Evozierte Potenziale sind Potenziale der Hirnaktivität, die auf einen spezifischen Reiz hin entstehen und aus der allgemeinen EEG-Aktivität herausgemittelt werden können. Verschiedene Verfahren dienen der Diagnostik von zerebralen oder peripher-nervalen Prozessen. Das Prinzip besteht darin, elektrische Reize an verschiedenen Orten des Nervensystems zu setzen und an anderen Stellen die Reaktion darauf zu registrieren und auszuwerten.
Grundlagen evozierter Potenziale
Als einfache Reize kommen sensible Stimuli (SEP), visuelle Muster (VEP) oder Töne (AEP) in Frage. Andererseits kann bei einer weiteren Begriffsfassung auch ein komplexer Reiz bei einer Diskriminationsaufgabe (ereigniskorreliertes Potenzial P300, „oddball experiment“) zu einem Potenzial führen, welches aus den späten Potenzialkomponenten der jeweiligen Modalität erkannt werden kann. Die sogenannten motorisch evozierten Potenziale (MEP), welche eigentlich evozierte motorische Potenziale heißen müssten, unterscheiden sich hiervon grundlegend, da sie nach Stimulation des zentralmotorischen Systems in der Peripherie vom Muskel abgeleitet werden. Sie werden daher gesondert betrachtet.
Somatosensibel evozierte Potentiale (SEP)
Bei den somatosensibel evozierten Potentialen (SSEP oder SEP) werden sensible Nervenbahnen gereizt und die als Reaktion auftretende Aktivität über der sensiblen Hirnrinde aufgezeichnet. SEP prüfen die Funktion des sensiblen Systems und werden im Allgemeinen wegen der guten Reproduzierbarkeit durch elektrische Reize eines peripheren Nervs ausgelöst.
Methodik der SEP-Messung
Durch einen Stimulus von 0,2 ms Impulsbreite und einer Intensität knapp oberhalb der motorischen Schwelle eines gemischten Nervs oder der 3- bis 5-fachen Schwellenreizstärke eines sensiblen Nervs wird eine relativ synchrone Impulswelle in peripheren IA-Fasern (weniger auch IB- und II-Fasern) erzeugt, deren Weg entlang peripherer und zentraler afferenter Bahnen an verschiedenen Punkten bis nach kortikal verfolgt werden kann. Gemäß der Generatortheorie gibt es auf diesem Weg verschiedene neurale Generatoren für die einzelnen SEP-Komponenten. Allerdings nehmen auch physikalische Effekte, welche bei Änderung des Volumenleiters (z. B. Übergang der Impulswelle vom Arm in den Rumpf und in den Spinalkanal) auftreten, erheblichen Einfluss auf die Potenzialkonfiguration.
Die Vorstellung der Generierung von Potenzialkomponenten durch spezielle anatomische Strukturen ist wichtig. Die afferente Impulswelle in den schnell leitenden, stark myelinisierten Nervenfasern wird an der oberen Extremität noch im Bereich des peripheren Nervs meist über dem Erb-Punkt, dann über HWK6 und/oder HWK2 und schließlich kortikal über C3′ (=2 cm hinter C3) bzw. C4′ (=2 cm hinter C4), d. h. über der kontralateralen Skalpregion des Gyrus postcentralis, abgeleitet. Als Referenzelektrode dient die Position Fz; gelegentlich müssen auch extrazephale Referenzen (Jugulum, Handrücken) zur genauen Zuordnung der Potenzialkomponenten gewählt werden. Eine Erdelektrode wird an der stimulierten Extremität zwischen Reizelektrode und erster Ableiteelektrode angebracht.
Lesen Sie auch: Neurologie vs. Psychiatrie
Bei der geringen Potenzialamplitude im Mikrovoltbereich müssen 250-1000 (2000) Einzelreize bei einer Frequenz von 3-5 Hz gemittelt werden.
Stimulation verschiedener Nerven
Zur Stimulation eignen sich gemischte Nerven, wie der N. medianus und N. ulnaris am Handgelenk, aber auch jeder andere beliebige sensible Nerv, wie z. B. der Hautast des N. musculocutaneus. Entsprechend können für die untere Extremität der N. tibialis am Malleolus medialis und der N. peronaeus communis in Höhe der Kniekehle als gemischte Nerven und als sensible Nerven der N. saphenus, z. B. in Höhe des Kniegelenkes, oder der N. cutaneus femoris lateralis am Leistenband stimuliert werden. Bei radikulären Läsionen bevorzugen einige Autoren auch die dermatomorientierte elektrische Stimulation von Hautarealen.
Zentrale Bahnen
Die Leitung der Impulswelle erfolgt über die Hinterstränge, die Nuclei gracilis et cuneatus, den Lemniscus medialis, in welchem die Kreuzung zur Gegenseite bis in Höhe des oberen Pons abgeschlossen ist, den Nucleus ventralis posterolateralis des Thalamus und seine Projektionen zum primären sensiblen Kortex des Gyrus postcentralis.
Benennung der Potenziale
Die einzelnen Spitzen der Potenziale 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. Stellvertretend für eine Ableitung an der oberen Extremität zeigt Abb. 1 ein Medianus-SEP und für die unteren Extremitäten Abb. 2 ein Tibialis-SEP mit den zur Auswertung gelangenden Potenzialparametern.
Abb. 1 Medianus-SEP in Vierkanaltechnik, Normalbefund. Überlagerung zweier getrennter Ableitungen zur Demonstration der Reproduzierbarkeit. N20 = 19,5 ms, P25 = 22,2 ms, Verstärkung 1,25 μV/div für die kortikale Reizantwort. N13b = 14,1 ms, N13a = 14,1 ms, N9 = 10,5 ms; Verstärkung 2,5 μV/div für die zervikalen und Erb-Reizantworten.
Lesen Sie auch: Expertise in Neurologie: Universitätsklinik Heidelberg
Abb. 2 Tib-SEP in Einkanaltechnik, Normalbefund. Überlagerung zweier getrennter Ableitungen zur Demonstration der Reproduzierbarkeit. P40 = 41,6 ms, N50 = 52,4 ms; Verstärkung 1,25 μV/div.
Die Zuordnungen der Potenziale zu ihren Generatoren nach Stimulation an der oberen oder unteren Extremität erläutern die Tab. 1 und 2, Normwerte für Medianus- und Tibialis-SEP finden sich in Tab. 3.
Tab. 1: Potenzial des Nucleus cuneatus
Tab. 2: Vorbeiziehendes gemischtes NAP des N.
Tab. 3: Normwerttabelle Medianus- und Tibialis-SEP. (Mod.
Lesen Sie auch: Aktuelle Informationen zur Neurologie in Salzgitter
| Nerv | Ableiteort | Potenzialkomponente | Latenz (ms) Mittelwert ± SD | Seitendifferenz (ms) Mittelwert ± SD |
|---|---|---|---|---|
| N. medianus | Erb | N9 | 10,9 ± 0,9 | 0,6 ± 0,6 |
| HWK6 | N13a | 11,6 ± 0,9 | ||
| HWK2 | N13b | 12,8 ± 1,2 | ||
| Skalp | N20 | 20,0 ± 1,6 | ||
| Skalp | P25 | 26,0 ± 2,6 | ||
| N. tibialis |
Grenzen der Technik
Immer sind jedoch 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 sogenannten Verstärkereffekt der aufeinanderfolgenden Neuronenverbände trotz einer bestehenden Schädigung noch lange unbeeinträchtigt bleiben.
Geräteeinstellungen
Für die praktische Durchführung gibt Tab. 4 eine Empfehlung für die Geräteeinstellung (Filterfrequenzen untere Grenzfrequenz 1-10 Hz, obere Grenzfrequenz 2000-10.000 Hz).
Tab. 4: Empfehlung für die Geräteeinstellung
Interpretation der Ergebnisse
Das vollständige Erlöschen eines kortikalen Potenzials ist sicher pathologisch und zeigt eine afferente Reizleitungsstörung für die Strecke nach dem letzten noch erhältlichen Potenzial an. Bei einer zweikanaligen Ableitung z. B. von HWK2 und C3′ bzw. C4′ kann bei normalem Potenzial von HWK2 (N13b) eine Läsion oberhalb der unteren Medulla oblongata angenommen werden. Liegt das Hirntodsyndrom vor, so fehlen zumindest das kortikale Potenzial und die N13b-Komponente des HWK2-Potenzials.
Eine signifikante Latenzverlängerung liegt vor, 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 (Stöhr et al.
Pathophysiologische Aspekte
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 visuell evozierten Potentiale (VEP) dienen der Diagnostik von Störungen der Sehbahn von der Netzhaut bis zur primären visuellen Sehrinde. Visuell evozierte Potenziale (VEP) werden in Abhängigkeit eines einfachen, wiederholt dargebotenen Reizes über dem okzipitalen Kortex aus der Hintergrund-EEG-Aktivität herausgemittelt. Die klinisch relevanten Potenzialkomponenten entstehen im primären Kortex (Area 17), es gehen jedoch in diese Potenzialantworten auch neurale Aktivitäten der Area 18, d. h. aus den nachgeschalteten Assoziationsfeldern, ein. Im Gegensatz zu den SEP, bei denen die frühen Potenzialkomponenten die wesentliche klinische Bedeutung besitzen, wird bei den VEP die mittlere Potenzialantwort (P2 oder P100) zur klinischen Diagnostik herangezogen, da diese die größte und stabilste Ausprägung hinsichtlich Latenz und Amplitude aufweist und, obwohl sie eher Ausdruck der kortikalen Verarbeitung darstellt, auch auf Läsionen in den vorderen Abschnitten des visuellen Systems (z. B. N.
Methodik der VEP-Messung
Als optische Stimuli eignen sich besonders Schachbrettmuster mit Schwarz-Weiß-Umkehr, die bei den modernen Geräten mit TV-Monitoren präsentiert werden. Die Größe des Monitors und der Quadrate des Musters bestimmen, ob eine mehr foveale oder parafoveale oder gar Ganzfeldstimulation erfolgt. Kritisch sind auch die Kontraste der Quadrate sowie die Umgebungshelligkeit, sodass jedes Labor seine eigenen Normwerte erstellen muss. In der täglichen Routine findet meist die foveal/parafoveale Stimulation Anwendung, die für jedes Auge getrennt durchgeführt wird. Hierbei sitzt der Proband in einem Abstand von etwa 1 m vor dem Monitor und fixiert einen zentralen Fixationspunkt in der Mitte des Bildschirmes, dabei sollten mindestens 20 Grad des Gesichtsfeldes stimuliert werden. Die Musterumkehr erfolgt mit einer Frequenz von 1-2 Hz, in der Regel sind 128 Reize ausreichend. Auf eine ausreichende Visuskorrektur und unbeeinträchtigte Pupillenfunktion (Augentropfen!) sowie Kooperation ist zu achten. Tab. 5 gibt einen zusammenfassenden Überblick über die Möglichkeiten der visuellen Stimulation.
Tab. 5: Möglichkeiten der visuellen Stimulation
| Reizmodus | Stimulationsart | Auswirkung auf VEP-Hauptkomponente | Besonderheiten |
|---|---|---|---|
| Schachbrettmuster, klein, Quadrate 8-25′ mit Bildgesamtgröße 3 × 3 | Foveale Stimulation | P100: Latenzen länger, da die foveozentralen Nervenfasern kleinkalibriger sind. |
Die Ableitung erfolgt nach Hautpräparation über dem okzipitalen Kortex mit der differenten Elektrode in Position Oz gegenüber der Referenzelektrode Fz (oder Fpz). Die Schaltung erfolgt derart, dass eine Positivität unter Oz zu einem Ausschlag nach unten führt, als Analysezeit werden 200 ms und im pathologischen Falle bis 500 ms empfohlen. Für eine nicht routinemäßig erfolgende Halbfeldstimulation sollten die Positionen O1 und O2 zusätzlich als differente Elektrodenpositionen verwendet werden. Jede Ableitung sollte mindestens einmal reproduziert werden. Die Kurve bei einem Normalprobanden mit den Beschriftungen der Potenzialkomponenten zeigt Abb. 3a.
Abb. 3a,b Visuell evozierte Potenziale (VEP). a Normales VEP mit P2 (=P100) =103 ms; b pathologisches VEP mit P2 = 150 ms bei Zustand nach Retrobulbärneuritis.
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. Normwerte sind Tab. 6 zu entnehmen.
Tab. 6: VEP-Normwerte (Altersgruppe 20-60 Jahre). (Mod.
| Potenzialkomponente | Latenz (ms) | Seitendifferenz der Latenz (ms) |
|---|---|---|
| P2 (=P100) o.s. | 97,3 ± 4,4 | 2,1 ± 1,9 |
| P2 (=P100) o.d. |
Interpretation der Ergebnisse
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. Es wird keine Grenze der Absolutwerte angegeben, auch wenn bei bestimmten Erkrankungen, wie z. B.
Klinische Bedeutung der VEP
Das VEP hilft, Funktionsstörungen im visuellen System bei Erkrankungen des N. opticus oder des ZNS zu dokumentieren. Insbesondere in der Diagnostik der multiplen Sklerose kann es 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. Aber auch Erkrankungen des Auges selbst können zu VEP-Veränderungen, im Wesentlichen Amplitudenreduktionen, führen, sodass eine sichere Beurteilung oft auch das Erheben eines ophthalmologischen Befundes erfordert. Einige Beispiele für VEP-Befunde gibt Tab. 7.
Tab. 7: VEP-Befunde bei verschiedenen Erkrankungen
| Erkrankung | VEP-Befunde |
|---|---|
| Erkrankungen des Auges, z. B. Katarakt, Retinaerkrankungen, Glaukom etc. | Meist Amplitudenreduktion, u. U. normales VEP, seltener Latenzzunahme der P2 |
| Erkrankungen des N. opticus, z. B. Retrobulbärneuritis oder Papillitis | Im akuten Stadium meist Potenzialverlust, selten (5 %) auch normales VEP, immer pathologisches VEP bei Amaurosis. Bei Remission verzögerte P2-Latenz bzw. pathologische interokuläre Latenzdifferenz, Besserung bis auf Normwerte möglich |
| Erkrankungen des ZNS Multiple Sklerose | 80 % pathologische VEP bei sicherer MS; 70 % pathologische VEP bei wahrscheinlicher MS; 37,5 % pathologische VEP bei möglicher MS (nach Diener 1980) |
| Kompression von Chiasma opticum oder N. opticus | Amplitudenreduktion, weniger häufig P2-Latenzzunahme |
| Speichererkrankungen (z. B. metachromatische Leukodystrophie) | P2-Latenzzunahme |
| Photosensitive Epilepsie | Amplitudenzunahme, jedoch ohne wesentliche diagnostische Relevanz |
| Hirninfarkt | Amplitudenabnahme, Potenzialdeformierung; bei Einsatz von Halbfeldstimulation auch VEP-Verlust. |
Akustisch evozierte Potentiale (AEP)
Mittels der akustisch evozierten Potentiale (AEP) können pathologische Prozesse im Bereich des Mittelohrs, des Hörnervs und der zentralen hörverarbeitenden Strukturen am Hirnstamm beurteilt werden. Die akustisch evozierten Potentiale werden von der Kopfhaut nach ein- oder beidseitiger Applikation von Klicklauten abgeleitet, wobei für die klinisch neurologische Diagnostik im Wesentlichen die frühen akustisch evozierten Potenziale (AEP) mit einer Latenz bis 8 ms als Ausdruck der Funktion des Hörnervs und der nachgeschalteten Hörbahn des Hirnstamms von Bedeutung sind. Die Auffassung über die Generatoren der konstant nachweisbaren ersten 5 der meist darstellbaren 7 Potenzialgipfel der AEP hat sich in den letzten 20 Jahren grundsätzlich gewandelt. Während man ursprünglich jeden der 5 Potenzialgipfel einer Neuronenpopulation der 5 Stationen der Hörbahn zuordnete, weiß man heute aufgrund tierexperimenteller Daten und Dipolmodellrechnungen, dass diese 1:1-Abbildung eine zu starke Vereinfachung ist.
Methodik der AEP-Messung
Tab. 8 zeigt die praktische Durchführung der AEP. Im Gegensatz zu den sonstigen Konventionen erfolgt in den meisten Labors die Darstellung derart, dass die zur Auswertung gelangenden positiven Peaks nach oben abgebildet werden.
Tab. 8: Praktische Durchführung der AEP
| Reiztechnik | Zahl der Stimuli | Ableitetechnik |
|---|---|---|
| Monaurale Klicklaute, 60-70 dB über individueller Hörschwelle (Druck oder Sog) | 1000-2000 | Cz gegen Mastoid ipsilateral, ggf. kontralateral |
Einen Normalbefund eines AEP zeigt Abb. 4. 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 von diesen Veränderungen betroffen.
Abb. 4: Normalbefund eines AEP
Weitere elektrophysiologische Messmethoden
Auf die Funktionalität peripherer Nerven wird mittels ihrer Leitgeschwindigkeit (NLG) und ihrer Erregbarkeit geschlossen. Dazu wird der betreffende Nerv oberflächlich elektrisch erregt und die Höhe des elektrischen Potentials am Zielmuskel aufgezeichnet. Motorische und sensible Nervenfasern werden beurteilt. Einige Messmethoden erlauben Rückschlüsse auf Schädigung der Nervenwurzeln oder des Plexus.
Die elektrische Aktivität eines Muskels wird aufgezeichnet und beurteilt. Dazu wird eine dünne Nadelelektrode in den Muskel gestochen und auftretende Erregungen in Ruhe und bei zunehmender Anspannung des Muskels bewertet. Die Art der Aktivität gibt Aufschluss darüber, ob eine Störung des versorgenden Nervs oder des Muskels selbst vorliegt. Wichtiger Hinweis: Bei Einnahme von Marcumar oder den neuen oralen Antikoagulanzien ist diese Untersuchung nicht möglich.
Das Gerät zeichnet Änderungen des elektrischen Hautwiderstandes an einer Extremität nach einem unerwarteten Reiz (Schreck oder Schmerz) auf. Ausbleibende Veränderungen der Potentialdifferenz weisen auf eine Beeinträchtigung der vegetativen Nervenfasern hin.
tags: #Neurologie #SEP #Messung #Definition