L'électrooculographie cinétique Maurice-Alain Quéré & Françoise Oger-Lavenant
Principe & Technique

Principe

Le phénomène fondamental est connu depuis Dubois-Raymond (1849): c’est la différence de potentiel permanente entre la cornée qui est positive et la couche neuro-épthéliale négative.
Noël, en 1
954, avec l’intoxication par iodate de sodium, a prouvé que c’est au niveau de l’épithélium pigmentaire que prend naissance la charge négative. La différence de potentiel est maximum entre le centre de la cornée et le nerf optique.
Quand
la luminance est stable le potentiel ne change pas. Au contraire il varie de façon importante quand on modifie le niveau de luminance:

• Le premier cas = potentiel de repos;
• Le deuxième cas = 
potentiel d’action.

L’électrooculographie sensorielle, c’est l’étude des variations du potentiel d’action suivant la luminance. Il diminue à l’obscurité (30  % à la 10e minute puis s’accroît à nouveau); il augmente avec l’éclairement. Il permet de connaître la valeur de l’épithélium pigmentaire.
L’électrooculographie cinétique. On maintient la luminance stable. La morphologie du potentiel de repos se déplaçant entre deux électrodes péri-orbitaires est en corrélation directe avec les paramètres du mouvement.
Fenn et Husch (1
939) ont montré que, sur un axe de déplacement donné, l’amplitude du potentiel est proportionnelle au sinus de l’angle de rotation. C’est-à-dire que la courbe est pratiquement linéaire pour un angle de 30° de part et d’autre de l’axe central. L’accord à ce sujet est pratiquement unanime.
La progression est linéaire
: D = 2*sin(1/2 *∂).
D’emblée on peut faire 3 constatations:

• Il n’y a pas de corrélation directe entre le mouvement et le signal. L’électrooculographie cinétique est une méthode médiate et indirecte.
• Il faut être certain de
l’intégrité parfaite du neuroépithélium; cette précaution est capitale dans certains nystagmus sensoriels.
• On admet implicitement
l’égalité des potentiels de repos de chaque œil. Or une différence peut être induite par divers facteurs: stress émotionnel, léger massage du globe. etc.
Le matériel

La chaîne d’enregistrement semble très simple:

• Recueil des potentiels par des électrodes péri-orbitaires;
• Comme ils sont très faibles (entre 2 et 100 microvolts) il faut un dispositif d’amplification
;
• Ces décharges apparaissent sur un oscillographe cathodique ou sur un inscripteur à jets d’encre ou à plumes.

En réalité à toutes les étapes le technicien se heurte à de multiples problèmes.

Le recueil des potentiels et Les électrodes
Quelles électrodes?

En argent chloruré:

• Électrodes de Beckmann (6 mm de diamètre & 2 mm d’épaisseur);
Attention à leur entretien. Elles ont tendance à s’oxyder ce qui provoque des
phénomènes de polarisation entraînant des artefacts souvent importants.
• Électrodes à usage unique. Elles suppriment toutes ces causes d’erreurs. (Électrodes Pellet Medi-trace).
La boite de connexion
• Montage électrique vers l’amplificateur et les pistes de l’inscripteur;
• Les fils doivent être d’excellente qualité et le plus court possible
;
• Pour chaque œil, il faut disposer de
:
¬ 2 pistes horizontales
: une pour l’amplitude et l’autre pour les vitesses,
¬ 1 piste verticale
: pour l’amplitude.
Une piste doit être réservée pour l’inscription du signal de référence émis par le système d’induction du mouvement.

L’idéal est donc un inscripteur à 8 pistes.

L’amplification

Sa qualité est essentielle pour obtenir un enregistrement fidèle.
Il y a eu des progrès récents, mais néanmoins on se heurte encore à de sérieuses difficultés.
L’amplification est considérable
: de 100000 fois environ.
Son but est d’amplifier le signal EOG mais d’exclure les signaux parasites. Ceci nécessite une véritable chaîne d’amplification à plusieurs étages, mais au niveau de chacun les signaux peuvent être perturbés.
Il y a deux types de liaisons pour l’amplification:

• Soit en liaison directe ou continue;
• Soit en liaison résistance-capacité dite alternative.
Amplification en courant continu

Elle est en principe idéale car les amplificateurs transmettent à la fois la haute tension d’alimentation et l’élément variable; c’est-à-dire le signal en direct.
Elle a été considérablement améliorée par l’utilisation des microprocesseurs qui fonctionnent avec des tensions beaucoup plus faibles.
Mais néanmoins on constate
très souvent une dérive de la ligne de base qui résulte de diverses variations: courants de peau, polarisation des électrodes, variations internes du système et de la tension continue d’alimentation.
Ce phénomène n’empêche pas l’interprétation des mouvements de faible amplitude et de grande fréquence comme le nystagmus. Il est au contraire
très gênant pour celle des mouvements de grande amplitude et de fréquence réduite comme la poursuite.

Amplification en courant alternatif

Le condensateur stoppe la haute tension continue et ne laisse donc passer que l’élément variable.
Une résistance de fuite relie le condensateur à la masse et lui permet de se décharger.
Cette décharge se fait suivant un temps propre à chaque amplificateur
: c’est la constante de temps. Elle se définit comme le temps nécessaire au bout duquel le potentiel de sortie a le tiers de la valeur qu’il avait à l’entrée de l’amplificateur.

La constante de temps peut être courte 0,1 sec ou ultra-courte 0,01 s. La déflexion est alors l’expression de la vitesse du mouvement.
La constante de temps peut être longue 7 à 10 secondes, elle est alors le reflet de l’amplitude mais les phénomènes de dérive peuvent exister même s’ils sont beaucoup moins importants qu’en courant continu.
• À notre avis
les constantes de temps intermédiaires n’ont guère d’intérêt car les tracés sont beaucoup plus difficiles à interpréter à cause du déphasage et de la modification des signaux.

Matériel personnel: ECEM E2-3G 8 pistes.

L’inscription

Elle nécessite elle-même une amplification de puissance de l’ordre de plusieurs dizaines d’ampères pour passer dans un galvanomètre oscillant. Plusieurs systèmes d’enregistrement:

L’inscripteur à plumes est la méthode classique encore largement usitée. Il faut s’assurer que le frottement de la plume avec le papier soit réduit au minimum.
L’inscripteur à jet d’encre évite cet inconvénient, mais il est beaucoup plus fragile et plus coûteux.
L’enregistrement sur oscillographe cathodique est certainement l’idéal. On assiste à sa généralisation. L’informatisation permet en effet actuellement la mise en mémoire, le calcul automatique de tous les paramètres, le moyennage et la restitution des tracés sur une imprimante.
Les techniques d’enregistrement

Des films vidéo vont présenter les diverses techniques usuelles d’EOG:

• L’EOG en courant alternatif par Madame Lavenant;
• L’EOG en courant continu par Madame Sander
;
• L’EOG avec moyennage et quantification par Madame Bourron.

Il m’a paru important d’ajouter dans la monographie un document personnel consacré à l’analyse détaillée des avantages et les limites de l’électrooculographie cinétique. Il servira de base de discussion.