Multifocal Electroretinograms
4 בדצמבר 2011
הפיתוח של electroretinogram multifocal (mfERG) היא מקדמה חשובה האבחנה ואפיון של רטינופתיה. Electroretinograms multifocal הם ממוצע מתמטי של קירוב של גל ב. התוכנות ניתן לגזור מן ERGs יותר ממאה אזורים ברשתית בעוד כמה דקות לכל עין. Scotomas תפקוד הרשתית ניתן למפות לכמת.
שלום, אני דון קריל, מנהל תחום האלקטרופיזיולוגיה במרכז העין מורן בסולט לייק סיטי.
היום נדבר על אלקטרו-רטינוגרמה מולטי-פוקאלית. אריק סוטר התאים רצפים מתמטיים הנקראים רצפי M בינאריים, כך שניתן לבודד מאות התאריך חשמלי אחד קירוב של אלקטרו-רטינוגרמה מכל מילימטר רבוע של הרשתית. אלקטרו-רטינוגרמות אלו נראות כמו אלקטרו-רטינוגרמה להבזק, אך הן למעשה ממוצע מתמטי של קירוב של גל B.
בואו נבחן את ציוד ההקלטה. בעת בחירת חדר להקלטה אלקטרופיזיולוגית, יש לבחור חדר עם הפרעות חשמליות מינימליות. אין לבחור חדר הסמוך למקור של הפרעות מתח גבוה, כגון מעלית, זרם גבוה, אוטוקלאב או צנטריפוגות.
חדר עם כיור הוא נוח לשטיפת ידיים ולניקוי אלקטרודות. חיבור לאינטרנט הוא מומלץ כדי שתוכלו לשתף נתונים וכדי שיצרן המערכת שלכם יוכל להוריד עדכוני תוכנה ולגשת למחשב שלכם כדי לסייע בפתרון בעיות. היו קפדנים בארגון החדר שלכם.
השאירו את טיפות ההרחבה ותמיסת המלח המאזנת באותו מיקום כדי שיהיו נגישות בקלות. הקפידו בדקדקנות על נהלי התיעוד שלכם. השתמשו באותה תאורה בחדר.
מקמו את כל המטופלים באותו המיקום. המערכת במרכז העיניים מורן היא מערכת Vera של אריק סאטר המיוצרת על ידי EDI. מערכת Vera משתמשת בתצוגה זעירה (micro display) כדי להציג את תבנית הגירוי.
רוב מערכות ה-ERG המולטיפוקליות מציגות את הגירויים שלהן על גבי מסך וידאו, כאשר הנבדק צופה מהמרחק של חצי מטר או פחות. רוב תצוגות הגירויים משתמשות בתבנית דומה לזו. תמונת הקיבעון משתנה בין היצרנים השונים.
מערכת ה-VERA מאפשרת לבחור כל גודל X של מעגל או צלב מאלטז. ניתן להתאים צורות אלו לכל גופן וגודל עט, החל ממספר מילימטרים בודדים ועד לרוחבו המלא של שדה הגירוי. שימוש בצלב מאלטז מועיל במטופלים עם סקוטומות מקולריות.
ניתן לכוון את הגודל והרוחב של זרועות צלב מאלטז כך שהמטופל יוכל להעריך את המרכז ולהחזיק את נקודת הקיבוע הזו. ללא קשר למערכת שבה נעשה שימוש, התוצאות מוצגות בדרך כלל על גבי מסך וידאו ויראו כך. יש לי מערכת גיבוי אוטומטית המגבה את כל הנתונים שהוקלטו מדי כמה דקות.
אני ממליץ על כך למקרה שתהיה בעיה עם המחשב. שוב, אני ממליץ להיות קפדניים לגבי סידור הכלים שבהם אתם משתמשים עבור טיפות ההרחבה, הדמעות המלאכותיות והתמיסות שבהן עשויים להשתמש לניקוי האלקטרודות. אני משתמש בתמיסה מדוללת, תמיסה מדוללת של 10% של אקונומיקה לבגדים אותה אני מדלל מהריכוז המקורי ל-10% ושומר בבקבוק קטן יותר, כמו בקבוק של ליטר אחד, כאשר מים מזוקקים זמינים.
עבור השטיפה. סמנו בבירור מיכל שישמש לניקוי, אותו נסמן בנקודה אדומה. ננקה בעזרתו את עדשות המגע ולאחר מכן נשטוף אותן במים מהברז ובמים מזוקקים.
פעלו לפי המלצות היצרן של עדשי הקשר שלכם. אם אתם משתמשים בעדשי קשר רב-פעמיות. קיימים מספר סוגים של אלקטרודות לעין.
אני אראה לכם חלק מהם כאן. זהו ה-ERG jet, שנראה כך כאשר הוא מונח על העין. זהו רדיד הזהב של ה-ardent, שהוא קטע של סרט קסטה עם רדיד זהב בצד אחד, שמונח בעין ותלוי בדרך כלל מהעפעף התחתון.
רדיד הזהב נוגע בלובן העין ומתעד את החשמל של העין. ניתן להשתמש בחוט כסף קטן. אלו נקראים DTL.
אלה הם חד-פעמיים. הם מגיעים עם נקודות הדבקה עצמיות הממוקמות ליד הקנולי הפנימית והחיצונית, ולאחר מכן התיל הכסוף נוגע בלובן העין (sclera) ובחלק התחתון של העין. אני משתמש במפשע (speculum) שקוף מסוג bipolar buran המיוצר על ידי Hanson Laboratories ב-Iowa City, Iowa.
אם אינך משתמש בעדשת מגע ביפולרית, עליך לבחור מיקום אחר עבור הרפרנס השלילי בבדיקת עיניים. המצח, העצם התומכת (mastoid) או תנוך האוזן שימשו בדרך כלל כנקודת הארקה. ניתן להשתמש בכל מיקום אחר, כגון שורש כף היד.
במקרה שלי אני משתמש בתנוך האוזן. תחילה אני מנקה היטב בעזרת אלכוהול. לאחר מכן אני מנקה באמצעות חומר ניקוי מסחרי הנמכר כמשחת הכנה ל-EEG.
ככל שהחיבורים טובים יותר, כך הנתונים יהיו מדויקים יותר. אני אעבור על ההליך המרכזי של חיבור המטופל. עבור אלקטרו-רטינוגרמה מולטי-פוקאלית (multifocal electroretinogram), אני מאבטיל את העין באמצעות מספר טיפות של חומר הרדמה מקומי.
אנו משתמשים ב-propane. בדרך כלל אני מטפטף שתי או שלוש טיפות כדי לוודא שהעין מאובחלת ורדומה. יש להימנע מהזזת העדשה על פני הקרנית, לכן אני מבקש מהמטופל להביט למטה, מניח את העדשה בחלק העליון של הסקלרה, ואז מוריד את העדשה ישירות למטה כדי שהיא לא תגרום לשריטה בקרנית.
בסיטואציית הבדיקה שלי, אני משתמש לאחר מכן במסנני ראש כדי לקבע את הראש, על מנת להפוך אותו ליציב ככל האפשר, שואל את המטופל אם הוא מרגיש בנוח, ולאחר מכן מיישר את התצוגה המיקרוסקופית. אני מדריך את ידו של המטופל אל כפתור המיקוד במערכת ה-VERA. לאחר מכן ניתן לראות את תצוגת העין.
ניתן לראות את התבנית נופלת על האישון. אחד המאפיינים של מערכת ה-VERA הוא הווידאו החיצוני של העין, המאפשר להנחות את הנבדקים לשמור על קיבוע המבט במקרה של סטיית מבט. ניתן גם לעבור לתצוגת קרנית העין (fundus view), המאפשרת הקרנה של תבנית על הרשתית במודלים של בעלי חיים או בחולים תחת הרדמה.
אני רוצה להדגיש שוב את הפרוצדורות המשמשות לחיבור המטופל ולהכנסת עדשת המגע בצורה נקייה ויסודית. לא משנה באילו מיקומים תבחרו עבור הרפרנס השלילי או עבור ההארקה, ככל שהחיבור יהיה טוב יותר, כך הנתונים יהיו מדויקים יותר. שוב, אלחשו את העין באמצעות מספר טיפות של חומר הרדמה מקומי, כגון procaine.
יש להרחיב את אישוני המטופלים בלבד, באמצעות טיפות מydriatic. נדרש אישון של כ-7 מילימטרים כדי שתמונת הגירוי תיפול על כ-40 המעלות המרכזיות של הרשתית.
שוב, באלקטרודות שבהן אני משתמש, אני מוודא שהן ממוקמות נכון כלפי מטה ולאחר מכן אני מניח את עדשת המגע באופן ישר כדי שלא תשחוק כלל את הקרנית. כדי להבטיח את מיקומה על העין, אני מיישר את מרכז האישון עם מרכז עדשת המגע, ומדביק פיסת סרט דבק קטנה על הלחי כדי לשמור על מיקומה, ולאחר מכן אני מניח את המטופל בתוך משענת לראש כדי לסייע בקיבוע הראש ושואל אותו אם הוא מרגיש בנוח במיקום זה. לאחר מכן אני מיישר את התצוגה המיקרוסקופית, ותמיד מכסה את העין השנייה.
לאנשים מסוימים יש עין דומיננטית כל כך, שגם כאשר מבקשים מהם להביט בתבנית בעין אחת, הם לא יביטו בה ישירות אם העין הדומיננטית נשארת פתוחה, ואז אני מבקש מהמטופל להתמקד כדי שיקבל תמונה חדה. בקשו מהמטופל פשוט להתרכז בנקודת הקיבוע שלו, וכך זה נראה במהלך הקלטה. ניתן לראות את התבנית נעה על הקרנית.
זהו מה שהם רואים בתוך התצוגה המיקרוסקופית, ומכיוון שרוב הגירויים מוצגים על מסכי וידאו של מערכות אלקטרו-רטינוגרמה מולטיפוקאלית אחרות, חשוב שהמטופל ישמור על קיבוע המבט. אם לא נשמר קיבוע המבט, יופיעו נקודות רבות המעידות על כך שהמטופל התמקד במיקומים שונים במהלך ההקלטה במקום בשיא מרכזי אחד בלבד. אחד מהיישומים הרבים של האלקטרו-רטינוגרמה המולטיפוקאלית הוא מעקב אחר התקדמות של ניוון מקולרי.
מטופל זה מראה סימנים ראשוניים של ניוון רשתית (macular degeneration) בעין אחת. ניתן לראות את ה-ERGs המופחתים בחלק המרכזי של עין זו. תצוגת הצבעים תיראה כך.
בהשוואה לאנשים בריאים להלן, יישום נוסף של האלקטרורטינוגרמה מולטיפוקלית הוא זיהוי ומעקב אחר התקדמותם של מטופלים הנוטלים תרופות שעלולות להיות רעילות לעין, כגון chloroquine או Plaquenil. אצל אנשים אלו, במקרה שהתרופה רעילה, עלולים להיווצר סקוטומות טבעיות (ring scotomas), בדרך כלל במרחק של 5 עד 10 מעלות מהפובאה. זהו התצוגה של אדם עם רעילות רשתית משמעותית כתוצאה משימוש ב-Plaquenil.
ניתן לראות את אזורי הסקוטומות מסביב לאזור הפובאה בין 5 למשך כ-10 עד 15 מעלות, ואת הסקוטומת הטבעית שנוצרת מכך. זהו ביטוי חמור מאוד של רעילות מ-Plaquenil. זהו שדה הראייה של אדם שנחבל בעין, המראה את אובדן שדה הראייה.
כאן מוצג האלקטרו-רטינוגרם מולטי-פוקאלי (multifocal electroretinogram), אשר מראה דעיכה באותו אזור של אובדן השדה הראייתי, וזוהי ההצגה הצבעונית של אובדן השדה. עם זאת, ניתן לראות שימור מרכזי (central sparing) עם אזורי סקוטומות המתחילים בקירוב מחמש מעלות מהפוביאה ומתרחבים עד לשעה תשע בשדה הראייתי שלו. באופן מסורתי, בבדיקת אלקטרו-רטינוגרם מולטי-פוקאלי, התמקדו בעיקר במה שניתן לכנות אמפליטודת גל B.
חשוב לבחון גם את הזמנים המשתמעים (implicit times). מחלות שונות משתנות במידת ההשפעה על הזמנים המשתמעים. בנוסף לניחות באמפליטודה, זהו מטופל עם רטינופתיה כוראואלידית מסוג birdshot.
לאנשים אלו יכול להיות כל שלב של דגנרציה רשתית, אך בשלבים המוקדמים, באופן מאפיין, הם סובלים רק מהאטה בזמני האימפליסיט (implicit times), במיוחד בפיזיולוגיה של הגדירות (cones). הדבר בא לידי ביטוי בהאטה של זמני האימפליסיט מעבר לשתי או שלוש סטיות תקן. יש לבחון את זמני האימפליסיט בכל המטופלים.
איור זה מציג אלקטרו-רטינוגרמה מולטי-פוקאלית (mfERG) של מטופל עם תסמונת נקודות עיוורות גדולות. ניתן לראות כי האזור המדוכא מסביב לנקודה העיוורת הנורמלית מוגדל משמעותית. הדבר מראה את השינוי בצבע של האמפליטודה באזור של תסמונת הנקודות העיוורות הגדולות.
תמונה זו מציגה את הזמנים המשתמעים של תסמונת כתם עיוור גדול. המטופל הומר לסולם צבעים. האזורים הלבנים מראים האטה של חמש סטיות תקן.
האזור הוורוד מייצג האטה של ארבע סטיות תקן בזמן הסמוי, והאזור האדום מייצג שלוש סטיות תקן. כפי שציינתי קודם לכן, בזמנים סמויים, חשוב שתתחילו לבחון באופן קבוע את הזמנים הסמויים של המטופלים ולא רק את האמפליטודות של האלקטרו רטינוגרמה מולטיפוקלית שלהם. זהו מטופל עם Stargardt.
ניתן לראות את האלקטרו-רטינוגרמה מולטיפוקלית (multifocal electroretinogram) המוחלשת בחלק המרכזי של הרשתית. איור זה מציג את התמרת הצבע של האמפליטודות ללא שיא מרכזי נראה. לסיכום, אני ממליץ לאלו המבצעים הקלטה של אלקטרו-רטינוגרמה מולטיפוקלית להרחיב את אופקיהם ולהחיל פרוטוקולים ואנליזות חדשות.
אלקטרו-רטינוגרמה מולטי-פוקאלית אינה מוגבלת רק לניתוח הנפוץ ביותר, המהווה קירוב מתמטי של אמפליטודות BWA. בחנו ניתוחים אחרים, ובמיוחד את זמני התגובה (implicit times), והפעילו פרוטוקולים שונים המתאימים לכל מטופל. בדקו האם קיימים פרוטוקולים אחרים שתוכננו במיוחד עבור אוכלוסיות מטופלים שונות.
אלקטרו-רטינוגרמה מולטיפוקלית מורכבת ממערכת של פרוטוקולים וניתוחים אפשריים רבים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מפרט את המתודולוגיה והיישומים הקליניים של האלקטרו רטינוגרמה מולטי-פוקאלית (mfERG), טכניקה אלקטרופיזיולוגית מתקדמת להערכת תפקוד רשתית מקומי. בניגוד ל-ERG מסורתי של השדה המלא, ה-mfERG מספק רזולוציה מרחבית גבוהה, המאפשרת זיהוי ומיפוי של תקלות תפקודיות ברשתית כגון סקוטומות וניוון מקולרי מוקדם. הפרוטוקול מדגיש הקפדה על הגדרת המערכת, הכנת המטופל, ואת החשיבות של ניתוח נתוני האמפליטודה והזמן האימפליסיטי להערכה מקיפה של הרשתית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- אופתלמולוגיה
- אלקטרופיזיולוגיה קלינית
- מדעי המוח של הראייה
רקע
- בדיקת ERG מלאה ומסורתית חסרה רגישות להפרעות רטינליות מוקדיות, ולעתים קרובות אינה מזהה תפקוד לקוי משמעותי אלא אם מעל 20% מהרטינה נפגעה.
- מטופלים עם אובדן ראייה מרכזי (למשל, ניוון מקולרי) עשויים להראות תוצאות ERG מלאות תקינות.
- בדיקת mfERG, שפותחה באמצעות רצפי m בינאריים, מאפשרת בידוד של תגובות חשמליות מאזורים רטינליים קטנים.
- בדיקת mfERG מאפשרת מיפוי וכימות של סקוטומות ותפקוד רטינלי לקוי מוקדי.
מטרת המחקר
- תיאור הפרוטוקול להקלטת mfERGs באמצעות עדשת מגע עם ספקולום ביפולרי.
- הדגמת התועלת הקלינית של mfERG בזיהוי ובמעקב אחר פתולוגיות רטינליות שונות.
- הדגשת החשיבות של ניתוח הן האמפליטודה והן הזמן האימפליסיטי בנתוני mfERG.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- בחירה של סביבת הקלטה עם הפרעות נמוכות והקמה מאורגנת של הציוד.
- שימוש בתצוגה זעירה (LCD) להצגת גירויים חזותיים עם כיול מדויק (עוצמה של 2.7 cd s m-2).
- יישום של סוגים שונים של אלקטרודות, תוך דגש על עדשות מגע מסוג speculum בביפוליות עבור רכישת האות.
- הכנת המטופל, הכוללת הרדמה מקומית, הרחבת אישונים וקיבוע הראש.
- רכישת נתונים באמצעות תוכנת VERIS וניטור בזמן אמת של הקיבוע ומיקום האלקטרודות.
- ניתוח של האמפליטודה (b-wave) ושל הזמן האימפליסיטי (implicit time) במספר מיקומים ברשתית.
תוצאות עיקריות
- בדיקת mfERG מאפשרת זיהוי של תפקודים לקויים ממוקדים ברשתית, כגון ניוון מקולרי, רעילות מושרית תרופתית (למשל, Plaquenil), פגיעה טראומטית ומחלות רשתית תורשתיות.
- מיפוי מרחבי חושף אזורים בעלי אמפליטודה מופחתת וזמני תגובה (implicit times) מושהים התואמים לממצאים קליניים.
- ניתוח זמני התגובה הוא קריטי לגילוי מוקדם של מחלות מסוימות (למשל, birdshot chorioretinopathy).
- תצוגות מקודדות בצבעים מקלות על הפרשנות של חריגות הן באמפליטודה והן בזמני התגובה.
מסקנות
- mfERG מספק רזולוציה מרחבית עדיפה בהשוואה ל-ERG מסורתי, מה שמאפשר זיהוי מוקדם ומדויק של תפקוד לקוי ברשתית.
- ניתוח מקיף, הכולל הן את האמפליטודה והן את הזמן האימפליסיטי (implicit time), משפר את הדיוק האבחנתי.
- ניתן להתאים את פרוטוקולי ה-mfERG לאוכלוסיות חולים ספציפיות ולשאלות קליניות מוגדרות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
בדיקות אלקטרו רטינוגרמה מולטיפוקאליות (mfERG) ממלאות פער קריטי בשלבים המוקדמים של הגילוי ובאופתלמולוגיה תרגומית (translational ophthalmology), בכך שהן מאפשרות מיפוי ברזולוציה גבוהה של תפקוד רטינלי לקוי מקומי. יכולת זו מגבירה את רמת הביטחון החזויה בתיקוף של מטרות טיפוליות ותומכת בקבלת החלטות מותאמות סיכון לקידום מועמדים לתרופות עיניות. הפלטים הכמותיים של השיטה והדיוק המרחבי שלה רלוונטיים ישירות עבור צוותי ביו-פארמה השואפים להפחית סיכונים במודלים פרה-קליניים ולהתאים סמנים ביולוגיים תרגומיים לנקודות סיום קליניות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בדיקה מדויקת של תפקוד הרשתית ברזולוציה של פחות ממילימטר לצורך הפחתת סיכונים מכניסטיים.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות על ידי כימות תגובות רשתיות מקומיות להתערבויות מועמדות.
- מסייע בביסוס ביטחון חיזוי במערכות הרלוונטיות למחלה, במיוחד עבור פתולוגיות הקשורות למקולה ולסקוטומה.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מכין תוצאים כמותיים ומאומתים לצורך סריקה של השפעות תרופות עיניות בשלבים הבאים.
- מנסטנדרט את תנאי הבדיקה ומדדי הפלט, ובכך משפר את השחזוריות בין מחקרים ואתרים שונים.
- מאפשר מיפוי רחב-היקף וניתן להרחבה (scalable) של שינויים ברשתית המושרים על ידי תרכובות, לצורך זיהוי מועמדים מובילים (lead identification).
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה בין נקודות סיום רטינליות פרה-קליניות לבין סמנים ביולוגיים קליניים לצורך רציפות תרגומית.
- תומך בקידום מותאם סיכון על ידי כימות של שינויי אמפליטודה ושינויי זמן משתמעים במודלים של מחלות.
- מספק תובנה מכניסטית לגבי רעילות רשתית מושרית-תרופות והתקדמות המחלה.
שילוב תהליכי עבודה ומסלולי עיבוד
שיטת mfERG משתלבת ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני על ידי אספקת נתונים כמותיים של תפקוד הרשתית ברזולוציה מרחבית, המהווים בסיס הן לתיקוף מוקדם של מטרות טיפוליות והן לאסטרטגיות של סמנים ביולוגיים תרגומיים.
- ביולוגיה של גילוי: מאפשרת בדיקת היפותזות והבהרה של מסלולים באמצעות קריאות תפקודיות מקומיות.
- סריקה: מספקת פלטיים כמותיים הניתנים לשחזור לצורך הערכת תרכובות ופיתוח בדיקות.
- אנליטיקה: מספקת מדידות סטטיסטיות של אמפליטודה וזמן משתמע להשוואה חסונה של תנאים.
- מחקר תרגומי: מגשרת בין נקודות קצה פרה-קליניות וקליניות על ידי מיפוי של תפקוד לקוי ברשתית הרלוונטי למחלה.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת פלטפורמה לשימוש חוזר עבור גילוי תרופות עיניות והערכת בטיחות באופן שוטף.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף של מטרות רשתית.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של רכישת נתונים וניתוחם לצורך הדירות ויכולת הרחבה.
- ערך אסטרטגי: מספק בסיס להחלטות go/no-go ומפחית סיכון ביולוגי בשלבים מאוחרים בתיקי מוצרי עיניים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכון ובקידום של מועמדים לתרופות עיניות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות באלקטרופיזיולוגיה ובניתוחים כמותיים של הרשתית.
- דורש מיכשור ייעודי, כולל תצוגות גירוי ויזואלי מכויילות ומערכות אלקטרודות.
- מחייב סטנדרטיזציה קפדת של פרוטוקולים ושל פרשנות נתונים בין צוותים שונים.
- התאמה בין מינים שונים ומודלים של מחלות עשויה לדרוש התאמה אישית של הפרוטוקול.
- מגבלות מעשיות כוללות רגישות לקיבוע המבט של המטופל והצורך ברכישת אות באיכות גבוהה.