Actualización de los procedimientos de evaluación funcional visual mediante técnicas electrofisiológicas y su aplicación al diagnóstico clínico
- Autores: Haitao Liu
- Directores de la Tesis: Pedro de la Villa Polo (dir. tes.), Francisco José Germain Martínez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Roman Blanco Velasco (presid.), Marcelino Aviles Trigueros (secret.), Juan José Salazar Corral (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Visión por la Universidad Complutense de Madrid; la Universidad de Alcalá; la Universidad de Murcia; la Universidad de Navarra; la Universidad de Santiago de Compostela y la Universidad de Valladolid
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- Resumen
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Objetivo: El objetivo de esta tesis doctoral es mejorar la aplicabilidad de técnicas electrofisiológicas visuales a la práctica clínica, mediante la optimización de los parámetros de estímulos para registros de Electrorretinografía de patrón (Electrorretinograma de patrón, pERG) y Electrooculografía (Electrooculograma, EOG). Asimismo, se pretende evaluar la precisión diagnóstica del Potencial Evocado Visual multifocal (multifocal Visual Evoked Potential, mfVEP) en pacientes con glaucoma, así como buscar su mejor indicador diagnóstico.
Métodos: Para la consecución de los objetivos se han llevado a cabo tres estudios diferentes. En el primer estudio de pERG, llevado a cabo en voluntarios sanos, se registraron las señales a través de electrodos corneales, al tiempo que se aplicaron estímulos de distinto contraste (99%, 60%), forma (damero o barra), color (rojo-verde, azul-amarillo y blanco-negro) y frecuencia espacial (0.08, 0.12, 0.17, 0.35 ciclos por grado, [cpd]). Se analizó la amplitud (V) de las ondas P50 y N95 del pERG. En el segundo estudio, también sobre voluntarios sanos, se colocaron electrodos de superficie desechables en la proximidad de ambos ojos. Se aplicaron estímulos de contraste blanco/negro en forma de barra de desplazamiento horizontal, vertical y rotacional, a diferentes frecuencias (0,2/0,3/1/2/3/10 Hz) bajo adaptación de luz y oscuridad. Los estímulos se aplicaron desde un monitor mediante un software visual de elaboración propia. Se analizó la amplitud (mV) de las ondas generadas. En el tercer estudio se realizó una revisión sistemática con metanálisis de los estudios cuantitativos publicados hasta el 1 de junio de 2020 para evaluar el rendimiento diagnóstico de mfVEP en pacientes con glaucoma. Se evaluóla calidad metodológica de los artículos incluidos. Se realizóel análisis de sesgo de publicación y la prueba de heterogeneidad. Igualmente se calculóla sensibilidad, la especificidad y la odds ratio de diagnóstico (Diagnostic Odds Ratio, DOR). El área bajo la curva (Area Under the Curve, AUC) se calculó mediante la curva de resumen de la característica operativa del receptor (summary of Receiver Operating Characteristics, sROC).
Resultados: En el primer estudio, no encontramos diferencias significativas de las amplitudes de ondas P50 y N95 registradas ante estímulos con frecuencias espaciales de 0,08 a 0,35 cpd. Las respuestas de estímulos en dameros y en barras no mostraron diferencias estadísticamente significativas. Los estímulos en blanco-negro provocaban amplitudes significativamente mayores de las ondas P50 y N95 que los estímulos cromáticos (rojo-verde y azul-amarillo). Sin embargo, los resultados obtenidos en respuesta a estímulos cromáticos no mostraron diferencias significativas. Asimismo, se demostró que los estímulos con mayor contraste podían provocar mayores amplitudes de ondas P50 y N95 en la prueba de pERG. En el segundo estudio, las amplitudes de las señales EOG fueron mayores para los estímulos lumínicos de frecuencia temporal de 0,3 Hz. Las amplitudes de las señales EOG provocadas por estímulos horizontales y verticales fueron significativamente mayores que las provocadas por estímulos rotacionales. Asimismo, la amplitud de las respuestas EOG fueron estadísticamente y significativamente mayores en los movimientos verticales (0,278 ± 0,014 mV) que en los horizontales (0,211 ± 0,012 mV) (p <0,05, prueba t de Student). Finalmente, las amplitudes de las respuestas EOG fueron mayores en condiciones fotópicas que escotópicas. En el tercer estudio, se ha incluido 6 estudios con 241 individuos según los criterios de inclusión y exclusión. El área bajo la curva sROC fue 0,98. No hubo evidencia de sesgo de publicación, ni efecto umbral. La sensibilidad combinada y la especificidad combinada de la amplitud mfVEP para la detección de defectos del campo visual en todos los estudios fue de 0,93 y 0,89, respectivamente. Las razones de verosimilitud positiva y negativa de amplitud mfVEP fue de 6,56 y 0,08, respectivamente.
Conclusiones: Respecto a la prueba de pERG como indicador directo de la funcionalidad de las células ganglionares, proponemos utilizar estímulos consistentes en dameros o barras, con contraste blanco-negro del 99% a una frecuencia espacial entre 0.08-0.35 cpd. Respecto al EOG, la frecuencia para la estimulación lineal debe ajustarse a 0,3 Hz para una mejor evaluación funcional de los movimientos oculares. Los estímulos de desplazamiento vertical son mejores que los estímulos horizontales o rotacionales. La amplitud de mfVEP ha demostrado una buena precisión diagnóstica en la predicción de defectos del campo visual. El análisis de la amplitud de mfVEP interocular puede ser un buen indicador diagnóstico para el estudio de campo visual.
- English
Objective: The objective of this doctoral thesis is to improve the applicability of visual electrophysiological techniques to clinical practice, through optimizing stimulus parameters for recordings of pattern electroretinography (pattern Electroretinogram, pERG) and Electrooculography (EOG). Likewise, it is intended to evaluate the diagnostic precision of multifocal Visual Evoked Potential (mfVEP) in patients with glaucoma and to find its best diagnostic indicator.
Methods: To achieve the objectives, three different studies have been carried out. In the first pERG study, carried out in healthy volunteers, the signals were recorded through corneal electrodes, while stimuli of different contrast (99%, 60%), shape (checkerboard or grid), color (red-green, blue-yellow and white-black) and spatial frequency (0.08, 0.12, 0.17, 0.35 cycles per degree, [cpd]) were applied. The amplitude (V) of the P50 and N95 waves of the pERG was analyzed. In the second study, also on healthy volunteers, disposable surface electrodes were placed in the proximity of both eyes. White/black contrast stimuli were applied in the form of a horizontal, vertical and rotational scroll bar, at different frequencies (0.2/0.3/1/2/3/10 Hz) under light and dark adaptation. The stimuli were applied from a monitor using visual software of our own development. The amplitude (mV) of the generated waves was analyzed. In the third study, a systematic review with meta-analysis of quantitative studies published until June 1st 2020, was performed to evaluate the diagnostic performance of mfVEP in patients with glaucoma. The methodological quality of the included articles was assessed. We have performed the analysis for publication bias and the test for heterogeneity. We have calculated the sensitivity, specificity and diagnostic odds ratio (DOR). The area under the curve (AUC) was calculated using the summary of receiver operating characteristics (sROC).
Results: In the first study, we did not find significant differences in the amplitudes of P50 and N95 waves registered before stimuli with spatial frequencies of 0.08 to 0.35 cpd. The checkerboard and grid stimulus responses did not show statistically significant differences. The white-black stimuli elicited significantly higher amplitudes of the P50 and N95 waves than the chromatic stimuli (red-green and blue-yellow), but the results obtained in response to chromatic stimuli did not show significant differences. Likewise, it was shown that stimuli with higher contrast can cause higher amplitudes of P50 and N95 waves in the pERG test. In the second study, the amplitudes of the EOG signals were higher for the light stimuli with a temporal frequency of 0.3 Hz. The amplitudes of the EOG signals caused by horizontal and vertical stimuli were significantly higher than those caused by rotational stimuli. Likewise, the amplitude of the EOG responses is statistically significantly greater in vertical movements (0.278 ± 0.014 mV) than horizontal (0.211 ± 0.012 mV) (p <0.05, t-test). Finally, the amplitudes of the EOG responses are greater under photopic than scotopic conditions. In the third study, 6 studies with 241 individuals were included according to the inclusion and exclusion criteria. The area under the sROC curve was 0.98. There was no evidence of publication bias, or threshold effect. The pooled sensitivity and pooled specificity of the mfVEP amplitude for the detection of visual field defects in all studies were 0.93 and 0.89, respectively. The positive and negative likelihood ratio of mfVEP amplitude were 6.56 and 0.08, respectively.
Conclusions: Regarding the pERG test as a direct indicator of ganglion cell functionality, we propose to use the stimuli consisting of checkers or grids, with 99% white-black contrast at a spatial frequency between 0.08-0.35 cpd. Regarding EOG, the frequency for linear stimulation should be adjusted to 0.3 Hz for a better functional evaluation of eye movements. Vertical displacement stimuli are better than horizontal or rotational stimuli. The amplitude of mfVEP has shown good diagnostic accuracy in predicting visual field defects, Interocular mfVEP amplitude analysis may be a good diagnostic indicator for visual field study.
- Afrikaans
