Evozierte Potentiale (EP)

SEP prüfen die Funktion des sensiblen Systems. Sie werden im Allgemeinen wegen der guten Reproduzierbarkeit durch elektrische Reize eines peripheren Nervs ausgelöst. 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 (z. B. eine Gruppe von Nervenzellen eines Nucleus und deren synaptische Verbindungen) stellt eine Vereinfachung dar, die sich in der klinischen Routine bei der Interpretation von SEP-Veränderungen mit ausreichender Korrektheit bewährt hat.

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. Bei der geringen Potenzialamplitude im Mikrovoltbereich müssen 250–1000 (2000) Einzelreize bei einer Frequenz von 3–5 Hz gemittelt werden. 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. 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. 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.

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.

Die Indikationsgebiete der SEP-Diagnostik lassen sich in zwei grundsätzliche Kategorien einteilen: periphere Nervenläsionen und zentralnervöse Läsionen.

Dabei eignen sie sich zur/zum

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 sog. Verstärkereffekt der aufeinanderfolgenden Neuronenverbände trotz einer bestehenden Schädigung noch lange unbeeinträchtigt bleiben. Somit beweisen „normale“ SEP noch nicht das Fehlen einer Läsion der sensiblen Afferenzen.

Für die praktische Durchführung gibt Tab. 4 eine Empfehlung für die Geräteeinstellung (Filterfrequenzen untere Grenzfrequenz 1–10 Hz, obere Grenzfrequenz 2000–10.000 Hz).

Die Beurteilung der Potenziale orientiert sich an den folgenden Kriterien für pathologische Potenzialveränderungen.

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. opticus) mit deutlichen Veränderungen reagiert.

Die akustisch evozierten Potenziale 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. Vielmehr entstehen Peak I und II im Bereich des ipsilateralen distalen und proximalen Hörnervs und Peak III–V im Bereich des Hirnstamms, bilateral, durch eine Aktivität von Corpus trapezoideum, Nucleus olivaris superior, Lemniscus lateralis und Nucleus lemnisci lateralis sowie Colliculus inferior.

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.

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 bereits ab dem 3. Lebensjahr altersunabhängig. Besonders wichtig für intensivmedizinische Fragestellungen ist die relative – wenn auch nicht uneingeschränkte – Robustheit der Potenziale gegenüber dem Einsatz sedierender Substanzen.

Zwei Beispiele von Normwerten liefert Tab. 9.

Bewertung finden die absoluten Latenzen der Potenzialkomponenten I–V, die Interpeaklatenzen (IPL) I–III, III–V und I–V und Seitendifferenzen der Latenzen. Eine mehr qualitative Aussage erfolgt über die Ausprägung der Potenziale, wobei von manchen Autoren auch der Amplitudenquotient P5/P1 beurteilt wird. Die besondere Bedeutung der AEP liegt in der Funktionsbeurteilung des N. cochlearis einschließlich des überwiegend unteren Hirnstammes, welche nicht durch bildgebende Verfahren, einschließlich modernster MRT-Untersuchungen, mit dieser Auflösung möglich ist. Einschränkend gilt hierbei, dass die Signale nur aus mit dem Hören assoziierten Strukturen stammen und keine streng seitengetrennte Signalgenerierung erfolgt. So ist bei zweikanaligen Ableitungen in der Schaltung Cz-kontralaterales Mastoid nur die Welle I unilateral nachweisbar, die nachfolgenden Potenzialkomponenten sind bereits beidseits erhältlich.

Tab. 10 zeigt eine Auswahl von klinischen Befunden der AEP bei verschiedenen zugrunde liegenden Erkrankungen. Bereits beim Durchsehen dieser inkompletten Auflistung wird klar, dass es keine für eine Erkrankung spezifischen Befunde der AEP gibt.

In Abhängigkeit von sensorischen Reizen lassen sich von der Skalpoberfläche späte Potenziale ableiten, die eine gewisse Unabhängigkeit vom gewählten sensorischen Eingang aufweisen, wenn die Reizpräsentation mit einer Diskriminationsaufgabe verknüpft wird. Wie bei den bisher besprochenen evozierten Potenzialen ist hierfür eine Mittelung der EEG-Aktivität erforderlich. Am besten ist das Potenzial P300 (oder P3) mit einer Latenz von etwa 300 ms untersucht, welches als Antwort auf ein selten dargebotenes akustisches Signal entsteht. Hierbei handelt es sich um eine relativ langsame Potenzialschwankung, was bei der Wahl der Filtereinstellung besonders zu berücksichtigen ist. Die Ableitung mit dem sog. Oddball-Paradigma verlangt von dem Probanden die Diskriminierung eines seltenen Zielreizes (z. B. 2000-Hz-Ton) von einem im Verhältnis 4:1 präsentierten Standardreiz (z. B. 1000-Hz-Ton). Der Proband soll die Zielreize zählen oder mit einer Taste quittieren. Es tritt dann bei Mittelung von 30–40 Zielreizen (Analysezeit 1000 ms) im Vergleich zu den Standardreizen eine hohe positive Welle um 300 ms auf, die ihr Maximum bei Ableitung Cz oder Pz gegenüber A1/A2 hat und mitunter zweigipflig (P3a und P3b) sein kann (Abb. 5).

Die P300 unterliegt vielfältigen Einflüssen, zu denen das Lebensalter und besonders die Kooperativität und das Aufmerksamkeitsniveau des Probanden zählen. Eine Konstanz der Untersuchungsbedingungen ist hinsichtlich der Stimuli und Umgebungsvariablen, Untersucher und Tageszeit besonders wichtig, da hierdurch die an sich schon hohe Retest-Variabilität reduziert werden kann. Die Reizpräsentation sollte in Intervallen von mindestens 1000 ms erfolgen, da sonst eine Interferenz mit länger anhaltenden Gleichstrompotenzialen („DC-steady-state potentials“) auftreten kann. Die Auswertung berücksichtigt das Fehlen des P300-Potenzials trotz guter Mitarbeit, eine Latenzverzögerung über die 2- (bis 2,5-)fache Standardabweichung oder eine erhebliche Latenzzunahme (z. B. >30 ms) in Verlaufsuntersuchungen.