Multifocal Electroretinograms

안녕하십니까. 저는 솔트레이크시티 Moran Eye Center의 전기생리학 책임자인 Don Creel입니다.

오늘은 다초점 망막전위도에 대해 알아보겠습니다. Eric Sutter는 이진 M-시퀀스라고 불리는 수학적 수열을 응용하여, 단일 전기 신호로부터 망막의 각 제곱밀리미터당 망막전위도 근사치를 분리해낼 수 있도록 했습니다. 이러한 망막전위도는 섬광 망막전위도와 유사해 보이지만, 실제로는 B파 근사치의 수학적 평균값입니다.

녹화 장비를 살펴보겠습니다. 전기생리학적 기록을 위한 실험실을 선택할 때는 전기적 간섭이 적은 방을 선택하십시오. 엘리베이터, 고전류 장치, 오토클레이브 또는 원심분리기와 같이 고전압 간섭원이 있는 곳과 인접한 방은 선택하지 마십시오.

싱크대가 있는 방은 손을 씻고 전극을 세척하기에 편리합니다. 데이터를 공유하고, 시스템 제조사가 소프트웨어 업데이트를 다운로드하거나 문제 해결을 위해 컴퓨터에 접속할 수 있도록 인터넷 연결 환경을 갖추는 것이 좋습니다. 실험실 공간의 정돈 상태를 철저하게 관리하십시오.

산동제와 평형염 용액을 쉽게 사용할 수 있도록 동일한 위치에 보관하십시오. 기록 절차를 철저히 준수하십시오. 동일한 실내 조명을 사용하십시오.

모든 환자를 동일한 위치에 배치합니다. Moran Eye Center 시스템은 EDI에서 제조한 Eric Sutter의 Vera System입니다. Vera 시스템은 자극 패턴을 표시하기 위해 마이크로 디스플레이를 사용합니다.

대부분의 다초점 ERG 시스템은 피험자가 0.5m 이하의 거리에서 볼 수 있도록 비디오 디스플레이에 자극을 표시합니다. 대부분의 자극 디스플레이는 이와 유사한 패턴을 사용합니다. 고정 이미지는 제조사마다 다릅니다.

VERA 시스템을 사용하면 임의의 크기 X 원형 또는 몰타 십자가(Maltese cross) 모양을 선택할 수 있습니다. 이러한 모양은 수 밀리미터의 작은 크기부터 자극 영역의 전체 너비까지 모든 폰트 및 펜 크기에 맞춰 조정 가능합니다. 몰타 십자가를 사용하는 것은 황반 암점(macular scotomas)이 있는 환자에게 유용합니다.

환자가 중심점을 추정하고 해당 고정점을 유지할 수 있도록 몰타 십자(Maltese cross) 꼬리의 크기와 너비를 조절할 수 있습니다. 사용되는 시스템에 관계없이 결과는 보통 비디오 모니터에 표시되며 다음과 같이 나타납니다. 저는 기록된 모든 데이터를 몇 분마다 백업하는 자동 백업 시스템을 갖추고 있습니다.

컴퓨터에 문제가 발생할 경우를 대비해 이를 권장합니다. 다시 한번 말씀드리지만, 산동제, 인공눈물, 그리고 전극 세척에 사용할 용액들의 배치를 철저하게 관리하시길 권장합니다. 저는 희석 용액을 사용하는데, 원액을 10% 농도로 희석한 의류용 표백제 용액을 만들어 증류수를 곁에 둔 채 1L 용량의 작은 병에 보관하여 사용합니다.

헹굼 단계입니다. 세척용으로 사용할 용기에 명확하게 표시를 하며, 여기서는 빨간색 점으로 표시합니다. 해당 용기에서 콘택트렌즈를 세척한 다음, 수돗물과 증류수로 헹굽니다.

콘택트렌즈 제조사의 권장 사항을 따르십시오. 재사용 가능 콘택트렌즈를 사용하는 경우에 해당합니다. 안구 전극에는 여러 종류가 있습니다.

여기 몇 가지를 보여드리겠습니다. 이것은 ERG 제트로, 눈에 배치했을 때 이런 모습입니다. 이것은 아덴트 금박(ardent gold foil)으로, 한쪽에 금박이 입혀진 카세트 테이프 조각이며 보통 아래 눈꺼풀에 걸쳐 눈 안에 배치합니다.

금박이 공막에 닿아 안구 전위를 기록합니다. 작은 은선을 사용할 수도 있습니다. 이를 DTL이라고 합니다.

이 제품들은 일회용입니다. 내부 및 외부 캔 근처에 부착하는 자가 접착 위치 표시가 있으며, 은색 와이어가 공막과 안구 하단부에 닿게 됩니다. 저는 아이오와주 아이오와 시티의 Hanson Laboratories에서 제조한 투명 바이폴라 buran 유형의 스펙큘럼 컨택트를 사용합니다.

양극성 콘택트 렌즈를 사용하지 않는 경우, 안과 검사 시 음성 참조 전극을 위한 다른 위치를 선택해야 합니다. 접지 전극으로는 이마, 유양돌기 또는 귓볼이 흔히 사용되었습니다. 손목과 같은 임의의 위치를 사용할 수도 있습니다.

저는 귓볼을 사용합니다. 먼저 알코올로 깨끗이 닦아냅니다. 그런 다음 EEG 전처치 페이스트로 판매되는 상용 세정제로 닦습니다.

연결 상태가 좋을수록 데이터의 품질이 향상됩니다. 환자를 연결하는 주요 절차에 대해 설명하겠습니다. 다초점 망막전위도 검사를 위해, 국소 마취제 몇 방울을 떨어뜨려 눈을 마취합니다.

우리는 프로판을 사용합니다. 보통 안구가 충분히 마취되었는지 확인하기 위해 두세 방울을 투여합니다. 콘택트 렌즈가 각막 위에서 움직이는 것을 방지해야 하므로, 환자에게 아래를 보도록 요청한 뒤 공막의 높은 위치에 렌즈를 배치하고, 각막에 찰과상이 생기지 않도록 렌즈를 그대로 수직으로 내리며 접촉시킵니다.

테스트 상황에서, 저는 먼저 헤드 컵을 사용하여 머리를 고정함으로써 머리를 최대한 안정적으로 유지하고, 환자에게 편안한지 확인한 다음 마이크로 디스플레이의 정렬을 맞춥니다. 그 후 환자의 손을 VERA 시스템의 초점 노브로 안내합니다. 그러면 디스플레이에 눈이 나타나는 것을 확인할 수 있습니다.

동공에 투영되는 패턴을 확인할 수 있습니다. VERA 시스템의 특징 중 하나는 안구의 외부 영상을 제공한다는 점이며, 이를 통해 피험자의 시선이 고정에서 벗어났을 때 시선을 유지하도록 안내할 수 있습니다. 또한 안저 뷰로 전환하여 동물 모델이나 마취된 환자의 망막에 패턴을 투영하는 것도 가능합니다.

환자를 연결하고 콘택트렌즈를 매우 깨끗하게 장착하는 절차를 다시 한번 강조하고자 합니다. 음성 참조(negative reference)나 접지(ground)로 사용할 위치가 어디든, 연결 상태가 좋을수록 데이터의 품질이 향상됩니다. 다시 말씀드리지만, procaine과 같은 국소 마취제를 여러 방울 점안하여 안구를 마취시키십시오.

환자들은 산동술만 받으면 됩니다. 제가 사용하는 산동제를 사용합니다. 자극 이미지가 망막의 중앙 약 40도 영역에 맺히게 하려면 동공 크기가 약 7mm 정도면 충분합니다.

다시 한번 설명하자면, 제가 사용하는 전극의 경우 아래쪽을 충분히 살핀 후 콘택트렌즈를 수직으로 삽입하여 각막에 전혀 마찰이 생기지 않도록 합니다. 안구 내 배치를 고정하기 위해 동공의 중심과 콘택트렌즈의 중심을 맞추고, 위치를 유지할 수 있도록 뺨에 작은 테이프 조각을 붙입니다. 그 다음 환자의 머리를 고정하기 위해 헤드컵(head cups)에 머리를 위치시키고, 환자에게 위치가 편안한지 확인합니다. 그런 다음 마이크로 디스플레이의 위치를 맞추며, 반대쪽 눈은 항상 가려줍니다.

어떤 사람들은 우세안이 매우 뚜렷하여 한쪽 눈으로만 패턴을 보라고 요청해도 우세안을 뜨고 있으면 패턴을 직접 보지 못하는 경우가 있습니다. 이럴 때 저는 환자에게 이미지가 선명하게 보이도록 초점을 맞추라고 요청합니다. 환자에게 고정점에만 집중하도록 요청하며, 이것이 기록 중의 모습입니다. 각막 위에서 패턴이 움직이는 것을 볼 수 있습니다.

이것은 마이크로 디스플레이 내부에서 보이는 화면이며, 대부분의 자극이 다른 다초점 망막전도도 측정 시스템의 비디오 모니터에 표시되므로 환자가 시선을 고정하는 것이 중요합니다. 시선을 유지하지 않으면 하나의 중앙 정점 대신 환자가 기록 도중 서로 다른 위치에 집중하고 있음을 나타내는 여러 개의 지점이 나타나게 됩니다. 다초점 망막전도도 측정의 여러 응용 분야 중 하나는 황반변성의 진행 상태를 추적하는 것입니다.

이 환자는 한쪽 눈에 황반변성 초기 증상을 보입니다. 이 눈의 중심부에서 감소된 ERG를 확인할 수 있습니다. 컬러 디스플레이에서는 다음과 같이 나타납니다.

아래의 정상인과 비교했을 때, 다초점 망막전위도(multifocal electroretinogram)의 또 다른 응용 분야는 클로로퀸(chloroquine)이나 플라케닐(Plaquenil)과 같이 눈에 독성을 유발할 수 있는 약물을 복용하는 환자를 검출하고 그 진행 과정을 추적하는 것입니다. 이러한 환자들의 경우, 약물 독성이 나타나면 보통 중심와(fovea)에서 5~10도 사이에 환상 암점(ring scotomas)이 발생할 수 있습니다. 이것은 플라케닐로 인해 심각한 망막 독성이 나타난 개인의 결과 화면입니다.

중심와 주변 5도에서 약 10~15도 사이의 암점 영역과 이로 인해 발생하는 환상 암점을 확인할 수 있습니다. 이는 Plaquenil로 인한 독성이 매우 심각하게 나타난 사례입니다. 이것은 눈에 충격을 받은 개인의 시야로, 시야 결손 상태를 보여줍니다.

이것은 다초점 망막전위도를 보여주며, 이는 시야 결손과 유사한 영역에서 감쇄되어 나타납니다. 그리고 이것은 시야 결손의 컬러 표현입니다. 하지만 중심와로부터 약 5도 지점에서 시작하여 시야의 9시 방향까지 확장되는 암점 영역과 함께 중심부는 보존되어 있습니다. 전통적으로 다초점 망막전위도에서는 주로 B파 진폭이라고 부르는 수치를 관찰했습니다.

잠재적 시간(implicit times) 또한 살펴보는 것이 중요합니다. 질환에 따라 잠재적 시간의 영향 여부가 달라집니다. 진폭 감쇄 외에도, 이 환자는 조류샷 맥락막 망막병증(birdshot chorio retinopathy)을 앓고 있습니다.

이러한 환자들은 망막 변성의 어느 단계에나 있을 수 있으나, 초기 단계에서는 특징적으로 잠복 시간(implicit times)의 지연, 특히 원추세포 생리 기능의 지연이 나타납니다. 이는 잠복 시간이 표준 편차의 2배 또는 3배 이상으로 지연되는 양상을 보입니다. 모든 환자의 잠복 시간을 확인해야 합니다.

이 그림은 거대 맹점 증후군 환자의 다초점 망막전위도(multifocal electroretinogram)를 보여줍니다. 정상 맹점 주변의 진폭이 감소한 영역이 크게 확대된 것을 확인할 수 있습니다. 이는 거대 맹점 증후군 영역의 진폭 변화를 색상으로 변환하여 나타낸 것입니다.

이것은 거대 맹점 증후군의 암시적 시간을 보여줍니다. 환자의 데이터가 색상 척도로 변환되었습니다. 흰색 영역은 5 표준 편차의 지연을 나타냅니다.

분홍색 영역은 암시 시간(implicit time)의 4표준편차 지연을 나타내며, 빨간색 영역은 3표준편차 지연을 나타냅니다. 앞서 언급했듯이, 다초점 망막전위도(multifocal electroretinogram)의 진폭뿐만 아니라 환자의 암시 시간을 정기적으로 확인하는 것이 중요합니다. 이 환자는 스타가르트병(Stargardt) 환자입니다.

망막의 중심부에서 감쇠된 다초점 망막전위도를 확인할 수 있습니다. 이 그림은 중심 피크가 보이지 않는 진폭의 색상 변환을 보여줍니다. 요약하자면, 다초점 망막전위도를 기록하는 연구자들이 시야를 넓혀 새로운 프로토콜과 분석법을 적용해 보시기를 권장합니다.

다초점 망막전위도는 단순히 대부분의 사용자가 사용하는, BWA 진폭의 수학적 근사치를 나타내는 분석법만이 아닙니다. 다른 분석법, 특히 잠복 시간을 살펴보십시오. 각 환자에게 적합한 서로 다른 프로토콜을 적용하십시오. 서로 다른 환자군을 위해 특별히 설계된 다른 프로토콜이 있는지 문의하십시오.

다초점 망막전위도(mfERG)는 다양한 프로토콜과 분석법으로 구성된 시스템을 포함합니다.