Вызванные зрительные потенциалы. Проверка зрения на компьютере
Вызванные зрительные потенциалы – это потенциалы биологического характера, которые появляются в коре головного мозга как реакция на воздействие светом на сетчатку.
Немного истории
Впервые их описал Э. Д. Эдриан в 1941 году, однако устойчиво зафиксировали их уже после того, как Дэйвис и Галамбос выдвинули методику суммирования потенциалов в 1943 году. Затем метод регистрации ЗВП нашёл широкое применение в клинике, где исследовали функциональное положение зрительного пути у пациентов офтальмоневрологической сферы. Чтобы зарегистрировать ЗВП, применяют специализированные стандартные электрофизиологические системы, основанные на работе современных компьютеров.
Металлическую пластинку, то есть активный электрод, размещают на голове пациента на два сантиметра выше бугра затылка по средней линии над той областью, где зрительная стриарная кора проецируется на черепной свод. Индифферентный второй электрод устанавливают на ушной мочке или сосцевидном отростке. На мочке другого уха либо на коже в середине лба закрепляют заземляющий электрод. Как осуществляется проверка зрения на компьютере? Как стимулятор используется или световая вспышка (вспышечные ЗВП), или реверсивные паттерны с монитора (паттерн-ЗВП). Стимулирующее поле зрения имеет размер примерно пятнадцать градусов. Исследования осуществляют без увеличения зрачков. Играет роль также и возраст человека, подвергаемого процедуре. Разберемся, как видит человек.
Более подробно о понятии
ЗВП являются биоэлектрическим ответом зрительных областей, расположенных на коре головного мозга, и таламокортикальных путей и подкорковых ядер. Волновая генерация ЗВП имеет связь также и с обобщёнными механизмами активности мозга спонтанного характера, которая регистрируется на ЭЭГ. Отвечая на воздействие света на глаза, ЗВТ показывают биоэлектрическую активность в основном макулярной сферы сетчатки, что обусловлено большим её представительством в зрительных корковых центрах в сравнении с отделами сетчатки, находящимися на периферии.
Как происходит регистрация?
Регистрация вызванных зрительных потенциалов осуществляется в виде колебаний электрического потенциала последовательного характера либо компонентов, которые различаются полярностью: негативный потенциал, или N, имеет направленность вверх, позитивный потенциал, то есть P, - вниз. Характеристика ЗВП содержит в себе форму и два количественных показателя. Потенциалы ЗВП по величине в норме намного меньше (примерно до 40 мкВ) в сравнении с волнами электроэнцефалограммы (доходит до 100 мкВ). Определение латентности осуществляется с помощью временного периода от момента включения стимула света до достижения максимального показателя потенциала корой мозга. Чаще всего потенциал достигает своей максимальной величины через 100 мс. Если имеются разного рода патологии зрительного пути, то форма ЗВП изменяется, амплитуда компонентов снижается, латентность удлиняется, то есть растёт время, в течение которого импульс проходит до коры головного мозга по зрительному пути.
В какой доле находится зрительная зона? Она расположена в затылочной доле головного мозга.
Разновидности
Характер компонентов в ЗВП и их последовательности довольно устойчив, но вместе с тем временные характеристики и амплитуда в норме обладают вариациями. Определяется это условиями, в которых проводится исследование, спецификой светового стимула, наложением электродов. Во время стимуляции полуполей зрения и реверсивной частоте от одного до четырёх раз в секунду происходит регистрация фазического transient-ЗВП, в котором последовательно выделяются три компонента – N 70, Р 100 и N 150. Частота реверсии при увеличении более четырёх раз в секунду вызывает появление ритмического суммарного ответа в коре мозга в виде синусоиды, что называется ЗВП состояния устойчивости steady-state. Данные потенциалы отличаются от фазических тем, что в них отсутствуют последовательные компоненты. Они выглядят как ритмическая кривая, имеющая чередующиеся снижения и подъёмы потенциала.
Нормальные показатели вызванных зрительных потенциалов
Анализ ЗВП осуществляется по амплитуде потенциалов, измеряемой в микровольтах, по форме записи и временного периода от воздействия светом до возникновения пиков волн ЗВМ (расчёт в миллисекундах). Также обращают внимание и на разность амплитуды потенциала и величины латентности при световой стимуляции в правый и левый глаз поочерёдно.
В ЗВП (что это в офтальмологии, интересно многим) фазического типа при реверсии с низкой частотой шахматного паттерна или в ответ на световую вспышку с особым постоянством выделяется Р 100, позитивный компонент. Продолжительность латентного периода данного компонента колеблется в норме от девяноста пяти до ста двадцати миллисекунд (кортикальное время). Предшествующий компонент, то есть N 70, - от шестидесяти до восьмидесяти миллисекунд, а N 150 – от ста пятидесяти до двухсот. Поздний Р 200 регистрируется не во всех случаях. Так проходит проверка зрения на компьютере.
Поскольку амплитуда ЗВП отличается своей вариативностью, при учёте результатов исследования она обладает относительным значением. В норме значения её величины по отношению к Р 100 колеблются у взрослого человека от пятнадцати до двадцати пяти мкВ, более высокие значения потенциала у детей – до сорока мкВ. На паттерн-стимуляцию амплитудная величина ЗВП немного ниже и обусловливается величиной паттерна. Если величина квадратов больше, то потенциал выше, и наоборот.
Таким образом, вызванные зрительные потенциалы являются отражением функционального состояния путей зрения и позволяют получить информацию количественного характера в ходе проведения исследования. Результаты позволяют диагностировать патологии зрительного пути у пациентов нейроофтальмологической области.
Вот как видит человек.
Топографическое картирование биопотенциалов мозга головы по ЗВП
Топографическое картирование биопотенциалов мозга головы по ЗВП многоканально записывает биопотенциалы с различных областей мозга: теменной, лобной, височной и затылочной. Итоги исследования передаются на экран монитора в качестве топографических карт в цвете, который варьируется от красного до синего. Благодаря топографическому картированию показывается амплитудная величина потенциала ЗВП в офтальмологии. Что это, мы пояснили.
На голову пациента надевается специальный шлем с шестнадцатью электродами (такой же, как для ЭЭГ). Производится установка электродов на коже головы в конкретных точках проекции: теменной, лобной над левым и правым полушариями, височной и затылочной. Обработка и регистрация биопотенциалов производится при помощи электрофизиологических специализированных систем, например, «Нейрокартографа» от фирмы «МБН». Посредством данной методики становится возможным проведение электрофизиологического дифференциального диагноза у пациентов. При ретробульбарном неврите острой формы, наоборот, отмечается биоэлектрическую активность, получающая выражение в области затылка, и практически полное отсутствие возбуждённых участков в лобной доле мозга.
Диагностическое значение вызванных зрительных потенциалов при различных патологиях
В физиологических и клинических исследованиях, если острота зрения достаточно высокая, лучше всего применять метод регистрации физического ЗВП на реверсию.
В клинико-физиологических исследованиях при достаточно высокой остроте зрения предпочтительнее использовать метод регистрации физического ЗВП на реверсивные шахматные паттерны. Данные потенциалы довольно стабильны в плане амплитудных и временных свойства, хорошо воспроизводимы и отличаются чувствительностью к различным патологиям в зрительных путях.
На вспышку же ЗВП отличаются большей вариативностью и меньшей чувствительностью к изменениям. Данный метод используется при серьёзном снижении остроты зрения у пациента, отсутствии у него фиксации взгляда, при внушительном помутнении глазных оптических средств, нистагме выраженного характера и у маленьких детей.
В тесте на проверку зрения задействованы следующие критерии:
- отсутствие ответной реакции либо большое понижение амплитуды;
- более длинная латентность всех кульминационных моментов потенциалов.
Записывая вызванные зрительные потенциалы, необходимо брать в расчёт норму по возрасту, особенно это касается исследования детей. Интерпретируя сведения регистрации ЗВП в раннем детском возрасте с патологиями зрительных путей, следует учитывать характерные особенности электрокорковой реакции.
Выделяются две фазы в развитии ЗВП, которые регистрируются ответно на паттерновую реверсию:
- быстрая – от рождения и до шести месяцев;
- медленная – от полугода и до пубертатного периода.
Уже в первые дни жизни у детей регистрируются ЗВП.
Топическое диагностирование патологий головного мозга
Что показывает ЭЭГ? На хиазмальном уровне патология зрительных путей (опухоли, травмы, оптохиазмальный арахноидит, демиелинизирующие процессы, аневризмы) наблюдается понижение амплитуды потенциалов, латентность увеличивается, отдельные элементы ЗВП выпадают. Происходит нарастание изменений в ЗВП одновременно с прогрессированием поражения. В патологический процесс вовлекается прехиазмальный район зрительного нерва, что подтверждается офтальмоскопически.
Ретрохиазмальные патологии отличаются межполушарной асимметрией зрительных потенциалов и лучше прослеживаются при многоканальном типе записи, топокрафическом картировании.
Хиазмальные поражения характеризуется асимметрией ЗВП перекрещенного характера, выражающейся в значительных изменения биопотенциалов в мозге на противоположной стороне от глаза, обладающего сниженными зрительными функциями.
Во время анализа ЗВП нужно учитывать и гемианопические выпадения зрительного поля. В связи с этим при хиазмальных патологиях стимуляция светом половины поля зрения увеличивает чувствительность метода, позволяющего выявить различительные признаки между дисфункцией в волокнах зрения, которые идут от носовой и височной частей обеих глазных сетчаток.
На ретрохиазмальном уровне дефектов зрительных путей (пучок Грациоле, зрительный тракт, зрительная область коры мозга головы) наблюдается дисфункция одностороннего характера, проявляющаяся в виде неперекрещенной асимметрии, которая выражается в патологических ЗВП, имеющих одинаковые показатели при стимулировании каждого глаза.
Причина, по которой снижается биоэлектрическая активность нейронов в центральных областях зрительных путей, - гомонимные дефекты зрительного поля. Если они производят захват макулярной области, то во время стимулирования половины поля изменяются и получают форму, которая характерна для центральных скотом. Если первичные зрительные центры сохраняются, то ЗВП могут иметь нормальные показатели. Еще что показывает ЭЭГ?
Патологии зрительного нерва
Если в зрительном нерве имеются патологические процессы, то наиболее характерным их проявлением становится повышение латентности основного компонента ЗВП Р 100.
Неврит зрительного нерва со стороны поражённого глаза вместе с увеличением латентности характеризуется снижением амплитуды потенциалов и изменением компонентов. То есть центральное зрение нарушено.
Зачастую производится регистрация W-образного компонента Р 100, связанной со снижением функционирования аксиального пучка волокон нервов в составе зрительного нерва. Болезнь прогрессирует наряду с увеличением времени латентности на тридцать-тридцать пять процентов, уменьшением амплитуды и формальными изменениями компонентов ЗВП. Если воспалительный процесс затихает в зрительном нерве, а зрительные функции повышаются, то форма ЗВП и амплитудные показатели нормализуются. Временные характеристики ЗВП остаются увеличенными на протяжении двух-трёх лет.
Неврит зрительного нерва, который развивается на фоне рассеянного склероза, определяется ещё до выявления клинических симптомов заболевания по изменениям, происходящим в ЗВП, что говорит о раннем вовлечении зрительных путей в патологический процесс.
Поражение зрительного нерва одностороннего характера при этом обладает весьма значительными различиями в латентности компонента Р 100 (двадцать одна миллисекунда).
Передняя и задняя ишемия зрительного нерва из-за острого дефекта артериального кровообращения в тех сосудах, которые его питают, сопровождаются со стороны больного глаза ощутимым уменьшением амплитуды ЗВП и не слишком высоким (на три миллисекунды) увеличением латентности Р 100. При этом показатели ЗВП здорового глаза обычно остаются в норме.
Застойный диск на начальной стадии характеризуется понижением амплитуды зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) умеренного характера и небольшим ростом латентности. Если заболевание прогрессирует, то нарушения получают ещё более ощутимое выражение, что полностью соответствует офтальмоскопической картине.
При атрофии зрительного нерва вторичного типа после перенесения ишемии, неврита, застойного диска и иных патологических процессов также наблюдается понижение показателей амплитуды ЗВП и расширение времени латентности Р 100. Такие изменения могут характеризоваться разной степенью выражения и появляться вне зависимости друг от друга.
Патологические процессы в сетчатке и хориоидеи (серозная центральная хориопатия, многочисленные формы макулопатии, макулодистрофии) способствуют росту периода латентности и уменьшению амплитуды потенциалов.
Зачастую не наблюдается корреляция между понижением амплитуды и увеличением длины латентности потенциалов.
Вывод
Итак, можно сделать вывод о том, что хотя способ анализа ЗВП не относится к числу специфичных при определении какого-либо патологического процесса зрительного пути, он применяется для раннего диагностирования в клинике разного рода заболеваний глаз и уточнения степени и уровня поражения. Особое значение имеет тест на проверку зрения и в офтальмохирургии.