Evozierte Potentiale (EP), abgeleitet vom lateinischen "evocare" (herbeirufen), sind elektrische Phänomene, die im Rahmen einer neurophysiologischen Untersuchung gezielt ausgelöst werden. Sie dienen der Beurteilung der Leitfähigkeit und Funktionsfähigkeit von Nervenbahnen und sind ein wertvolles diagnostisches Werkzeug in der Neurologie.
Grundlagen der evozierten Potentiale
Das Prinzip der evozierten Potentiale beruht auf der Reizung eines Sinnesorgans oder eines peripheren Nerven. Diese Reizung führt zu Potentialänderungen in der Großhirnrinde (sensorischer Cortex), die mittels Elektroenzephalografie (EEG) erfasst werden können. Jeder Sinnesreiz entfacht minimale elektrische Potentialänderungen in den sensorischen Arealen des Gehirns, die durch spezielle Messtechniken sichtbar gemacht werden können.
Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, ist eine Mittelungstechnik erforderlich, bei der die Reizantworten zahlreicher Reize summiert werden. Dies dient der Erhaltung eines guten Signal-Rausch-Verhältnisses und ist für eine zuverlässige Interpretation unerlässlich. Indem ein Reiz wiederkehrend dargeboten wird und die Mittelung des darauffolgenden EEG-Signals stattfindet, strebt die reizunabhängige Aktivität gegen Null, während sich das reizbezogene evozierte Potential aufsummiert und somit auswertbar wird. Die Anzahl der benötigten Reize variiert je nach Art des Reizes; bei Lichtblitzen sind etwa 50 Reize ausreichend, während zur Messung der frühen akustischen Hirnstammpotentiale etwa 1.000 bis 2.000 Reize notwendig sein können.
Arten von evozierten Potentialen
Je nachdem, welches System einer Reizung unterliegt, unterscheidet man zwischen verschiedenen Arten von evozierten Potentialen:
- Visuell evozierte Potentiale (VEP): Überprüfen die Funktion der Netzhaut des Auges und der Sehbahn.
- Akustisch evozierte Potentiale (AEP): Beurteilen die Funktion des Gehörs und der Hörbahn.
- Somatosensibel evozierte Potentiale (SSEP): Untersuchen die Funktion der Hautempfindung und der Bahnen für die Gefühlsempfindung.
- Motorisch evozierte Potentiale (MEP): Dienen der Beurteilung des Funktionszustandes des motorischen Systems.
Durchführung der Untersuchung
Um die Potentiale zu messen, werden dem Patienten Elektroden am Kopf befestigt, welche die Hirnströme messen. Spezifische visuelle, akustische oder sensorische Potentiale führen dabei zu einer minimalen Veränderung der Hirnstromaktivität in bestimmten Gehirnarealen.
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Visuell Evozierte Potentiale (VEP)
Bei der VEP-Untersuchung sitzt der Patient in einem verdunkelten Raum und blickt auf einen visuellen Reiz auf einem Bildschirm, typischerweise ein Schachbrettmuster, welches in rascher Folge die Kontraste wechselt. Der Patient wird aufgefordert, während der kompletten Untersuchung einen hellen Lichtpunkt zu betrachten. Es können ein Auge oder beide Augen gleichzeitig stimuliert werden. Die hervorgerufenen Potentiale werden über eine Elektrode erfasst, die auf den Hinterkopf geklebt wird.
Akustisch Evozierte Potentiale (AEP)
Im Gegensatz zu den VEP findet die AEP-Methode im Sitzen oder Liegen statt. Zuvor werden Metallplättchen über den Knochen hinter jedem Ohr sowie auf die Kopfmitte geklebt. Anschließend bekommt der Patient einen Kopfhörer aufgesetzt, welcher akustische Reizimpulse (Klicks) auslöst. Die Untersuchung erfolgt zunächst einseitig auf einem Ohr, während die Hörfähigkeit des anderen Ohrs durch kontinuierliches Rauschen blockiert wird. Die im Hörzentrum evozierten Potentiale werden über die Elektroden erfasst.
Somatosensibel Evozierte Potentiale (SSEP)
Bei somatosensibel evozierten Potentialen findet eine objektive Kontrolle der Leitfähigkeit von peripheren sensiblen Nerven statt. Metallplättchen (Elektroden) werden rechts und links am Kopf sowie an der Stirn angeklebt - bei konkreten Fragestellungen auch an der Schulter oder am Nacken. Die Reizung der Gefühlsbahn wird durch ein Elektrisieren von Nerven an den Füßen oder Händen durchgeführt. Ein schwacher, ungefährlicher Stromimpuls stimuliert ein kleines Hautareal, und der Reiz wird zunächst über einen peripheren Nerv ins Rückenmark und dann weiter zum Gehirn geleitet. Ableiteelektroden werden über dem entsprechenden Hirnrindenareal seitlich der Schädelmitte, zusätzlich aber auch über der Wirbelsäule platziert.
Motorisch Evozierte Potentiale (MEP)
Motorisch evozierte Potentiale dienen in der Diagnostik überwiegend zur Bestimmung des Funktionszustands des motorischen Systems, welches für die Ausführung von Willkürbewegungen erforderlich ist. Bei dieser Methode kommt die transkranielle Magnetstimulation (TMS) zum Einsatz, weshalb die Untersuchung in der Regel nicht bei Patienten mit Herzschrittmachern durchgeführt werden sollte. Bei der Untersuchung zur Wange oder Zunge gibt es eine Vorrichtung für die Oberflächenelektroden, die auf die Zungen bzw. die Wangen platziert wird. Hierbei ist mittels der Entladung des Kondensators ein kurzes Klopfgeräusch wahrzunehmen. Infolge dieser Aktivierung des Gehirns werden Impulse über das Rückenmark und die peripheren Nerven zur Arm-, Bein- und Gesichtsmuskulatur fortgeleitet. Anknüpfend werden die Nervenbahnen abermals nach ihrer Umschaltung zur peripheren Nervenbahn einer magnetischen Reizung unterzogen. Zuletzt findet eine elektrische Reizung des Nerven direkt vor dem Muskel statt, um die individuelle Muskelantwort zu ermitteln.
Dauer und Nebenwirkungen
Jede Untersuchungsmethode weist eine Dauer von ungefähr 30 bis 60 Minuten auf und ist schmerzlos, sodass im Anschluss daran den normalen Aktivitäten nachgegangen werden kann. Die Funktionsmessungen sind mit keinen Nebenwirkungen verbunden.
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Klinische Anwendung
Evozierte Potentiale sind ein wertvolles Werkzeug zur Diagnose verschiedener neurologischer Erkrankungen. Sie helfen, Funktionsstörungen im visuellen System, im Hörsystem, im sensiblen System und im motorischen System zu dokumentieren.
Multiple Sklerose (MS)
Insbesondere in der Diagnostik der multiplen Sklerose können evozierte Potentiale wertvolle Zusatzhinweise auf eine abgelaufene Demyelinisierung als zweite Lokalisation der Erkrankung auch bei negativen Bildgebungsbefunden ergeben, wenn z.B. eine spinale Verlaufsform der MS vorliegt. Für eine MS-Diagnose gibt es nicht die eine Untersuchung und auch nicht den einen Test. Am Anfang jeder Untersuchung steht die Anamnese, d. h. die Krankengeschichte des Patienten, die der Arzt in einem längeren Gespräch in Erfahrung bringen möchte. Gleichwohl können über Untersuchungen des Blutes andere Erkrankungen ausgeschlossen werden. Bis zu 80 Prozent aller MS-Erkrankten entwickeln eine Spastik.
Neuromuskuläre Erkrankungen
Neuromuskuläre Erkrankungen führen zu einer Schwäche oder vorzeitigen Ermüdbarkeit der Muskulatur. Die Ursachen sind vielfältig: Es kann eine Störung der Kraftentwicklung im Muskel selbst, eine Störung des Zusammenspiels zwischen Nerv und Muskel, eine Schädigung der versorgenden peripheren Nerven oder eine Schädigung der motorischen Neurone in Rückenmark und/oder Gehirn zu Grunde liegen. Entsprechend gehören hierzu ganz unterschiedliche Erkrankungen: erworbene oder erblich bedingte Myopathien, die myasthenen Syndrome (z.B. die Myasthenia gravis), die hereditären oder entzündlichen Neuropathien (z.B. HMSN oder CIDP/GBS) und die Motoneuron-Erkrankungen. In spezialisierten Kliniken stehen alle Möglichkeiten zur Diagnose einer neuromuskulären Erkrankung zur Verfügung. Hierzu zählen neben speziellen Laboruntersuchungen insbesondere eine detaillierte elektrophysiologische Untersuchung: Elektroneurographie (ENG) einschließlich repetitiver Stimulation, Elektromyographie (EMG), Evozierte Potentiale (EP); die Nervenwasseruntersuchung und die Möglichkeit zur Nerven- und Muskelbiopsie.
Weitere Anwendungsbereiche
- Erkrankungen des Auges: Erkrankungen des Auges selbst können zu VEP-Veränderungen, im Wesentlichen Amplitudenreduktionen, führen, sodass eine sichere Beurteilung oft auch das Erheben eines ophthalmologischen Befundes erfordert.
- Erkrankungen des N. opticus: Das VEP hilft, Funktionsstörungen im visuellen System bei Erkrankungen des N. opticus oder des ZNS zu dokumentieren.
- Hirninfarkt: Amplitudenabnahme, Potenzialdeformierung; bei Einsatz von Halbfeldstimulation auch VEP-Verlust.
- Diagnostik von Plexus- und Hirnnervenläsionen
- Sklerose, bei Wirbelkanaleinengungen mit Rückenmarkserkrankungen
Interpretation der Ergebnisse
Die Interpretation der evozierten Potentiale erfordert Erfahrung und Expertise. Es werden verschiedene Parameter analysiert, wie z.B. die Latenz (Zeit bis zum Auftreten des Potentials) und die Amplitude (Stärke des Potentials). Veränderungen dieser Parameter können auf eine Schädigung oder Funktionsstörung des Nervensystems hinweisen.
Somatosensibel Evozierte Potentiale (SSEP)
Die einzelnen Spitzen der Potentiale werden gemäß ihrer Polarität und der Reihenfolge des Auftretens (z. B. N1, P1, N2 etc.) oder der zugehörigen ungefähren Latenz (z. B. N20, P25) bezeichnet. Die Zuordnungen der Potenziale zu ihren Generatoren nach Stimulation an der oberen oder unteren Extremität erläutern Tabellen, Normwerte für Medianus- und Tibialis-SEP finden sich in Tabellen.
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Es ist wichtig, die Grenzen der Technik zu beachten: Die gemessenen Latenzen beziehen sich im Wesentlichen auf die am schnellsten leitenden Fasern; sind jedoch mehr die langsameren peripheren oder zentralen Faserpopulationen betroffen, so resultieren eher Veränderungen der Amplituden, die an sich schon eine relativ große Variabilität aufweisen. Zusätzlich können die Amplituden durch den sog. Verstärkereffekt der aufeinanderfolgenden Neuronenverbände trotz einer bestehenden Schädigung noch lange unbeeinträchtigt bleiben.
Das vollständige Erlöschen eines kortikalen Potenzials ist sicher pathologisch und zeigt eine afferente Reizleitungsstörung für die Strecke nach dem letzten noch erhältlichen Potenzial an. Andererseits ist z. B. eine Seitendifferenz der Latenz von 2 ms bei Stimulation des N. medianus am Handgelenk noch als Normalbefund zu werten. Sie besteht, wenn ihre Latenz außerhalb der 2,5-fachen Standardabweichung liegt. Dies bezieht sich auf die absolute Latenz, die Rechts-links-Differenz und auf Interpeaklatenzen. Man orientiert sich im kortikalen Primärkomplex N1/P1 an der am besten reproduzierbaren frühen Potenzialkomponente N1 (= N20) für die Stimulation eines Armnervs und P1 (= P40) für die Stimulation von Beinnerven. Ein weniger hartes Kriterium für ein pathologisches Potenzial ist die Amplitude. Hier gilt erst eine Amplitudenreduktion auf weniger als 50 % im Seitenvergleich als pathologisch. Außerdem kann ein N20/N13-Amplitudenquotient von <0,65 für eine Hirnschädigung hinweisend sein.
Sowohl bei Läsionen des peripheren als auch des zentralen Nervensystems ist pathophysiologisch zwischen demyelinisierenden und axonalen Störungen zu unterscheiden. Für die SEP gilt jedoch nicht, dass eine zugrunde liegende demyelinisierende Erkrankung der afferenten Fasersysteme immer mit einer Latenzverzögerung und eine axonale Pathologie mit einer Amplitudenreduktion einhergeht.
Visuell Evozierte Potentiale (VEP)
Die frühen Potenzialkomponenten zeigen eine erste negative Welle bei etwa 17 ms und eine erste positive Welle bei etwa 30 ms, die in den vorderen Teilen des optischen Systems (N. opticus, Chiasma, Tractus opticus und Sehstrahlung) entstehen. Die nachfolgende mittlere Potenzialantwort (Sekundärantwort) N2/P2/N3 ist die stabilste Potenzialkomponente und findet für die klinische Routine Beachtung.
Signifikante Minderung der größten Amplitude des N2/P2/N3-Komplexes auf <50 % der Gegenseite, wobei auch hier, ähnlich der Situation bei den SEP, eine große interindividuelle Schwankungsbreite der absoluten Amplituden existiert.
Akustisch Evozierte Potentiale (AEP)
Die Wellen I-V sind bei Normalpersonen meist darstellbar und gelangen in der klinischen Diagnostik zur Auswertung. Die Wellen VI und VII sind inkonstant und werden daher nicht berücksichtigt. Es können auch die Welle IV, und weniger häufig die Wellen II und I nicht gut abgrenzbar sein, hierbei geht die Welle IV in einen IV/V-Verschmelzungkomplex ein. Zu beachten ist, dass die Latenzen der einzelnen Peaks mit höherer Stimulusstärke und -frequenz und bei Applikation von Sogreizen (im Vergleich zu Druckreizen) abnehmen. Auch können die Interpeaklatenzen von diesen Veränderungen, wenn auch in geringerer Ausprägung, betroffen sein. Eine wesentliche Altersabhängigkeit besteht nur für die Welle I, und es sind insbesondere die Interpeaklatenzen betroffen.
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