06.05.2016

1

Elektrofyziologické vyšetrovacie metódy v neurológii:

EMG, ElektromyografiaEP, Evokované potenciály

J.Szilasiová

Neurologická klinika

LF UPJŠ a UNLP Košice

1Košice 4.11.2015

EMG - elektromyografia

• Hlavné indikácie v neurológii:• 1. Ochorenia periférnych nervov (mononeuropatie,

polyneuropatie, koreňový syndróm, plexopatie, „motor neuron disease“– ALS...)

- Ihlová EMG

- Vodivostné štúdie (vodivosť periférnych nervov)

• 2. Ochorenia nervo-svalového prenosu (myastenia gravis, LEMS, neuromyotonia, Stiff man syndróm, ...)

– Test repetitívnej stimulácie

• 3. Ochorenia svalov (myopatie - muskulárne dystrofie, myozitídy,…)

– Ihlová EMG2

EMG: elektrofyziologická metóda

Indikácie: ochorenia motorických jednotiek= MJ

MJ (motorická jednotka) = súbor 1 motoneurónu a ním inervovaných svalových vláken + neuro-muskulárne spojenie

3

EMG• Vzorec EMG umožňuje lokalizovať léziu: 1. miecha (predný roh, alfa motoneurón)2. spinálny koreň3. plexus4. periférny nerv• EMG nálezy nie sú špecifické a neposkytujú definitívnu

diagnózu

4

Motorická jednotka, MJ• MJ je skupina svalových vláken inervovaná jedným

motoneurónom (MN), ktoré majú spoločné morfologické a funkčné vlastnosti a kontrahujú sa synchrónne

• Delenie MJ podľa počtu svalových vláken:

A) veľké svaly - prevaha tonických vláken (posturálne)

B) malé svaly - prevaha fázických vláken (svaly ruky)

• Kontrakcia svalových vláken 1 MJ = akčný potenciál (AP) v EMG (elektromyogram)

5

Metodiky EMG1. Ihlová EMG: ihlová elektróda vpichnutá do svalu

• registrácia akčného potenciálu (AP) svalového vlákna–monofázické, bifázické, trifázické, polyfázické krivky AP

2. Vodivostné štúdie: meriame rýchlosť vedenia (RV) nervového vzruchu motorickými a senzitívnymi nervami; časový rozdiel medzi 2 miestami stimulácie nervu a miestom registrácie svalovej odpovede

3. Stimulačná EMG (STEMG): sledujeme poruchy nervo-svalového prenosu

6

06.05.2016

2

7

1) Ihlová EMG • Svalová elektrická aktivita sa sníma pomocou ihlovej elektródy

zapichnutej do svalu – ihlová EMG

• EMG: invazívne vyšetrenie

• snímame potenciálový rozdiel medzi vonkajšou a vnútornou elektródou

8

1.) Ihlová EMG1. Po inzercii ihly do svalu pozorujeme prítomnosť spontánnej kľudovejaktivity - normálne neprítomná u zdravých svalov, „rovná čiara“

2. Vyzveme pacienta na postupné zvyšovanie až maximálnu voluntárnu kontrakciu daného svalu

1.) Ihlová EMG• Pri miernej voluntárnej kontrakcii sa

aktivuje niekoľko MJ – vidíme nepravidelné AP

• Pri úplnej maximálnej kontrakcii sa aktivujú už všetky MJ

• AP jednej MJ je tvarovo bifázický

alebo trifázický

• Normy AP-MJ:

- Trvanie....... 2-15 ms

- Amplitúda.... 300 uV - 3 mV

9 10

1.) Ihlová EMG- S narastajúcou silou kontrakcie svalu prebieha nábor ďalších MJ

- Jednotlivý AP sa už nedá v krivke EMG rozoznať

- Nastane úplná aktivácia – „interference pattern“= interferenčná krivka

11

1.) Ihlová EMG, nález u myopatií- Myopatia = redukcia počtu svalových vláken- myopatický vzorec

na EMG, nervové vlákna sú bez zmeny

- Myopatický vzorec: redukcia trvania AP MJ a pokles amplitúdy, kompenzačne vyššia frekvencia, vyšší výskyt polyfázickýchpotenciálov

12

1.) Ihlová EMG u neuropatií Neuropatia = postihnutie periférneho nervu (plexu, koreňa, nervu) -

redukcia počtu MJ = denervácia svalu (má charakteristický EMG obraz v akútnom štádiu a chronickom štádiu)

- Denerváciu sprevádza určitý stupeň reinervácie (podľa typu poškodenia nervu býva parciálna alebo kompletná)

Redukovaná, preriedená interferenčná krivka s vysokými potenciálmi (vysoké AP) pri chronickej neurogénnej lézii (napr. kompresia nervu, úrazové poškodenie, metabolické/toxické, poliekové, zápalové choroby nervov, degenerácie, ....)

06.05.2016

3

13

Ihlová EMG

Normálny nález

Myogénna lézia, Myopatia

Neurogénnalézia, Neuropatia

14

1.) Ihlová EMG: abnormálna spontánna aktivita

Denervované svalové vlákno sa stáva citlivejšie na voľný acetylcholín (Ach) uvoľňovaný spontánne z nervového zakončenia, reaguje kontrakciou na molekuly Ach – registrujeme patologické denervačné potenciály (fibrilácie, fascikulácie), norma- „elektrické ticho“

1. Fibrilačné potenciály, fibrilácie - AP je generovaný jednotlivým svalovým vláknom; nemožno ich vidieť voľným okom, vznikajú 2-3 týždne po poškodení neurónu (axónu)

2. Fascikulácie - zášklby jednotlivých svalových snopcov (fasciklov) podobné normálnym MJ, sú vysoké, polyfázické a komplexné AP

15

1.) Ihlová EMG: abnormálna spontánna aktivita

Výskyt:- Ochorenia predných rohov miechy (napr. ALS)- Niektoré neuropatie (chronické neuropatie, radikulopatie)- Myopatie (napr. tyreotoxická myopatia so sekundárnym poškodením

nervových vláken)

A) Fibrilácie (*) a pozitívne ostré vlny

A) Single, duplety, triplety, multiplety MJ-neuromyotonia. Výboje s nepravidelnou frekvenciou

C) Fascikulácie jazyka u ALS

D) Myotonické výboje u dystrophia myotonica

16

Tetánia (Hyperventilačný syndróm, Spazmofília)

- Tetánia- nešpecifický syndróm s prejavmi neuromuskulárnej hyper-excitability

- Postihuje distálne segmenty končatín (karpo-pedálne spazmy),tvárové a krčné svaly- faciálny a laryngeálny spazmus (stridor)

Výskyt: pacienti s poruchou metabolizmu

a hladín Mg a Ca, alebo alkalózou

17

Tetánia

EMG diagnostika tetánie – prítomné autorytmické aktivity– tetanické výboje: uniplety, multiplety, alebo komplexné tonicko-klonické výboje

- Facilitačné-zosilňovacie techniky: tourniquet (kompresia) paže (10 minút) navodí ischémiu, potom sa odstráni tourniquet a pacient hyperventiluje (5 minút) - na EMG zachytávame v prípade tetánietetanické výboje

18

2.) Abnormálna neuro-muskulárna transmisia (STEMG – repetitívna nervová stimulácia)

• Zdravý sval po opakovanej elektrickej stimulácii príslušného motorického nervu frekvenciou 3-10 Hz tvorí opakovane AP s rovnakou amplitúdou odpovedí

• Pri poruche N-M prenosu majú motorické potenciály zmenu amplitúdy AP (napr.myastenia gravis - dekrement AP)

06.05.2016

4

19

2.) STEMG – EMG test repetitívnej stimulácie

• Stimulácia – príslušného nervu (napr. n.XII, n.facialis, n.axillaris)

• Registrácia- registračná elektróda- nad príslušnýmsvalom inervovaným daným nervom, napr.m.trapezius, m.deltoideus,…)

20

2.) STEMG – repetitívna stimulácia

• U myastenie gravis vzniká pri frekvencii stimulácie periférneho nervu 3 Hz postupný pokles - dekrementamplitúdy AP odpovede

• pokles o viac ako 10% amplitúdy voči 1.odpovedi je patologický (najvyšší pokles pozorujeme vo 4. odpovedi)

21

3. ) Vodivostné merania / štúdie EMG– NCS, Nerve conduction studies

NCS sa využívajú na meranie AP po stimulácii periférnych nervov, snímaných nad nervom v ich priebehu alebo z inervovaného svalu

Elektródy- aktívna- nad motorickým bodom svalu- referenčná- nad šľachou alebo kosťou

-zemniaca- medzi aktívnou a referenčnou

Klinické využitie:• Testovanie integrity periférnych nervov

• Nerv je stimulovaný na dvoch odlišných miestach • čas/latencia1, latencia 2• v jeho priebehu - dĺžka/vzdialenosť (cm)• výpočet rýchlosti vedenia (RV) nervom

22

3. ) Vodivostné merania, NCS

• Odpoveď- compound muscle action potential, CMAP, M-vlna

• Hodnotí sa: tvar, latencia, amplitúda odpovede po stimulácii nervu v odlišných bodoch (proximálna a distálna latencia, amplitúda)

23

NCS• Zmeraním vzdialenosti medzi proximálnym a distálnym miestom

stimulácie a rozdielom časov - latencie (Prox.-Dist.) získame kondukčnú rýchlosť (RV) daného nervu

• Normálne hodnoty RV: HK - 50-70 m/s DK - 40-60 m/s

• Zmeny RV informujú u integrite periférneho nervu – myelínovéhoobalu a axónu (spomalenie, blok vedenia, chýbanie odpovede, pokles amplitúdy odpovede, .....)

• NCS a delia na senzitívne a motorické

CMAP

24

06.05.2016

5

25

2.) Senzitívne NCS- SNCV

• Stimulácia senzitívnych vláken nervu ortodrómne aleboantidrómne

• Záznam odpovede v senzitívnej časti nervu (na prste)

N.medianus.-senzitívny a motorický neurogram

NCS n. medianus. Aktívna elektróda je nad m.abd.pollicis brevis, stimulácia v oblasti zápästia, lakťa, axily a pl.brachialis. Motorické odpovede stimuláciou postupne zo 4 miest v priebehu nervu. Odpovede majú rovnaké tvary CMAP ale rozdielne latencie.

26

27

Klinické využitie NCS, kondukčných štúdií

Abnormálny nález v NCS môže odhaliť typ patologického procesu – axonálny alebo segmentálne demyelinizačný

• Axonálna lézia = pokles amplitúdy AP

• Demyelinizačná lézia = predĺženie latencie (kondukčného času), spomalenie rýchlosti vedenia (RV)

28

Klinické využitie NCS kondukčných štúdií

1. Detekcia prítomnosti, rozsahu a typu periférnej neuropatie (mononeuropatia, polyneuropatiamononeuropatia multiplex, demyelinizačná /axonálna/zmiešaná)

2. Rozpoznanie selektívneho postihnutia motorických alebo senzitívnych vláken

3. Rozpoznanie subklinickej polyneuropatie (napr.u DM)

4. Rozpoznanie fokálnej lézie nervu (úraz, kompresia)

29

NCS- využitie na diagnostiku úžinových syndrómov

Kompresie nervov = úžinové syndrómy:

- N. medianus – útlak v zápästí, syndróm karpálneho kanála

- N.ulnaris - útlak v oblasti lakťa,syndróm kubitálneho kanála

- N. peroneus – útlak pri hlavičke fibuly

- N. tibialis – útlak v oblasti členka

30

Sy karpálneho tunela-Kompresia n.medianus v oblasti zápästiaKO: tŕpnutie, bolesti, necitlivosť, atrofia a slabosť svalov tenaru a prstov ruky 1.- 4.-EMG stanoví prítomnosť a stupeň postihnutia nervu

06.05.2016

6

3.) NCS: F-vlna• CMAP evokovaný supramaximálnym podnetom /stimulom, ktorý sa šíri

antidrómne od svalu pozdlž motorického nervu (n.medianus, n. ulnaris, n. tibialis, n. fibularis)

• F-vlna - latencia potrebná k prechodu nervového vzruchu k mieche a miechovým koreňom späť ortodrómne k svalu

• Predlžená latencia F-vlny: poukazuje na postihnutie proximálneho úseku –koreň, plexus (napr. pri Guillain-Barrého syndróm, Thoracic outlet syndrome, kompresie proxim. úsekov

31

EVOKOVANÉ POTENCIÁLY

32

33

Evokované potenciály

- Evokovaný potenciál predstavuje odpoveď CNS na presne definovaný podnet pôsobiaci na periférii

- Po stimulácii nastane propagácia impulzu pozdĺž nervovej dráhy- Registrácia evokovaného potenciálu - v priebehu danej dráhy

• VEP: zrakové, Visual EP • SEP: somatosenzorické, Somato-sensory EP• BAEP:sluchové kmeňové, BrainstemAuditory EP• MEP: motorické EP• ERP: kognitívne EP, Cognitive evoked potentials

34

Evokované potenciályStimulácia senzorickej dráhy (stimul je taktilný, zrakový, sluchový, čuchový,...) vedie k tvorbe cerebrálnych kortikálnych potenciálov, odpovedí,snímaných z povrchu skalpu nalepenou povrchovou elektródou

• na evokovanom potenciáli (EP) hodnotíme parametre:1. Latencia2. Amplitúda a 3. Tvar evokovanej odpovede (vlny, alebo komplexu vĺn)

•Vyšetrenie EP má fázy:•snímanie•spriemernenie opakovaných odpovedí a •analýza počítačom

35

Evokované potenciály• Klinický význam:

• Detekcia lézie aferentnej alebo eferentnej dráhy = vyšetrenie funkčnej integrity dráhy a aj subklinickéhopostihnutia (klinicky „tichých“ lézií)

• Popri zobrazovacích metódach (CT, MRI) umožňujú EP lepšie lokalizovať léziu

• EP sú nešpecifické ale senzitívne vyšetrovacie metódy

36

Evokované potenciály

EP- objektívna, reprodukovateľná metóda, neinvazívna

Patologické nálezy:

- Spomalenie vedenia = predĺženie latencie odpovede

- Blok vedenia= chýbanie odpovede

- Abnormálna amplitúda vĺn

- Abnormálny tvar vlny

06.05.2016

7

37

Intraoperačné EP– je monitoring funkcie nervových dráh a štruktúr pomocou

trvalého snímania EP počas operácie na minimalizáciu alebo prevenciu ich perioperačného iatrogénneho poškodenia

Napríklad:- operácie karotíd (karotická endarterektómia)- snímame SEP z horných končatín - výkony v zadnej jame (možnosť poškodenia mozgového

kmeňa) - snímame BAEP - výkony v spinálnom kanáli, operácie v blízkosti miechy

(napr. korekcia skoliózy) – snímame SEP HK a DK

38

VEP- zrakové EP1. Štruktúrovaný podnet biele a čierne polia na

šachovnici, alebo

2. Záblesk- flash

39

VEP

• Monokulárna stimulácia generuje odpovede v okcipitálnej oblasti

- Postup: pacient sa pozerá pred seba (sedí 1m od obrazovky) na obrazovku a fixuje jeden bod okom (červený bod v strede obrazovky)

• Vzorec (obraz biele a čierne pole na obrazovke) sa mení s frekv. 1 Hz = štruktúrovaný podnet (pattern-reversal stimulus)

• Spriemernených je 100 stimulov každého oka, vyšetrenie sa opakuje spolu 2x každým okom

40

• Normálny nález – VEP:• negative-positive-negative komplex vĺn (N-P-N) • Pozitívna deflexia - s latenciou 100 ms je P100 vlna• Meranie interokulárneho rozdielu latencií P100

VEP 1kanál

obidve oc i

300ms 5µV

1

100(5)

lavé oko

300ms 5µV

2

100(5)

lavé oko

300ms 5µV

3

100(10)

pravé oko

300ms 5µV

4

100(5)

pravé oko

300ms 5µV

5

100

N75

P100

N145

N75

P10 0

N 145

N 75

P10 0

N145

N75

P100

N145

N 75

P100

N 145

VEP 1k anál

N75

P100

N145

N145

41

VEP

• Indikácie:

• Funkcia prednej časti zrakovej dráhy• Napríklad:1. podozrenie na akútnu optickú neuritídu a retrobulbárnu

neuritídu n.optici; P100 v úvode chýba, neskôr sa obnovuje ale zostáva trvale už s predĺženou latenciou (aj po úplnej klinickej úprave zraku)

2. potvrdenie subklinického postihnutia optického nervu3. Iné optické neuropatie - kompresívne, slepota,

ischemické, nutričné, infekčné, ...

42

BAEP

• vyšetrenie funkčného stavu n.VIII a centrálnej, kmeňovej časti sluchovej dráhy

• záznam BAEP

•Stimulácia- sluchový podnet, slúchatká

•Registrácia- elektróda registračná je umiestnená na vertexe

06.05.2016

8

43

BAEP

• Stimulácia 75 dB, štandardizované slúchatká

• 2x stimulujeme sériou presne definovaných klikov (impulzov zvuku) každé ucho zvlášť, počet stimulov- 2000

• Záznam (registrácia) - zo skalpovej elektródy

• BAEP – séria 7 vĺn počas 10 ms po každom stimule

• Vlna I.- reprezentuje oblasť vedenia cez n.VIII.

• Vlny II.-V. - oblasť centrálneho priebehu (mozgovým kmeňom)

44

• Vlna I. – periférna časť sluchovej dráhy t.j. n.VIII, jeho integrita,vodivosť (patologický nález napr. pri neurinóme n.VIII, zápale, ...)

• Vlna III. – oblasť oliva superior, zmeny vln I.-III.= lézia v úrovni dolného kmeňa

• Vlny IV.-V.= lézia na úrovni colliculus inferior

• Najkonštantnejšie - vlny I., III. a V.

• Hodnotenie BAEP =meranie absolútnej latencie a amplitúdy jednotlivých vĺn a medzivrcholovej latencie (I.-III., III.-V., I.-V.)

45 46

Klinický význam BAEP

• Lézia v priebehu sluchovej dráhy sa manifestuje :

• predĺžením latencie = spomalenie vedenia danou dráhou pri demyelinizácii alebo

• poklesom amplitúdy danej vlny pri axonálnom poškodení

• Indikácie BAEP:

1. Podozrenie na léziu n.VII alebo kmeňovej časti sluchovej dráhy (subj. je u pacienta udávaná porucha sluchu a/alebo závraty)

2. Deti a dospelí - ak sú neschopní komunikovať - BAEP odhalia alebo potvrdia hluchotu

3. Vyšetrenie poškodenia sluchu po expozícii ototoxických liekov

47

• BAEP vyšetrenie predstavuje senzitívny skríning:

• neurinómu n.VIII.

• lézií v PC/pontocerebelárnom uhle

• kmeňových lézií, aj subklinických (napr. u SM)

• Najčastejšie patologické nálezy:

• chýbanie niektorej vlny (alebo viacerých, event. všetkých)

• predĺženie latencie I.-III. alebo III.-V., aj bez klinických prejavov kmeňovej lézie

• Patol. BAEP môže byť aj keď je CT/MRI mozgu v oblasti PC uhla ešte negatívne

48

06.05.2016

9

49

SEP- somato-senzorické EP• Stimulácia periférneho nervu (napr. n.medianus, n. tibialis)

• Registrácia - odpovede registrujeme skalpovými elektródami nad SS kôrou (parietálny lalok KL voči stimulovanej končatine)

50

SEP

- Popis vyšetrenia SEP:

- stimulácia zmiešaného nervu (zápästie, alebo členok) vedie k odpovedi, ktorú môžeme zachytiť v jeho priebehu – t.j. nad nervom, miechou, mozgovou kôrou

- Stimul - nebolestivý elektrický podnet (v priebehu n.medianus, n.peronealis, n. tibialis posterior)

- SEP- neinvazívne vyšetrenie, dobrá tolerancia

- Význam: potvrdenie/vylúčenie lézií somatosenzorickejdráhy (t.j. dráhy hĺbkovej citlivosti)i

51

SEP- Impulzy /stimuly/ - v počte 500,nad periférnym nervom

- Priebeh impulzu SS dráhou a možnosť jeho registrácie: spinálnykoreň, zadné povrazce, kmeň (Medulla oblongata), talamus, parietálna kôra

• Normálne komponenty SEP:

- vlna N9, N13, N20, P 35, P40, P60,...

- hodnotíme ich prítomnosť, latenciu, amplitúdu, tvar, medzistranovýrozdiel v latencii

N9 - Erbov bodN11 - zadné povrazce miechy, fasciculus cuneatus, vstup do miechy,C6 N13 - zadné rohy miechy, C2 segment P14 - kmeň- lemniscus medialisN18 - kmeň- talamus N20,P25 – parietálny kortex

52

Klinické využitie SEP

1.Detekcia a lokalizácia lézie v SS dráhe: spinálny koreň, zadné povrazce, kmeň, parietálna kôra (napr. cervikálna kompresívna myelopatia, roztrúsená skleróza, funikulárna myelóza, Guillain-Barréhosyndróm, hereditárne spinocerebelárne ataxie, hereditárna spastickáparaplégia, deficit vitamínu B12 s myelopatiou, ...)

2. Prognóza miechovej traumy a myelopatie

3. Intraoperačne na monitoring funkcie počas spinálnej chirurgie alebo prevencie perioperačného poškodenia mozgovej hemisféry počas karotickej endarterektómie

4.Prognóza u komatóznych chorých (niektoré pracoviská, nevyužíva sa štandardne)

53

SEP po stimulácii n.tibialis posterior

54

SEP po stimulácii n.medianus

06.05.2016

10

55

MEP- motorické EP• Indikácie: overenie /vylúčenie lézie motoneurónu (centrálny, periférny)

• Postup: stimulácia CNS (motorického kortexu) a lumbálnej oblasti (nad miechou) pulzným magnetickým poľom-registrácia odpovede z príslušných svalov HK a DK

• Predĺženie centrálneho kondukčného času = lézia pyramídovej dráhy

56

MEP- motorické EP

• Abnormálne nálezy - predlženie centrálneho kondukčného času:

• Sclerosis multiplex

• ALS - Amyotrofická laterálna skleróza a iné ochorenia zoskupiny Motor neuron disease

• Primárna laterálna skleróza

• CMP

• Niektoré neurodegeneratívne ochorenia

57

ERP- kognitívne EP (Event-related EP- na udalosť viazané evokované potenciály)

Princíp: meriame kortikálne odpovede (latencia, amplitúda, tvar) po určitej inštrukcii (úloha, angl. event) danej pacientovi napr. sluchová P300 ms vlna

Postup: sluchové ERP: pacient dostane inštrukciu počítať napríklad iba vysoké tóny, ignorovať nízke tóny ktoré počuje slúchatkami, na konci oznámi počet tónov ktoré napočítal

Význam: odhalenie skorej fázy kognitívneho deficitu (demencie)