Результаты зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) в норме
Зрительные вызванные потенциалы (ЗВП) регистрируются с затылочной области волосистой части головы. Они отражают процессы деполяризации в слое 4с стриарной коры (зона VI), вызываемые ретиногеникулярными афферентными импульсами. ЗВП являются проявлением активности, главным образом, центральной 5° зоны сетчатки, преимущественно нижней части поля зрения, и ПЗВП у детей можно использовать в качестве показателя функции макулярных проводящих путей. При аномальных ПЗВП необходимо при помощи ПЭРГ, мфЭРГ и/или получения изображения глазного дна исключить первичную макулярную дисфункцию.
При наличии диагностированной макулопатии или дегенеративной формы паттерна ПЭРГ/мфЭРГ, формы волн ПЗВП тем не менее могут быть информативными при оценке резидуальных функций макулярной и парамакулярной зон сетчатки. Перед монокулярным исследованием мы регистрируем ПЗВП при стимуляции с обоими открытыми глазами. Мы используем трансокципитальную схему установки электродов, широкопольную (30°) стимуляцию и, по возможности, стимуляцию половины поля зрения, что позволяет дифференцировать патологию зрительного нерва, хиазмы и полушарий.
а) Применение различных типов стимуляции: паттерн-реверсивная, паттерн-onset и стимуляция вспышкой. При паттерн-реверсивной стимуляции ЗВП имеют форму простой трехфазной волны, сохраняющейся в течение всей жизни и достигающей пикового положительного значения около 100 мс к возрасту семи месяцев, этот пик называется p100 (компоненты называются в зависимости от их полярности: р — положительные, п — отрицательные; цифрами обозначается латентность (интервал) от стимула до пика). Форма паттерн-реверсивного ЗВП при стимуляции всего поля зрения может становиться двугорбой (р-n-р),если центральная скотома уменьшает вклад макулярной области, как это наблюдается, например, при доминантной атрофии зрительного нерва. Двугорбая форма сигнала вызывается увеличением участия парамакулярных структур n105 и p135.
Стимуляции половины поля зрения помогает разделить макулярные и парамакулярные пики. Мы используем стимулы с клетками различных размеров, от 400' до 6,25', предъявляемые с частотой 3/с в возрасте старше шести недель.
Паттерн-onset стимуляция требует концентрации внимания, устойчива к движениям глаз, что позволяет применять этот метод при нистагме и с целью компенсации активного дефокуса. Сигнал имеет сложную форму, три компонента волны имеют пространственно разные источники: CI, положительный, примерно на 90 мс; СII, отрицательный, приблизительно на 110 мс; и СIII, резко положительный, примерно на 180-200 мс. Разные пики появляются в разном возрасте: первый положительный CI наиболее выражен в детстве и зависит от контрастности и освещенности. СII возникает в старшем детском возрасте и в большей степени зависит от контура. Эти изменения затрудняют использование паттерн-onset ЗВП для лонгитудинального мониторинга.
Стимуляция вспышкой — надежный метод, который может быть информативным и при закрытых веках. Одновременно записывается контрольная ЭРГ, тогда как ЗВП позволяют контролировать уровень стимуляции сетчатки. Мы применяем и паттерн-стимуляцию, и стимуляцию вспышкой, часто также и стимуляцию реверсивным паттерном и onset-стимуляцию, чтобы получить перекрывающие и дополняющие друг друга данные о функциональном состоянии зрительного пути, особенно о трансокципитальной асимметрии.
При записи ЗВП со стимуляцией вспышкой и реверсивным паттерном отмечается парадоксальная локализация. Например, при стимуляции левого полушария через правые половины поля зрения ответ регистрируется правым затылочным электродом. Это происходит вследствие расположения активированной области коры и вызвано широкопольной стимуляцией и расположением референтного электрода в среднефронтальной области. При регистрации паттерн-onset ЗВП таких феноменов не отмечается. При стимуляции правой половины поля зрения ответ регистрируется над левой затылочной долей, что соответствует анатомическому строению.
Сравнение трансокципитальных асимметрий ЗВП при паттерн-onset и паттерн-реверсивной стимуляции всего поля зрения иногда может оказаться информативным для выявления патологической природы трансокципитальной асимметрии ЗВП, особенно у детей с плоским или асимметричным черепом, у которых не удается выполнить стимуляцию половины поля зрения.
Схема проекции правой (обозначена синим) и левой (обозначена желтым) половин поля зрения обоих глаз (OD - правый глаз; OS — левый глаз).
Красными полосками, пересекающими проводящие пути, обозначены повреждения левого зрительного нерва (А), хиазмы (Б) и левой зрительной лучистости и затылочной коры (В).
Форма сигналов ЗВП, регистрируемых при этих повреждениях, при стимуляции правого глаза (красным) и левого глаза (синим) схематически показана напротив электродов правого (R-occ),
левого (L-occ) боковых и среднего (М-осс) затылочного каналов.
В столбце А показано снижение амплитуды ЗВП OS и симметричное распределение ЗВП OD при равенстве амплитуды сигналов боковых каналов (показана стрелками).
В столбце Б показана перекрестная асимметрия, трансокципитальное распределение сигнала при стимуляции одного глаза является зеркальным отражением сигнала, регистрируемого при стимуляции парного глаза,
т.е. ЗВП OD негативны (отклоняются книзу) на левом затылочном канале, тогда как ЗВП OS негативны на правом затылочном канале.
Это указывает на патологию хиазмы. В столбце В показано одинаковое для обоих глаз гомонимное распределение сигнала, который ослаблен на правом затылочном канале.
Такое гомонимное распределение или неперекрестная асимметрия указывает на патологию полушария.
Из-за парадоксальной латерализации такое распределение ЗВП при стимуляции вспышкой или реверсивным паттерном означает дисфункцию представительства правой половины поля зрения в левом полушарии.
б) Острота зрения и ЗВП. Очень привлекательной кажется идея найти простое числовое соотношение между ПЗВП и остротой зрения; к сожалению, дело обстоит не так просто. У здоровых детей можно оценивать остроту зрения по амплитуде ПЗВП, вызванными стимуляцией паттернами с постепенно уменьшающимся размерами элементов. При этом пороговая острота зрения определяется по наименьшему размеру элемента паттерна, вызывающего ЗВП выше уровня шума, или при экстраполяции точки нулевой амплитуды на графике амплитуда/пространственная частота. Хотя и существует некоторая корреляция между ПЗВП и определяемой поведенческими методами остротой зрения, не нужно искать прямой зависимости этих показателей у пациентов. Например, при атрофии зрительного нерва, сопровождающейся гибелью нейронов, ПЗВП будут значительно ослаблены или иметь дегенеративную форму, но, поскольку рецептивные поля немногих сохранившихся нейронов тесно расположены в центральной зоне поля зрения, разрешающая способность может оказаться неожиданно высокой, даже при выраженной бледности диска зрительного нерва.
В первые 12-18 месяцев жизни результаты оценки остроты зрения при помощи ЗВП превышают результаты визометрии поведенческими методами; в более старшем возрасте результаты поведенческих тестов превышают результаты определения остроты зрения при помощи ЗВП. Функция остроты зрения как интерпретации статических высококонтрастных изображений реализуется в высших ассоциативных зонах. При регистрации ЗВП не нужно удивляться разбросу показателей активности стриарной коры. Тем не менее, ПЗВП является информативным показателем функции макулярных проводящих путей и позволяют оценить качество зрения, которое в состоянии обеспечить ретиногеникулярные пути. Мы считаем, что реверсивные паттерн-ЗВП с размером клеток в 50' или мельче указывают на хороший уровень зрительных функций, с 100'-200' — средний, и 400' — на низкие зрительные функции.
Регистрация вспышечных ЗВП при отсутствии ПЗВП указывает на рудиментарные зрительные функции. ПЗВП характеризуются высокой повторяемостью результатов, они являются надежным методом длительного наблюдения и особенно информативны при сравнении функций двух глаз у младенцев.
При увеличении частоты стимуляции возникают индивидуальные транзиторные ПЗВП-сигналы, принимающие синусоидальную форму. Этот устойчивый ответ используется в методике ЗВП с циклически меняющимся масштабом паттерна (sweep VEP), когда пациенту предъявляются быстро меняющиеся паттерны с разными по размеру и контрастности элементами. Параметры амплитуды и фазы устойчивого ЗВП анализируются методом Фурье. Во время регистрации сигнала перед предъявлением более мелких паттернов имеется возможность определить пороги соотношения сигнал/шум — пошаговая визометрия с помощью ЗВП. Методика циклически меняющегося масштаба паттерна (sweep) позволяет быстро получить числовое значение (обычно в цикл/град.), соответствующее остроте зрения или контрастной чувствительности, но при этой методике теряется информация о форме сигнала и, часто, о трансокципитальном соотношении.
Скорость стимуляции сетчатки быстро сменяющимися паттернами превышает оптимальную для определения максимальной остроты зрения. Поскольку форма сигнала ЗВП является важным диагностическим показателем, в повседневной клинической практике мы предпочитаем выполнять ПЗВП.
Зрительные вызванные потенциалы (ЗВП) с циклически меняющимся масштабом паттерна (sweep VEP).
Для получения квазисинусоидального ЗВП и анализа его частоты и фазы применяются стимуляции с высокой частотой смены стимулов.
На рисунке представлен диапазон пространственных частот. При увеличении пространственной частоты отмечается тенденция снижения амплитуды ЗВП.
Рассчитывается регрессия до базового уровня или до уровня шума, на основании этих расчетов оценивается острота зрения, в данном случае 4,9 цикл/град.
в) Технические факторы. Зрительные стимулы включают в себя транзиторные вспышки различной интенсивности, длительности, временной частоты, цветов, паттернов, и мультифокальные мозаики.
Зрительные стимуляторы:
1. Вспышка. Доступные на рынке стимуляторы-вспышки представлены ручными стробами, удобными при обследовании детей. Их можно перемещать при обследовании беспокойного ребенка, такие устройства позволяют напрямую контролировать положение глаз пациента. Ганцфельд-стимуляторы равномерно рассеивают свет по всей сетчатке, они сконструированы в виде стационарных аппаратов, представляющих собою полусферу с упором для подбородка, или небольших ручных LED осветителей, которые удерживаются вблизи глаза. Важной особенностью является наличие камеры для контроля раскрытия глаз и правильности стимуляции.
2. Паттерны. Стимулирующие паттерны генерируются компьютером и предъявляются с помощью электронно-лучевой трубки (ЭЛТ, cathode ray tube — CRT), в настоящее время больше не выпускаемых промышленностью, жидкокристаллического монитора (liquid crystal diode — LCD), плазменных панелей (plasma display panels — PDP) или проекционных систем. При применении CRT стимулы синхронизированы с растровой частотой генерации изображения. При частоте в 50 Гц наблюдается задержка в 20 мс между ПЗВП, записанными при взгляде в верхний левый и в нижний правый угол экрана. LCD экраны характеризуются возникновением в паттерне яркостных артефактов типа вспышки вследствие различного времени возникновения и исчезновения изображения. PDP лишены этих недостатков. Мы применяем широкопольные PDP, они имеют то преимущество, что генерация паттерна происходит почти одновременно на всей поверхности экрана, и при этом не возникает яркостных артефактов.
Функция мультисинхронности позволяет во время исследования быстро переключаться между стимулом и DVD с мультфильмом для удержания внимания пациента, саундтрек мультфильма во время предъявления паттерна не прерывается.
3. Размер поля. Большое значение в детской практике имеет широкопольная стимуляция (около 30°), при этой методике допустимо некоторое изменение направления взора, так как центральная 10° макулярная зона все равно получает адекватную стимуляцию. При стимуляции более узкого участка поля зрения из-за смещения направления взгляда чаще ошибочно регистрируется трансокципитальная асимметрия.
4. Размер клеток. При предъявлении паттерна рассеивание света предотвращается предъявлением одинакового количества черно-белых элементов (обычно клеток, реже — решеток), которые или меняют цвет в противофазу (с белого на черный и наоборот) или возникают на равномерно сером фоне с одинаковой средней освещенностью (onset-паттерн). Для обеспечения преемственности, определения базового уровня в широких пределах с целью наблюдения, и сравнения показателей парных глаз требуются паттерны с различными размерами клеток. Диагональный размер одной клетки является эквивалентом цикла на градус.
Электроды для ЭРГ. Для обследования детей требуется набор электродов — контактных линз различного размера, но в Соединенном королевстве и в Европе они не используются из-за опасения переноса инфекции. Более предпочтительны одноразовые роговичные электроды, напр. DTL, электрод из золотой фольги и электрод НК loop, у маленьких детей часто используются электроды, накладываемые на кожу нижней периорбитальной области. Амплитуда ЭРГ, записанной с накожного электрода, составляет 12-15% амплитуды ЭРГ, при регистрации которой использовался роговичный электрод, но даже такой сигнал превышает 10 мкВ, и этого достаточно для исследования (тогда как амплитуда сигнала мфЭРГ при записи с роговичного электрода измеряется в нановольтах, амплитуда ПЭРГ не превышает 2-5 мкВ, ЗВП взрослых <5 мкВ). Форма и временные характеристики сигнала при записи ЭРГ с накожного электрода такие же, как и при регистрации с роговичного электрода.
Важно убедиться, что во время исследования роговица обращена в сторону кожного электрода, напр. ребенка побуждают смотреть вниз; при косоглазии или плоском лице накожный электрод может смещаться и взгляд будет направлен выше него. Во время сна, когда глаза пациента закатываются кверху можно записать полностью инвертированную ЭРГ.
г) Аномалии рефракции. ПЭРГ чувствительна к дефокусу в 0,5 сферических диоптрий, но ЗВП с реверсивным паттерном при размере клеток 60' устойчивы к дефокусу до 8 D. С целью контроля фокусировки эти два показателя можно регистрировать одновременно. При наличии сомнений относительно фокусировки, которые могут возникнуть при обследовании пациентов с подозрением на функциональное перекрывание, ПЭРГ и ПЗВП регистрируются после циклоплегии и коррекции для расстояния предъявления стимула, напр. аддитации + 1 D для расстояния в 1 м.
д) Расширение зрачка. Согласно нашему комбинированному протоколу при регистрации ЗВП с реверсивным паттерном мы стараемся достичь наилучшей фокусировки. По протоколу записи ЭРГ со вспышкой, которая регистрируется сразу же после записи ПЗВП, мы не расширяем зрачок. Зрачок расширяется с целью стандартизации амплитуды, но это меняет амплитуду только на 12-15%. Описаны случаи крайне широких или узких зрачков и анизокории, но числовые коэффициенты для коррекции изменений освещенности сетчатки в клинической работе при регистрации ЭРГ используются редко. Эмпирически показано, что эти эффекты компенсируются при записи ЭРГ со вспышками различной яркости.
е) Темновая адаптация. Практически невозможно определить значения нормы у детей при укороченной темновой адаптации. Потребовалось бы определить границы нормы для каждого пятиминутного интервала темновой адаптации для каждого месяца первого года жизни. В условиях затемнения через тот же промежуток времени без длительной темновой адаптации мы проводим стимуляцию тусклыми синими вспышками, чтобы активировать преимущественно палочки. Форма волны ЭРГ несет информацию об активности различных клеточных элементов, сетчатка действует как адаптивный фотометр.
ж) Созревание. При рождении чувствительность сетчатки низкая. ISCEV допускает наличие нерегистрируемых ЭРГ при стимуляции вспышкой в раннем младенческом возрасте. На самом деле, нужна стимуляция более яркими вспышками. Анестезия может увеличивать время появления пика и, в особенности, уменьшать амплитуду b-волны. Миелинизация, синаптогенез и нейрональный прунинг оказывают значительное влияние на латентность ЗВП с реверсивным паттерном, в течение первых семи месяцев жизни она быстро уменьшается примерно до 10% латентности взрослого. Латентность ЗВП новорожденного составляет примерно 240 мс. Оптимальной является стимуляция 1/секунду при увеличенном периоде регистрации данных до 450 мс для обеспечения регистрации ответа. В возрасте старше восьми недель выполняется стимуляция 3/секунду и укорочение периода экспозиции до 300 мс, что ускоряет регистрацию данных.
Морфологические изменения продолжаются в течение всей жизни, важно в каждой лаборатории установить необходимое количество показателей нормы путем исследований, проводимых в первые 12 месяцев жизни.
з) Резюме. Электрофизиологические исследования в офтальмологии неинвазивны, объективны и идеальны для применения в детской практике. Чтобы получить максимальное количество информации за минимальное время мы комбинируем и адаптируем протоколы стимуляции в соответствии с конкретными задачами. Мы отвлекаем ребенка, чередуя стимулирующие паттерны с мультфильмами на DVD с непрерывным саундтреком, музыкой, аудиокнигами, издающими звуки игрушками, и, что более важно, побуждаем и стимулируем ребенка путем личного взаимодействия и игры. Это ключевые приемы для привлечения внимания, направления взгляда в нужную сторону и успешной записи результатов. После исключения всех артефактов и искажающих факторов мы сравниваем полученные ответы с возрастной нормой. Данные, полученные во время комбинированного исследования ЭРГ и ЗВП, способствуют локализации дисфункции зрительного пути и квалитативной оценке зрительных функций.
Эти исследования позволяют получить дополнительную вспомогательную информацию во многих разнообразных клинических ситуациях, начиная от не следящих и не фиксирующих взгляд младенцев, у которых отмечаются необычные движения глаз, до амблиопии, не поддающейся лечению окклюзией, обследовании при головных болях, а также обследовании детей, у которых не удается провести поведенческие тесты.
Прогностическая ценность ЭФИ в офтальмологии должна определяться в свете клинических данных с учетом возрастных изменений. Используемые в клинике методы ЭФИ позволяют оценить «аппаратную часть» зрительного анализатора, но не дают информации о его «программном обеспечении». Они помогают оценить качество восприятия паттерна, в котором участвует ретиногеникулярный путь, но применяемые в клинике ЭФИ не скажут нам, насколько хорошо ребенок сможет пользоваться зрительной информацией, достигшей коры.
