Sensorisch evozierte Potenziale (SEP) werden vom Zentralnervensystem nach Stimulation von Sinnesorganen aufgezeichnet, z. B. visuell evozierte Potenziale, die durch ein blinkendes Licht oder ein wechselndes Muster auf einem Monitor ausgelöst werden, auditiv evozierte Potenziale durch einen Klick- oder Tonreiz, der über Kopfhörer dargeboten wird, oder taktil oder somatosensorisch evozierte Potenziale (SSEP), die durch taktile oder elektrische Stimulation eines sensorischen oder gemischten Nervs in der Peripherie ausgelöst werden. Sensorisch evozierte Potenziale werden seit den 1970er Jahren in der klinischen Diagnostik und auch im intraoperativen neurophysiologischen Monitoring (IONM), auch bekannt als chirurgische Neurophysiologie, eingesetzt.
Es gibt drei Arten von evozierten Potenzialen, die in der klinischen Praxis weit verbreitet sind: auditorisch evozierte Potenziale, die üblicherweise von der Kopfhaut aufgezeichnet werden, aber ihren Ursprung auf Hirnstammebene haben; visuell evozierte Potenziale und somatosensorisch evozierte Potenziale, die durch elektrische Stimulation eines peripheren Nervs ausgelöst werden. Beispiele für die Verwendung von SEP sind:
- SSEP kann verwendet werden, um Läsionen wie periphere Nerven oder Rückenmark zu lokalisieren.
- VEP und BAEP können Neuroimaging als Teil von Workups ergänzen, um Krankheiten wie Multiple Sklerose zu diagnostizieren.
- Kurzlatenz-EPs wie SSEP, VEP und BAEP können verwendet werden, um die Prognose für traumatische und anoxische Hirnverletzungen anzuzeigen. Früh nach einer anoxischen Hirnverletzung zeigt keine Reaktion die Sterblichkeit genau an. Bei traumatischen Hirnverletzungen deuten abnormale Antworten auf ein Ausbleiben der Erholung vom Koma hin. Bei beiden Arten von Verletzungen können normale Antworten auf einen guten Ausgang hinweisen. Außerdem deutet eine Erholung der Antworten oft auf eine klinische Erholung hin.
Long und Allen waren die ersten Forscher, die über die abnormalen auditorisch evozierten Hirnstammpotenziale (BAEP) bei einer alkoholkranken Frau berichteten, die sich von einem erworbenen zentralen Hypoventilationssyndrom erholte. Diese Forscher stellten die Hypothese auf, dass der Hirnstamm ihrer Patientin durch ihren chronischen Alkoholismus vergiftet, aber nicht zerstört wurde.
Visuelles evoziertes Potential
Das visuell evozierte Potential (VEP) ist ein evoziertes Potential, das durch die Präsentation eines Lichtblitzes oder eines Musterreizes ausgelöst wird und dazu verwendet werden kann, eine Schädigung der Sehbahn einschließlich der Netzhaut, des Sehnervs, des Chiasma opticum, der optischen Strahlen und des okzipitalen Kortex zu bestätigen. Die Elektroden werden am Kopf des Säuglings über dem visuellen Kortex angebracht und ein graues Feld wird abwechselnd mit einem Schachbrett- oder Gittermuster präsentiert. Wenn die Kästchen oder Streifen des Schachbretts groß genug sind, um erkannt zu werden, wird ein VEP erzeugt; andernfalls wird keines erzeugt. Es ist eine objektive Methode, um die Sehschärfe des Kindes zu messen.
Das VEP kann auf visuelle Funktionsstörungen hinweisen, die mit einer reinen körperlichen Untersuchung oder einem MRT nicht gefunden werden können, auch wenn es keine Hinweise auf Ätiologien geben kann.VEP kann abnormal sein bei Optikusneuritis, Optikusneuropathie, demyelinisierenden Erkrankungen, Multipler Sklerose, Friedreich-Ataxie, Vitamin-B12-Mangel, Neurosyphilis, Migräne, ischämischen Erkrankungen, Tumoren, die den Sehnerv komprimieren, okulärer Hypertension, Glaukom, Diabetes, toxischer Amblyopie, Aluminium-Neurotoxizität, Mangan-Intoxikation, retrobulbärer Neuritis und Hirnverletzungen.Es kann verwendet werden, um die Sehstörung des Säuglings auf abnormale Sehbahnen zu untersuchen, die auf eine verzögerte Reifung zurückzuführen sein können.
Die P100-Komponente der VEP-Antwort, also die positive Spitze mit einer Verzögerung von etwa 100 ms, hat eine große klinische Bedeutung. Die Funktionsstörung der Sehbahn vor dem Chiasma opticum ist möglicherweise der Bereich, in dem VEPs am nützlichsten sind. Zum Beispiel verlieren Patienten mit akuter schwerer Optikusneuritis oft die P100-Antwort oder haben stark abgeschwächte Antworten. Die klinische Genesung und die Verbesserung des Sehvermögens gehen mit der Wiederherstellung der P100-Antwort einher, jedoch mit einer abnormalen, erhöhten Latenz, die auf unbestimmte Zeit anhält. Daher kann sie als Indikator für eine vorangegangene oder subklinische Sehnervenentzündung nützlich sein.
Im Jahr 1934 bemerkten Adrian und Matthew, dass Potenzialveränderungen des okzipitalen EEGs unter Lichtstimulation beobachtet werden können. Ciganek entwickelte 1961 die erste Nomenklatur für okzipitale EEG-Komponenten. Im selben Jahr zeichneten Hirsch und Kollegen ein visuell evoziertes Potenzial (VEP) am Okzipitallappen (extern und intern) auf und entdeckten, dass die Amplituden, die entlang der Fissura calcaris aufgezeichnet wurden, am größten waren. Im Jahr 1965 verwendete Spehlmann eine Schachbrett-Stimulation, um menschliche VEPs zu beschreiben. Ein Versuch, Strukturen in der primären Sehbahn zu lokalisieren, wurde von Szikla und Kollegen abgeschlossen. Halliday und Kollegen führten 1972 die ersten klinischen Untersuchungen mit VEP durch, indem sie verzögerte VEPs bei einem Patienten mit retrobulbärer Neuritis aufzeichneten. Von den 1970er Jahren bis heute wurde eine Vielzahl von umfangreichen Forschungen zur Verbesserung der Verfahren und Theorien durchgeführt und die Methode wurde auch bei Tieren beschrieben.
VEP StimuliEdit
Der Diffuslicht-Blitz-Stimulus wird heutzutage aufgrund der hohen Variabilität innerhalb und zwischen Probanden nur noch selten verwendet. Es ist jedoch vorteilhaft, diese Art von Stimulus zu verwenden, wenn Säuglinge, Tiere oder Personen mit schlechter Sehschärfe getestet werden. Bei den Schachbrett- und Gittermustern werden helle und dunkle Quadrate bzw. Streifen verwendet. Diese Quadrate und Streifen sind gleich groß und werden, ein Bild nach dem anderen, über einen Computerbildschirm präsentiert.
VEP-Elektrodenplatzierung
Die Platzierung der Elektroden ist extrem wichtig, um eine gute VEP-Antwort frei von Artefakten zu erhalten. In einem typischen (einkanaligen) Setup wird eine Elektrode 2,5 cm oberhalb des Inions und eine Referenzelektrode bei Fz platziert. Für eine detailliertere Antwort können zwei zusätzliche Elektroden 2,5 cm rechts und links von Oz platziert werden.
VEP WavesEdit
Normales visuell evoziertes Potential.
Die VEP-Nomenklatur wird durch die Verwendung von Großbuchstaben bestimmt, die angeben, ob die Spitze positiv (P) oder negativ (N) ist, gefolgt von einer Zahl, die die durchschnittliche Spitzenlatenz für diese bestimmte Welle angibt. Zum Beispiel ist P100 eine Welle mit einem positiven Peak ca. 100 ms nach Stimulusbeginn. Die durchschnittliche Amplitude für VEP-Wellen liegt in der Regel zwischen 5 und 20 Mikrovolt.
Normale Werte sind abhängig von der verwendeten Stimulationshardware (Blitzstimulus vs. Kathodenstrahlröhre oder Flüssigkristallanzeige, Schachbrettfeldgröße, usw.).
Typen von VEPEdit
Einige spezifische VEPs sind:
- Monokulare Musterumkehr (am häufigsten)
- Sweep visual evoked potential
- Binokulares visuell evoziertes Potential
- Chromatisches visuell evoziertes Potential
- Hemi-Feld visuell evoziertes Potential
- Blitz visuell evoziertes Potential
- LED-Brille visuell evoziertes Potential
- Bewegung visuell evoziertes Potential
- Multifokal visuell evoziertes Potential
- Multi-Kanal visuell evozierte Potentiale
- Mehrfrequenz visuell evozierte Potentiale
- Stereo-erregte visuell evozierte Potentiale
- Steady state visuell evozierte Potentiale
Auditorisch evozierte Potentiale
Auditorisch evozierte Potentiale (AEP) können verwendet werden, um das Signal zu verfolgen, das von einem Ton durch die aufsteigende Hörbahn erzeugt wird. Das evozierte Potenzial wird in der Cochlea erzeugt, geht durch den Nervus cochlearis, durch den Nucleus cochlearis, den superioren Olivarkomplex, den lateralen Lemniskus, zum Colliculus inferior im Mittelhirn, weiter zum medialen genikulären Körper und schließlich zum Kortex.
Auditorisch evozierte Potenziale (AEPs) sind eine Unterklasse der ereigniskorrelierten Potenziale (ERPs). ERPs sind Gehirnreaktionen, die zeitlich an ein „Ereignis“ gekoppelt sind, z. B. an einen sensorischen Reiz, ein mentales Ereignis (z. B. das Erkennen eines Zielreizes) oder das Auslassen eines Reizes. Bei AEPs ist das „Ereignis“ ein Geräusch. AEPs (und ERPs) sind sehr kleine elektrische Spannungspotentiale aus dem Gehirn, die als Reaktion auf einen auditorischen Reiz, wie z.B. verschiedene Töne, Sprachlaute usw., von der Kopfhaut aufgezeichnet werden.
Hirnstamm-Audiologisch Evozierte Potentiale sind kleine AEPs, die als Reaktion auf einen auditorischen Reiz von Elektroden, die auf der Kopfhaut platziert sind, aufgezeichnet werden.
AEPs dienen zur Beurteilung der Funktion des auditorischen Systems und der Neuroplastizität. Sie können verwendet werden, um Lernschwächen bei Kindern zu diagnostizieren und helfen bei der Entwicklung von maßgeschneiderten Bildungsprogrammen für Menschen mit Hör- oder Kognitionsproblemen.
Somatosensorisch evozierte PotentialeBearbeiten
Somatosensorisch evozierte Potenziale (SSEPs) sind EP, die bei wiederholter Stimulation eines peripheren Nervs vom Gehirn oder Rückenmark aufgezeichnet werden. SSEPs werden im Neuromonitoring eingesetzt, um die Funktion des Rückenmarks eines Patienten während einer Operation zu beurteilen. Sie werden aufgezeichnet, indem periphere Nerven, am häufigsten der Nervus tibialis, Nervus medianus oder Nervus ulnaris, typischerweise mit einem elektrischen Reiz stimuliert werden. Die Antwort wird dann von der Kopfhaut des Patienten aufgezeichnet.
Obwohl Stimuli wie Berührung, Vibration und Schmerz für die SSEP verwendet werden können, sind elektrische Stimuli wegen der Einfachheit und Zuverlässigkeit am häufigsten.
Die SSEP kann zur Prognose bei Patienten mit schweren Schädel-Hirn-Traumata eingesetzt werden.Da SSEP mit einer Latenzzeit von weniger als 50 ms relativ unabhängig vom Bewusstsein ist, kann es, wenn es früh bei komatösen Patienten eingesetzt wird, das Ergebnis zuverlässig und effizient vorhersagen.Zum Beispiel hat ein komatöser Patient, der beidseitig keine Reaktionen zeigt, eine 95%ige Chance, nicht aus dem Koma zu erwachen.Aber es sollte darauf geachtet werden, das Ergebnis zu analysieren. Zum Beispiel können erhöhte Sedierung und andere ZNS-Verletzungen wie das Rückenmark das SEP beeinflussen.
Aufgrund der geringen Amplitude des Signals, sobald es die Kopfhaut des Patienten erreicht, und der relativ hohen Menge an elektrischem Rauschen, das durch Hintergrund-EEG, Kopfhautmuskel-EMG oder elektrische Geräte im Raum verursacht wird, muss das Signal gemittelt werden. Die Verwendung der Mittelwertbildung verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis. Typischerweise müssen im Operationssaal über 100 und bis zu 1.000 Mittelungen verwendet werden, um das evozierte Potential adäquat aufzulösen.
Die beiden am meisten untersuchten Aspekte eines SSEP sind die Amplitude und die Latenz der Peaks. Die vorherrschenden Peaks wurden in Labors untersucht und benannt. Jeder Peak erhält einen Buchstaben und eine Zahl in seinem Namen. Zum Beispiel, N20 bezieht sich auf einen negativen Peak (N) bei 20ms. Dieser Peak wird vom Kortex aufgezeichnet, wenn der Medianusnerv stimuliert wird. Er entspricht höchstwahrscheinlich dem Signal, das den somatosensorischen Kortex erreicht. Bei der intraoperativen Überwachung sind die Latenzzeit und die Amplitude des Peaks im Verhältnis zum Ausgangswert des Patienten nach der Intubation eine entscheidende Information. Dramatische Erhöhungen der Latenz oder Verminderungen der Amplitude sind Indikatoren für eine neurologische Dysfunktion.
Während der Operation können die großen Mengen an Anästhesiegasen, die verwendet werden, die Amplitude und Latenzen der SSEPs beeinflussen. Jedes der halogenierten Agenzien oder Lachgas erhöht die Latenzzeiten und verringert die Amplituden der Reaktionen, manchmal bis zu dem Punkt, an dem eine Reaktion nicht mehr erkannt werden kann. Aus diesem Grund wird typischerweise ein Anästhetikum mit weniger halogenierten Wirkstoffen und mehr intravenösem Hypnotikum und Narkotikum verwendet.
Laser evozierte Potentiale
Konventionelle SSEPs überwachen die Funktion des Teils des somatosensorischen Systems, der an Empfindungen wie Berührung und Vibration beteiligt ist. Der Teil des somatosensorischen Systems, der Schmerz- und Temperatursignale überträgt, wird mit laser-evozierten Potenzialen (LEP) überwacht. LEPs werden durch das Aufbringen fein fokussierter, schnell ansteigender Hitze auf die nackte Haut mit einem Laser hervorgerufen. Im zentralen Nervensystem können sie eine Schädigung des spinothalamischen Trakts, des seitlichen Hirnstamms und der Fasern, die Schmerz- und Temperatursignale vom Thalamus zum Kortex leiten, erkennen. Im peripheren Nervensystem werden Schmerz- und Wärmesignale entlang dünner (C- und A-Delta-) Fasern zum Rückenmark geleitet, und LEPs können verwendet werden, um festzustellen, ob eine Neuropathie in diesen kleinen Fasern im Gegensatz zu größeren (Berührung, Vibration) Fasern lokalisiert ist.