Sensory evoked potentials (SEP) worden geregistreerd vanuit het centrale zenuwstelsel na stimulatie van zintuigen, bijvoorbeeld visuele evoked potentials die worden opgewekt door een knipperend licht of een veranderend patroon op een monitor, auditieve evoked potentials door een klik- of toonprikkel die via een koptelefoon wordt aangeboden), of tactiele of somatosensorische evoked potentials (SSEP) die worden opgewekt door tactiele of elektrische stimulatie van een sensorische of gemengde zenuw in de periferie. Sensory evoked potentials worden sinds de jaren zeventig veel gebruikt in de klinische diagnostiek, en ook bij intraoperatieve neurofysiologische monitoring (IONM), ook bekend als chirurgische neurofysiologie.
Er zijn drie soorten evoked potentials die veel klinisch worden gebruikt: auditieve evoked potentials, gewoonlijk geregistreerd vanaf de hoofdhuid maar afkomstig van de hersenstam; visuele evoked potentials, en somatosensorische evoked potentials, die worden opgewekt door elektrische stimulatie van een perifere zenuw. Voorbeelden van het gebruik van SEP’s zijn:
- SSEP kan worden gebruikt om letsels zoals perifere zenuwen of ruggenmerg te lokaliseren.
- VEP en BAEP kunnen neuroimaging aanvullen als onderdeel van workups om ziekten zoals multiple sclerose te diagnosticeren.
- Korte latentie EP’s zoals SSEP, VEP, en BAEP kunnen worden gebruikt om de prognose voor traumatisch en anoxisch hersenletsel aan te geven. Vroeg na anoxisch hersenletsel geeft geen respons nauwkeurig mortaliteit aan. Bij traumatisch hersenletsel duidt een abnormale respons op het uitblijven van herstel uit coma. Bij beide soorten letsel kunnen normale responsen wijzen op een goede afloop. Bovendien wijst herstel van de reacties vaak op klinisch herstel.
Long en Allen waren de eerste onderzoekers die de abnormale hersenstam auditieve evoked potentials (BAEPs) rapporteerden bij een alcoholische vrouw die herstelde van het verworven centrale hypoventilatiesyndroom. Deze onderzoekers stelden de hypothese dat de hersenstam van hun patiënte was vergiftigd, maar niet vernietigd, door haar chronische alcoholisme.
Visual evoked potentialEdit
Visual evoked potential (VEP) is een opgewekt potentiaal dat wordt opgewekt door een lichtflits of patroonstimulus die kan worden gebruikt om schade aan het visuele systeem te bevestigen, waaronder het netvlies, de oogzenuw, het optische chiasme, de optische stralen en de occipitale cortex.Een toepassing is het meten van de gezichtsscherpte van een kind. Elektroden worden geplaatst op het hoofd van de zuigeling boven de visuele cortex en een grijs veld wordt afwisselend gepresenteerd met een dambord of een roosterpatroon. Als de hokjes of strepen van het dambord groot genoeg zijn om te worden waargenomen, wordt VEP gegenereerd; zo niet, dan wordt geen VEP gegenereerd. Het is een objectieve manier om de gezichtsscherpte van een kind te meten.
VEP kan gevoelig zijn voor visuele disfuncties die niet worden gevonden met alleen lichamelijk onderzoek of MRI, zelfs als het geen etiologie kan aangeven.VEP kan abnormaal zijn bij optische neuritis, optische neuropathie, demyeliniserende ziekte, multiple sclerose, ataxie van Friedreich, vitamine B12-deficiëntie, neurosyfilis, migraine, ischemische ziekte, tumor die de oogzenuw samendrukt, oculaire hypertensie, glaucoom, diabetes, toxische amblyopie, aluminiumneurotoxiciteit, mangaanvergiftiging, retrobulbar neuritis, en hersenletsel.De P100-component van de VEP-respons, de positieve piek met een vertraging van ongeveer 100 ms, is van groot klinisch belang. De visuele pathway dysfunctie anterior van de optic chiasm misschien waar VEPs zijn het meest nuttig. Bijvoorbeeld, patiënten met acute ernstige neuritis optica verliezen vaak de P100 respons of hebben sterk verzwakte responsen. Klinisch herstel en visuele verbetering komen met herstel van de P100 maar met een abnormaal verhoogde latentie die oneindig voortduurt, en daarom kan het nuttig zijn als een indicator van vroegere of subklinische optische neuritis.
In 1934 merkten Adrian en Matthew potentiële veranderingen van het occipitale EEG op die kunnen worden waargenomen onder stimulatie van licht. Ciganek ontwikkelde de eerste nomenclatuur voor occipitale EEG componenten in 1961. In datzelfde jaar namen Hirsch en collega’s een visueel opgewekt potentiaal (VEP) op in de occipitale kwab (uitwendig en inwendig), en zij ontdekten dat de amplitudes opgenomen langs de calcarine fissuur het grootst waren. In 1965 gebruikte Spehlmann een dambordstimulatie om menselijke VEPs te beschrijven. Een poging om structuren in het primaire visuele pad te lokaliseren werd voltooid door Szikla en collega’s. Halliday en collega’s voltooiden het eerste klinische onderzoek met VEP door vertraagde VEPs op te nemen bij een patiënt met retrobulbar neuritis in 1972. Vanaf de jaren 1970 tot heden is uitgebreid onderzoek gedaan om de procedures en theorieën te verbeteren en de methode is ook beschreven bij dieren.
VEP StimuliEdit
De diffuse-lichtflitsstimulus wordt tegenwoordig zelden meer gebruikt vanwege de grote variabiliteit binnen en tussen proefpersonen. Het is echter nuttig om dit type stimulus te gebruiken bij het testen van zuigelingen, dieren of personen met een slecht gezichtsvermogen. De dambord- en traliepatronen maken gebruik van lichte en donkere vierkanten en strepen, respectievelijk. Deze vierkanten en strepen zijn even groot en worden één voor één via een computerscherm gepresenteerd.
Plaatsing van de VEP-elektrode
De plaatsing van de elektrode is uiterst belangrijk om een goede, artefactvrije VEP-respons op te wekken. In een typische (eenkanaals) opstelling wordt een elektrode 2,5 cm boven het inion geplaatst en een referentie-elektrode wordt geplaatst op Fz. Voor een meer gedetailleerde respons kunnen twee extra elektroden worden geplaatst op 2,5 cm rechts en links van Oz.
VEP WavesEdit
De VEP-nomenclatuur wordt bepaald door met hoofdletters aan te geven of de piek positief (P) of negatief (N) is, gevolgd door een getal dat de gemiddelde pieklatentie voor die specifieke golf aangeeft. Bijvoorbeeld, P100 is een golf met een positieve piek op ongeveer 100 ms na het begin van de stimulus. De gemiddelde amplitude voor VEP-golven ligt gewoonlijk tussen 5 en 20 microvolt.
Normale waarden zijn afhankelijk van de gebruikte stimulatiehardware (flash-stimulus vs. kathodestraalbuis of vloeibaar-kristaldisplay, grootte van het checkerboard-veld, enz.)
Soorten VEPEdit
Een aantal specifieke VEPs zijn:
- Monoculaire patroonomkering (meest voorkomend)
- Sweep visual evoked potential
- Binoculaire visual evoked potential
- Chromatic visual evoked potential
- Hemi-veld visual evoked potential
- Flash visual evoked potential
- LED Goggle visual evoked potential
- Motion visual evoked potential
- Multifocal visual evoked potential
- Multi-channel visual evoked potential
- Multi-frequency visual evoked potential
- Stereo-elicited visual evoked potential
- Steady state visually evoked potential
Auditory evoked potentialEdit
Auditory evoked potentials (AEP) kunnen worden gebruikt om het signaal te traceren dat door een geluid via de opgaande auditieve weg wordt opgewekt. De opgewekte potentiaal wordt opgewekt in het slakkenhuis, gaat door de slakkenhuiszenuw, door de slakkenhuiskern, het superieure olivariumcomplex, de laterale lemniscus, naar de inferieure colliculus in de middenhersenen, verder naar het mediale geniculaatlichaam, en tenslotte naar de cortex.
Auditieve opgewekte potentialen (AEP’s) zijn een subklasse van event-related potentials (ERP’s). ERP’s zijn hersenresponsen die in de tijd gebonden zijn aan een “gebeurtenis”, zoals een zintuiglijke prikkel, een mentale gebeurtenis (zoals herkenning van een doelstimulus), of het weglaten van een stimulus. Bij AEP’s is de “gebeurtenis” een geluid. AEP’s (en ERP’s) zijn zeer kleine elektrische spanningspotentialen afkomstig van de hersenen, opgenomen vanaf de hoofdhuid als reactie op een auditieve stimulus, zoals verschillende tonen, spraakklanken, enz.
auditieve evoked potentials van de hersenstam zijn kleine AEP’s die als reactie op een auditieve stimulus worden opgenomen met elektroden die op de hoofdhuid zijn geplaatst.
AEP’s dienen voor de beoordeling van de werking van het auditieve systeem en de neuroplasticiteit. Zij kunnen worden gebruikt voor de diagnose van leerstoornissen bij kinderen, en helpen bij de ontwikkeling van op maat gesneden onderwijsprogramma’s voor kinderen met gehoor- en of cognitieproblemen.
Somatosensorische evoked potentialEdit
Somatosensorische Evoked Potentials (SSEP’s) zijn EP die vanuit de hersenen of het ruggenmerg worden geregistreerd wanneer perifere zenuwen herhaaldelijk worden gestimuleerd. SSEP’s worden gebruikt bij neuromonitoring om de functie van het ruggenmerg van een patiënt tijdens een operatie te beoordelen. Zij worden geregistreerd door stimulatie van perifere zenuwen, meestal de nervus tibialis, de nervus medianus of de nervus ulnaris, doorgaans met een elektrische prikkel. De respons wordt vervolgens geregistreerd vanaf de hoofdhuid van de patiënt.
Hoewel stimuli zoals aanraking, trilling en pijn kunnen worden gebruikt voor SSEP, zijn elektrische stimuli het meest gebruikelijk vanwege het gemak en de betrouwbaarheid.SSEP kan worden gebruikt voor prognose bij patiënten met ernstig traumatisch hoofdletsel.Omdat SSEP met een latentie van minder dan 50 ms relatief onafhankelijk is van het bewustzijn, kan het, indien vroeg gebruikt bij comateuze patiënten, het resultaat betrouwbaar en efficiënt voorspellen.Bijvoorbeeld, comateuze patiënten die bilateraal geen reacties vertonen hebben 95% kans om niet uit coma te komen.Maar zorgvuldigheid moet worden betracht bij het analyseren van het resultaat. Bijvoorbeeld, verhoogde sedatie en andere CNS letsels zoals het ruggenmerg kunnen de SEP beïnvloeden.
Omwille van de lage amplitude van het signaal eens het de hoofdhuid van de patiënt bereikt en de relatief hoge hoeveelheid elektrische ruis veroorzaakt door achtergrond EEG, hoofdhuidspier EMG of elektrische apparaten in de kamer, moet het signaal gemiddeld worden. Het gebruik van middeling verbetert de signaal-ruisverhouding. In de operatiekamer moeten doorgaans meer dan 100 en tot 1000 gemiddelden worden gebruikt om de evoked potential adequaat op te lossen.
De twee meest bekeken aspecten van een SSEP zijn de amplitude en de latentie van de pieken. De meest voorkomende pieken zijn in laboratoria bestudeerd en benoemd. Elke piek krijgt een letter en een nummer in zijn naam. Bijvoorbeeld, N20 verwijst naar een negatieve piek (N) op 20ms. Deze piek wordt geregistreerd vanuit de cortex wanneer de nervus medianus wordt gestimuleerd. Hij komt waarschijnlijk overeen met het signaal dat de somatosensorische cortex bereikt. Bij gebruik in intraoperatieve monitoring zijn de latentie en de amplitude van de piek ten opzichte van de post-intubatiebasislijn van de patiënt een cruciaal gegeven. Dramatische verhogingen van de latentie of verlagingen van de amplitude zijn indicatoren van neurologische disfunctie.
Tijdens een operatie kunnen de grote hoeveelheden anesthesiegassen die worden gebruikt, de amplitude en latentie van de SSEP’s beïnvloeden. Elk van de gehalogeneerde middelen of lachgas zal de latenties verhogen en de amplitudes van de responsen verlagen, soms tot het punt waarop een respons niet langer kan worden waargenomen. Daarom wordt gewoonlijk een verdovingsmiddel gebruikt dat minder gehalogeneerde middelen en meer intraveneuze hypnotica en narcotische middelen bevat.
Laser evoked potentialEdit
De conventionele SSEP’s controleren de werking van het deel van het somatosensorische systeem dat betrokken is bij sensaties zoals aanraking en trilling. Het deel van het somatosensorische systeem dat pijn- en temperatuursignalen uitzendt, wordt bewaakt met laser evoked potentials (LEP). LEP’s worden opgewekt door met een laser fijngerichte, snel stijgende warmte op de blote huid aan te brengen. In het centrale zenuwstelsel kunnen zij schade detecteren aan de spinothalamische tractus, de laterale hersenstam en de vezels die pijn- en temperatuursignalen van de thalamus naar de cortex geleiden. In het perifere zenuwstelsel worden pijn- en warmtesignalen over dunne (C- en A-delta) vezels naar het ruggenmerg geleid, en met LEP’s kan worden vastgesteld of een neuropathie in deze kleine vezels is gelokaliseerd en niet in grotere (tast-, trillings-) vezels.