Điện nhãn đồ (Electrooculogram; EOG) là một xét nghiệm điện sinh lý ghi lại điện thế tĩnh (standing potential) thường trực ở mắt bằng các điện cực da đặt ở góc ngoài mắt. Điện thế tĩnh này dương ở giác mạc và âm ở cực sau (phía màng Bruch), với chênh lệch điện thế khoảng 6 mV ở mắt khỏe mạnh. Biên độ tín hiệu ghi được trong xét nghiệm thực tế thường từ 250 đến 1.000 μV.
Điện thế tĩnh của EOG phản ánh gián tiếp điện thế xuyên biểu mô (transepithelial potential; TEP) của biểu mô sắc tố võng mạc (RPE). Sự chênh lệch điện thế thay đổi để đáp ứng với kích thích ánh sáng này được ghi lại theo chuỗi thời gian, và tỷ lệ giữa đáy tối (dark trough) và đỉnh sáng (light peak) được tính toán để đánh giá chức năng RPE.
EOG được Erwin Marg mô tả và đặt tên vào năm 1951. Năm 1962, Geoffrey Arden báo cáo về tính hữu dụng lâm sàng của tỷ lệ Arden (Arden ratio), và nó đã trở nên phổ biến như một xét nghiệm chẩn đoán bệnh lý đáy mắt. Hiện nay, ISCEV (Hiệp hội Điện sinh lý Thị giác Lâm sàng Quốc tế) thiết lập các tiêu chuẩn, với phiên bản mới nhất được xuất bản năm 2017.
EOG khác với điện võng mạc đồ (ERG) vốn đánh giá chức năng của tế bào cảm thụ ánh sáng và tế bào lưỡng cực; EOG chủ yếu phản ánh tính toàn vẹn chức năng của RPE. Do đó, nó hữu ích trong chẩn đoán các bệnh mà ERG bình thường nhưng EOG cho thấy bất thường chọn lọc. Xét nghiệm mất khoảng một giờ, vì vậy tần suất thực hiện trong thực hành lâm sàng nói chung còn hạn chế.
Điện võng mạc đồ chủ yếu đánh giá chức năng của võng mạc thần kinh, như tế bào cảm thụ ánh sáng (hình nón và hình que) và tế bào lưỡng cực. EOG phản ánh tính toàn vẹn chức năng của RPE (biểu mô sắc tố võng mạc). Trong bệnh loạn dưỡng hoàng điểm dạng noãn hoàng Best (bệnh Best), ERG bình thường nhưng EOG cho thấy bất thường, do đó sự kết hợp của hai xét nghiệm này rất hữu ích cho chẩn đoán.
Bản thân EOG không có triệu chứng chủ quan. Trong các bệnh võng mạc/biểu mô sắc tố võng mạc (RPE) có bất thường EOG, có thể gặp các triệu chứng sau.
Tỷ lệ Arden (tỷ lệ L/D: cực đại sáng ÷ cực tiểu tối) thu được từ xét nghiệm EOG là chỉ số đánh giá chính.
Dưới đây là các tiêu chí đánh giá tỷ lệ Arden:
| Đánh giá | Tỷ lệ Arden | Ý nghĩa lâm sàng |
|---|---|---|
| Bình thường | ≥1,80 | Chức năng RPE bình thường |
| Ran giới | 1,65–1,80 | Cần kiểm tra thêm |
| Bất thường | <1.65 | Rối loạn lan rộng biểu mô sắc tố võng mạc |
Nếu dưới 1,5, gợi ý mạnh mẽ rối loạn lan rộng các lớp ngoài võng mạc. ISCEV 2017 khuyến nghị thuật ngữ “tỷ lệ đỉnh sáng: đáy tối” thay vì tỷ lệ Arden.
Các dấu hiệu đặc trưng của sóng EOG như sau:
Trong MEWDS, đã có báo cáo về phản ứng siêu thường (supernormal response) khi tỷ lệ Arden ở mắt bị bệnh cao hơn mắt lành.
Wang F và cộng sự (2024) báo cáo một trường hợp MEWDS trong đó kết hợp đánh giá EOG và hình ảnh en-face phức hợp IS/OS-hình elip (EZ). Mắt bị ảnh hưởng (phải) có tỷ lệ Arden là 2,5, đáp ứng siêu thường (supernormal) vượt quá 1,7 của mắt lành (trái). Cực tiểu tối là 5,0 phút/422,0 μV ở mắt phải và 7,0 phút/351,5 μV ở mắt trái, cực đại sáng là 19,0 phút/1.051,1 μV ở mắt phải và 21,0 phút/611,7 μV ở mắt trái1).
Cơ chế của phản ứng siêu thường này vẫn chưa được làm sáng tỏ, nhưng được cho là có liên quan đến sự hoạt hóa quá mức của RPE trong giai đoạn viêm cấp tính1).
Bệnh thoái hóa điểm vàng dạng lòng đỏ trứng (bệnh Best) là điển hình nhất, trong đó điện nhãn đồ (EOG) giảm một cách chọn lọc ngay cả khi điện võng mạc bình thường. Ngoài ra, các giá trị thấp cũng được thấy trong bệnh võng mạc chấm trắng (Fundus Albipunctatus), bệnh thiểu sản màng mạch (choroidermia), nhiễm độc chloroquine và hydroxychloroquine, và bệnh võng mạc tiểu đường (giai đoạn tiến triển). Chi tiết xem phần “Các bệnh và tình trạng có EOG bất thường” (#3-các-bệnh-và-tình-trạng-có-eog-bất-thường).
Sự bất thường của EOG (giảm hoặc bình thường tỷ lệ Arden) phản ánh trạng thái chức năng của biểu mô sắc tố võng mạc (RPE). Hiểu được các dấu hiệu EOG cho từng bệnh rất hữu ích cho chẩn đoán.
Dưới đây là tóm tắt các dấu hiệu EOG cho các bệnh chính.
| Tên bệnh | Dấu hiệu EOG | Ghi chú đặc biệt |
|---|---|---|
| Bệnh Best | Giảm rõ rệt | Điện võng mạc bình thường |
| Bệnh võng mạc chấm trắng | Giảm đến bình thường | Không tăng sáng sau thích nghi tối ngắn |
| Bệnh Stargardt (giai đoạn tiến triển) | Giảm | Giai đoạn đầu có thể bình thường |
| Bệnh loạn dưỡng hắc mạc | Giảm | Xấu đi theo giai đoạn bệnh |
| Viêm võng mạc sắc tố | Giảm | Loạn dưỡng hình que nón cũng tương tự |
| Độc tính chloroquine | Giảm | Kéo dài ngay cả sau khi ngừng thuốc |
Trong các bệnh sau đây, chức năng RPE được bảo tồn, do đó EOG nằm trong giới hạn bình thường.
Các thuốc sau đây được biết là làm thay đổi điện thế tĩnh của EOG.
Quy trình xét nghiệm EOG tiêu chuẩn tuân theo ISCEV (phiên bản 2017).
Dưới đây là các giai đoạn chính của xét nghiệm.
| Giai đoạn | Thời gian | Nội dung |
|---|---|---|
| Thích ứng trước | Tối thiểu 15 phút | Dưới ánh sáng phòng 35-70 lux |
| Ghi lại thích ứng tối | 15-20 phút | Phòng tối, theo dõi bằng đèn LED đỏ |
| Ghi nhận thích ứng sáng | 15–20 phút | Chiếu sáng Ganzfeld · Theo dõi LED |
Trong khi cung cấp kích thích ánh sáng đồng đều bằng mái vòm Ganzfeld, bệnh nhân được yêu cầu theo dõi đèn LED đỏ xen kẽ mỗi phút (10 lần mỗi lượt đi và về).
Các mục báo cáo ISCEV
Tỷ lệ đỉnh sáng:đáy tối: Tương đương với tỷ lệ Arden. Bình thường ≥ 1,80.
Biên độ đáy tối: Giá trị tuyệt đối của cực tiểu tối (mV). Phản ánh tính toàn vẹn cấu trúc của RPE.
Thời gian đạt đỉnh sáng: Thời gian trôi qua từ khi bắt đầu pha sáng (phút). Thường là 7–12 phút.
Những điểm cần lưu ý khi kiểm tra
Thích ứng trước hoàn toàn: 35–70 lux trong ít nhất 15 phút. Tránh kích thích ánh sáng mạnh.
Độ chính xác của theo dõi: 5 lần qua lại mỗi phút. Khó thực hiện nếu có rối loạn vận động mắt.
Cẩn thận với hiện tượng bình thường hóa giả: Nếu điện thế nền rất thấp, tỷ lệ L/D có thể bình thường hóa giả.
Có một xét nghiệm tùy chọn của ISCEV gọi là “Dao động nhanh (Fast Oscillations; FO)”. Phương pháp này lặp lại luân phiên các giai đoạn tối và sáng mỗi phút, phản ánh chức năng của kênh ion clorua CFTR (bộ điều hòa độ dẫn xuyên màng của xơ nang) trên màng đáy của RPE. Có gợi ý rằng FO có thể giảm trong bệnh xơ nang (CF).
Ngoài thời gian thích nghi trước (35-70 lux trong ít nhất 15 phút), việc ghi thích nghi tối mất 15-20 phút và ghi thích nghi sáng mất 15-20 phút, do đó tổng thời gian khoảng 1 giờ. Ở trẻ nhỏ, người già và bệnh nhân rối loạn vận động mắt, việc thực hiện có thể khó khăn do khó theo dõi chính xác.
Điện thế tĩnh ghi được trên EOG phản ánh điện thế xuyên biểu mô (TEP) của biểu mô sắc tố võng mạc (RPE). TEP được tạo ra bởi sự chênh lệch điện thế màng giữa màng đỉnh và màng đáy bên của tế bào RPE.
Trong quá trình thích nghi tối, sự vận chuyển ion từ tế bào cảm thụ ánh sáng thay đổi, và dòng ion vào RPE giảm. Kết quả là, điện thế xuyên biểu mô của RPE giảm và hình thành cực tiểu tối. Cực tiểu tối là thành phần không nhạy sáng và phụ thuộc vào tính toàn vẹn cấu trúc của RPE (mật độ tế bào và tính toàn vẹn của màng tế bào).
Trong quá trình thích nghi sáng, một loạt các cơ chế sau đây gây khử cực RPE và tăng điện thế, hình thành cực đại sáng.
Vai trò trung tâm của bestrophin trong dòng thác này giải thích tại sao EOG bất thường chọn lọc trong bệnh Best. Trong bệnh Best, đột biến gen BEST1 làm suy yếu chức năng bestrophin, khiến cực đại sáng khó xảy ra và chỉ số Arden giảm.
Kích thích ánh sáng gây giải phóng Ca²⁺ từ lưới nội chất, mở kênh Cl⁻ phụ thuộc canxi qua bestrophin (sản phẩm của gen BEST1). Sự thoát ra của ion clorua khỏi RPE làm khử cực RPE, tăng điện thế xuyên biểu mô và hình thành đỉnh sáng. Sự giảm chọn lọc của EOG trong bệnh Best là do rối loạn chức năng bestrophin này.
Nghiên cứu về công nghệ BCI (Giao diện Não-Máy tính) / HCI đọc ý định từ chuyển động mắt bằng tín hiệu điện EOG đã tăng nhanh từ những năm 2000.
Belkhiria và cộng sự (2022) đã xem xét tài liệu về HCI dựa trên EOG từ năm 2000 đến 2020 và báo cáo rằng các ứng dụng hỗ trợ giao tiếp cho người khuyết tật, điều khiển xe lăn bằng chuyển động mắt và theo dõi mắt đang mở rộng nhanh chóng 3).
Việc lắp cảm biến EOG trên thiết bị đeo dạng kính như J!NS MEME đã trở thành hiện thực, và các ứng dụng theo dõi chuyển động mắt, buồn ngủ và mức độ tập trung trong cuộc sống hàng ngày đang tiến triển 3). Phương pháp sử dụng camera CCD hồng ngoại để ghi trực tiếp chuyển động mắt cũng đang trở nên phổ biến, thay thế ENG (điện nhãn đồ) truyền thống.
Điện nhãn đồ (electronystagmography; ENG) áp dụng nguyên lý EOG được sử dụng để ghi chép định lượng chuyển động mắt. Trong đa ký giấc ngủ (PSG), EOG cũng được sử dụng tiêu chuẩn như một kênh chuyển động mắt.
Shoukat và cộng sự (2022) đã báo cáo kết quả PSG của một trường hợp rung giật nhãn cầu hội tụ-co rút (convergence-retraction nystagmus) sau xuất huyết não giữa. Trong giai đoạn thức, rung giật nhãn cầu với tần số 2,8 Hz và biên độ 60 μV được ghi lại trên EOG 2). Rung giật nhãn cầu do rối loạn hệ thần kinh trung ương (CNS) thường biến mất khi ngủ, nhưng trong trường hợp này, rung giật nhãn cầu vẫn tồn tại ở cả giai đoạn NREM và REM, và được coi là dấu hiệu đặc trưng của xuất huyết não giữa 2).
Cơ chế xảy ra đáp ứng siêu thường, trong đó tỷ lệ Arden ở mắt bị MEWDS vượt quá mắt lành trong giai đoạn cấp tính, vẫn chưa được hiểu rõ. Người ta cho rằng sự hoạt hóa quá mức do viêm cấp tính của biểu mô sắc tố võng mạc (RPE) có thể liên quan, nhưng việc làm sáng tỏ cơ chế phân tử của nó là một thách thức trong tương lai 1).
