Электроокулограмма (ЭОГ) — это электрофизиологическое исследование, при котором регистрируется постоянный потенциал (standing potential), существующий в глазу, с помощью кожных электродов, размещенных у наружного угла глаза. Этот постоянный потенциал положителен на роговице и отрицателен на заднем полюсе (со стороны мембраны Бруха), и в здоровом глазу разность потенциалов составляет около 6 мВ. Амплитуда сигнала, регистрируемого при реальном исследовании, обычно составляет 250–1000 мкВ.
Постоянный потенциал ЭОГ косвенно отражает трансэпителиальный потенциал (ТЭП) пигментного эпителия сетчатки (ПЭС). Эта разность потенциалов, изменяющаяся в ответ на световую стимуляцию, регистрируется во временной последовательности, и путем расчета соотношения темнового минимума (dark trough) и светового максимума (light peak) оценивается функция ПЭС.
Электроокулография (ЭОГ) была описана и названа Эрвином Маргом в 1951 году. В 1962 году Джеффри Арден сообщил о клинической полезности коэффициента Ардена, и метод стал широко применяться для диагностики заболеваний глазного дна. В настоящее время ISCEV (Международное общество клинической электрофизиологии зрения) устанавливает стандартные критерии, последняя версия которых была опубликована в 2017 году.
В отличие от электроретинографии (ЭРГ), которая оценивает функцию фоторецепторов и биполярных клеток, ЭОГ в основном отражает функциональную целостность пигментного эпителия сетчатки (ПЭС). Поэтому ЭОГ полезна для диагностики заболеваний, при которых ЭРГ нормальна, но ЭОГ избирательно аномальна. Исследование занимает около часа, поэтому в общей клинической практике оно проводится нечасто.
Электроретинография в основном оценивает функцию фоторецепторов (колбочек и палочек) и биполярных клеток нейросетчатки. ЭОГ отражает функциональную целостность ПЭС (пигментного эпителия сетчатки). При болезни Беста (вителлиформной макулярной дистрофии) ЭРГ может быть нормальной, но ЭОГ показывает аномалии, поэтому комбинация этих двух тестов полезна для диагностики.
Сама ЭОГ не вызывает субъективных симптомов. При заболеваниях сетчатки и пигментного эпителия, сопровождающихся аномалиями ЭОГ, наблюдаются следующие симптомы.
Основным критерием оценки, полученным при проведении ЭОГ, является коэффициент Ардена (L/D отношение: максимальная световая амплитуда ÷ минимальная темновая амплитуда).
Ниже приведены критерии оценки коэффициента Ардена.
| Оценка | Коэффициент Ардена | Клиническое значение |
|---|---|---|
| Норма | ≥1.80 | Функция РПЭ в норме |
| Пограничная зона | 1.65–1.80 | Требуется дообследование |
| Аномалия | <1.65 | Обширное поражение РПЭ |
Значение менее 1,5 убедительно указывает на обширное поражение наружных слоев сетчатки. В 2017 году ISCEV рекомендует использовать термин «соотношение светового пика к темновому спаду» вместо коэффициента Ардена.
Характерные находки на ЭОГ следующие.
При MEWDS сообщается о «супернормальном ответе», при котором коэффициент Ардена на пораженном глазу превышает таковой на здоровом глазу.
Wang F и соавт. (2024) оценили один случай MEWDS, комбинируя ЭОГ и en-face изображения комплекса IS/OS-эллипсоидная зона (EZ). Коэффициент Ардена на пораженном глазу (правом) составил 2,5, что превышало 1,7 на парном глазу (левом), демонстрируя супернормальный ответ. Темновой минимум: правый глаз 5,0 мин/422,0 мкВ, левый глаз 7,0 мин/351,5 мкВ; световой максимум: правый глаз 19,0 мин/1051,1 мкВ, левый глаз 21,0 мин/611,7 мкВ1).
Механизм этого супернормального ответа остается невыясненным, но предполагается, что он связан с гиперактивацией РПЭ в острую фазу воспаления1).
Наиболее типичным является болезнь Беста (вителлиформная макулярная дистрофия), при которой ЭОГ избирательно снижается, даже если электроретинограмма в норме. Также низкие значения наблюдаются при fundus albipunctatus, хориоидеремии, токсичности хлорохина/гидроксихлорохина, диабетической ретинопатии (прогрессирующие случаи) и других. Подробнее см. в разделе «Заболевания и состояния с аномальной ЭОГ».
Аномалии ЭОГ (снижение или нормализация коэффициента Ардена) отражают состояние функции пигментного эпителия сетчатки. Понимание результатов ЭОГ при различных заболеваниях полезно для диагностики.
Ниже приведены результаты ЭОГ при основных заболеваниях.
| Название заболевания | Данные ЭОГ | Примечания |
|---|---|---|
| Болезнь Беста | Значительное снижение | Электроретинограмма в норме |
| Белоточечная ретинопатия | Снижена до нормы | Нет светового подъема при кратковременной темновой адаптации |
| Болезнь Штаргардта (прогрессирующая стадия) | Снижена | На ранних стадиях может быть нормальной |
| Хориоидеремия | Снижение | Ухудшается в зависимости от стадии |
| Пигментный ретинит | Снижение | То же самое при палочко-колбочковой дистрофии |
| Токсичность хлорохина | Снижение | Сохраняется после отмены препарата |
При следующих заболеваниях функция РПЭ сохранена, поэтому ЭОГ находится в пределах нормы.
Известно, что следующие препараты изменяют стационарный потенциал ЭОГ.
Стандартная процедура ЭОГ соответствует ISCEV (версия 2017 г.).
Ниже приведены основные этапы обследования.
| Этап | Время | Содержание |
|---|---|---|
| Предварительная адаптация | Не менее 15 минут | При комнатном освещении 35–70 люкс |
| Запись темновой адаптации | 15–20 минут | В темной комнате с красным светодиодным освещением |
| Запись световой адаптации | 15–20 минут | Освещение Ganzfeld, слежение за светодиодом |
При равномерной световой стимуляции в куполе Ганцфельда каждую минуту попеременно предъявляют красный светодиод для слежения (10 раз за один цикл).
Параметры отчета ISCEV
Соотношение световой пик/темновой пик: соответствует коэффициенту Ардена. Норма: 1,80 и выше.
Амплитуда темновой фазы: абсолютное значение (мВ) темнового минимума. Отражает структурную целостность РПЭ.
Время достижения пика световой фазы: время (мин) от начала световой стимуляции. Обычно 7–12 минут.
Меры предосторожности при обследовании
Тщательная предварительная адаптация: минимум 15 минут при 35–70 люкс. Избегать сильных световых стимулов.
Точность слежения: 5 циклов в минуту. Трудно выполнить при нарушениях движений глаз.
Осторожно с псевдонормализацией: если базовый потенциал значительно снижен, отношение L/D может псевдонормализоваться.
В качестве опционального теста ISCEV существуют «быстрые осцилляции» (Fast Oscillations; FO). Метод заключается в чередовании темновой и световой фаз каждую минуту, отражает функцию хлоридного канала CFTR (регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе) на базальной мембране RPE. Предполагается, что при муковисцидозе (CF) FO могут быть снижены.
Перед адаптацией (минимум 15 минут при 35–70 люкс) требуется запись темновой адаптации (15–20 минут) и световой адаптации (15–20 минут), поэтому всё исследование занимает около 1 часа. У младенцев, пожилых людей и пациентов с нарушениями движений глаз точное слежение может быть затруднено, что делает проведение исследования сложным.
Стационарный потенциал, регистрируемый на ЭОГ, отражает трансэпителиальный потенциал (ТЭП) пигментного эпителия сетчатки (ПЭС). ТЭП возникает из-за разности мембранных потенциалов апикальной и базолатеральной мембран клеток ПЭС.
При темновой адаптации изменяется ионный транспорт от фоторецепторов, что приводит к уменьшению поступления ионов в ПЭС. В результате трансэпителиальный потенциал ПЭС снижается, формируя темновой минимум. Темновой минимум является нефоточувствительным компонентом и зависит от структурной целостности самого ПЭС (плотности клеток и целостности клеточных мембран).
При световой адаптации происходит деполяризация пигментного эпителия сетчатки (ПЭС) и повышение потенциала, что приводит к формированию светового пика, через следующую последовательность механизмов.
Центральная роль бестрофина в этом каскаде объясняет, почему при болезни Беста ЭОГ избирательно нарушается. При болезни Беста мутации в гене BEST1 нарушают функцию бестрофина, что затрудняет возникновение светового пика и снижает коэффициент Ардена.
Световая стимуляция вызывает высвобождение Ca²⁺ из эндоплазматического ретикулума, что приводит к открытию кальций-зависимых Cl⁻-каналов через бестрофин (продукт гена BEST1). Выход ионов хлора из РПЭ вызывает деполяризацию РПЭ, повышение трансэпителиального потенциала и формирование светового пика. Избирательное снижение ЭОГ при болезни Беста обусловлено именно дисфункцией бестрофина.
Исследования технологий BCI/HCI, использующих электрические сигналы ЭОГ для считывания намерений по движениям глаз, резко возросли с 2000-х годов.
Belkhiria и соавт. (2022) провели обзор литературы по ЭОГ-интерфейсам HCI за 2000–2020 гг. и сообщили о быстром расширении применения в поддержке коммуникации людей с ограниченными возможностями, управлении инвалидной коляской с помощью движений глаз и отслеживании взгляда 3).
Внедрение датчиков ЭОГ в очковые носимые устройства, такие как J!NS MEME, позволило применять их для мониторинга движений глаз, сонливости и уровня концентрации в повседневной жизни 3). Метод прямой записи движений глаз с помощью инфракрасной ПЗС-камеры также становится распространенным, постепенно заменяя традиционную ЭНГ (электронистагмографию).
Электронистагмография (ЭНГ), основанная на принципе ЭОГ, используется для количественной регистрации движений глаз. В полисомнографии (ПСГ) ЭОГ стандартно применяется в качестве канала для регистрации движений глаз.
Shoukat и соавт. (2022) сообщили о данных ПСГ у пациента с конвергенционно-ретракционным нистагмом после кровоизлияния в средний мозг. В период бодрствования с помощью ЭОГ был зарегистрирован нистагм с частотой 2,8 Гц и амплитудой 60 мкВ 2). Нистагм, вызванный поражением центральной нервной системы (ЦНС), обычно исчезает во время сна, однако в данном случае нистагм сохранялся как в фазе не-REM, так и в фазе REM, что было расценено как характерный признак кровоизлияния в средний мозг 2).
Механизм возникновения supernormal response, при котором в острой фазе MEWDS отношение Ардена в пораженном глазу превышает таковое в здоровом, остается невыясненным. Предполагается, что может быть задействована острая воспалительная гиперактивация пигментного эпителия сетчатки (RPE), однако выяснение молекулярного механизма является задачей будущих исследований 1).
