Sensoryczne potencjały wywołane (SEP) są rejestrowane z ośrodkowego układu nerwowego w następstwie stymulacji narządów zmysłów, na przykład wzrokowe potencjały wywołane przez migające światło lub zmieniający się wzór na monitorze, słuchowe potencjały wywołane przez kliknięcie lub bodziec tonowy prezentowany przez słuchawki), lub dotykowe lub somatosensoryczne potencjały wywołane (SSEP) wywołane przez dotykową lub elektryczną stymulację nerwu czuciowego lub mieszanego na obwodzie. Czuciowe potencjały wywołane są szeroko stosowane w klinicznej diagnostyce medycznej od lat 70-tych, a także w śródoperacyjnym monitorowaniu neurofizjologii (IONM), znanym również jako neurofizjologia chirurgiczna.
Są trzy rodzaje potencjałów wywołanych w powszechnym użyciu klinicznym: słuchowe potencjały wywołane, zwykle rejestrowane ze skóry głowy, ale pochodzące z poziomu pnia mózgu; wzrokowe potencjały wywołane i somatosensoryczne potencjały wywołane, które są wywoływane przez elektryczną stymulację nerwów obwodowych. Przykłady zastosowania SEP obejmują:
- SSEP może być używany do lokalizacji zmian, takich jak nerw obwodowy lub rdzeń kręgowy.
- VEP i BAEP mogą uzupełniać neuroobrazowanie jako część badań w celu zdiagnozowania chorób, takich jak stwardnienie rozsiane.
- Potencjały wywołane o krótkiej latencji, takie jak SSEP, VEP i BAEP mogą być używane do wskazania rokowania w urazowym i anoksycznym uszkodzeniu mózgu. We wczesnym okresie po anoksycznym uszkodzeniu mózgu, brak odpowiedzi wskazuje dokładnie na śmiertelność. W urazowym uszkodzeniu mózgu, nieprawidłowe odpowiedzi wskazują na brak powrotu do stanu śpiączki. W obu typach urazu, prawidłowe odpowiedzi mogą wskazywać na dobre wyniki. Co więcej, odzyskanie odpowiedzi często wskazuje na kliniczne wyleczenie.
Long i Allen byli pierwszymi badaczami, którzy zgłosili nieprawidłowe słuchowe potencjały wywołane pnia mózgu (BAEPs) u alkoholiczki, która wyzdrowiała z nabytego zespołu ośrodkowej hipowentylacji. Badacze ci postawili hipotezę, że pień mózgu ich pacjentki został zatruty, ale nie zniszczony, przez jej przewlekły alkoholizm.
Wzrokowy potencjał wywołanyEdit
Wzrokowy potencjał wywołany (VEP) jest potencjałem wywołanym przez prezentację błysku światła lub bodźca wzorcowego, który może być użyty do potwierdzenia uszkodzenia drogi wzrokowej, w tym siatkówki, nerwu wzrokowego, skrzyżowania nerwów wzrokowych, promieniowania wzrokowego i kory potylicznej.Jednym z zastosowań jest pomiar ostrości widzenia u niemowląt. Elektrody umieszczane są na głowie niemowlęcia nad korą wzrokową, a szare pole prezentowane jest na przemian z szachownicą lub wzorem kratki. Jeśli pola lub pasy szachownicy są wystarczająco duże, aby mogły być wykryte, generowany jest VEP; w przeciwnym razie nie jest generowany żaden. Jest to obiektywny sposób pomiaru ostrości wzroku u niemowląt.
VEP może być wrażliwy na dysfunkcje wzrokowe, które mogą nie zostać wykryte podczas badania fizykalnego lub MRI, nawet jeśli nie może wskazać ich etiologii.VEP może być nieprawidłowy w zapaleniu nerwu wzrokowego, neuropatii wzrokowej, chorobie demielinizacyjnej, stwardnieniu rozsianym, ataksji Friedreicha, niedoborze witaminy B12, neurosyfilisie, migrenie, chorobie niedokrwiennej, guzie uciskającym nerw wzrokowy, nadciśnieniu ocznym, jaskrze, cukrzycy, amblyopii toksycznej, neurotoksyczności aluminium, zatruciu manganem, zapaleniu nerwu wzrokowego i urazie mózgu.Może być stosowany do badania wad wzroku u niemowląt w celu wykrycia nieprawidłowych dróg wzrokowych, które mogą wynikać z opóźnionego dojrzewania.
Komponent P100 odpowiedzi VEP, który jest dodatnim szczytem z opóźnieniem około 100 ms, ma duże znaczenie kliniczne. Dysfunkcja dróg wzrokowych przed skrzyżowaniem nerwów wzrokowych może być najbardziej przydatna w badaniu VEP. Na przykład, pacjenci z ostrym zapaleniem nerwu wzrokowego często tracą odpowiedź P100 lub mają silnie osłabioną odpowiedź. Kliniczny powrót do zdrowia i poprawa wzroku przychodzą z przywróceniem P100, ale z nieprawidłową zwiększoną latencją, która trwa bez końca, a zatem może być przydatna jako wskaźnik wcześniejszego lub podklinicznego zapalenia nerwu wzrokowego.
W 1934 roku Adrian i Matthew zauważyli potencjalne zmiany EEG potylicy można obserwować pod wpływem stymulacji światłem. Ciganek opracował pierwszą nomenklaturę dla potylicznych składowych EEG w 1961 roku. W tym samym roku Hirsch i współpracownicy rejestrowali wzrokowe potencjały wywołane (VEP) w płacie potylicznym (zewnętrznie i wewnętrznie) i odkryli, że amplitudy rejestrowane wzdłuż szczeliny ciemieniowej są największe. W 1965 roku Spehlmann zastosował stymulację szachownicową do opisu ludzkich VEP. Próba lokalizacji struktur w pierwotnej drodze wzrokowej została zakończona przez Sziklę i współpracowników. Halliday i współpracownicy zakończyli pierwsze badania kliniczne z użyciem VEP, rejestrując opóźnione VEP u pacjenta z retrobulbar neuritis w 1972 roku. Od lat 70. do dziś prowadzono wiele badań mających na celu udoskonalenie procedur i teorii, a metoda ta została również opisana u zwierząt.
Bodźce VEPEdit
Budzik z rozproszonym światłem błyskowym jest obecnie rzadko stosowany ze względu na dużą zmienność w obrębie i pomiędzy badanymi. Jednakże, korzystne jest używanie tego typu bodźca podczas badania niemowląt, zwierząt lub osób o słabej ostrości wzroku. Wzory szachownicy i kraty wykorzystują odpowiednio jasne i ciemne kwadraty i paski. Te kwadraty i pasy są równej wielkości i są prezentowane, jeden obraz na raz, przez ekran komputera.
Umieszczenie elektrod VEPEdit
Umieszczenie elektrod jest niezwykle ważne dla uzyskania dobrej odpowiedzi VEP wolnej od artefaktów. W typowym (jednokanałowym) ustawieniu, jedna elektroda jest umieszczona 2,5 cm nad jarzmem, a elektroda referencyjna jest umieszczona na Fz. W celu uzyskania bardziej szczegółowej odpowiedzi, dwie dodatkowe elektrody mogą być umieszczone 2,5 cm na prawo i lewo od Oz.
Fale VEPEdit
Nomenklatura VEP jest określana za pomocą dużych liter określających, czy szczyt jest dodatni (P) czy ujemny (N), po których następuje liczba, która wskazuje średnią latencję szczytową dla danej fali. Na przykład, P100 to fala z dodatnim szczytem w czasie około 100 ms od początku bodźca. Średnia amplituda dla fal VEP zwykle mieści się w przedziale od 5 do 20 mikrowoltów.
Normalne wartości zależą od używanego sprzętu stymulacyjnego (bodziec flash vs. kineskop lub wyświetlacz ciekłokrystaliczny, rozmiar pola szachownicy, itp.)
Rodzaje VEPEdit
Kilka specyficznych VEP to:
- Monocular pattern reversal (najczęstszy)
- Sweep visual evoked potential
- Binocular visual evoked potential
- Chromatic visual evoked potential
- Hemi-.pola widzenia
- Wzrokowe potencjały wywołane
- Wzrokowe potencjały wywołane błyskiem
- Wzrokowe potencjały wywołane goglami LED
- Wzrokowe potencjały wywołane ruchem
- Wzrokowe potencjały wywołane wieloogniskowe
- Wzrokowe potencjały wywołane wielokanałowe
- Wzrokowe potencjały wywołane
- Wzrokowe potencjały wywołane wielowielokanałowe wzrokowe potencjały wywołane
- Wieloczęstotliwościowe wzrokowe potencjały wywołane
- Wzrokowe potencjały wywołane
- Wzrokowe potencjały wywołane w stanie ustalonym
Słuchowe potencjały wywołaneEdit
Słuchowe potencjały wywołane (AEP) mogą być używane do śledzenia sygnału generowanego przez dźwięk przez wstępującą drogę słuchową. Potencjał wywołany jest generowany w ślimaku, przechodzi przez nerw ślimakowy, jądro ślimakowe, kompleks oliwkowy górny, lemniscus boczny, do obojczyka dolnego w śródmózgowiu, dalej do przyśrodkowego ciała modzelowatego i w końcu do kory mózgowej.
Słuchowe potencjały wywołane (AEP) są podklasą potencjałów związanych ze zdarzeniem (ERP). ERPs są odpowiedzi mózgu, które są czasowo zablokowane do jakiegoś „zdarzenia”, takich jak bodziec sensoryczny, zdarzenie psychiczne (takie jak rozpoznanie bodźca docelowego), lub pominięcie bodźca. Dla AEPs, „wydarzenie” jest dźwięk. AEP (i ERP) to bardzo małe potencjały elektryczno-napięciowe pochodzące z mózgu, rejestrowane ze skóry głowy w odpowiedzi na bodziec słuchowy, taki jak różne tony, dźwięki mowy itp.
Słuchowe potencjały wywołane z pnia mózgu to małe AEP, które są rejestrowane w odpowiedzi na bodziec słuchowy z elektrod umieszczonych na skórze głowy.
AEP służą do oceny funkcjonowania układu słuchowego i neuroplastyczności. Mogą być wykorzystywane do diagnozowania zaburzeń uczenia się u dzieci, pomagając w opracowaniu programów edukacyjnych dostosowanych do potrzeb osób z problemami słuchowymi i poznawczymi.
Somatosensoryczne potencjały wywołaneEdit
Somatosensoryczne potencjały wywołane (SSEP) to EP rejestrowane z mózgu lub rdzenia kręgowego podczas wielokrotnej stymulacji nerwów obwodowych. SSEP są wykorzystywane w neuromonitoringu do oceny funkcji rdzenia kręgowego pacjenta podczas operacji. Rejestruje się je poprzez stymulację nerwów obwodowych, najczęściej nerwu piszczelowego, pośrodkowego lub łokciowego, zazwyczaj za pomocą bodźca elektrycznego. Odpowiedź jest następnie rejestrowana ze skóry głowy pacjenta.
Ale chociaż bodźce takie jak dotyk, wibracja i ból mogą być używane do SSEP, bodźce elektryczne są najbardziej powszechne ze względu na łatwość i niezawodność.SSEP może być używany do prognozowania u pacjentów z ciężkim urazowym uszkodzeniem głowy.Ponieważ SSEP z latencją mniejszą niż 50 ms jest względnie niezależny od świadomości, jeśli jest używany wcześnie u pacjenta w śpiączce, może przewidzieć wynik wiarygodnie i skutecznie.Na przykład, pacjenci w śpiączce bez odpowiedzi dwustronnie ma 95% szans na nie odzyskanie ze śpiączki.Ale należy zachować ostrożność analizując wynik. Na przykład, zwiększona sedacja i inne urazy OUN, takie jak uszkodzenie rdzenia kręgowego, mogą wpływać na SEP.
Z powodu niskiej amplitudy sygnału po osiągnięciu skóry głowy pacjenta i stosunkowo dużej ilości szumu elektrycznego spowodowanego przez tło EEG, EMG mięśni skóry głowy lub urządzenia elektryczne w pomieszczeniu, sygnał musi być uśredniony. Zastosowanie uśredniania poprawia stosunek sygnału do szumu. Zazwyczaj na sali operacyjnej, ponad 100 i do 1000 uśrednień musi być zastosowane, aby odpowiednio rozwiązać potencjał wywołany.
Dwa najczęściej oglądane aspekty SSEP to amplituda i latencja szczytów. Najbardziej dominujące piki zostały zbadane i nazwane w laboratoriach. Każdy szczyt ma w nazwie literę i liczbę. Na przykład, N20 odnosi się do ujemnego piku (N) w 20ms. Szczyt ten jest rejestrowany z kory mózgowej podczas stymulacji nerwu pośrodkowego. Najprawdopodobniej odpowiada on sygnałowi docierającemu do kory somatosensorycznej. W monitorowaniu śródoperacyjnym istotną informacją jest latencja i amplituda piku w stosunku do poziomu wyjściowego po intubacji. Dramatyczne wzrosty latencji lub spadki amplitudy są wskaźnikami dysfunkcji neurologicznej.
Podczas operacji, duże ilości stosowanych gazów anestetycznych mogą wpływać na amplitudę i latencję SSEP. Każdy z chlorowcowanych środków lub podtlenek azotu zwiększa latencję i zmniejsza amplitudę odpowiedzi, czasami do punktu, w którym odpowiedź nie może być już wykryta. Z tego powodu zwykle stosuje się znieczulenie wykorzystujące mniej środków halogenowych, a więcej dożylnych środków hipnotycznych i narkotycznych.
Laserowe potencjały wywołaneEdit
Konwencjonalne SSEP monitorują funkcjonowanie części układu somatosensorycznego zaangażowanej w takie doznania jak dotyk i wibracje. Część układu somatosensorycznego, która przekazuje sygnały bólu i temperatury jest monitorowana za pomocą laserowych potencjałów wywołanych (LEP). LEPy są wywoływane przez aplikację drobno skupionego, szybko rosnącego ciepła na gołą skórę za pomocą lasera. W centralnym układzie nerwowym mogą one wykryć uszkodzenie drogi rdzeniowo-wzgórzowej, bocznej części pnia mózgu oraz włókien przenoszących sygnały bólu i temperatury ze wzgórza do kory mózgowej. W obwodowym układzie nerwowym ból i sygnały cieplne są przenoszone wzdłuż cienkich (C i A delta) włókien do rdzenia kręgowego, a LEP-y mogą być używane do określenia, czy neuropatia jest zlokalizowana w tych małych włóknach, w przeciwieństwie do większych (dotyk, wibracja) włókien.