Electrooculogram(EOG) ve Electroretinogram(ERG) Gözün

Electrooculogram(EOG) ve Electroretinogram(ERG)
Gözün elektrofizyolojisi incelendiğinde ışık stimulasyonuyla tam anlamıyla ilişkili elektriksel
potansiyeller elde edilmediği görülmektedir. Kısaca örneklemek gerekirse gözler tam karanlık
ortamdayken bile bazı elektriksel potansiyeller gözden alınabilmektedir. Bu gerilim
tanımlanırken biri kornea biri retina olacak şekilde iki nokta arasındaki fark gerilimi dikkate
alınmaktadır. Bu potansiyel fark 0,4 ila 1mV aralığında değişmektedir. Bu potansiyel fark
tam olarak bir dokuya ait demek yanlış olsa da retinaya atfedilmektedir. Söz konusu gerilim
ve gözün hareketlerine bağlı gerilimler de bir çift periorbital (göz dış katmanı) yüzey
elektrodu ile ölçülmektedir. Bu işaretler gözün hareketlerinden kaynaklanan
potansiyellerdir ve elektrookulogram (EOG) olarak bilinmektedir ve gözün küçük
hareketlerini bile ölçümlemeyi sağlayan nystagmogram olarak da bilinmektedir.
Göz küresi bir lenstir ve dış ortamdaki görüntüyü toplayarak retina üzerine düşürmektedir.
Retinanın yapısındaki hücreler diğer sinir hücrelerinden farklı olarak ışık enerjisine duyarlıdır
ve birer reseptör olarak davranırlar. Kısacası retina toplam olarak düşünüldüğünde
biyoelektrik jeneratör olarak düşünülebilir. Bu potansiyeller kontak lens seklindeki bir
elektrot ve başın dışına yerleştirilmiş bir referans elektrodu ile ölçülmektedir ve sistemin adı
electroretinogram(ERG)’dir.
Göz ve Yapısı
Işık kornea üzerinden gözün iç kısmına girer. Korneanın altında gözün iç kısmında transparan
aqueous humor (akıskan salgı) adlı bir madde bulunmaktadır. Bu maddenin asli görevi kornea
ile lens arasını doldurarak ışık geçişini sağlamaktır. Böylelikle retina üzerine düsen ışık sinir
iletileri olarak beyne aktarılarak görüntünün oluşmasını sağlar.
Retina
Retina ya da ağkatman, görmeyi sağlayan ışığa ve renge duyarlı hücrelerin bulunduğu göz
tabakasıdır. Retina, göz küremizin iç yüzeyini kaplar, ince yarı saydam ve hafif pembekırmızı
renkli bir zardır. Göz küresi boşluğuna bakan iç kısımda duyusal (nörosensoriyel) tabaka ve
dışa doğru kısımda pigmentli tabakadan olusan iki katmanlı bir yapıdır. Retina, latince ağ
anlamına gelen "rete" kelimesinden türemiştir, Türkçe karşılığı da ağ tabakadır, içerisindeki
kan damarlarının görülebilir ağsı yapısı nedeni ile bu ismi almıştır.
Işık hüzmesinin elektriksel yayılıma dönüşmesi işlemine literatürde transduction adı
verilmektedir. Işık hüzmesinin üzerine düşmesi cromatophore hücrelerinin membrane
potansiyellerinde değişimlere neden olmaktadır. Bu fotoreseptorler aslında ışığı oldukca
verimli olarak elektriksel potansiyellere dönüştürdükleri için fotoçoğaltıcı (photomultiplier)
olarak davrandıkları söylenebilir. Işığı 105 kadar kazanç ile elektriksel potansiyellere
dönüştürürler.
Electrooculogram(EOG)
Emil du Bois-Reymond (1848) göz korneasının gözün arka kısmına oranla pozitif olduğunu
gözlemlemistir. Bu potansiyeli ısığın varlığı ya da yokluğu ile iliskisi yoktur, dinlenim
potansiyeli olduğu söylenebilir. Bu potansiyel tek yönlü bir dipol seklindedir ve
corneoretinal potansiyel olarak adlandırılmaktadır ve 0,4 ile 1mV aralığında değismektedir.
Gözün kornea ve retina potansiyeli sabit olsa da göz hareket ettikçe ölçüm esnasında dipolün
hareketlerinden kaynaklanan sebepler ile potansiyellerde değisiklikler ortaya çıkar. Şunu
söyleyebiliriz ki EOG göz küresinin hareketlerine bağlı olarak değişen potansiyellerdir.
Asağıdaki şekilde eog ölçümlerine ait bir sema görülmektedir.
EOG’nin başarısı irdelenirse göz açısının ±2° oranında tespit edilebildiği söylenebilir. Tipik
olarak elde edilen gerilim 5-20µV/° kadardır.
EOG sistemleri gözün hareketlerinin ölçülmesi noktasında avantaj ve dezavantajları birlikte
içermektedir. Kornearetinal potansiyel sabit olarak kabul edilse bile günden güne farklılıklar
ortaya çıkmaktadır, ayrıca ışık, ısı gibi çevresel etkenlerden de bir miktar etkilenmektedir.
Bunun yanında metodun kaslardan kaynaklanan artefaktları ve yapısal nonlineerlikleri
bulunmaktadır. Sistemin avantajları olarak ise görece az interfere ile karşılasmak ve ölçüm
konforunun iyi olması sayılabilir.
EOG ölçmeleri tam karanlık ortamda veya gözler kapalı olarak ölçülmelidir. Günümüzde bu
ölçme tekniği oculomotor sistemin yapısının anlaşılması noktasında özellikle göz
hastanelerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Son dönemde bilgisayar algoritmalarının girişiyle
EOG sistemlerinin başarımlarında da bir artış gözlenmektedir. EOG sistemleri iki temel sınıfa
ayrılabilir.
Saccadic Response
Saccadic Response ani göz küresi hareketi ile hızlı odaklanma durumlarına verilen isimdir. Bu
anlık hareket 20 - 700°/s aralığında olabilmektedir. Göz kürelerindeki yavaş hareketlerde bu
odaklanma sorunları dikkat çekmemektedir. Gözün ani değişen durumlara hızlı odaklara
cevap vermesi gerekmektedir.
Nystagmography
Baş dönmesi ve/ veya denge bozuklukları sebebiyle oluşan belirtilerin değerlendirilmesini
sağlar. Göz hareketleri, içinde video kamera bulunan bir gözlük vasıtasıyla (VNG) veya
gözün etrafına yerleştirilen elektrotlar (ENG) vasıtasıyla kaydedilir. Denge probleminin tipi,
derecesi hakkında önemli bilgiler elde edilir.
Bu testler sonucunda kronik olarak baş dönmesi yaşayan vertigo hastalarında vertibular(kulak
içindeki denge sistemi) ile göz hareketleri arasında ilişkiler elde edilmeye çalışılır.
Nystagmografi ölçmeleri ise kendi arasında vestibular ve optokinetik olmak üzere
ikiyeayrılmaktadır. Optokinetik yöntemde ise gözün odaklanmaları ile denge kayıpları
arasındaki ilişkiler ele alınmaktadır.
Elektroretinogram(ERG)
F. Holmgren (1865) retina potansiyelinde göze gelen ışık parlamalarına karsı
tekrarlanabilir değişiklikler olduğunu ortaya koydu. Bu durum deneysel olarak 1873 yılında
Dewar ve McKendrick tarafından eş zamanlı olarak gerçekleştirildi. Bu potansiyeller ve
işaretler klinik olarak özel bir kontak lens ve AgCl kontak lens kablolarıyla elde
edilebilmektedir. Bu kontak lens bir kupa seklindedir ve teması arttırmak icin kornea üzerine
yerleştirilmeden önce salin çözeltisi ile doldurulur. Referans elektrot ise sıklıkla şakak, alın
veya kulak bolgesine yerleştirilmektedir. Potansiyeller stimulasyonlara bağlı olarak değişse
dahi 100µV mertebesini pek geçemezler.
ERG isaretinin kaynağı retinanın çesitli katmanlarıdır. Bu sebeple bu fizyolojik kaynak bir hacimsel
kaynağı seklinde davranmaktadır. Göze uygulanan çesitli dalga boylarındaki ışıklar retinanın
farklı katmanlarını uyararak farklı elektriksel potansiyellerin olusmasına sebep olurlar.
İlk işaret ışığın etkisiyle fotopigment moleküllerinde gerçeklesen değişimden kaynaklanmaktadır. Bu
ilk işaret Early receptor potential (ERP) adıyla bilinmektedir ve aşağıdaki şekilde R1 ve R2 atımları bu
potansiyeli tanımlamaktadır. Bu işaretin birkaç milisaniye ardından ise Late receptor potential (LRP)
işaretinin başlangıcı görülmektedir. Bu işaret “a” ile sembolize edilmiştir ve corneo-negative işaret
adıyla bilinmektedir.
Cone ve Rod hücrelerinin her ikisi de “a” dalgası yaymaktadır. Bu işaret üzerindeki rod ve cone hücre
işaretlerinin ayrımı ancak stimulasyon ile olabilir. Örnek vermek gerekirse karanlık ortamdaki mavi
ışık parlamasına rod hücreleri tepki verirken kırmızı ışık parlamasına ise cone hücreleri tepki
vermektedir.
İşaret üzerindeki ikinci atım ise “b” dalgasıdır ve pozitif yönlü olması sebebiyle korneo-pozitif olarak
da adlandırılmaktadır. Bu işaretin orjinini tanımlamak için retina içerisinde bulunan Müller
hücrelerinden mutlaka bahsetmeliyiz. Bu hücreler tek başlarınadırlar ve retinal hücreler ile sinaptik
bağlantı halinde bulunmazlar. Müller hücrelerinin membran potansiyellerinin temeli bu
hücrelerin membranlarında potasyum kaynaklı Nernst potansiyellerine dayanmaktadır ve
potasyum yoğunluğuna bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. Fotoreseptörlerin potasyumu
serbest bırakması sebebiyle potasyum oranı yükselecektir. Ayrıca Ganglion hücrelerinin pulsları
da potasyum yoğunluğu ile ilişkili olarak gerçekleşmektedir. Bunların sonucu olarak Müller hücreleri
uyarılmış olacaktır ve “b” dalgası ortaya çıkacaktır. Söz konusu “b” dalgasına cone ve rod hücrelerinin
de katkısı olmaktadır.
“c” dalgası yine “b” dalgasına benzer şekilde pozitif yönlüdür fakat daha yavaş atımlıdır. Bu işaret rod
hücrelerinin aktivasyonları sonucu ortaya çıkmaktadır ve retinal pigment ephitelium (RPE)’dan
sayılmaktadır.