4 december 2011
De ontwikkeling van de multifocale electroretinogram (mfERG) is een belangrijke vooruitgang in de diagnostiek en de karakterisering van retinopathie. Multifocale electroretinograms zijn een rekenkundig gemiddelde van een aanpassing van een b-golf. Software programma's kunnen ontlenen ERG uit meer dan honderd netvlies in een paar minuten per oog. Scotomen en retinale disfunctie kan worden in kaart gebracht en gekwantificeerd.
Hoe ging het? Zeker. Donald Creel. Hallo, ik ben Don Creel, directeur Electrofysiologie bij het Moran Eye Center in Salt Lake City.
Vandaag gaan we het hebben over het multifocaal elektroretinogram. Eric Sutter paste de wiskundige sequenties genaamd binaire M-sequenties aan, zodat men uit één enkel elektrisch signaal een elektroretinogram-benadering van elke vierkante millimeter van het netvlies kan isoleren. Deze elektroretinogrammen lijken op een flash-elektroretinogram, maar zijn in feite een wiskundig gemiddelde van een benadering van een B-golf.
Laten we naar de registratieapparatuur kijken. Kies bij het selecteren van een ruimte voor elektrofysiologische registratie een kamer met weinig elektrische interferentie. Kies geen ruimte die grenst aan een bron van hoogspanningsinterferentie, zoals een lift, apparatuur met een hoge ampèrewaarde, autoclaven of centrifuges.
Een ruimte met een spoelbak is handig voor het wassen van de handen en het reinigen van elektroden. Een internetverbinding is wenselijk, zodat u gegevens kunt delen en de fabrikant van uw systeem software-updates kan downloaden en toegang kan krijgen tot uw computer om te helpen bij het oplossen van problemen. Wees zeer strikt in de organisatie van uw ruimte.
Houd uw pupilverwijderingsdruppels en gebalanceerde zoutoplossing op dezelfde locatie, zodat ze gemakkelijk toegankelijk zijn. Wees strikt in uw registratieprocedures. Gebruik dezelfde kamerverlichting.
Plaats elke patiënt op dezelfde locatie. Het systeem van het Moran Eye Center is het Vera-systeem van Eric Sutter, geproduceerd door EDI. Het Vera-systeem maakt gebruik van een microdisplay om het stimuluspatroon weer te geven.
De meeste multifocale ERG-systemen tonen hun stimuli op een videoscherm waarbij de proefpersoon op een afstand van een halve meter of minder kijkt. De meeste stimulusdisplays maken gebruik van een patroon dat vergelijkbaar is met dit patroon. Het fixatiebeeld varieert per fabrikant.
Met het VERA-systeem kan men elke gewenste grootte voor een cirkel of een Maltese kruis kiezen. Deze vormen kunnen worden aangepast aan elk lettertype en penformaat, variërend van enkele millimeters tot de volledige breedte van het stimulusveld. Het gebruik van het Maltese kruis is nuttig bij patiënten met maculaire scotomen.
U kunt de grootte en breedte van de uiteinden van het Maltese kruis aanpassen, zodat de patiënt het centrum kan inschatten en dit fixatiepunt kan vasthouden. Ongeacht het gebruikte systeem worden de resultaten gewoonlijk op een videomonitor weergegeven en zouden deze er als volgt uitzien. Ik beschik over een automatisch back-upsysteem dat alle opgenomen gegevens elke paar minuten reserveert.
Ik raad dit aan voor het geval er een probleem is met de computer. Nogmaals, ik adviseer om zeer strikt te zijn in de indeling van de middelen die u gebruikt voor uw pupilverwijdende druppels, uw kunsttranen en de oplossingen die u gebruikt om uw elektroden te reinigen. Ik gebruik een verdunde oplossing, een 10% verdunde oplossing van bleekmiddel voor kleding, die ik vanuit het origineel verdun tot 10% en bewaar in een kleinere fles, zoals een fles van één liter, met gedestilleerd water bij de hand.
Voor het spoelen. Markeer duidelijk een container als reinigingsbakje, wat wij aangeven met onze rode stip. We reinigen de contactlenzen hierin en spoelen deze vervolgens met kraanwater en gedestilleerd water.
Volg de aanbevelingen van de fabrikant van uw contactlenzen. Indien u herbruikbare contactlenzen gebruikt. Er zijn verschillende soorten oogelektroden.
Ik zal er hier enkele laten zien. Dit is de ERG-jet, die er zo uitziet wanneer deze op het oog is geplaatst. Dit is het ardent goudfolie, een stukje cassetteband met goudfolie aan één zijde dat in het oog wordt geplaatst en gewoonlijk aan het onderste ooglid hangt.
Het goudfolië raakt de sclera aan en registreert de elektrische activiteit van het oog. U kunt hiervoor een dun zilverdraadje gebruiken. Deze worden DTL genoemd.
Deze zijn wegwerpartikelen. Ze zijn voorzien van deze zelfklevende posities die vlakbij het binnenste en buitenste ooglid worden geplaatst, waarna de zilverdraad de sclera en het onderste deel van het oog raakt. Ik gebruik de heldere bipolaire buran-type speculumcontacten die worden gefabriceerd door Hanson Laboratories in Iowa City, Iowa.
Als u geen bipolaire contactlens gebruikt, moet u een andere locatie voor de negatieve referentie in de oogheelkunde selecteren. Het voorhoofd, hetstroombeen (mastoid) of de oorlel werden gewoonlijk gebruikt als massa. U kunt elke locatie gebruiken, zoals de pols.
Ik maak gebruik van de oorlel. Eerst maak ik deze goed schoon met alcohol. Vervolgens reinig ik de huid met een commercieel reinigingsmiddel dat wordt verkocht als EEG-preparatiepasta.
Hoe beter uw verbindingen, des te beter uw gegevens. Ik zal de hoofdprocedure voor het aansluiten van een patiënt doorlopen. Voor een multifocaal elektroretinogram verdoof ik het oog met enkele druppels van een lokale anestheticum.
Wij gebruiken propaan. Meestal breng ik twee of drie druppels aan om er zeker van te zijn dat het oog goed verdoofd is. Het is belangrijk om te voorkomen dat de lens over het hoornvlies beweegt, dus ik vraag de patiënt om naar beneden te kijken, plaats de lens hoog op de sclera en sluit de lens vervolgens recht naar beneden zodat het hoornvlies niet wordt geschuurd.
In mijn testsituatie gebruik ik vervolgens hoofdkappen om het hoofd te fixeren en zo stabiel mogelijk te maken, waarbij ik aan de patiënt vraag of hij of zij zich comfortabel voelt, waarna ik het microdisplay uitlijn. Ik leid de hand van de patiënt naar een focusknop op het VERA-systeem. Vervolgens kan het oog op het scherm worden gezien.
U kunt zien hoe het patroon op de pupil valt. Een van de kenmerken van het VERA-systeem is de externe video van het oog, waardoor u proefpersonen kunt begeleiden om de fixatie te behouden als hun blik afdwaalt. U kunt ook overschakelen naar het fundusbeeld, waardoor het projecteren van een patroon op het netvlies bij diermodellen of geanestheseerde patiënten mogelijk wordt.
Ik wil de procedures voor het aansluiten van de patiënt en het zorgvuldig schoon plaatsen van de contactlens opnieuw benadrukken. Welke locaties u ook kiest voor uw negatieve referentie of voor uw aarding: hoe beter de verbinding, hoe beter de data. Verdoof het oog vervolgens met enkele druppels van een lokale anestheticum, zoals procaine.
De pupillen van de patiënten hoeven alleen maar gedilateerd te worden, met mijn datic-druppels. Er is slechts een pupil van ongeveer zeven millimeter nodig om ervoor te zorgen dat het stimulusbeeld op de centrale 40 graden of zoiets van het netvlies valt.
Ook bij de elektroden die ik gebruik, zorg ik dat ze goed naar beneden kijken en plaats ik het contactglas rechtstreeks, zodat het hoornvlies absoluut niet wordt geschuurd. Om de plaatsing op het oog te bevestigen, lijn ik het centrum van de pupil uit met het centrum van de contactlens en plak ik een klein stukje tape op de wang om de positie vast te houden; vervolgens plaats ik de patiënt in hoofdsteunen om het hoofd te stabiliseren en vraag ik of de positie comfortabel is. Daarna lijn ik het microdisplay uit, waarbij ik het andere oog altijd afdek.
Sommige mensen hebben een oog dat zo dominant is dat, zelfs wanneer u hen vraagt om met één oog naar het patroon te kijken, ze er niet direct naar zullen kijken als het dominante oog open blijft; ik vraag de patiënt vervolgens om te focussen zodat er een scherp beeld ontstaat. Vraag de patiënt om zich enkel op het fixatiepunt te concentreren, en dit is hoe het eruitziet tijdens een opname. U kunt het patroon over het hoornvlies zien bewegen.
Dit is wat zij in het microdisplay zien, en aangezien de meeste stimuli op videomonitoren van andere multifocale elektroretinogramsystemen worden getoond, is het belangrijk dat de patiënt de fixatie behoudt. Als de fixatie niet wordt behouden, ontstaan er meerdere punten die aangeven dat de patiënt tijdens de opname op verschillende locaties focust in plaats van op één enkele centrale piek. Een van de vele toepassingen van het multifocale elektroretinogram is het volgen van de progressie van maculadegeneratie.
Deze patiënt vertoont de eerste tekenen van maculadegeneratie in één oog. De verminderde ERG's zijn zichtbaar in het centrale deel van dit oog. De weergave van kleuren zou er als volgt uitzien.
In vergelijking met gezonde personen hieronder is een andere toepassing van het multifocale elektroretinogram het detecteren en volgen van de progressie bij patiënten die medicijnen gebruiken die toxisch kunnen zijn voor het oog, zoals chlorochine of Plaquenil. Bij deze personen kunnen, indien de medicatie toxisch is, ringvormige scotomen ontstaan, meestal tussen de vijf en 10 graden vanaf de fovea. Dit is de weergave van een individu met significante retinale toxiciteit door Plaquenil.
De scotomen zijn zichtbaar rond het foveale gebied tussen vijf en ongeveer 10 tot 15 graden, evenals het ringvormige scotoom dat hierdoor ontstaat. Dit is een zeer ernstige uiting van Plaquenil-toxiciteit. Dit is het gezichtsveld van een persoon die een klap op het oog heeft gekregen, waarbij het verlies van het gezichtsveld zichtbaar is.
Dit toont het multifocaal elektroretinogram, waarbij de respons is afgenomen in hetzelfde gebied als het verlies van het gezichtsveld, en dit is de kleurweergave van dat veldverlies. Er is echter sprake van centraal sparen, met scotoomgebieden die beginnen op ongeveer vijf graden vanaf de fovea en zich uitstrekken tot ongeveer negen uur in zijn gezichtsveld. Bij het multifocaal elektroretinogram keek men traditioneel hoofdzakelijk naar wat men de amplitude van de B-golf zou kunnen noemen.
Het is ook belangrijk om naar de impliciete tijden te kijken. Afhankelijk van de ziekte kunnen deze impliciete tijden beïnvloed worden. Naast amplitudeverzwakking betreft dit een patiënt met birdshot chorioretinopathie.
Deze personen kunnen zich in elk stadium van retinaal degeneratie bevinden, maar in de vroege stadia is er karakteristiek sprake van een vertraging van de impliciete tijden, met name van hun kegelfysiologie. Dit uit zich in een vertraging van de impliciete tijden die meer dan twee of drie standaarddeviaties afwijkt. U dient de impliciete tijden bij alle patiënten te beoordelen.
Deze figuur toont het multifocaal elektroretinogram van een patiënt met het big blind spots-syndroom. Het is te zien dat het gedeprimeerde gebied rond de normale blinde vlek sterk vergroot is. Dit toont de kleurtransformatie van de amplitude in het gebied van het big blind spots-syndroom.
Dit toont de impliciete tijden bij een big blind spot-syndroom. De patiënt is weergegeven in een kleurenschaal. De witte gebieden tonen een vertraging van vijf standaarddeviaties.
Het roze gebied geeft een vertraging van vier standaarddeviaties in de impliciete tijd aan, en het rode gebied drie standaarddeviaties. Wat betreft de impliciete tijden is het, zoals ik eerder al noemde, belangrijk dat u regelmatig naar de impliciete tijden van patiënten kijkt en niet alleen naar de amplitudes van hun multifocaal elektroretinogram. Dit is een patiënt met Stargardt.
Het afgezwakte multifocaal elektroretinogram is zichtbaar in het centrale deel van het netvlies. Deze figuur toont de kleurtransformatie van de amplitudes, waarbij geen centrale piek zichtbaar is. Samenvattend moedig ik hen die multifocale elektroretinogrammen registreren aan om hun horizon te verbreden en nieuwe protocollen en analyses toe te passen.
Het multifocale elektroretinogram is niet alleen de analyse die door de meeste onderzoekers wordt gebruikt, welke de wiskundige benadering van BWA-amplituden vertegenwoordigt. Bekijk andere analyses, in het bijzonder de impliciete tijden, en pas verschillende protocollen toe die geschikt zijn voor iedere patiënt. Vraag na of er andere protocollen zijn die specifiek zijn ontworpen voor verschillende patiëntenpopulaties.
Het multifocaal elektroretinogram bestaat uit een systeem van vele mogelijke protocollen en analyses.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel beschrijft de methodologie en klinische toepassingen van het multifocaal elektroretinogram (mfERG), een geavanceerde elektrofysiologische techniek voor het beoordelen van de gelokaliseerde retinale functie. In tegenstelling tot het traditionele full-field ERG biedt mfERG een hoge ruimtelijke resolutie, waardoor het mogelijk is om retinale dysfuncties, zoals scotomen en vroege maculadegeneratie, te detecteren en in kaart te brengen. Het protocol benadrukt een zorgvuldige opstelling, de voorbereiding van de patiënt en het belang van het analyseren van zowel amplitude- als impliciete tijdgegevens voor een uitgebreide retinale beoordeling.
Multifocale elektroretinogrammen (mfERG) vullen een kritisch gat in de vroege ontdekking en translationele oogheelkunde door high-resolution mapping van gelokaliseerde retinale dysfunctie mogelijk te maken. Deze capaciteit vergroot het voorspellende vertrouwen bij de validatie van targets en ondersteunt risico-afgewogen beslissingen voor het verder ontwikkelen van oogmedicijnkandidaten. De kwantitatieve resultaten en ruimtelijke precisie van deze methode zijn direct relevant voor biofarmaceutische teams die preklinische modellen willen ontrisken en translationele biomarkers willen afstemmen op klinische eindpunten.
mfERG integreert in het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek door kwantitatieve, ruimtelijk opgeloste gegevens over de retinale functie te leveren, die zowel bijdragen aan vroege doelwitvalidatie als aan translationele biomarkerstrategieën.