การตรวจคลื่นไฟฟ้าตา (Electrooculogram; EOG) เป็นการตรวจทางไฟฟ้าสรีรวิทยาที่บันทึกศักย์ไฟฟ้าสถิต (standing potential) ซึ่งมีอยู่ประจำในลูกตา โดยใช้อิเล็กโทรดผิวหนังที่วางไว้ที่หัวตาด้านนอก ศักย์ไฟฟ้าสถิตนี้มีขั้วบวกที่กระจกตาและขั้วลบที่ขั้วหลัง (ด้านเยื่อบรูค) โดยมีความต่างศักย์ประมาณ 6 mV ในตาปกติ แอมพลิจูดของสัญญาณที่บันทึกได้ในการตรวจจริงโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 250 ถึง 1,000 μV
ศักย์ไฟฟ้าสถิตของ EOG สะท้อนศักย์ไฟฟ้าผ่านเยื่อบุผิว (transepithelial potential; TEP) ของ RPE โดยอ้อม ความต่างศักย์ที่เปลี่ยนแปลงไปตามการกระตุ้นด้วยแสงนี้จะถูกบันทึกเป็นอนุกรมเวลา และคำนวณอัตราส่วนระหว่างร่องมืด (dark trough) ต่อยอดสว่าง (light peak) เพื่อประเมินการทำงานของ RPE
EOG ถูกอธิบายและตั้งชื่อโดย Erwin Marg ในปี ค.ศ. 1951 ในปี ค.ศ. 1962 Geoffrey Arden รายงานประโยชน์ทางคลินิกของอัตราส่วน Arden (Arden ratio) และได้แพร่หลายในฐานะการตรวจวินิจฉัยโรคของจอประสาทตาส่วนหลัง ปัจจุบัน ISCEV (สมาคมไฟฟ้าสรีรวิทยาทางคลินิกทางการเห็นระหว่างประเทศ) กำหนดมาตรฐาน โดยฉบับล่าสุดเผยแพร่ในปี ค.ศ. 2017
EOG แตกต่างจากคลื่นไฟฟ้าจอตา (ERG) ซึ่งประเมินการทำงานของเซลล์รับแสงและเซลล์สองขั้ว โดย EOG สะท้อนความสมบูรณ์เชิงหน้าที่ของ RPE เป็นหลัก ดังนั้นจึงมีประโยชน์ในการวินิจฉัยโรคที่ ERG ปกติแต่ EOG แสดงความผิดปกติแบบเลือกสรร การตรวจใช้เวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง ดังนั้นความถี่ในการทำในเวชปฏิบัติทั่วไปจึงมีจำกัด
คลื่นไฟฟ้าจอตาประเมินการทำงานของจอประสาทตาส่วนประสาทเป็นหลัก เช่น เซลล์รับแสง (เซลล์รูปกรวยและเซลล์รูปแท่ง) และเซลล์สองขั้ว EOG สะท้อนความสมบูรณ์เชิงหน้าที่ของ RPE (เยื่อบุผิวสีของจอตา) ในโรคจอประสาทตาเสื่อมชนิดไข่แดงของเบสท์ (Best disease) ERG ปกติแต่ EOG แสดงความผิดปกติ ดังนั้นการรวมการตรวจทั้งสองนี้จึงมีประโยชน์ในการวินิจฉัย
EOG เองไม่มีอาการที่ผู้ป่วยรู้สึก ในโรคจอประสาทตา/RPE ที่แสดงความผิดปกติของ EOG อาจพบอาการต่อไปนี้
อัตราส่วน Arden (อัตราส่วน L/D: ค่าสูงสุดในสว่าง ÷ ค่าต่ำสุดในมืด) ที่ได้จากการตรวจ EOG เป็นตัวบ่งชี้หลักในการประเมิน
เกณฑ์การประเมินอัตราส่วน Arden มีดังนี้:
| การประเมิน | อัตราส่วน Arden | ความสำคัญทางคลินิก |
|---|---|---|
| ปกติ | ≥1.80 | การทำงานของ RPE ปกติ |
| เส้นเขต | 1.65–1.80 | ต้องตรวจเพิ่มเติม |
| ผิดปกติ | <1.65 | ความผิดปกติของ RPE อย่างกว้างขวาง |
หากน้อยกว่า 1.5 แสดงถึงความผิดปกติอย่างกว้างขวางของชั้นนอกของจอประสาทตา ISCEV ปี 2017 แนะนำให้ใช้คำว่า “อัตราส่วนยอดสว่างต่อร่องมืด” แทนอัตราส่วน Arden
ลักษณะเด่นของคลื่น EOG มีดังนี้:
ใน MEWDS มีรายงานการตอบสนองที่เหนือปกติ (supernormal response) โดยที่อัตราส่วน Arden ในตาที่เป็นโรคสูงกว่าตาที่ปกติ
Wang F และคณะ (2024) รายงานผู้ป่วย MEWDS 1 รายที่ประเมิน EOG ร่วมกับภาพ en-face ของ IS/OS-ellipsoid zone (EZ) complex ตาข้างที่ได้รับผลกระทบ (ขวา) มีอัตราส่วน Arden เท่ากับ 2.5 ซึ่งเป็นการตอบสนองแบบ supernormal ที่สูงกว่า 1.7 ของตาข้างปกติ (ซ้าย) ค่าต่ำสุดในที่มืดคือ 5.0 นาที/422.0 μV ที่ตาขวา และ 7.0 นาที/351.5 μV ที่ตาซ้าย ส่วนค่าสูงสุดในที่สว่างคือ 19.0 นาที/1,051.1 μV ที่ตาขวา และ 21.0 นาที/611.7 μV ที่ตาซ้าย1).
กลไกของการตอบสนองแบบ supernormal นี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่สันนิษฐานว่าเกี่ยวข้องกับการกระตุ้น RPE มากเกินไปในช่วงที่มีการอักเสบเฉียบพลัน1).
โรคที่พบได้บ่อยที่สุดคือ Best vitelliform macular dystrophy ซึ่งค่า EOG จะลดลงอย่างเฉพาะเจาะจงแม้ว่าคลื่นไฟฟ้าจอประสาทตาจะปกติ นอกจากนี้ยังพบค่าต่ำในโรคจอประสาทตาจุดขาว (Fundus Albipunctatus), โรคคอรอยเดอร์รีเมีย, พิษจากคลอโรควินและไฮดรอกซีคลอโรควิน, และเบาหวานขึ้นจอประสาทตา (ระยะลุกลาม) รายละเอียดดูในหัวข้อ “โรคและภาวะที่ EOG ผิดปกติ” (#3-โรคและภาวะที่-eog-ผิดปกติ)
ความผิดปกติของ EOG (อัตราส่วน Arden ลดลงหรือปกติ) สะท้อนถึงสถานะการทำงานของเยื่อบุผิวรงควัตถุจอประสาทตา (RPE) การทำความเข้าใจผล EOG สำหรับแต่ละโรคมีประโยชน์ต่อการวินิจฉัย
ด้านล่างนี้เป็นสรุปผล EOG สำหรับโรคหลัก
| ชื่อโรค | ผล EOG | หมายเหตุพิเศษ |
|---|---|---|
| โรคเบสต์ | ลดลงอย่างชัดเจน | คลื่นไฟฟ้าจอประสาทตาปกติ |
| จอประสาทตาจุดขาว | ลดลงถึงปกติ | ไม่มีการเพิ่มขึ้นของแสงหลังการปรับมืดระยะสั้น |
| โรคสตาร์การ์ดต์ (ระยะลุกลาม) | ลดลง | ระยะแรกอาจปกติ |
| โรคคอรอยเดอร์มีเมีย | ลดลง | แย่ลงตามระยะของโรค |
| จอประสาทตาเสื่อมชนิดสี | ลดลง | โรคจอประสาทตาเสื่อมชนิดแท่งและกรวยก็เช่นเดียวกัน |
| พิษจากคลอโรควิน | ลดลง | ยังคงอยู่แม้หยุดยาแล้ว |
ในโรคต่อไปนี้ การทำงานของ RPE ยังคงอยู่ ดังนั้น EOG จึงอยู่ในช่วงปกติ
ยาต่อไปนี้เป็นที่ทราบกันว่าสามารถเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าขณะพักของ EOG ได้
ขั้นตอนการตรวจ EOG มาตรฐานเป็นไปตาม ISCEV (ฉบับปี 2017)
ด้านล่างนี้คือขั้นตอนหลักของการตรวจ
| ขั้นตอน | เวลา | เนื้อหา |
|---|---|---|
| การปรับสภาพก่อน | อย่างน้อย 15 นาที | ภายใต้แสงไฟในห้อง 35-70 ลักซ์ |
| บันทึกการปรับตัวในที่มืด | 15-20 นาที | ห้องมืด ติดตามด้วยไฟ LED สีแดง |
| บันทึกการปรับตัวต่อแสงสว่าง | 15–20 นาที | แสง Ganzfeld · การติดตาม LED |
ขณะให้การกระตุ้นแสงที่สม่ำเสมอด้วยโดม Ganzfeld ให้ผู้ป่วยติดตาม LED สีแดงที่สลับกันทุกนาที (10 ครั้งต่อรอบไป-กลับ)
รายการรายงาน ISCEV
อัตราส่วนจุดสูงสุดสว่างต่อหุบเขามืด: เทียบเท่ากับอัตราส่วน Arden ปกติ ≥ 1.80
แอมพลิจูดของหุบเขามืด: ค่าสัมบูรณ์ของจุดต่ำสุดในความมืด (mV) สะท้อนความสมบูรณ์ของโครงสร้าง RPE
เวลาถึงจุดสูงสุดสว่าง: เวลาที่ผ่านไปตั้งแต่เริ่มช่วงสว่าง (นาที) โดยปกติ 7–12 นาที
ข้อควรสังเกตระหว่างการตรวจ
การปรับสภาพก่อนอย่างสมบูรณ์: 35–70 ลักซ์ อย่างน้อย 15 นาที หลีกเลี่ยงการกระตุ้นด้วยแสงจ้า
ความแม่นยำในการติดตาม: 5 รอบไปกลับต่อนาที หากมีความผิดปกติของการเคลื่อนไหวลูกตาจะทำได้ยาก
ระวังการกลับสู่ค่าปกติเทียม: หากศักย์ไฟฟ้าพื้นฐานต่ำมาก อัตราส่วน L/D อาจกลับสู่ค่าปกติอย่างเทียม
มีการตรวจเสริมของ ISCEV ที่เรียกว่า “การแกว่งอย่างเร็ว (Fast Oscillations; FO)” เป็นวิธีที่สลับช่วงมืดและสว่างทุกๆ 1 นาที สะท้อนการทำงานของช่องไอออนคลอไรด์ CFTR (ตัวควบคุมการนำไฟฟ้าผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ในโรคซิสติกไฟโบรซิส) ที่เยื่อหุ้มฐานของ RPE มีข้อเสนอว่า FO อาจลดลงในโรคซิสติกไฟโบรซิส (CF)
นอกจากการปรับสภาพก่อน (35-70 ลักซ์ อย่างน้อย 15 นาที) แล้ว ยังต้องบันทึกการปรับตัวในที่มืด 15-20 นาที และบันทึกการปรับตัวในที่สว่าง 15-20 นาที ดังนั้นทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมง ในทารก ผู้สูงอายุ และผู้ป่วยที่มีความผิดปกติของการเคลื่อนไหวของดวงตา การตรวจอาจทำได้ยากเนื่องจากการติดตามที่แม่นยำเป็นปัญหา
ศักย์ไฟฟ้าสถิตที่บันทึกใน EOG สะท้อนศักย์ไฟฟ้าข้ามเยื่อบุผิว (TEP) ของเยื่อบุผิวรงควัตถุจอตา (RPE) TEP เกิดจากความต่างศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์ระหว่างเยื่อหุ้มส่วนยอดและเยื่อหุ้มส่วนฐานด้านข้างของเซลล์ RPE
ระหว่างการปรับตัวในที่มืด การขนส่งไอออนจากเซลล์รับแสงจะเปลี่ยนแปลงไป และการไหลเข้าของไอออนสู่ RPE จะลดลง ส่งผลให้ศักย์ไฟฟ้าข้ามเยื่อบุของ RPE ลดลงและเกิด dark trough ขึ้น dark trough เป็นองค์ประกอบที่ไม่ไวต่อแสงและขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของโครงสร้างของ RPE (ความหนาแน่นของเซลล์และความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มเซลล์)
ระหว่างการปรับตัวในที่สว่าง กลไกต่อเนื่องดังต่อไปนี้ทำให้ RPE เกิดดีโพลาไรเซชันและศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เกิดเป็น light peak
บทบาทสำคัญของเบสโทรฟินในลำดับเหตุการณ์นี้อธิบายว่าเหตุใด EOG จึงมีความผิดปกติแบบเลือกสรรในโรคเบสต์ ในโรคเบสต์ การกลายพันธุ์ของยีน BEST1 ทำให้การทำงานของเบสโทรฟินบกพร่อง ทำให้เกิดจุดสูงสุดสว่างได้ยาก และอัตราส่วน Arden ลดลง
การกระตุ้นด้วยแสงทำให้เกิดการปล่อย Ca²⁺ จากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ซึ่งเปิดช่อง Cl⁻ ที่ขึ้นกับแคลเซียมผ่านเบสโทรฟิน (ผลิตภัณฑ์ของยีน BEST1) การปล่อยคลอไรด์ไอออนออกจาก RPE ทำให้ RPE เกิดดีโพลาไรเซชัน เพิ่มศักย์ไฟฟ้าข้ามเยื่อบุผิว และเกิดพีคแสง การลดลงแบบเลือกสรรของ EOG ในโรคเบสต์เกิดจากความผิดปกติของเบสโทรฟินนี้
การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยี BCI (Brain-Computer Interface) / HCI ที่อ่านความตั้งใจจากการเคลื่อนไหวของดวงตาโดยใช้สัญญาณไฟฟ้าของ EOG เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตั้งแต่ช่วงปี 2000 เป็นต้นมา
Belkhiria และคณะ (2022) ได้ทบทวนวรรณกรรมเกี่ยวกับ HCI ที่ใช้ EOG ตั้งแต่ปี 2000 ถึง 2020 และรายงานว่าการประยุกต์ใช้ในการสนับสนุนการสื่อสารสำหรับผู้พิการ การควบคุมรถเข็นด้วยการเคลื่อนไหวของดวงตา และการติดตามดวงตากำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว 3)
การติดตั้งเซ็นเซอร์ EOG บนอุปกรณ์สวมใส่รูปแว่นตา เช่น J!NS MEME ได้เกิดขึ้นจริง และการประยุกต์ใช้ในการติดตามการเคลื่อนไหวของดวงตา อาการง่วงนอน และระดับสมาธิในชีวิตประจำวันกำลังก้าวหน้า 3) วิธีการใช้กล้อง CCD อินฟราเรดเพื่อบันทึกการเคลื่อนไหวของดวงตาโดยตรงก็กำลังเป็นที่นิยม แทนที่ ENG (electrical nystagmography) แบบดั้งเดิม
การตรวจคลื่นไฟฟ้ากระตุกของลูกตา (electronystagmography; ENG) ซึ่งใช้หลักการของ EOG ใช้สำหรับบันทึกการเคลื่อนไหวของดวงตาในเชิงปริมาณ ในการตรวจการนอนหลับหลายช่วง (PSG) ก็ใช้ EOG เป็นช่องทางการเคลื่อนไหวของดวงตามาตรฐาน
Shoukat และคณะ (2022) รายงานผล PSG ของผู้ป่วยที่มีอาการตากระตุกแบบคอนเวอร์เจนซ์-รีแทรกชัน (convergence-retraction nystagmus) หลังเลือดออกในสมองส่วนกลาง ในช่วงตื่น พบตากระตุกความถี่ 2.8 Hz และแอมพลิจูด 60 μV บันทึกได้จาก EOG 2) โดยปกติแล้วตากระตุกจากความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) จะหายไประหว่างนอนหลับ แต่ในผู้ป่วยรายนี้ ตากระตุกยังคงอยู่ทั้งในระยะ NREM และ REM และถือเป็นลักษณะเฉพาะของการเลือดออกในสมองส่วนกลาง 2)
กลไกการเกิดการตอบสนองแบบซูเปอร์นอร์มอล ซึ่งอัตราส่วน Arden ในตาที่เป็น MEWDS สูงกว่าตาปกติในระยะเฉียบพลัน ยังไม่เป็นที่เข้าใจ แนะนำว่าการกระตุ้นการอักเสบเฉียบพลันของเยื่อบุผิวรงควัตถุจอตา (RPE) อาจเกี่ยวข้อง แต่การอธิบายกลไกระดับโมเลกุลยังคงเป็นความท้าทายในอนาคต 1)
