ES2294839T3 - Medida del campo visual electrofisiologico. - Google Patents

Abstract

Un método de medida del campo visual electrofisiológico, que comprende las etapas de: situar un par de electrodos bipolares en torno a, y dentro de, una distancia de 6 cm desde el inión, sobre el cuero cabelludo que recubre la corteza visual del cerebro, añadiéndose a un electrodo a tierra; estimular visualmente un ojo; y registrar las señales de datos recogidas por los electrodos.

Description

Medida del campo visual electrofisiológico.

Campo técnico

Esta invención trata de una técnica de medida del campo visual electrofisiológico, para la medida objetiva del campo visual. La técnica se conocerá como "Perimetría Objetiva del Potencial Visual Evocado" o "Perimetría-VEPO (Visual Evoked Potential Objective)". Existe una fuerte demanda para que una medida semejante complemente las funciones variables vistas en perimetría automatizada y en otras pruebas psicofísicas, en la evaluación del glaucoma y otros trastornos visuales.

Arte previo

El potencial evocado visual (VEP) en campo completo, convencional, proporciona principalmente información sobre el campo visual central. Está documentado que este es anómalo en aproximadamente la mitad de la población con glaucoma - enfermedad que es una de las causas más comunes de ceguera. Puesto que muchos pacientes pueden tener respuestas normales, aquel no tiene una buena potencia de discriminación para la detección de la enfermedad. La variación en las conclusiones ha sido explicada previamente por el hecho de que la VEP refleja de forma predominante la función macular, y en el glaucoma los daños tienden a afectar a la visión central solo en etapas tardías de la enfermedad.

Hay diversos estudios que utilizan el estímulo de partes del campo visual para registrar VEPs. Estos han utilizado medio campos, cuadrantes, segmentos, anillos o campo periférico frente a campo central, y también estímulo local utilizando diodos emisores de luz. Estas técnicas mejoran enormemente la detección de los defectos en el campo visual periférico, en comparación con estímulos completamente centrales. Sin embargo, con frecuencia se ha documentado respuestas sensiblemente superiores procedentes de los estímulos de la hemiretina superior (campo visual inferior) en comparación con la hemiretina inferior (campo visual superior).

Recientemente se ha introducido un avance principal en la tecnología de estimulación y registro, que permite la presentación de un estímulo multifocal. Esta está disponible comercialmente como sistema VERIS-Scientific^{TM} (Electro Diagnostic Imaging, Inc., San Francisco), o como Retiscan (Roland Instruments, Wiesbaden, Germany). Estos sistemas proporcionan la oportunidad de un análisis topográfico de registros, con capacidad de examinar los efectos de flashes secuenciales. Esto añade un dominio temporal al análisis, y permite el examen de no-linealidades en la respuesta.

Los estímulos visuales son presentados en un número predeterminado de hexágonos en matrices (o segmentos en una diana), con la posibilidad de flashes o estímulos estructurados, dentro de cada área. Las áreas de los estímulos pueden definirse en una escala cortical, lo que significa que el área de cada segmento de diana se incrementa con el grado de excentricidad, proporcionalmente al aumento cortical.

Con los sistemas VERIS o Retiscan es posible registrar un ERG o VEP multifocal, que muestran una distribución topográfica de amplitudes de señal. Mientras que los resultados por amplitudes ERG son útiles para definir áreas de daños retinianos externos en algunas enfermedades (por ejemplo distrofias retinianas), no se ha demostrado que se correspondan con áreas de pérdida de fibra nerviosa glaucomatosa, ni su asociación con defectos del campo visual. Sin embargo, utilizando una respuesta VEP multifocal registrada y analizada con las técnicas apropiadas, puede detectarse defectos de campo de glaucoma. La técnica adicional necesaria para la extracción apropiada de la señal VEP de patrón multifocal, es el objeto de esta patente.

Para registro VEP, la colocación tradicional y convencional del electrodo ha sido monopolar (occipital-frontal), con un electrodo activo (Oz) situado en la parte trasera de la cabeza 2 cm por detrás del inión, y un electrodo de referencia (Fz) colocado en el cuero cabelludo en la parte frontal de la cabeza; con un electrodo a tierra situado en el lóbulo de la oreja.

En el documento EP 0 514 393 se concibe un método de colocación de electrodos de acuerdo con el sistema internacional 10-20.

Resumen de la invención

La invención es un método de medida del campo visual electrofisiológico, que comprende las etapas de:

situar un par de electrodos bipolares en torno a, y dentro de, una distancia desde el inión, sobre el cuero cabelludo que recubre la corteza visual del cerebro, además de un electrodo a tierra;

estimular visualmente un ojo;

y,

registrar las señales de datos recogidas por los electrodos.

La técnica es un método objetivo para evaluar el campo visual. Las señales de datos pueden ser utilizadas para producir una matriz de trazas VEP.

El par de electrodos se coloca con el inión entre ambos. Estos pueden estar en línea con el inión, o pueden ser situados en relación triangular con el inión. Los electrodos pueden estar en cualquier lugar dentro de una distancia de 6 cm desde el inión.

Los electrodos pueden ser colocados a distancias iguales por encima y por debajo del inión, y por ejemplo pueden estar 2 cm por arriba y 2 cm por debajo del inión. Esta disposición puede ser denominada disposición cruzada occipital bipolar, o disposición BOS (bipolar occipital straddle).

Un electrodo puede ser colocado en la posición del electrodo BOS superior, y otro electrodo inferior por debajo de la línea media, bajo la posición del inferior de los electrodos BOS, para medir un dipolo entre el superior de los electrodos BOS y el nuevo electrodo. El electrodo inferior puede estar 4 cm por debajo del inión. Esta disposición se denomina bipolar horizontal.

Un electrodo puede situarse a ambos lados del inión. Los electrodos pueden estar 4 cm a cada lado del inión. Esta disposición se denomina bipolar horizontal.

Un electrodo puede estar situado a la derecha del inión, y otro por debajo del inión. El electrodo en el lado derecho puede estar 4 cm a la derecha del inión, y el electrodo inferior puede estar 4 cm por abajo del inión. Esta disposición se denomina oblicua derecha.

Un electrodo puede estar situado a la izquierda del inión, y el otro por debajo del inión. El electrodo en el lado izquierdo puede estar 4 cm a la izquierda del inión, y el electrodo inferior puede estar 4 cm por abajo del inión. Esta disposición se denomina oblicua izquierda.

Los intentos previos en mapeo de campo han utilizado posiciones de electrodo por encima del inión. Conductores bipolares que recubren el occipital activo o corteza estriada, proporcionan una evaluación del VEP a partir de las partes periféricas del campo visual. La proyección de dipolos que se originan en la corteza estriada, útiles para los hemicampos superior e inferior sobre la línea de conexión entre electrodos de registro colocados a ambos lados verticalmente respecto del inión, es de magnitud similar pero de polaridades opuestas. Esto produce señales VEP desde hemicampos promediados superior e inferior, de amplitud similar pero polaridad inversa. Como resultado, esta colocación produce respuestas aproximadamente iguales desde los hemicampos superior e inferior.

La posición BOS vertical extendida, con el electrodo inferior 4 cm por abajo del inión, mejora la respuesta de señal en comparación con la posición BOS estándar (2 cm por debajo y por encima). Los electrodos bipolares horizontales proporcionan una señal mucho mayor desde los puntos de prueba, a lo largo del meridiano horizontal del campo visual. La detección mejorada en este área es extremadamente importante para la aplicación de la perimetría objetiva a la detección de glaucoma. Los electrodos oblicuos pueden mejorar además la señal a lo largo de la línea media vertical del campo visual del lado opuesto.

Para cubrir las posiciones del electrodo descritas arriba, se sugiere un soporte del electrodo en forma de cruz convexa, con una abrazadera de fijación a través de la frente. Este tiene las ventajas de mejorar el contacto del electrodo, estandarizar la colocación del electrodo entre pruebas y reducir el ruido del músculo y de los artefactos.

El método puede utilizar la colocación de un único electrodo, con una respuesta VEP de canal múltiple combinada. El análisis posterior al registro puede involucrar un análisis de asimetría entre los ojos, del mismo sujeto, y un algoritmo original de escala para reducir la variabilidad entre sujetos. El método puede utilizar técnicas existentes de estimulación multifocal.

Combinación de respuestas desde múltiples canales

Puede colocarse uno o más electrodos bipolares adicionales, para registrar otros canales de entrada de datos. Puede registrarse un VEP con más de un par de electrodos bipolares, para producir un registro multi-canal. Tal registro puede combinarse después en una matriz de una sola traza, para representar el campo visual.

Idealmente, se necesita al menos cuatro canales para cubrir todas las posibles orientaciones de dipolo. Se determina la máxima amplitud derivada de todos los canales registrados, en cada punto individual del campo visual. Después se asigna tal punto como la señal óptima, y su amplitud es utilizada como medida de respuesta de la vía óptica. A continuación se utiliza la amplitud de las señales dentro de la matriz combinada, para el análisis de datos.

Cualquier estimulador multifocal (tanto el equipamiento existente tal como VERIS o Retiscan, como sistemas futuros) puede ser utilizado para generar un estímulo con escalamiento cortical, y extraer una respuesta. Las señales de datos sin procesar pueden ser amplificadas mediante cualquier amplificador biológico, en al menos 100 000 veces.

El registro multi-canal de VEP multifocal que utiliza estas posiciones de electrodo, proporciona una ventaja considerable en el mapeo del campo visual objetivo. Mediante muestrear desde diferentes posiciones de electrodo bipolar, en diversas orientaciones en torno a la corteza estriada, puede determinarse una respuesta óptima desde cada punto interior al campo.

Análisis de asimetría entre los ojos de un sujeto

La traza VEP procedente de un sector concreto de la matriz de trazas combinadas de un ojo, se compara con la amplitud del VEP procedente del área correspondiente del otro ojo, y se calcula una relación de amplitudes. Después se compara la relación, con la relación normal a partir del correspondiente segmento del campo visual, procedente de una base de datos normales, y se calcula la probabilidad de anomalía. Esto minimiza los efectos de asimetría dentro del ojo, en la interpretación de la respuesta, y puede ayudar a revelar modificaciones patológicas
precoces.

Escala

Para minimizar los efectos de la variabilidad de la amplitud entre pacientes, se utiliza un algoritmo de escala para normalizar los datos. Este se basa en el calculo de las mayores respuestas dentro del campo, en comparación con los valores normales para tal punto concreto. Por ejemplo, utilizando la décima mayor proporción de la amplitud entre ambos ojos frente al valor medio normal para el mismo punto. Después se modifica arriba o abajo la escala para las amplitudes de todos los puntos, de acuerdo con la relación determinada. Esta técnica aísla de forma más eficaz los defectos del campo visual.

La combinación de estas técnicas de registro y análisis proporciona una forma de perimetría objetiva, denominada perimetría-VEPO, que tiene ventajas potenciales para la aplicación clínica, en concreto para el diagnóstico y monitorización de glaucoma.

Breve descripción de los dibujos

Se describirá ahora ejemplos de la invención, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 es una vista posterior de una cabeza, mostrando puntos de colocación de electrodos utilizados en ejemplos de la invención.

La figura 2 es una vista lateral de la cabeza, mostrando dos puntos de colocación de electrodos, como ejemplo de la invención, y el dipolo generador para el potencial visual evocado (VEP).

La figura 3 es una vista detallada del dipolo generador de la figura 2.

La figura 4a es un registro VEP de patrón multifocal de un solo canal, a partir de un sujeto normal. La figura 4b nuestra la configuración de estímulos en diana, con el patrón demostrado para uno de los 60 segmentos.

La figura 5 muestra los ejemplos de correlación entre una matriz de trazas VEP de patrón multifocal de un solo canal (BOS), figuras 5a y b, y los respectivos campos visuales Humphrey, figuras 5c y d.

La figura 6 es un gráfico que ilustra las correlaciones entre resultados totales de cuadrante de umbral Humphrey en dB y la amplitud del VEP patrón para el mismo cuadrante.

Las figuras 7a y b muestran las matrices de trazas VEP. La figura 7b muestra la matriz procedente del canal BOS extendido vertical, y esta produce respuestas de forma de onda prácticamente idéntica, pero amplitud significativamente mayor que la matriz de la figura 7a a partir de la posición BOS estándar. Las trazas se registraron simultáneamente para el mismo sujeto.

las figuras 8a, b y c y muestran tres matrices de trazas VEP, registradas respectivamente desde los electrodos en disposición horizontal y los dos canales oblicuos. El registro es simultáneo y a partir del mismo sujeto, como en la figura 7. Las matrices de trazas muestran respuestas sustanciales procedentes de los segmentos por debajo del meridiano horizontal. También hubo una mejora definitiva en las respuestas desde algunas localizaciones de campo superior periférico, en particular en los canales oblicuos, en comparación con los canales sólo verticales.

La figura 9 es una matriz de trazas VEP combinadas, derivadas a partir de electrodos multi-canal presentados en las figuras 7 y 8, proporcionando una representación global del campo visual.

Las figuras 10a, b, c y d son una serie de cuatro matrices de trazas procedentes del registro VEP de cuatro canales, en un sujeto normal. Los conductores horizontales incrementan considerablemente la amplitud VEP a lo largo del meridiano horizontal, véase la figura 10. Los canales oblicuos, figuras 10b y c, también ayudan a mejorar la derivación de señales a partir de la parte periférica del hemicampo superior contra-lateral, situado a lo largo del meridiano vertical. Estas áreas han sido rodeadas.

La figura 11 es una matriz de multi-canal combinada a partir de los cuatro canales de la figura 10. Si sólo ha sido registrado del canal vertical, se sugiere la impresión de una pérdida de campo en forma de escalón nasal y un defecto superior. La matriz combinada muestra buenas respuestas en todo el campo.

La figura 12 es un histograma de respuestas procedentes de cuatro canales, a lo largo del meridiano horizontal inferior. Demuestra que la disposición de electrodo horizontal mejora la amplitud de las respuestas procedentes de los segmentos por debajo del meridiano horizontal, en más del 100 por 100.

La figura 13 es una comparación entre VEP de cuatro canales, figuras 13a, b y c son los canales horizontal, vertical y combinado, registrados a partir de un paciente con glaucoma de ángulo abierto principal y la figura 13d es la escala en gris de campo de Humphrey. En cada caso las partes sin respuesta del campo, han sido sombreadas. Se ve que el área de escotoma es menor cuando se tiene en cuenta las respuestas combinadas, y se corresponde de forma más precisa con el campo visual.

La figura 14a es una vista en planta, y las figuras 14b y c son elevaciones, de un soporte de electrodo transversal occipital, con agujeros de posicionamiento para clips de electrodo - 4 clips posicionados, con uno en cada brazo. Se marca distancias estándar desde el inión.

La figura 15 es un análisis de asimetría entre ojos, de un posible glaucoma, que muestra primeros cambios en el campo visual. Las figuras 15a, b y c son respectivamente la escala grises de Humphrey, la matriz de trazas VEP, y un trazado de escala de grises para la matriz del ojo izquierdo. Las figuras 15d, e y f son respectivamente la escala de grises de Humphrey, la matriz de trazas VEP, y un trazado de escala de grises para la matriz del ojo derecho.

La figura 16 es un análisis de asimetría, de un paciente con glaucoma precoz y un defecto arqueado inferior. La figura 16a, b y c son respectivamente la escala de grises de Humphrey, la matriz de trazas VEP y un gráfico de escala de grises para la matriz del ojo izquierdo. Las figuras 16d, e y f son respectivamente la escala de grises de Humphrey, la matriz de trazas VEP, y un gráfico de escala de grises para la matriz del ojo derecho.

La figura 17a es un análisis de asimetría para un paciente con glaucoma con tensión normal y un defecto arqueado superior. Las figuras 17a, b y c son respectivamente la escala de grises de Humphrey, la matriz de trazas VEP y una gráfica de escala de grises para la matriz del ojo izquierdo. Las figuras 17d, e y f son respectivamente la escala de grises de Humphrey, la matriz de trazas VEP y un gráfico de escala de grises para la matriz del ojo derecho.

Las figuras 18a y b muestran los respectivos valores de probabilidades para los ojos izquierdo y derecho, utilizando el mismo análisis.

La figura 19 demuestra un ejemplo de valores de amplitud escalados, y no escalados, para todos los segmentos del campo visual estimulado, en comparación con una base de datos normal. Las anomalías se perciben más fácilmente con los datos escalados.

Las figuras 20a y b muestran respectivamente gráficos de probabilidad para valores no escalados y escalados, que muestran que el algoritmo de escala mejora significativamente la detección del defecto del campo visual, en relación con la base de datos normales. Las figuras 20c y d son el campo visual de Humphrey y los gráficos de probabilidad para el mismo paciente.

Descripción detallada de ejemplos de la invención

La figura 1 muestra las posiciones de ubicación del electrodo bipolar en la parte trasera de la cabeza. El inión 1 es el punto de referencia para la colocación de los electrodos, puesto que recubre el occipital activo o corteza estriada, que es el centro visual del cerebro. Este hecho es crítico para el éxito, puesto que la matriz del electrodo está orientada alrededor de este área, a diferencia de los registros de VEP previos que han utilizado posiciones de electrodo bien por encima del inión, o en localizaciones más remotas.

Un primer par 2 y 3 de electrodos se sitúa a distancias iguales por encima y por debajo del inión, y están 2 cm por encima y 2 cm por debajo del inión. El electrodo negativo 2 está en disposición inferior y el electrodo positivo 3 en disposición superior, respecto del inión. Esta colocación se denomina disposición cruzada occipital bipolar, o disposición BOS.

La figura 2 muestra los electrodos occipitales bipolares 2 y 3 desde el lateral, y su posición en relación con el cerebro, y en concreto el occipital activo o corteza estriada 7. La corteza estriada puede verse dividida horizontalmente por el surco calcarino, en los hemicampos superior e inferior. La disposición BOS de los electrodos es simpática respecto de la distribución cortical del campo visual, con la representación del hemicampo superior estando sobre la superficie inferior del lóbulo occipital, más alejada respecto del electrodo de registro sobre el occipucio, y con sus celdas en diferente orientación respecto de las del campo visual inferior. Las señales producidas por la corteza estriada se dirigen aproximadamente tal como se muestra por las flechas perpendiculares 8, y puede verse que los electrodos están posicionados para recibir estas señales. La figura 3 es un detalle de la corteza visual del cerebro a partir de la figura 2, que ilustra la dirección de los dipolos.

Hay situados uno o más electrodos bipolares adicionales, para registrar otros canales de entrada de datos.

Hay otro electrodo 4 situado más abajo sobre la línea media, por debajo de la posición del inferior de los electrodos BOS 2, para medir un dipolo entre el superior de los electrodos BOS 3 y el nuevo electrodo 4. El electrodo inferior 4 está 4 cm por abajo del inión. Esta colocación se denomina BOS extendido.

Hay electrodos 5 y 6 situados a ambos lados del inión. Los electrodos están 4 cm ambos lados del inión. Esta disposición se denomina bipolar horizontal. Es importante que la línea de conexión entre estos electrodos sea perpendicular al canal BOS vertical, para cubrir todas las potenciales orientaciones de dipolo.

Registro de un solo canal

La figura 4a es un registro de VEP de patrón multifocal, recogido en un sujeto normal. La figura muestra una matriz de trazas de un primer sector del núcleo de segundo orden. El área chequeada se extiende hasta una excentricidad de 25º. El electrodo bipolar 2 y 3 permite el registro de una respuesta de magnitud similar, pero polaridad opuesta respecto de los hemicampos visuales superior e inferior. Puede verse que las amplitudes de señal son de magnitud similar en todo el campo, lo que indica visión normal.

El estímulo visual se genera sobre una pantalla de ordenador (frecuencia de simulación 67 Hz), y se muestra en la figura 4b con una representación de un patrón, en uno de los sesenta segmentos de "diana". Los segmentos están en escala cortical, con excentricidad para estimular áreas aproximadamente iguales de la superficie cortical (estriada). Se espera que la escala produzca una señal de orden de amplitud similar, desde cada segmento de estimulación. Cada segmento incluye un patrón de tablero de ajedrez de dieciséis cuadros, siendo el tamaño de los cuadros individuales proporcional al tamaño del segmento, y por lo tanto dependiente también de la excen-
tricidad.

Se sienta cómodamente a cada sujeto en una silla, se le invita a fijarse en un punto de fijación, de color rojo, en el centro de un patrón de estímulo. La distancia a la pantalla es de 30 cm, lo que subtiende un total de estímulo de 50º. Todos los sujetos son refractados en condiciones óptimas. Las pupilas no son dilatadas. Todos los registros son recogidos utilizando estimulación monocular. Las señal es amplificada 100 000 veces y filtrada en paso banda entre 3 y 100 Hz. La frecuencia de muestreo de datos es de 502 Hz. Los datos sin procesar son explorados en tiempo real, y se rechaza los elementos contaminados con un elevado nivel de ruido, movimientos del ojo o parpadeo.

El núcleo de primer orden de los registros PVEP (no mostrado) es plano, lo que confirma que el patrón alternativo cancela el componente de luminancia. El primer sector del núcleo de segundo orden contiene una forma de onda prominente y reproducible, y representa la interacción entre las respuestas de dos imágenes consecutivas del monitor. Se considera análogo al PVEP convencional.

Los inventores han examinado un grupo de pacientes de glaucoma, para comparar señales topográficas con correspondientes umbrales simétricos Humphrey subjetivos, utilizando el registro BOS de un solo canal (Invest Ophthalmol Vis Sci, 1998; 39: 937 - 950 y Surv Ophthalmol 1999, en impresión).

El estudio incluyó 42 pacientes. De estos, 36 tenían glaucoma y 6 eran sospechosos de tener glaucoma. Dentro del grupo con glaucoma, 21 pacientes tenían glaucoma de ángulo abierto primario (POAG) y 15 tenían glaucoma de tensión normal (NTG). Para el propósito del análisis, los totales de cuadrante de umbral Humphrey se compararon con las correspondientes amplitudes de PVEP sumadas, y la latencia media para el mismo cuadrante.

Las matrices de traza PVEP registradas, mostraron una buena correlación con defectos del campo visual vistos en pacientes con glaucoma. En la figura 5 se muestra dos casos a modo de ejemplo. La pérdida de campo se refleja en la matriz de trazas PVEP. El área correspondiente del PVEP muestra señales planas en la distribución del defecto del campo.

En la totalidad de los 36 casos con un escotoma confirmado, una evaluación de la matriz de trazas identificó áreas en las que la señal PVEP se aproximó a cero (< 100nV), y estas correspondían al área del escotoma. En algunos casos con defectos arqueados, los inventores han analizado la señal derivada de regiones arqueadas superior e inferior del tipo Bjerrum, que reflejan el efecto con mayor precisión.

La figura 6 muestra las correlaciones entre todos los resultados del cuadrante umbral de Humphrey totales en dB, y la amplitud VEP del patrón para el mismo cuadrante. La correlación de amplitud es fuerte, r = 0,49, p < 0,001. Las latencias mostraron una correlación más débil, respectivamente en r = 0,18 y r = -0,3.

Un factor que limita este análisis es el hecho de que hay diferencias en las características de la forma de onda, en diferentes partes del campo. Inspeccionando la matriz de trazas puede verse que en algunos casos, especialmente en el hemicampo superior, las formas de onda más próximas a la línea media vertical tienen una polaridad diferente, que puede estar cancelando parcialmente la señal cuando son promediadas. Los inventores sugieren que un análisis más preciso de las trazas PVEP, dividiría la matriz en sectores de forma de onda similar. Las correlaciones con los umbrales simétricos pueden entonces ser incluso mejores.

Hay una marcada disminución en la amplitud, a lo largo del meridiano horizontal que se ve en los registros bipolares BOS de un sólo canal. Esto puede deberse a una de dos razones: alteración de la orientación del dipolo, o cancelación de los componentes de campo superior e inferior, o la combinación de ambas. En general, se asume que el meridiano horizontal del campo visual periférico está representado con ligera variabilidad en la profundidad individual, dentro de los bancos calcarinos, en la base de la fisura. Esto puede conducir a una alteración de la orientación del dipolo tal, que puede hacerse mucho más perpendicular respecto a la línea de conexión entre los electrodos bipolares, minimizando la señal registrada. La técnica de múltiples canales que utiliza más de un canal de electrodo, supera el problema de la orientación variable de dipolo en la corteza subyacente, y extrae una señal fiable a lo largo de la horizontal.

Registro en multi-canal

En base a la topografía cortical se ha predicho que un electrodo bipolar en orientación horizontal, que se extiende a ambos lados del inión, sería óptimo para el registro de los dipolos orientados horizontalmente, desde la base del surco calcarino. Se chequeó esta posición en 35 sujetos normales, y se aprobó también en 35 pacientes con defectos de campo.

En un esfuerzo por incrementar la amplitud de todas las respuestas susceptibles de registro, en el campo visual, se verificó también algunas otras posiciones de electrodos. Estas incluyeron la posición BOS vertical extendida (hacia abajo), y electrodos en orientación oblicua (véase las figuras 1 y 2).

Las pruebas confirmaron que el canal BOS extendido produjo respuestas de forma de onda prácticamente idénticas, pero de amplitud significativamente mayor que la posición BOS estándar; véase por ejemplo las figuras 7a y b, que muestran respectivamente matrices de trazas de BOS estándar y extendida, registradas en el mismo sujeto y en la misma sesión de grabación.

Aunque la ubicación del electrodo BOS extendido incrementó considerablemente la amplitud del VEP como un todo, algunas de las áreas individuales estimuladas, del campo visual, en particular las situadas inmediatamente por debajo del meridiano horizontal, siguieron produciendo respuestas muy pequeñas. Sin embargo cuando se utilizó canales en disposición horizontal (en algunos casos oblicua), la señal procedente de tales áreas se reforzó significativamente.

La figura 8 presenta trazas registradas a partir de electrodos en situación horizontal, y los dos canales oblicuos (el mismo sujeto y la misma sesión de registro que se presenta en la figura 7). Estas muestran respuestas sustanciales desde los segmentos por debajo del meridiano horizontal. Hubo además una mejora categórica en las respuestas procedentes de algunas localizaciones del campo superior periférico, en particular en los canales oblicuos.

Las amplitudes pico a pico, para cada onda dentro del intervalo de 50-150 ms, fueron determinadas y comparadas entre canales, para todos los segmentos estimulados del campo visual. Se seleccionó la onda de amplitud máxima desde cada segmento, y se creó un mapa topográfico utilizando soporte lógico personalizado. En la figura 9 (el mismo sujeto que se presenta en las figuras 7 y 8) se ha presentado un ejemplo de matriz de trazas combinadas.

Es evidente que la combinación de las trazas procedentes de diferentes canales produjo una respuesta mucho más uniforme en todo el campo visual verificado.

Otro ejemplo de combinación del registro multi-canal, se presenta en las figuras 10 y 11. En la figura 11 se ha mostrado las trazas procedentes de la totalidad de los cuatro canales. Si bien los conductores horizontales incrementan considerablemente la amplitud VEP a lo largo del meridiano horizontal, los canales oblicuos también ayudan a mejorar la obtención de la señal procedente de la parte periférica del hemicampo superior contra-lateral, situado a lo largo del meridiano vertical.

La valoración cuantitativa de la eficacia del registro multi-canal reveló que la colocación del electrodo horizontal mejoró en más del 100% la amplitud de las respuestas procedentes de los segmentos por debajo del meridiano horizontal. La figura 12 muestra las amplitudes relativas de los cuatro canales, para los seis puntos inmediatamente por debajo del meridiano horizontal. Los lados temporal y nasal del campo son analizados por separado. La diferencia entre las respuestas vertical y horizontal fue extremadamente significativa estadísticamente (P = 0,004 y P = 0,00001 para el lado temporal y nasal del campo visual, respectivamente).

Para mostrar la importancia clínica del registro multi-canal en la evaluación objetiva de la extensión de una deficiencia del campo visual, en la figura 13 se muestra un ejemplo de VEP multi-canal registrado en un paciente con glaucoma. Se llevó a cabo cuatro registros de canal y se combinó las trazas. Las trazas oblicuas derecha e izquierda no se muestran en el dibujo. Las partes no sensibles del campo han sido sombreadas sólo en los canales vertical y combinado. Se ve que el área de escotoma es menor cuando se tiene en cuenta las respuestas combinadas, y se corresponde de manera más precisa con el campo visual subjetivo.

Para el registro óptimo de la respuesta VEP es crucial lograr un buen contacto eléctrico, y que el paciente esté relajado y cómodo. Utilizar un gorro de electroencefalograma (EEG) con posiciones de electrodo modificadas tenía la ventaja de estandarizar las posiciones de los electrodos, pero no proporcionaba un buen contacto de unión sobre la región occipital. Si se utiliza correas elásticas para tirar del gorro hacia abajo, se produce el efecto que tensar los músculos del cuello, produciendo un ruido muscular significativo. Además, puesto que el gorro está hecho de tela y es flexible, sigue existiendo la posibilidad de cierta variación en las posiciones de los electrodos, entre pruebas.

Para el registro multi-canal hemos diseñado un soporte de electrodo transversal occipital, que estandariza las posiciones de los electrodos de forma fiable, en relación con el inión (véase la figura 14). Este proporciona una mejor unión de los electrodos con el cuero cabelludo, lo que comporta el beneficio de un ruido mucho menor en el registro. Como resultado es posible reducir el tiempo de registro, puesto que se necesita menos promedio de señal para conseguir una señal limpia. Tiene posiciones de electrodo ajustables a lo largo de cada brazo, para cabezas de diferentes tamaños (una talla vale para todas), y esto permite además la experimentación adicional con variaciones en el posicionamiento de los electrodos. Puesto que no recubre toda la cabeza, es más fresco y más cómodo para el paciente, y los músculos del cuello permanecen relajados.

La construcción es mediante dos brazos curvos de plástico flexible, en forma de cruz. Los brazos horizontales están unidos a una correa elástica extensa, que rodea la frente y mantiene los cuatro puntos de contacto de la cruz, donde los electrodos están localizados, aplicados firmemente al cuero cabelludo. Los brazos tienen agujeros, posicionados y marcados cada uno a intervalos de 5 mm de su longitud, en los cuales puede insertarse los clips del electrodo, no sólo en nuestras posiciones estándar, sino para permitir modificaciones adicionales de la matriz de electrodos.

Análisis Asimétrico

El VEP multi-focal en sujetos normales muestra una variación significativa de amplitud y forma de onda, de las señales individuales a través del campo. Sin embargo, la comparación detallada de la matriz de trazas VEP registrada desde ambos ojos de los sujetos normales, reveló similitudes destacables en la formación de la amplitud de las señales individuales procedentes de los correspondientes segmentos de los dos ojos de un individuo. Esto sugiere que la mayor parte de la asimetría "dentro del ojo" es debida a la convolución cortical subyacente.

En las etapas tempranas de la enfermedad, la amplitud de la señal cortical evocada localmente sólo puede reducirse, pero no extinguirse por completo. La asimetría "dentro del ojo" de la señal VEP podría entonces limitarse al uso del VEP multi-focal, en el reconocimiento de reducciones de pequeña amplitud observadas con el cambio patológico incipiente. Así, para minimizar los efectos de la variación dentro del ojo, sobre la detección de cambios incipientes, se sugiere el "Análisis de Asimetría" del VEP. La amplitud de la traza VEP a partir de un segmento concreto de la matriz de trazas combinadas, de un ojo, se compara con la amplitud del VEP a partir de la área correspondiente del otro ojo, y se calcula una relación de amplitudes. Las relación es denominada Coeficiente de Asimetría de Respuesta (RAC). El RAC se compara después con la proporción normal del segmento correspondiente del campo visual, procedente de una base de datos normal, y se calcula una probabilidad de anomalía para ese punto del campo
visual.

Los inventores han observado que en varios de los supuestos de alto riesgo que tenían discos o picos anómalos, pero seguían teniendo campos visuales de Humphrey normales en ambos ojos, se vio casos de VEPs asimétricos donde había claras diferencias entre las respuestas VEP de los dos ojos, en partes del campo visual que permanecían con umbrales normales. Esto puede implicar que los cambios PVEP preceden al desarrollo de los defectos de campo, y que esta forma de perimetría objetiva puede demostrarse como un marcador para los daños glaucomatosos, más precoz que las pruebas estándar.

La figura 15 muestra un análisis de asimetría de un posible glaucoma. Se muestra que, si bien las respuestas de VEP multifocal del ojo derecho están presentes prácticamente en todas las localizaciones del campo visual estimulado, su amplitud se reduce significativamente en comparación con el ojo izquierdo, indicando así cambios incipientes. Un gráfico en escala de grises muestra que el RAC calculado alcanza 0,4 en algunas áreas. Los campos visuales de Humphrey sigue siendo normales en ambos ojos.

La figura 16 es un análisis asimétrico de un paciente con glaucoma incipiente, y un defecto arqueado inferior. Demuestra que el área de la amplitud de VEP relativamente reducida en el ojo izquierdo, es mayor que el correspondiente defecto del campo visual de Humphrey, lo que indica la implicación de un área mayor de la esperada en las pruebas de perimetría.

La figura 17 es un análisis de asimetría de un paciente con glaucoma de tensión normal, y un defecto arqueado superior. Puede verse que el RAC es anómalo, no sólo en el campo superior del ojo derecho, sino que también hay una elevada asimetría en una pequeña área paracentral del ojo izquierdo, lo que en la matriz de trazas combinadas puede ser aceptado como normal. La figura 18 muestra los valores de probabilidad para el mismo análisis, que confirman que cambios son estadísticamente significativos.

Algoritmo de escala

La variación de la amplitud del VEP multifocal, entre sujetos, es elevada. El análisis de los datos grabados procedentes de 35 sujetos normales, reveló que el coeficiente de variación entre sujetos (proporción de la amplitud media frente a la desviación estándar, x 100) en algunos segmentos del campo visual estimulado, puede alcanzar el 30-35%. Esto limita la detección de defectos del campo visual mediante una sola comparación de un paciente concreto con una base de datos normal. Esto es especialmente cierto en casos en los que la amplitud de la respuesta VEP es inusualmente alta o baja. Las diferencias individuales en la conductividad de los tejidos y el grosor del cráneo, puede influir en esta variabilidad.

Para minimizar los efectos de la variabilidad de la amplitud entre sujetos, se ha concebido un algoritmo de escala para normalizar los datos, que toma en consideración las respuestas procedentes de ambos ojos, y de ese modo compensa las características de la respuesta de un individuo. En lugar de escalar las respuestas del ojo basándose en los umbrales psicofísicos globales (tal como se hace en el gráfico de desviación del patrón, del análisis de campo visual de Humphrey), el cambio de escala se basa en las máximas respuestas procedentes de cada ojo, que representan la transferencia de señal máxima para ese sujeto. El algoritmo determina las respuestas mayores dentro del campo de cada ojo, comparadas con valores normales para ese punto concreto. Por ejemplo utilizando la décima mayor relación de amplitudes, frente al valor promedio normal para el mismo punto, utilizando datos procedentes de ambos ojos. Después se varía la escala arriba o abajo, para las amplitudes de todos los puntos, de acuerdo con la relación determinada. Esta técnica aísla con mayor eficacia defectos del campo visual. Este se demuestra en las figuras 19 y 20. Se admite que este valor estará limitado clínicamente a sujetos con agudeza visual comparable en los dos ojos, pero estos representan la gran mayoría de casos de glaucoma incipiente a moderado.

La figura 19 demuestra un ejemplo de valores de amplitud escalados y no escalados, para todos los segmentos del campo visual estimulado, en comparación con una base de datos normal. Las barras representan valores sometidos a prueba, con la línea mostrando valores normales promedio. Este paciente tiene una amplitud VEP inusualmente elevada en áreas sanas del campo en ambos ojos, lo que implica una señal global mayor (véase los dos gráficos superiores). Las áreas anómalas dentro del campo del ojo derecho no producen, por lo tanto, diferencias estadísticamente significativas respecto de los valores normales. Sin embargo el procedimiento de escala compensa la señal global superior, e identifica más fácilmente las áreas anómalas. Estas se ven en los datos corregidos del ojo derecho (gráfico inferior).

La figura 20 para el mismo paciente, muestra diferencias estadísticamente significativas en amplitud (p < 0,05, áreas sombreadas), entre la base de datos del paciente y la base de datos normal. Se presenta también el campo visual de Humphrey y los gráficos de probabilidad para el mismo paciente. El algoritmo de escala mejora significativamente la detección del defecto del campo visual, en relación con la base de datos normal, haciéndolos más comparables al escotoma visual subjetivo.

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Referencias citadas en la descripción La lista de referencias citadas por el solicitante es solo para comodidad del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Incluso aunque se ha tomado especial cuidado en recopilar las referencias, no puede descartarse errores u omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a este respecto. Documentos de patente citados en la descripción

\bullet EP0541393A [0008]

Bibliografía no de patentes citada en la descripción

\bulletInvest Ophthalmol Vis Sci, 1998, vol. 39, 937-950 [0039]

\bulletSurv Ophthalmol, 1999, [0039]

Claims (20)

1. Un método de medida del campo visual electrofisiológico, que comprende las etapas de:

situar un par de electrodos bipolares en torno a, y dentro de, una distancia de 6 cm desde el inión, sobre el cuero cabelludo que recubre la corteza visual del cerebro, añadiéndose a un electrodo a tierra;

estimular visualmente un ojo;

y

registrar las señales de datos recogidas por los electrodos.

2. Un método acorde con la reivindicación 1, en el que se utiliza las señales para producir una matriz de trazas VEP.

3. Un método acorde con la reivindicación 1, en el que el par de electrodos está en línea con el inión.

4. Un método acorde con la reivindicación 1, en el que el par de electrodos está dispuesto en relación triangular con el inión.

5. Un método acorde con la reivindicación 3, en el que los electrodos (2, 3) están colocados a distancias iguales encima y debajo del inión.

6. Un método acorde con la reivindicación 5, en el que los electrodos están situados 2 cm por encima y 2 cm por debajo del inión.

7. Un método acorde con la reivindicación 3, donde un primer electrodo (3) está situado encima del inión, y otro (4) está situado debajo del inión, y más alejado respecto del inión que el primer electrodo.

8. Un método acorde con la reivindicación 3, en el que se coloca un electrodo (5, 6) a cada lado del inión.

9. Un método acorde con la reivindicación 8, en el que los electrodos están situados 4 cm a cada lado del inión.

10. Un método acorde con la reivindicación 4, en el que un electrodo está colocado a un lado del inión, y otro está colocado por debajo del inión.

11. Un método acorde con la reivindicación 10, donde el electrodo en el lateral está 4 cm a la derecha o a izquierda del inión, y el electrodo inferior está 4 cm por debajo del inión.

12. Un soporte de electrodo en forma de cruz convexa, con una correa de fijación para colocar a través de la frente, y un par de electrodos bipolares dispuestos de modo que están configurados para ser colocados en las posiciones acordes con cualquier reivindicación precedente.

13. Un método acorde con la reivindicación 1, en el que uno o más electrodos bipolares adicionales son situados alrededor del inión, para registrar canales adicionales de entrada de datos.

14. Un método acorde con la reivindicación 13, en el que se utiliza las señales procedentes de todos los canales, para producir una matriz de trazas VEP multi-canal.

15. Un método acorde con la reivindicación 13, en el que se determina máxima amplitud derivada de la totalidad de canales registrados, en cada punto individual del campo visual, después es asignada a tal punto como la señal óptima, y su amplitud es utilizada como medida de respuesta de la vía óptica.

16. Un método acorde con la reivindicación 1, en el que la traza VEP procedente de un sector concreto de la matriz de trazas combinadas de un ojo, se compara con un VEP procedente del área correspondiente del otro ojo, y se calcula la proporción de amplitud.

17. Un método acorde con la reivindicación 16, en el que después la proporción se compara con la proporción normal a partir del correspondiente segmento del campo visual procedente de una base de datos normal, y se calcula la probabilidad de anomalía.

18. Un método acorde con la reivindicación 1, en el que se utiliza un algoritmo de escala para normalizar los
datos.

19. Un método acorde con la reivindicación 18, en el que el algoritmo de escala se basa en el cálculo de las mayores respuestas dentro del campo, comparadas con los valores normales para tal punto concreto, al objeto de producir una proporción, y después se aumenta o reduce la escala de las amplitudes de todos los puntos, de acuerdo con la proporción determinada.

20. Método acorde con la reivindicación 19 en el que, como proporción, se usa una proporción de la amplitud procedente de ambos ojos frente al valor promedio normal para el mismo punto.