Evokované potenciály. doc. MUDr. Jan Pokorný, DrSc.

Evokované potenciály doc. MUDr. Jan Pokorný, DrSc.

Evokované potenciály Evokovaný potenciál (EP) = bioelektrický projev zpracování a odpovědi mozku (event. dalších oddílů nervové soustavy) na zevní podnět, 1. senzorický podnět => somatosenzorické evokované potenciály (SEP) 2. motorický podnět => motorické evokované potenciály (MEP) 3. zrakový (vizuální) podnět => vizuální EP (VEP) 4. sluchové podněty (kmenové) => brainstem auditory EP (BAEP)

Technický princi EP Evokované potenciály (EP) snímané ze skalpu (z míchy) jsou řádově velikosti mikrovoltů (0,1 20 uv) => mnohonásobně nižší než EEG a různé artefakty snímané ze skalpu Extrakce EP skrytých v EEG a dalších potenciálových změnách umožní zprůměrnění počítačem - averaging EP se objevuje vždy v konstantní době od repetitivního stimulu ( time-locked ) zatímco ostatní elektrická aktivita se objevuje bez časového vztahu k podnětu

Technický princi EP zprůměrňovače elektronicky sumují a zprůměrní vzorky elektrické aktivity snímané v konstantní době od aplikace stimulu zprůměrněním se náhodná aktivita (např. EEG) potlačí a zvýrazní se EP (často nutné stovky až tisíce odpovědí!) stimulační paradigma užívané v klinice je volené tak, aby odpověď byla dostatečně stereotypní a umožnila stanovit normální fyziologické parametry odpovědi

Technický princi EP MEP užívají ke stimulaci motorického kortexu speciální elektrický stimulátor (stimuly o vysoké voltáži a malé intenzitě), nověji magnetický stimulátor na rozdíl od SEP jsou MEP snadno registrovatelné a nevyžadují averaging

Klinický význam EP objektivizace a zpřesnění klinické informace zvl. kvantitativní zjištění postižení příslušné dráhy nebo senzorického systému již při subklinickém postižení monitorace funkčního stavu uvažovaného systému/dráhy v časové závislosti peroperační monitorace u operací míchy, n. VII a n. VIII abnormality EP jsou etiologicky nespecifické

VEP zrakové evokované potenciály VEP jsou generované ve zrakovém okcipitálním kortexu. Charakter podnětu má vliv na to která část zrakového systému bude podrážděna jaká bude senzitivita použitého testu Užívané podněty: flash VEP stimulace pomocí záblesků strukturovaný podnět ( pattern reversal ) černo-bílá šachovnice s rytmickým zvratem políček černých v bílé a naopak => EP závisí na zrakové ostrosti!

VEP zrakové evokované potenciály pohybové (motion) VEP omezeno na specializované laboratoře relativně nezávislé na zrakové ostrosti Při stimulaci jednoho oka (monokulární VEP) nad okcipitálním kortexem obvykle elektrodou Oz snímán - trifázický komplex (s dominující pozitivní vlnou) - latence ca 100 ms (proto vlna P 100) - generovaný zejména v okcipitálním zrakovém kortexu je získaný stimulací celého zorného pole (full field VEP) - vzniká prostorovou sumací odpovědí získaných z obou polovin zorného pole (pravé a levé half-field)

VEP pravého oka normální nález full-field VEP vlna P 100, elektroda O Z Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008

VEP zrakové evokované potenciály stimulace jedné poloviny zorného pole vyvolá fyziologicky trifázickou odpověď (NPN-komplex) distribuovaný převážně nad ipsilaterálním okcipitálním komplexem odpověď je generována centrální částí zorného pole => makulární komponenta paradoxně jsou podněty zpracovány kontralaterální hemisférou => trifázický komplex je zrcadlovým obrazem makulárního komplexu (PNP-komplex) odpověď je generována převážně periferní částí zorného pole => paramakulární komponenta Nejvýznamnějším parametrem je latence a amplituda P100

Monokulární pattern reversal, half-field VEP, amplituda je maximální v ipsilaterálních svodech vzhledem ke stimulované polovině zorného pole Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008

Normální full-field PRVEP Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008

Abnormální full-field PRVE (LO prodloužená latence, snížená amplituda vlny 100) Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008

Elektroretinogram umožňuje detekci poruch zrakové dráhy na úrovni sítnice v závislosti na typu stimulace: zábleskový podnět (ERG) generuje odpověď v zevních a středních vrstvách sítnice a jeho abnormita znamená poruchu 1. a 2. sítnicového neuronu degenerace, amoce sítnice strukturovaný šachovnicový podnět ( pattern reversal P- ERG) je generován 3. sítnicovým neuronem - gangliovými buňkami sítnice a jeho abnormita znamená dysfunkci gangliových buněk

Elektroretinogram Kombinace ERG, P-ERG a VEP umožňuje bližší lokalizaci léze zrakové dráhy. abnormita ERG = léze 1.- 2. sítnicového neuronu abnormita P-ERG N95 = léze 3. sítnicového neuronu pro abnormitu dráhy za 3. sítnicovým neuronem svědčí: - normální ERG a P-ERG a abnormální VEP nebo - prodloužení retinokortikálního času = RCT RCT = latence P100 (VEP) - latence P55 (PERG)

Elektroretinogram klinické použití K abnormitám VEP vede nejčastěji: neuritida optického nervu tumory optiků/komprimujících zrakovou dráhu atrofie optiků u degeneraticních onemocnění korová slepota

Retinogram Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008

Sluchové kmenové potenciály BAEP (brainstem auditory evoked potential) BAEP jsou generovány ve sluchovém nervu a mozkovém kmeni jako odpověď na sluchový podnět kliknutí. během vyšetření je druhé ucho blokováno tzv. bílým šumem aby se zabránilo jeho stimulaci kostním vedením. Normální BAEP tvořen serií pozitivních vln - s latencí do 10 ms - označovaných římskými čísly nejkonstantnější I, III, a V

Sluchové kmenové potenciály BAEP (brainstem auditory evoked potential) vlna I odpovídá vlně N1 elektrokochleogramu je generována distální částí n VIII vlna II vzniká v proximální části kochleárního nervu, včetně kmenové části vlna III - vzniká v dolní části pontu vlna IV a V vznikají v horním pontu a mesencefalu Lze registrovat i odpovědi: se střední latencí = 10 50 ms (middle latency response) pomalé korové odpovědi s latencí 50 300 ms (slow acustic evoked potentials)

Sluchové kmenové potenciály BAEP (brainstem auditory evoked potential) Snímání je prováděno z vertexu a processus mastoides (M i ) ušního lalůčku ipsilaterálního/kontralaterálního přičemž - vlna I charakter near field => snímána elekrodou nad M i - ostatní vlny charakter far field šíří se difusně na skalp a jsou snímány elektrodou na vertexu (C z ) Technika stimulace kliky jsou produkovány pravoúhlými elektrickými impulsy o trvání 100 200 us, o frekvenci 10 Hz a vyšší frekvenci (50Hz)

Sluchové kmenové potenciály BAEP (brainstem auditory evoked potential) Intenzita stimulace ovlivňuje latenci a amplitudu - standardní intenzita (v neurologii) senzation level = 60 90 db Amplitudy jednotlivých vln jsou velmi nízké ca 0,5uV => k získání reprodukovatelné odpovědí zprůměrnit ca 1000-2000 odpovědí Latence jsou méně variabilní než amplitudy zvl. vlny I, III a V

Normální BAEP Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008

BAEP klinické použití Diferenciace poruch sluchu převodní (prekochleární) poruchy - kochleární léze - retrokochleární (neurinonom n. VIII.) vysoká senzitivita (90%) Centrální (kmenové) léze sluchové dráhy leukodystrofie, mozkové gliomy Peroperační monitorace funkce mozkového kmene a n VIII při operacích v zadní jámě lební (tumory v oblasti koutu mostomozečkového)

Význam BAEP Hodnocené struktury CNS: mozkový kmen Použití/indikace: Prognóza úmrtí: poranění mozkového kmene hluboké koma, léze sluchové dráhy u těžkého/abnormálního průběhu správná Prognóza dobrého outcome: není - li abnormální průběh správná Problémy: poranění sluchového aparátu

SEP Podrážděním senzitivních receptorů nebo vláken lze vyvolat odpověď v aferentní somatosenzitivní dráze serii potenciálů generovaných ve: - smíšeném nervu - plexu - míše - mozkovém kmeni - kortexu

SEP Možnosti stimulace: SEP vyvolané elektrickými stimuly a s krátkou latencí n. medianus do 30 ms nebo u n. tibialis 60 ms stimulace receptorů laserem stimulace mechanoreceptorů krátkým proudem vzduchu airpuffs Umístění referenčních elektrod dva přístupy: cefalická reference - na skalpu - mimo oblast předpokládaného maxima odpovědi non-cefalická reference mimo skalp na vzdáleném místě

SEP n. medianus stimulace n. mediani v zápěstí registrace evokovaných odpovědí referenční elektroda: 1. kontralaterální parietální skalp ipsilaterální skalp 2. ipsilaterální skalp oblast cervikomedulární junkce 3. procesus spinosus Cž chrupavka štítná 4. Erbův bod - kontralaterálně

Normální SEP n. medianus 1. 2. 3. 4. Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008

Normální SEP n. tibialis stimulace n. tibialis registrace evokovaných odpovědí referenční elektroda: 1. skalp ve střední čáře (Cz) - korová parietální oblast (Fpz) 2. ipsilaterální parietální skalp cervikomedulární junkce 3. procesus spinosus L1 crista iliaca kontralaterálně 4. fossa poplitea

Normální SEP n. tibialis 1. 2. 3. 4. Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008

SEP klinické použití doplnění diagnostiky perferní části nervového systému zvl. proximálních částí plexů a kořenů detekce míšních lézí detekce mozkových lézí (i subklinické povahy) onemocnění postihující centrální myelin (degenerativní onemocnění míchy a periferního nervstva) korové odpovědi s abnormálně vysokou amplitudou u některých forem epilepsie a tumorózní lézí

Význam SEP Hodnocené struktury CNS: perif. nervy, spinální mícha, mozkový kmen, senzorický kortex Použití/indikace : cerebrální ischémie, elevace ICP, léze senzitivní dráhy Prognóza úmrtí: u těžkého/abnormálního průběhu správná Prognóza dobrého outcome: není - li abnormální průběhu správná Problémy: poranění periferních nervů a spinální mícha

MEP motorické evokované potenciály Metoda testuje funkční integritu descendentních motorických drah zvl. centrálních úseků Princip: neinvazivní stimulace motorického kortexu - krátkými stimuly o vysoké voltáži - pulzním magnetickým polem motorická odpověď registrována ze svalu jako u kondučních studií

MEP motorické evokované potenciály Elektrická stimulace aktivuje přímo pyramidové buňky Magnetická stimulace nepřímo transsynapticky => má o něco delší latenci Stimulace kořenů nad krční/bederní míchou vyvolává motorickou odpověď s kratší latencí než při stimulaci kortexu => subtrakcí latence této odpovědi z latence kortikální => centrální motorický kondukční čas

Normální MEP z horních a dolních končetin Ambler, Z. et al.: Klinická neurologie, Triton, 2008