule bipolari della retina neurale. L’EOG riflette l’integrità funzionale dell’EPR (epitelio pigmentato retinico). Nella distrofia maculare vitelliforme di Best, l’ERG è normale ma l’EOG è anomalo, quindi la combinazione di questi due esami è utile per la diagnosi.
2. Come interpretare i risultati dell’EOG
Sezione intitolata “2. Come interpretare i risultati dell’EOG”Sintomi soggettivi (lamentele comuni nelle malattie che mostrano anomalie all’EOG)
Sezione intitolata “Sintomi soggettivi (lamentele comuni nelle malattie che mostrano anomalie all’EOG)”L’EOG di per sé non causa sintomi soggettivi. Nelle malattie della retina e dell’RPE che mostrano anomalie all’EOG, si possono osservare i seguenti sintomi.
- Riduzione dell’acuità visiva: diminuzione della visione centrale dovuta a danno dell’RPE maculare.
- Metamorfopsia: gli oggetti appaiono distorti. Comune nelle malattie maculari.
- Disturbo dell’adattamento al buio/cecità notturna: compare in malattie con ridotta funzione dei bastoncelli.
- Scotoma centrale: difetto del campo visivo intorno al punto di fissazione. Si verifica nelle distrofie maculari.
Reperti clinici (interpretazione dei valori dell’EOG)
Sezione intitolata “Reperti clinici (interpretazione dei valori dell’EOG)”Il rapporto di Arden (rapporto L/D: massimo in luce diviso minimo in buio) ottenuto dall’esame EOG è il principale indicatore diagnostico.
Di seguito sono riportati i criteri di valutazione del rapporto di Arden.
| Giudizio | Rapporto di Arden | Significato clinico |
|---|---|---|
| Normale | ≥1.80 | Funzione RPE normale |
| Borderline | 1.65–1.80 | Richiede approfondimenti |
| Anormale | <1.65 | Danno diffuso dell’RPE |
Valori inferiori a 1,5 suggeriscono fortemente un danno diffuso degli strati retinici esterni. L’ISCEV 2017 raccomanda il termine “rapporto picco luminoso/valle oscura” (light peak to dark trough ratio) anziché rapporto di Arden.
I reperti caratteristici dell’onda EOG sono i seguenti.
- Dark trough (minimo scuro): il potenziale raggiunge il valore minimo dopo 10-15 minuti di adattamento al buio. È una componente non fotosensibile e riflette l’integrità strutturale dell’RPE stesso.
- Light peak (massimo luminoso): il potenziale raggiunge il valore massimo dopo 7-12 minuti di adattamento alla luce. È una componente fotosensibile e riflette l’attivazione della membrana basolaterale dell’RPE.
Risposta supernormale nella MEWDS (sindrome dei punti bianchi multipli evanescenti)
Sezione intitolata “Risposta supernormale nella MEWDS (sindrome dei punti bianchi multipli evanescenti)”Nella MEWDS è stata riportata una «risposta supernormale» in cui il rapporto di Arden dell’occhio affetto supera quello dell’occhio sano.
Wang F et al. (2024) hanno valutato un caso di MEWDS combinando l’EOG e l’imaging del complesso IS/OS-ellissoide (EZ) en-face. Il rapporto di Arden dell’occhio affetto (destro) era 2,5, mostrando una risposta supernormale superiore a 1,7 dell’occhio controlaterale (sinistro). Il minimo scuro era di 5,0 min/422,0 μV nell’occhio destro e 7,0 min/351,5 μV nel sinistro, mentre il massimo chiaro era di 19,0 min/1.051,1 μV nell’occhio destro e 21,0 min/611,7 μV nel sinistro1).
Il meccanismo di questa risposta supernormale non è ancora chiaro, ma si ipotizza che sia coinvolta una iperattivazione dell’EPR durante la fase infiammatoria acuta1).
Q
Quali malattie si sospettano quando il rapporto di Arden è basso?
A
La distrofia maculare vitelliforme di Best è la più rappresentativa; anche quando l’elettroretinogramma è normale, l’EOG è selettivamente ridotto. Altre condizioni come la retinopatia a punti bianchi (Fundus Albipunctatus), la coroideremia, la tossicità da clorochina e idrossiclorochina, e la retinopatia diabetica (in fase avanzata) mostrano valori bassi. Per i dettagli, vedere la sezione “Malattie e condizioni con EOG anormale”.
3. Malattie e condizioni con EOG anormale
Sezione intitolata “3. Malattie e condizioni con EOG anormale”L’anomalia dell’EOG (riduzione o normalità del rapporto di Arden) riflette lo stato della funzione dell’epitelio pigmentato retinico. Conoscere i reperti dell’EOG per ciascuna malattia è utile per la diagnosi.
Di seguito sono riassunti i reperti dell’EOG per le principali malattie.
| Nome della malattia | Risultato EOG | Note |
|---|---|---|
| Malattia di Best | Marcata riduzione | Elettroretinogramma normale |
| Retinopatia a punti bianchi | Ridotto ~ normale | Nessun aumento alla luce dopo breve adattamento al buio |
| Malattia di Stargardt (stadio avanzato) | Ridotto | Talvolta normale nelle fasi iniziali |
| Coroidermia | Ridotto | Peggiora con lo stadio della malattia |
| Retinite pigmentosa | Ridotto | Simile alla distrofia dei coni e bastoncelli |
| Tossicità da clorochina | Ridotto | Persiste dopo la sospensione del farmaco |
Principali malattie che mostrano una riduzione del rapporto di Arden
Sezione intitolata “Principali malattie che mostrano una riduzione del rapporto di Arden”- Distrofia maculare vitelliforme di Best: malattia causata da mutazioni autosomiche dominanti nel gene BEST1 (bestrofina 1). L’elettroretinogramma normale con riduzione isolata dell’EOG è un pattern diagnostico specifico e molto utile.
- Bestrofinopatia autosomica recessiva (ARB): mutazioni autosomiche recessive nel gene BEST1. I reperti del fondo oculare sono vari e l’EOG è determinante per la diagnosi.
- Distrofia maculare di Stargardt (stadio avanzato): distrofia maculare causata da mutazioni nel gene ABCA4. Nelle fasi iniziali l’EOG può essere normale.
- Fondo albipuntato (Fundus Albipunctatus): mutazioni nel gene RDH5. Dopo 15 minuti di adattamento al buio non si osserva un aumento della luce.
- Coroidermia: l’RPE e la coroide si atrofizzano progressivamente e l’EOG diminuisce.
- Retinite pigmentosa e distrofia dei coni e bastoncelli: l’EOG diminuisce nei casi avanzati con danno diffuso dell’RPE.
- Atrofia corioretinica girata: l’EOG diminuisce a causa del danno all’RPE da alterazione del metabolismo dell’ornitina.
- Tossicità da clorochina e idrossiclorochina: tossicità dell’RPE da farmaci antimalarici. Può non migliorare dopo la sospensione del farmaco.
- 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
Sezione intitolata “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
Sezione intitolata “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
Sezione intitolata “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 |
- 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。
- 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。
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
Sezione intitolata “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
Sezione intitolata “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）
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）
Sezione intitolata “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？
A
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
Sezione intitolata “6. 病態生理学・詳細な発症機序”静止電位（TEP）の生成機序
Sezione intitolata “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
Sezione intitolata “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？
A
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）
Sezione intitolata “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）
Sezione intitolata “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）
Sezione intitolata “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
Sezione intitolata “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
Sezione intitolata “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.