眼電図（EOG）

ひとめでわかるポイント

1. 眼電図（EOG）とは

眼電図（Electrooculogram; EOG）は、眼球に常在する静止電位（standing potential）を外眼角部の皮膚電極で記録する電気生理学的検査である。この静止電位は角膜がプラス、後極（ブルッフ膜側）がマイナスで、健常眼では約6mVの電位差が生じている。実際の検査で記録される信号振幅は通常250〜1,000μV程度である。

EOGの静止電位はRPEの経上皮電位（transepithelial potential; TEP）を間接的に反映する。光刺激に反応して変化するこの電位差を時系列で記録し、暗極小（dark trough）と明極大（light peak）の比を算出することでRPE機能を評価する。

EOGは1951年にエルウィン・マーグ（Erwin Marg）が記述・命名した。1962年にジェフリー・アーデン（Geoffrey Arden）がArden ratioの臨床的有用性を報告し、眼底疾患の診断検査として普及した。現在はISCEV（国際臨床視覚電気生理学会）が標準基準を定め、2017年に最新版が発行されている。

EOGは光受容体と双極細胞の機能を評価する網膜電図（網膜電図）とは異なり、主にRPEの機能的完全性を反映する。そのため網膜電図が正常でもEOGが選択的に異常を呈する疾患の診断に有用である。検査は約1時間を要するため、一般臨床での施行頻度は限られている。

Q EOGと網膜電図は何が違うのですか？

網膜電図は主に光受容体（錐体・杆体）や双極細胞など神経網膜の機能を評価する。EOGはRPE（網膜色素上皮）の機能的完全性を反映する。Best卵黄状黄斑ジストロフィーでは網膜電図が正常でもEOGが異常を示すため、この2検査の組み合わせが診断に有用となる。

2. EOGの検査結果の読み方

自覚症状（EOG異常を示す疾患に共通する訴え）

EOG自体に自覚症状はない。EOG異常を示す網膜・RPE疾患において以下の症状が認められる。

視力低下：黄斑部RPE障害による中心視力の低下。
変視症：物がゆがんで見える。黄斑疾患に多い。
暗順応障害・夜盲：杆体機能の低下を伴う疾患で出現する。
中心暗点：固視点周囲の視野欠損。黄斑ジストロフィーで生じる。

臨床所見（EOG検査値の判読）

EOG検査から得られるArden ratio（L/D比：明極大÷暗極小）が主要な判定指標である。

以下にArden ratioの判定基準を示す。

判定	Arden ratio	臨床的意義
正常	≧1.80	RPE機能正常
境界域	1.65〜1.80	要精査
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

Best卵黄状黄斑ジストロフィー：BEST1遺伝子（ベストロフィン1）の常染色体優性変異による疾患。網膜電図が正常でEOGのみ低下するパターンが診断に特異的で最も有用。
autosomal recessive bestrophinopathy（ARB）：BEST1遺伝子の常染色体劣性変異。眼底所見が多彩でEOGが診断の決め手となる。
Stargardt黄斑ジストロフィー（進行期）：ABCA4遺伝子変異による黄斑ジストロフィー。初期ではEOGが正常のこともある。
白点状網膜症（Fundus Albipunctatus）：RDH5遺伝子変異。15分間の暗順応では光上昇が認められない。
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.