Klinisk Nevrofysiologi (KNF) 2015 (T Sand) www.nevrofysiologi.no (Metodebok 1 og 2) Nevrologi og Nevrokirurgi: fra barn til voksen kap 5 Temahefte i TDNLF 2013 1
Klinisk nevrofysiologi (KNF) er en hovedspesialitet: Oversikt Elektroencefalografi (EEG) EEG langtidsmonitorering (LTM) 24-timers EEG uten video Polysomnografi Multippel søvnlatens-test (MSLT) Transkraniell magnetstimulering (TMS) og motorisk fremkalt respons (MEP) Fremkalte responser (VEP,SEP,BAEP, ERP) Intraoperativ monitorering(iom) Elektroretinografi (ERG) Nevrografi Elektromyografi Psykofysisk terskelbestemmelse (termotest) Autonome us. (RR interval, pupillometri, barorefleks, ortostatisk hypotensjon) EEG elektroder (10-20 og 10-10 systemet) (10-10 systemet) 2
EEG benyttes bl.a. til ved disse problemstillingene: Diagnostikk av anfall : Epilepsi Spørsmål om svekket CNS funksjon hos voksne (demens, encefalitt++) og barn (forsinket utvikling, medfødt sykdom++) Overvåke CNS-funksjon hos kritisk dårlige pasienter Elektroencefalografiske bølger har ulike frekvenser 1 sek EEGområder Delta Theta Alpha Beta Frekvens 0-3 Hz 4-7 Hz 8-13 Hz 14-30 Hz Alfarytmen (synskorteks) 3
Standard EEG tolkning: hva leter vi etter? For høy eller for lav amplitude? For langsom frekvens? Sideforskjell? Epileptiform aktivitet? Om alfarytmen Lukkede øyne - synsbarkens hvilerytme Frekvensen øker frem til voksen alder. 8 hz alfa fra 3-5 års alder Frekvensen avtar hvis cerebral blodstrøm reduseres. Thalamiske pacemakerceller og cortikale rytme-generatorer medvirker i å danne alfarytmen 4
EEG utvikles med alder. a) Nyfødt med theta-aktivitet b) 5 år med theta og beta aktivitet c) 17 år med occipital alfa aktivitet d) 60 år med litt uregelmessig alfa- og beta-aktivitet a b c d 1 sekund Alfafrekvensen er over 9 Hz hos friske eldre personer Langsom alfa 8-8.5 eller mindre: Alltid mistanke om hjernedysfunksjon Metabolsk basis for EEG Redusert cerebral blodstrøm gir redusert cortikal metabolisme og langsomme EEG-bølger (theta og delta-bølger) EEG gir rask informasjon om endring i cerebral metabolisme 5
Delta-aktivitet (langsom 0-3 Hz) Delta hos våkne voksne er unormalt og sees ved mange ulike hjernelidelser: Nedsatt cerebral blodstrøm Traumatisk hjerneskade Encefalitt Metabolsk encefalopati Post-iktal fase etter epileptiske anfall Fokale cortikale og subkortikale lesjoner (tumor, infarkt, blødning) Normalt sees delta under dyp søvn (stadium N3) Trifasisk delta i venstre frontal region Brain mapping Alfa asymmetri 15 O1 16 O2 Gammel gul slide 6
Interiktale * spikes er et sensitivt og spesifikt tegn på epilepsi 100 uv * utenfor anfall 1 sek Kortikale pyramideceller lager EEGbølger og spike-wave. Synkroni over ca 5-10 cm 2 IC intracellulært EC ekstracellulært Spike-wave er en form for epileptiform aktivitet 7
Epilepsi og EEG (1) Epilepsi er en klinisk diagnose som kan støttes av EEG Epileptiform aktivitet har en skarp/spiss form: «Spike» (20-70 ms), eller «Sharp wave» (70-200 ms). «Spike-wave» er en spike som etterfølges av en langsom bølge. Epileptiform EEG-aktivitet under pågående anfall bekrefter diagnosen. Spikes sees oftest interiktalt (=utenom anfall!) -ca 60% av epilepsipasienter har IEA -ca 80% av epilepsipasienter får IEA under søvn Fp1-F3 IEA: interiktal epileptiform aktivitet F3-C3 C3-P3 P3-O1 8
Epilepsi og EEG (2) Det er en sammenheng mellom type epileptiform aktivitet og epilepsisyndrom Fokal spike-aktivitet korrelerer med symptomer pasienter har under anfall: temporale spikes: kompleks-partielle anfall (nedsatt bevissthet og automatismer) centrale spikes: rykninger occipitale spikes: synsforstyrrelser Epilepsi og EEG (3) Det er påvist sammenheng mellom spikemengden i EEG og risiko for nye anfall Ved abscens-epilepsi ser vi 3 Hz-spike wave utbrudd (=kliniske eller subkliniske anfall) Klinikk ved varighet >3 sekunder) 9
Sammenheng mellom epilepsisyndrom og EEG-aktivitet ( Elektrokliniske syndromer ) Idiopatiske EEG-forandringer epilepsisyndromer Benign barneepilepsi (5-10 år) Absens-epilepsi (gammel betegnelse: petit mal ) Juvenil myoklon epilepsi (10-18 år) Spikes i centro-temporal regionen ( Rolandic spikes ). Øker i søvnstadium I og II. 3 Hz generalisert bilateral spike-wave aktivitet Kan fremkalles under hyperventilasjon. Øker i søvnstadium I,II. Bilateral synkron multippel-spike-wave aktivitet Elektrokliniske syndromer (2) Symptomatiske epilepsisyndromer Infantile spasmer (0-1 år) Lennox-Gastaut syndromet (> 1 år) Hypsarythmia (Delta aktivitet og mulifokale spikes) 1.5-2 Hz generalisert bilateral slow spikewave Fokale temporale spikes Temporallappsepilepsi Ervervet afasi (Landau Kleffner syndromet) EEG-forandringer Central spike wave aktivitet i serier, øker under søvn 10
Preoperativ utredning før eventuell epilepsikirurgi * Overflate-EEG+video-opptak (Langtidsmonitorering=Videometri) Elektrocorticografi (eeg fra hjerneoverflaten: strips og matter) iktal SPECT MRI *mest v/avdeling for kompleks epilepsi-sse ved OUS, Sandvika/RH Komplekst partielt epilepsianfall: Start i ve. frontotemporal-region (elektrografisk anfallsaktivitet) Kramper Start. Utvikling. Avslutning 11
Infeksjoner og metabolske encefalopatier Herpes-simplex encefalitt Hjerneabcess Subakutt skleroserende panencefalitt (SSPE: autoimmun post-morbilli reaksjon) EEG-forandringer Delta bølger. Periodisk skarpe bølger Kontinuerlig høyamplitudig delta-aktivitet. Periodiske stereotype sharpslow wave komplekser (0.1-0.3 Hz) Creutzfeldt-Jacobs sykdom Periodiske sharp waves bilateralt (1-2 Hz) Hepatisk encefalopati Trifasiske periodiske komplekser (1.5-2.5 Hz) Langsom alfa, økt delta Andre sykdommer Coma (Hodeskade, hjertestans ) Vaskulær demens Alzheimers sykdom EEG-forandringer Non-konvulsiv status epileptikus? Prognose-vurdering Multifokale funn langsom alfa, økt theta delta Sekundær hodepine Primær hodepine *EEG kan ikke brukes i diagnostikken Normalt EEG utelukker ikke tumor eller malformasjon. Migrene-pasienter har normalt EEG med økt variabilitet * 12
EEG hos bevisstløse Burst Supression Nevrofysiologisk seksjon ligger i nevro øst 2.etg Avdeling for nevrologi og klinisk nevrofysiologi Nevroklinikken Institutt for nevromedisin Resepsjon Etter EEG: Hårvask inkludert! 13
Søvnundersøkelser: Polysomnografi (PSG) og multippel søvnlatenstest (MSLT) Vi måler søvn med elektroencefalografi (EEG), elektrookulografi (EOG) og elektromyografi (EMG) O2 O1 F4 F3 14
Hva registreres ved Polysomnografi (PSG)? Elektroencefalografi (EEG) C4-A1 (O1, O2, F3,F4) Øyebevegelser (EOG) H+V Submental muskelspenning (EMG) EKG Luftstrøm (termistor og/eller nasal trykksensor) Surstoffmetning på finger (SaO 2 ) Thorakale og abdominale respirasjonsbevegelser Andre (m.tibialis anterior-emg, leie, snorkelyd) Søvnlatenstid måles til Stadium I søvn Langsomme øyebevegelser Theta-aktivitet 15
Våken (W) REM (R) Stadium 1 (N1*) Stadium 2 (N2*) Stadium 3 og 4 (N3*) Rechtschaffen & Kales 1968 Nytt system (AASM 2007)* Søvnstadiene skal bestemmes! alfarytme Theta, alfa Theta (Vertexbølger) Søvnspindler 12-16 Hz Delta > 75 uv >20% Mye EMG, blunking Lite EMG, raske øyebevegelser Langsomme øyebevegelser Moderat EMG Moderat EMG REM: Rapid Eye Movements EMG: elektromyografisk spenning Antall uregelmessigheter i pustingen skal også telles: De tre typer apné 16
Respirasjonbevegelser Hypnogrammet Søvnprofil Kroppsleie Luftstrøm SaO 2 Kasus 2 Kasus 2: Mann 45 år Pustestopp og snorking om natten (kona!) Vekt: 98 kg Nær innsovning i bil Apneindeks=apneer/søvntimer=50/time Antall episoder med SaO 2 -fall per time=51 Minimum SaO 2 =40% CPAP m/ trykk 8 cm H 2 O: Nytt og bedre liv CPAP: Continuous Positive Airway Pressure SaO 2 : Oksygenmetning (Hgb- saturation ) 17
Multippel søvnlatens test (MSLT) Indikasjon: Mistanke om narkolepsi 4-5 innsovninger under EEG registrering om dagen Måler innsovningstid (Normalt > 5-8 minutter hos voksne) Registrerer sleep onset REM (rapid eye movements) : Normalt < 2 SOREM av 4-5 Øyebevegelser EOG (REM) 1 sek Submental EMG EEG Multippel søvn latens test: REM EKG SMR mann 43 år 18
Nevrografi og elektromyografi Måle nerveledningshastighet Måle elektrisk aktivitet fra muskelcelle-aksjonspotensialer Motorisk nerveledningshastighet (MCV) 50-75 m/s i medianus 19
Sammensatt muskelaksjonspotensial (CMAP*): Regne ut MCV Mw *compound muscle action potential Motorisk nevrografi: hva finner vi ut? Normal Axonal nevropati Demyelinisering (E Stålberg) ms + Ledningsblokk 20
Medianusnerven og karpaltunnelsyndromet Langsom motorisk ledningshastighet gjennom karpaltunnelen 21
Langsom sensorisk ledningshastighet i medianus gjennom karpaltunnelen Oppvarming nødvendig før nevrografi! Hudtemperatur 34 grader Utvidet sensorisk nevrografi: Måle ledningshastighet i medianus og ulnaris fra ringfingeren Ledningshastighet er lav ved karpal tunnel syndromet (KTS) Riktig utført nevrografi er en god, sensitiv og spesifikk metode! Diagnosen stilles best ved en kombinasjon av klinikk og nevrografi Nevrografi bør utføres før operasjon (Retningslinje fra Det amerikanske ortopedforbundet) 22
Traumatisk peroneus-parese: Ledningsblokk = neurapraksi Tre stimuleringssteder langs nerven Lav CMAP Stim Reg Bedring etter 3 uker Radialis parese: ofte også ledningsblokk-frisk etter 8 uker! Her skades nerven lett 23
Nevrografi viktig i polynevropatiutredning: ex: Guillain-Barré syndromet Unormal polyfasi Lav MCV (normalt > 40 m/s Lav amplitude Ved mistanke om nerve- eller muskel-sykdommer gjøres ofte elektromyografi (EMG) i tillegg til nevrografi 24
Elektromyografi (EMG) Måler viljestyrt motorisk enhet-potensial (MUP*) MUP er summen av muskelaksjonspotensialer fra muskelceller innervert av én forhornscelle** Vi må bedømme om MUPene har normal form, for store eller for små (amplitude og varighet) Hvordan er interferens-mønsteret (når pasienten tar i)? Rekrutteres det nye motoriske enheter? Øker fyringsfrekvensen normalt (fra ca. 1-2 Hz til 50 Hz)? *motor unit potential **motorisk enhet: motornevronet+de innerverte muskelceller Modell:To motoriske enheter lager hver sin MUP (motor unit potential) Muskel celler To MUPer 10 ms 25
Tap av motorisk forhornscelle: Diagnostikk med EMG Neuron B degenererer Liten MUP Neuron A svekkes Ingen MUP Neuron A re-innerverer 10 ms Stor MUP Motorisk enhet potensialer (MUP) EMG med nål i muskel Normal Myopati (små, polyfasi) Nevropati (store, polyfasi) 26
Interferensmønster ved kraftig muskelkontraksjon: Rekruttering og frekvensøkning (obs: tidsvindu= 10 sekunder) Normal Myopati Nevropati Fibrillasjoner (spontant oppståtte muskelfiber-aksjonspotensialer fra muskelcelle som har mistet innervasjon) 27
Mange typer spontanaktivitet i EMG (EMG-nål elektrode holdes stille, hva kan vi da se?) normal endeplate- støy (MEPPs) unormale fibrillasjoner og positive bølger normale (benigne) fasikulasjoner* unormale fasikulasjoner* unormale myotone utladninger *MUP som kommer automatisk i avslappet tilstand Klinisk eksempel: Dystrofia myotonica (DM1) Systemsykdom med distale pareser. Atrofi av m. temporalis, sternocleidomastoid og masseter. Ptosis. Frontal skallethet, katarakt, cardial affeksjon Lett redusert MCV hos 10%. Dominant, kromosom 19, CTG ekspansjon (19q13.2) koder for DMPK (protein kinase): unormal RNA-opphoping Påvirker «splicing» av klorkanaler som mister virkningen(?) Genetisk diagnostikk EMG: myotone utladninger (serier med spontane muskelfiberpotensialer) 28
Nevromuskulær transmisjonsdefekt undersøkes med: repetitiv nervestimulering og singel fiber EMG Dekrement ved 3 Hz repetitiv stimulering (myasthenia gravis). Increment >100% ved myasthent syndrom Amplitude reduksjon fra første til fjerde muskelrespons 28% reduksjon 5 millivolt per div 3 millisekunder /div Tensilon er en acetylcholinesterasehemmer 29
Singel fiber elektromyografi (SFEMG) 95% sensitiv ved MG M. ext dig com, m. orbicularis oculi eller m. frontalis Jitter er normalt < 65 us Jitter formel: d1-d2 +.. dn-dn+1 /n Ekstedt & Stålberg Det autonome nervesystemets funksjon kan undersøkes med flere metoder Brukes i utredning av autonom nevropati Vagus- test (Figur): RR-interval-variasjon under dyp pusting Ortostatisk test (faller blodtrykket for mye i oppreist stilling?) Måling av BT og HR under økning av intrathorakalt trykk (Valsalva manøver) Pupillerefleksmåling Normal «sinusarrytmi» 30
Fremkalt respons undersøkelse VEP SEP BAEP Visuelt framkalt synsbakrespons (VEP) Normalt 90-115 ms 31
Unormal VEP kan skyldes skade eller sykdom i synsbanene Paradoks lateralisering ved halvfeltstimulering: VEP-amplituden er størst ipsilateralt Når har vi klinisk nytte av VEP? Optikus-nevritt (MS) * 90 % sensitivitet MS uten sykehistorie* 40 % sensitivitet Synsfunksjon hos barn Flash (lysglimt)-vep Uforklarlig blindhet Okulær albinisme Alle fibre krysser: asymmetrisk P100 <116 ms P100=145 ms VEP *VEP er viktig for å bekrefte sykdoms attakk ved MS 32
Elektroretinografi (ERG) med Ganzfeldt stimulator obs: kontaklinseelektrode ERG bølge a og b er viktigst 1. Mørkeadaptasjon i 15 minutter: Stavfunksjon («rods») 2. Lysadaptert ERG: Tappfunksjon («cones») 60 msec a-bølgen b-bølgen OP: oscillating potentials 33
Retinas celler og ERG bølger Ganglieceller sender ut akson via nervus optikus til thalamus (lager ikke ERG-bølge) Müller-celler (M) og bipolarceller (B) lager b-bølgen Fotoreseptorer (staver i mørke, tapper i lyset) lager a-bølgen Nyttig ved retinopatier (øyeavdelingen sender pasientene) Clinical ERG (Celesia G) Retinitis pigmentosa Rods affected first. Genetic counceling (Recessive) Congenital nyctalopia Selective rod dysfunction (Dominant) Oguchi s disease Rod dysfunction (12 hour DA restores b-wave) Congenital achromatopsia Cone dysfunction Central retinal occlusion b-wave loss, prolonged a-wave (DA+LA) Retinal ischemia. b-wave amplitude drops (DA+LA) Glaucoma Diabetes DA: Dark adaptation (Rod dysfunction) LA :Light adaptation (Cone dysfunction) 34
Somatosensorisk fremkalt respons (SEP) Måler funksjon i bakstrengsystemet Elektrisk stimulering: Medianus Tibialis Fig fra Sand et al TDNLF nr 9 2013 Fig fra Nevrologi og Nevrokirurgi: fra barn til voksen kap 5 Forlenget sentral ledningstid (SLT) pga en lesjon (plaque) i høyre bakstreng SLT=N20-N13 Fig fra Sand et al TDNLF nr 9 2013 35
Medianus- SEP etter hjertestans: Tap av bilateralt svarpotensial: svært dårlig prognose: Voksne 0 % restituert Barn 2-5 % blir (delvis) restituert SEP: Kliniske hoved indikasjoner Coma-prognose! Multippel sklerose Subkliniske lesjoner der MR og klinikk er usikker Possible MS :35% unormal SEP Ved MR-klaustrofobi (Demyeliniserende sykdommer hos barn) Peroperativ monitorering: MEP* + SEP Skoliose-kirurgi Spinal tumor kirurgi Ledningsevne i sentrale sensoriske bakstrengsystemet måles * Motorisk fremkalt respons 36
Akustisk hjernestammerespons (BAEP). Metode: En høy klikkelyd (Høreterskel +70 db SPL), 10 per sek, presenteres i en hodetelefon Det andre øret maskeres med hvit støy, 40 db SPL, i hodetelefonen Respons-potensialet måles mellom øret og vertex BAEP bølgenes kilder V IC Inferior colliculus IV LL Lateral lemniscus III SO Superior olives II CN Cochlear nucleus I AN Auditory nerve 37
Desynkroniserte, lave ponsbølger ved MS Normal Prob MS 0.69 Desynkrinisering kan kvantiteres: SR IV-V= a/10 b a i nanovolt b i msec MS 0.38 Normal > 0.7 Sand 1991 Når har vi nytte av BAEP? Coma etter hodeskade eller hjerneslag Normal BAEP korrelerer med god prognose Kartlegge skade i hjernestammens hørebaner IONM (ved operasjon for akustikusnevrinom) (MS: lesjon i pons, differensialdiagnostikk) Objektiv måling av høreterskel (elektrisk respons audiometri - ØNH? Lite etterspørsel 38
EP har fortsatt en rolle i MS! MS-attakk skal dokumenteres enten med nevrologisk undersøkelse, VEP (synsforstyrrelse) eller MR i områder som er konsistent med kliniske symptomer (Polman 2011). MR er en meget god, sensitiv, men relativ uspesifikk (mulighet for falske positive) (Poser 2001). Både MR, CSF- og KNF anbefales derfor brukt i differensialdiagnostikken (Miller 2008). SEP (og BAEP) nyttig hos utvalgte pasienter med usikre MR-funn eller MR-klaustrofobi. Transkraniell magnetstimulering (TMS) av CNS og PNS En ikke-invasiv og relativt smertefri metode 39
Økt sentral motorisk ledningstid (CMCT) eller manglende respons kan sees ved multippel sklerose (fig), myelopati eller primær lateral sklerose (ALS-variant) Nevrografi Nevrografi TMS-MEP (Motor evoked potential): Normal side 20 ms Unormal sentral respons 26.3 ms Anvendelse av vanlig TMS i klinikk Pyramidebanens ledningsevne (MS, cervical myelopati, medullær skade) ALS (primær lateral sklerose) Navigert TMS: Kobler stimulering til pasientens eget MR-bilde, kan finne motorisk korteks eller språkområdet før operasjon Repetert TMS (mest forskning): Behandle depresjon, smerter, og annet 40
ntms gir raskere og mer presis kartlegging av motorisk korteks ntms i bruk ved INM, NTNU (forskerlinje) NTNU/fotograf Geir Mogen Kontraindikasjoner Metallimplantat (ferromagnetisk) Pacemaker Graviditet Spinal instabilitet Julkunen 2009 Intraoperativ nevromonitorering (IONM / IOM) Hensikt: Raskt påvise (reversibel) nevrofysiologisk skade forebygge sekvele Indikasjon: Skoliose. Intraspinal kirurgi. Akustikusnevrinom. (Carotis-operasjon) Metoder Transkraniell elektrisk stim av pyramidebane- måle motorisk fremkalt EMG-resp (MEP) : 65% amp reduksjon (partiell blokkade) SEP (50% amp-reduksjon) EMG (høyfrekvent spontan EMG ved skade) Effekt: 3.5% viser skoliose-mep endring (Schwarz 2007) 41
Kognitive responser ( Event related potentials ERP) Stimulus: Lys, Lyd, Sensorisk, kognitiv Oddball : to ulike typer stimuli (vanlig og sjelden) Respons på sjelden stimulus ved fokusert oppmerksomhet: P300-bølgen uten oppgave: MMN ( mismatch negativity) Brukes litt i nevropsykiatri og demensutredning Forskningsmetode 42
Kvantitativt EEG (QEEG) og andre avanserte metoder Magnetencefalografi (MEG) EEG og MEG integrert med MRI Kvantitativ frekvens-analyse (FFT) av EEG (barn med diabetes. Bjørgås et al, Acta e Neurol Scand 1996) Barn med tidlig debuterende komplikasjoner theta topp Friske kontroller alfa topp FFT: fast fourier transformasjon 43
Spike-kilde lokalisering+mri (brukes på SSE) Magnetencefalograf (MEG)- apparat til ca 20 mill NOK (nyttig ved epilepsikirurgi) 44