Badania elektrofizjologiczne narządu wzroku VEP, ERG, elektroookulografia (EOG) i elektroretinografia (ERG)

W XX wieku dokonał się ogromny postęp doświadczalnej i klinicznej elektrofizjologii. Osiągnięcia techniki umożliwiły precyzyjną rejestrację i dokładną analizę potencjałów elektrycznych, nawet o bardzo niskim lub śladowym woltażu. Aby jednak dotrzeć do początków badań należy cofnąć się aż o półtora wieku. W 1849r. Bois-Reymont jako pierwszy wykrył potencjał spoczynkowy między tylnym a przednim biegunem oka nie poddawanego stymulacji. W 1865r. Holmgren zarejestrował odmienności w potencjale elektrycznym oka powstającym pod wpływem drażnienia światłem, a w 1880r. Kühn i Steiner wykazali, że potencjał czynnościowy powstaje w siatkówce. Intensywne badania nad elektrofizjologią oka i widzenia zapoczątkowali fizjolodzy po publikacjach Granita w 1937r. (nagroda Nobla 1967r.), a klinicyści w 1945r. Pionierem badań klinicznych był Karpe. Obecnie doświadczalne i kliniczne badania wykonuje się w wielu pracowniach na świecie. 

Z uwagi na niejednakowe warunki techniczne uzyskiwane wyniki mogą nie być porównywalne i dlatego zaleca się, by każda pracownia wypracowała sobie własne normy. Międzynarodowe Towarzystwo Klinicznej Elektrofizjologii Wzroku (International Society for the Clinical Electrophysiology of Vision, ISCEV, www.iscev.org ) w 1989r. po raz pierwszy opublikowało zalecane warunki wykonywania elektroretinografii całopolowej (ERG), a w 1992 r. – elektrookulografii (EOG). Później podobne regulacje ustalono dla wzrokowych potencjałów wywołanych, a ostatnio (2007r.) dla stymulacji wieloogniskowych. Mają one umożliwić porównywanie wyników badań wykonywanych w różnych pracowniach. Z uwagi na nieustanny szybki rozwój techniki i nabywanie nowych doświadczeń klinicznych podane standardy są co cztery lata weryfikowane [11] [13].

Wynik elektrookulografii nazywa się elektrookulogram, a elektroretinografii – elektroretinogram. Stosuje się analogiczne jak dla określania technik skróty: EOG, ERG.

Rejestrację ERG powinno się rozpoczynać od badania czynności pręcików, ponieważ one są najbardziej wrażliwe na adaptację do światła. Można stosować błysk niebieski, ale standard zaleca błysk biały (SF – standard flash) i filtr 24 dB. Przerwy między błyskami powinny trwać przynajmniej dwie sekundy. Następnie wywołuje się odpowiedź maksymalną stosując biały SF. Przerwy między błyskami powinny trwać 5 sekund. Uzyskuje się w ten sposób odpowiedź mieszaną czopkowo-pręcikową. Zapis potencjałów oscylacyjnych wymaga stosowania filtrów niskiej częstotliwości 75 – 100 Hz i wysokiej 300 Hz. Bodźcem jest SF. Po pierwszej odpowiedzi (błysk „uczulający”) i 15 sekundach przerwy powtarza się stymulację i rejestruje wynik. Aby uzyskać odpowiedź czopków należy zahamować czynność pręcików włączając oświetlenie czaszy Ganzfeld o jasności 17-34 cd· m-2. Słabsze oświetlenie tła należy wybrać gdy stosujemy SF bliższy dolnej granicy zakresu zalecanego przez ISCEV, silniejsze – gdy górnej. Przed rejestracją odpowiedzi czopkowej zaleca się dziesięciominutową adaptację do światła. Warunki przebiegu rejestracji odpowiedzi „flicker” (bodziec migoczący) powinny być takie same jak opisane dla uzyskania odpowiedzi czopkowej. Zalecana częstotliwość to 30 Hz. Analizować należy zapis stabilny, dlatego kilka pierwszych zapisów trzeba pominąć lub należy właściwe badanie poprzedzić kilkusekundowym okresem preadaptacji (stymulacja bez rejestracji wyniku).

W ERG mierzy się amplitudę fal (fali a od linii podstawowej do szczytu fali, fali b od szczytu fali a do szczytu fali b) i „czas-do-szczytu” („time-to-peak” lub „implicit time”, ostatnio dla uproszczenia w opisie ERG stosuje się określenie „latencja”, wcześniej rezerwowane wyłacznie dla potencjałów czynnościowych) od początku stymulacji do szczytu fali. Do badania EOG również zaleca się czaszę Ganzfeld, w której znajdują się w poziomie trzy punkty fiksacyjne widziane pod kątem 30°. W czasie badania punkty zapalają się kolejno, a pacjent śledząc ich czerwone światło wykonuje odpowiednie ruchy oczami bez poruszania głową. Dobra współpraca ze strony pacjenta jest konieczna, dlatego badanie może okazać się trudne lub niemożliwe u dzieci, osób chorych psychicznie lub niechętnych do współpracy.

W EOG mierzy się współczynnik Lp/Dt (najwyższa wartość w fazie jasnej/najniższa wartość w fazie ciemnej), tzw. współczynnik Ardena, latencję („implicit time”) szczytu krzywej w adaptacji fotopowej (czas od początku fazy adaptacji fotopowej do szczytu odpowiedzi) i amplitudę odpowiedzi skotopowej i fotopowej (od linii podstawowej do szczytowej wartości krzywej w ciemności, określaną w mikrowoltach na stopień).

Elektryczna odpowiedź siatkówki odzwierciedla złożoność jej połączeń anatomicznych. Potencjał elektryczny jest generowany na połączeniu fotoreceptorów z nabłonkiem barwnikowym. Stały potencjał nabłonka barwnikowego o wartości około 60 mV jest nazywany potencjałem spoczynkowym siatkówki, ponieważ występuje nawet, gdy siatkówka nie jest pobudzana światłem. Adaptacja oka do światła powoduje wolny wzrost potencjału nabłonkowego. Wywołana światłem zmiana zawartości potasu w przestrzeni podsiatkówkowej wzbudza przepływ prądu na zewnątrz komórek. Zmiany potencjału nabłonkowego są miernikiem jego funkcjonalnej integralności. Metodą pozwalającą na ocenę potencjału spoczynkowego i jego zmian w adaptacji do światła i ciemności jest EOG.

Fotoreceptory, komórki horyzontalne i dwubiegunowe nie generują potencjałów czynnościowych po pobudzeniu światłem, ale wytwarzają wolną, toniczną zmianę potencjału, to znaczy, że błona komórkowa jest albo w stanie hiperpolaryzacji, albo depolaryzacji. Fotoreceptory i większość komórek horyzontalnych są w stanie depolaryzacji w ciemności, a hiperpolaryzacji w świetle.

Bardziej złożona odpowiedź na światło powstaje na poziomie komórek dwubiegunowych, jako że istnieją dwa ich rodzaje: w stanie hiperpolaryzacji lub depolaryzacji. Reagują one na światło odwrotną polaryzacją. Amplituda odpowiedzi wzrasta wraz z intensywnością bodźca.

Komórki amakrynowe tworzą trzy typy połączeń: z innymi komórkami amakrynowymi, z komórkami zwojowymi i wstecznie z dwubiegunowymi. Wytwarzają mieszaninę wolnych, długotrwałych i szybkich, przemijających odpowiedzi na światło i wstecznie hamują komórki dwubiegunowe.

Komórki zwojowe siatkówki są podzielone na podklasy, zgodnie z ich fizjologią. Są one pierwszymi aferentnymi komórkami w narządzie wzroku wytwarzającymi potencjał czynnościowy. Wielkość potencjału czynnościowego jest miernikiem pobudzenia komórek zwojowych.

ERG jest rejestrowanym potencjałem elektrycznym wywołanym przez błysk światła i odbieranym w pewnej odległości, to znaczy z rogówki. Tworzą go różne składowe (fale), które powstają w różnych warstwach siatkówki, odzwierciedlając wywołany światłem potencjał wytworzony przez różne komórki. Kształt i wielkość fal ERG zależą od intensywności i długości fali świetlnej oraz od systemu rejestrującego.

Podstawowe składowe całopolowego ERG:
1. Wczesny potencjał receptorowy (ERP) powstaje w zewnętrznych segmentach fotoreceptorów. Jest to szybkie wyładowanie rejestrowalne jedynie przy skrajnie wysokiej intensywności błysku w oku dobrze zaadaptowanym do ciemności, przy zastosowaniu wzmacniacza wysokiej częstotliwości.
2. Fala a to ujemny potencjał przenoszony od ciał komórek fotoreceptorowych, które ulegają hiperpolaryzacji w odpowiedzi na światło. Jest ona miernikiem aktywności foto-receptorów. Składa się z dwóch komponent: a1 powstającej w komórkach czopko-nośnych i a2 powstającej w komórkach pręcikonośnych.
3. Fala b jest największą składową ERG. Odzwierciedla ona łączną postsynaptyczną aktywność neuronalną warstwy jądrzastej wewnętrznej. Analogicznie jak fala a składa się z dwóch komponent: b1 i b2. Przez wiele lat uważano, że wytwarzają tę falę pobudzone komórki dwubiegunowe, jednak od lat siedemdziesiątych XX w. przeważa pogląd, że fala b powstaje w komórkach Müllera (komórki gleju) i odzwierciedla pozakomórkowy prąd rozprzestrzeniający się dzięki zmianom koncentracji potasu spowodowanym aktywnością depolaryzacyjną komórek dwubiegunowych.
4. Potencjały oscylacyjne to szybkie oscylacje na wstępującym ramieniu fali b ERG wywołanego jasnym błyskiem. Ostatnia oscylacja jest stosunkowo dobrze określona i zwana falą x lub b1. Za przypuszczalne źródło powstawania potencjałów oscylacyjnych uważa się komórki amakrynowe, warstwę splotowatą wewnętrzną i nerw wzrokowy.
5. Fala c jest niskim, wolnym, dodatnim wychyleniem po fali b, chociaż właściwie zaczyna powoli narastać od początku stymulacji światłem. Podstawowym warunkiem powstania fali c jest integralność nabłonka barwnikowego i fotoreceptorów. Rejestracja fali c w warunkach klinicznych jest bardzo trudna, gdyż wymaga stabilnej linii podstawowej przez przynajmniej 1 – 2 sekundy po stymulacji. Dla klinicznej oceny integralności nabłonka barwnikowego i fotoreceptorów łatwiej zastosować EOG.
Prawidłowe wartości amplitudy i czasu kulminacji powinny być ustalone dla każdej pracowni. Należy je określić dla kilku grup wiekowych, ponieważ wraz z wiekiem obserwuje się obniżanie amplitudy fal.

ERG i EOG w dystrofiach i zwyrodnieniach siatkówki

Brak zadawalającego podziału zaburzeń funkcji siatkówki spowodowanych jej dystrofią (choroba uwarunkowaną genetycznie) lub zwyrodnieniem (choroba nabyta). W dalszych rozważaniach dla uproszczenia określenie „zwyrodnienie” zostanie użyte dla opisu obu typów zaburzeń.
W praktyce klinicznej spotykamy się ze zwyrodnieniem plamki lub siatkówki obwodowej, albo z obydwoma tymi procesami równocześnie. Zwyrodnienie obwodowe może obejmować cały obwód lub być ograniczone do kwadrantu lub sektora. Dla rozpoznania ważne jest ustalenie, czy choroba dotyczy pierwotnie pręcików, czopków, czy nabłonka barwnikowego. W zaawansowanym stadium zaburzenia dotyczą najczęściej funkcji wszystkich elementów siatkówki. We wczesnym okresie obserwuje się wybiórcze lub przeważające uszkodzenie pręcików lub czopków, co prowadzi do podziału zwyrodnień na pręcikowe, pręcikowo-czopkowe, czopkowe, czopkowo-pręcikowe [9]. Jeśli pierwotne uszkodzenie lokalizuje się w nabłonku barwnikowym, to zwyrodnienie nazywane jest tapeto-retinalnym.
Prawidłowa klasyfikacja elektrofizjologiczna zwyrodnienia powinna być punktem wyjścia do postawienia właściwego rozpoznania klinicznego.

Dystrofie/zwyrodnienia plamki

ERG całopolowa jest sumaryczną odpowiedzią wszystkich fotoreceptorów. W zwyrodnieniach obejmujących niewielką część siatkówki uzyskany wynik może mieścić się w granicach normy. Jest tak często w chorobach plamki. Dla oceny funkcji plamki bardziej przydatne są pattern ERG i pattern VEP (elektoretinografia i wzrokowe potencjały wywołane zmiennym polem szachownicy) oraz elektroretinografia ogniskowa (focal ERG) lub wieloogniskowa (multifocal ERG), które również pozwalają na dokładniejszą ocenę funkcji siatkówki w przypadku chorób ogniskowych [7].

W zwyrodnieniach plamki najbardziej charakterystyczne zmiany obserwuje się po stymulacji czerwonym błyskiem (obniżenie amplitudy fali b, nieprawidłowe potencjały oscylacyjne). Znamiennie wydłużony czas kulminacji i obniżona amplituda fali b mogą wystąpić po stymulacji białym błyskiem w warunkach adaptacji fotopowej oraz po stymulacji białymi błyskami migoczącymi („flicker”) w warunkach adaptacji skotopowej, szczególnie przy częstotliwościach 30 Hz i wyższych [4] [9].

Okołocentralne zwyrodnienie barwnikowe siatkówki

W przypadku okołocentralnego zwyrodnienia barwnikowego siatkówki (tak zwane „odwrotne zwyrodnienie barwnikowe siatkówki”) występuje znaczne obniżenie amplitudy oraz wydłużenie czasu kulminacji fali b po stymulacjach w warunkach adaptacji fotopowej i skotopowej [16]. Opisywano EOG nieprawidłowy [4] lub prawidłowy [22].

Zwyrodnienia plamki zależne od wieku 

ERG może być prawidłowy lub nieprawidłowy. Ilość nieprawidłowych zapisów
(o obniżonej amplitudzie fali b) wzrasta wprost proporcjonalnie do czasu trwania choroby [9]. Znacznie obniżona jest amplituda fal w odpowiedzi na błysk czerwony, potencjały oscylacyjne są znacznie zredukowane lub nieobecne [4].
EOG u większości pacjentów jest patologiczny.

Żołtkowate zwyrodnienie plamki (choroba Besta)

ERG jest prawidłowy, a EOG patologiczny już u noworodka, co pozwala na wczesne rozpoznanie choroby lub jej braku u członków rodziny, w której występuje. W EOG brak różnicy między amplitudą w ciemności i w świetle. Szczególnie istotny jest brak wzrostu EOG w fazie fotopowej [9]. Niektórzy autorzy podkreślają, że większe nieprawidłowości niż w wolnych oscylacjach EOG w ystępują w przebiegu fali c ERG, która również odzwierciedla stan nabłonka barwnikowego [23].

Zwyrodnienie rodzinne młodzieńcze plamki (choroba Stargardta)

Choroba zaczyna się w obszarze plamki, ale stopniowo zajmuje również siatkówkę obwodową. ERG jest nieprawidłowy zanim jeszcze pojawią się objawy kliniczne. W 1984 r. Stadtler wyróżnił w chorobie Stargardta cztery podtypy:
1. dystrofię plamki pierścieniowatą (łagodne uszkodzenie nabłonka barwnikowego),
2. klasyczną dystrofię centralną Stargardta z lub bez fundus flavimaculatus (żółte plamki) na obwodzie,
3. dystrofię czopków,
4. dystrofię czopkowo – pręcikową.
Ta różnorodność kliniczna powoduje duże zróżnicowanie wyników badań elektrofizjologicznych. Trudno opisać ERG i EOG w tej chorobie bez wyszczególnienia jej podtypów. EOG jest nieprawidłowy w podtypie 1 oraz 3 i 4. W 2 podtypie w większości przypadków mieści się w normie.
ERG w poszczególnych typach choroby:
1. niewielka redukcja amplitudy fali b po stymulacji błyskiem niebieskim w warunkach adaptacji skotopowej,
2. redukcja amplitudy fal a i b odpowiedzi w warunkach adaptacji fotopowej o około 50%, nieznaczna redukcja amplitudy fal a i b odpowiedzi w warunkach adaptacji skotopowej na błysk niebieski,
3. odpowiedź w warunkach adaptacji fotopowej całkowicie wygaszona, a skotopowej zredukowana poniżej 50%,
4. amplitudy fal a i b odpowiedzi w warunkach adaptacji fotopowej obniżone do około 50%, amplituda fali b w odpowiedzi na błysk niebieski w warunkach adaptacji skotopowej zredukowana do około 25% normy [9].
Ze względu na postępujący charakter choroby zmiany w ERG i EOG nasilają się z wiekiem.

Dystrofie czopków

Dystrofie czopków mogą być dziedziczone autosomalnie dominująco, recesywnie lub w sprzężeniu z płcią.
W postępującym zwyrodnieniu czopków odpowiedzi pręcikowe są prawidłowe, a czopkowe znacznie obniżone lub nierejestrowalne tak skotopowe, jak i fotopowe.
Występuje wydłużenie czasu kulminacji z wyraźnym przesunięciem fazowym po stymulacji „flicker 30 Hz”. Dominuje obniżenie amplitudy odpowiedzi na stymulacje o dłuższej fali, ale obserwowano też wybiórcze uszkodzenie czopków reagujących na światło o krótszej f ali. W tym, dziedziczonym autosomalnie dominująco przypadku, jedyną nieprawidłowością w ERG było wydłużenie czasu kulminacji w odpowiedzi na „flicker 30 Hz” [6]. W postaci dziedziczonej w sprzężeniu z chromosomem X obserwuje się obniżenie oscylacji po pobudzeniu błyskiem czerwonym. Opisane zmiany są obserwowane już u kilkuletnich dzieci [19]. Podczas, gdy w postępującym zwyrodnieniu czopków, z wiekiem zmiany w ERG rozwijają się od obniżenia amplitudy do całkowitego wygaszenia fal, szczególnie w badaniu w warunkach adaptacji fotopowej, we wrodzonym zaburzeniu funkcji czopków (achromatopsja) zaburzenia w ERG są obecne od urodzenia [9].
EOG jest prawidłowy we wczesnych stadiach choroby, ale z czasem staje się patologiczny. Obserwowano również przypadki nieprawidłowego EOG przy nieznacznie zaburzonym ERG, co może wskazywać na rolę nabłonka barwnikowego w patogenezie tej choroby.

Zwyrodnienia czopkowo – pręcikowe

Zwyrodnienie czopkowo – pręcikowe przebiega według jednego z trzech wzorców:
1. łagodna, wolno postępująca obwodowa dysfunkcja siatkówki, dotycząca pręcików i czopków,
2. choroba o ostrzejszym przebiegu, zaburzenia dotyczą bardziej czopków niż pręcików,
3. szybko postępująca choroba, w której funkcja czopków jest niemierzalna.
ERG nie jest wygaszony, można uzyskać zapis u wszystkich pacjentów. Odpowiedzi pręcikowe o prawidłowym czasie kulminacji i zredukowanej amplitudzie mogą wykazywać wydłużenie czasu kulminacji w bardziej zaawansowanych stadiach choroby. Amplituda odpowiedzi czopkowej na bodziec migoczący w warunkach adaptacji skotopowej ( „flicker 30 Hz” ) jest zredukowana lub zniesiona, a czas kulminacji znacznie wydłużony [24].

Zwyrodnienia pręcikowo – czopkowe

Wśród zwyrodnień pręcikowo-czopkowych najliczniejszą grupę stanowią różne postacie zwyrodnienia barwnikowego siatkówki (RP). ERG w RP zmienia się od rejestrowalnego do nierejestrowalnego (lub rejestrowalnego tylko przy użyciu filtrów pozwalających zmierzyć niskie, do 1 µV, amplitudy fal [2]).

Przy istnieniu wyraźnych objawów klinicznych ERG jest z reguły wygaszony, czasem istnieje jedynie śladowa funkcja czopków. Zaburzenia dotyczą czynności skotopowej i fotopowej [3]. W diagnostyce istotne jest jak najwcześniejsze wykrycie choroby. ERG umożliwia to już w 1 – 2 roku życia. Prawidłowy ERG w 6 roku życia pozwala przypuszczać, że dziecko nie zachoruje na RP w przyszłości [5].

Według Bersona [5] analiza ERG pomaga również w typowaniu genetycznym. Na przykład u dzieci z RP dziedziczonym w sposób autosomalny dominujący z pełną penetracją genu, ERG wykazuje obniżenie amplitudy i wydłużenie czasu kulminacji fali b odpowiedzi pręcikowej na błysk niebieski w warunkach adaptacji skotopowej, przy prawidłowej lub nieznacznie obniżonej amplitudzie i nieprawidłowym czasie kulminacji odpowiedzi czopkowej („flicker 30 Hz”). W przypadku niepełnej penetracji genu (choroba może nie ujawniać się w każdym pokoleniu) odpowiedź pręcikowa ma amplitudę obniżoną i wydłużony czas kulminacji fali b lub jest wygaszona, a odpowiedź czopkowa o prawi-dłowej lub nieznacznie obniżonej amplitudzie jest znamiennie wydłużona w czasie (przesunięcie kulminacji fali b fali poza linie wyznaczającą następną stymulację). W RP dziedziczonym w sposób autosomalny recesywny lub w sprzężeniu z płcią odpowiedź pręcikowa, jeśli jest oznaczalna, wykazuje przesunięcie w czasie, a odpowiedź czopkowa oprócz znamiennego wydłużenia czasu kulminacji, ma znacznie obniżoną amplitudę.

Amplituda fali a w odpowiedzi na biały błysk w warunkach adaptacji skotopowej jest zredukowana we wszystkich typach RP.
Analiza ERG umożliwia również wykrycie nosicielstwa genu odpowiedzialnego za wystąpienie RP w przypadku choroby dziedziczonej w sprzężeniu z płcią. U kobiet nosicielek genu występuje obniżenie amplitudy fali b w odpowiedzi na biały błysk w warunkach adaptacji skotopowej i/lub wydłużenie czasu kulminacji fali b odpowiedzi czopkowej („flicker 30 Hz”) w jednym lub obu oczach.
ERG nosicielek choroby dziedziczonej w sposób autosomalny recesywny jest prawidłowy [5].

W RP EOG jest patologiczny. Brak zgodności między autorami czy wcześniejsze są zmiany w EOG, czy w ERG [21].

Nietypowe postacie RP

W RP z zachowanym nabłonkiem barwnikowym okołotętniczek ERG jest śladowy [18].
W sektorowym RP amplituda fali b ERG jest zredukowana proporcjonalnie do ubytków w polu widzenia, a czas kulminacji jest prawidłowy [8]. Nie obserwuje się wygaszenia ERG [4].
W okołożylnym zwyrodnieniu siatkówki z pigmentacją w kształcie komórek kostnych EOG jest patologiczny. ERG w łagodniejszej formie choroby ma prawidłowy czas kulminacji fal, a amplitudę odpowiedzi w warunkach adaptacji fotopowej zredukowaną do około 60% i skotopowej zredukowaną do około 50%. W cięższej formie amplitudy obu odpowiedzi są zredukowane do około 25%, czas kulminacji jest znamiennie wydłużony [15].
Formy bez barwnika uważane są za wczesną postać typowego zwyrodnienia [14]. W związku z tym zmiany w ERG i EOG są podobne do występujących we wczesnym RP, a opisanych powyżej.

Zwyrodnienie bielejące punkcikowate siatkówki

Ten typ zwyrodnienia nie powoduje zaburzeń ERG i EOG [4].

Choroideremia

W choroideremii EOG jest subnormalny, a ERG ma wyraźne cechy zwyrodnienia pręcikowo – czopkowego. W zależności od zaawansowania choroby zmiany w ERG są różnie nasilone. Wcześnie ulega wygaszeniu odpowiedź pręcikowa i długo jest zachowana resztkowa funkcja czopków („flicker 30 Hz”). Odpowiedź fotopowa jest śladowa [10].

Zwyrodnienie młodzieńcze rozwarstwiające

Choroba może obejmować tak plamkę, jak i obwód siatkówki. EOG jest zazwyczaj prawidłowy, a ERG już we wczesnym okresie wykazuje prawidłową falę a i znacznie zredukowaną falę b [9] (tzw. ERG negatywny).

Zwyrodnienia pręcików

Zaburzenia funkcji pręcików występują w wielu rozmaitych chorobach dziedzicznych, wrodzonych i nabytych. Najczęściej spotykane to: choroba Ushera, dystrofia miotoniczna, miopatia mitochondrialna, zanik girlandowaty siatkówki, choroba Refsuma, mukopolisacharydozy, niedobory witamin A lub E, leczenie wysokimi dawkami chloropromazyny lub thioridazyny i inne [9] [17].

Zmiany podobne do zwyrodnienia barwnikowego mogą powstać w wyniku chorób infekcyjnych:
– kiła – ERG prawidłowy lub ze zredukowaną amplitudą fal a i b i prawidłowym czasem kulminacji [17],
– toksoplazmoza – przy obustronnym toksoplazmatycznym zapaleniu siatkówki i naczyniówki opisano jednostronne zwyrodnienie barwnikowe powodujące znaczne wydłużenie czasu kulminacji fal ERG, aż do wygaszenia zapisu w oku ze zmianami barwnikowymi i prawidłowy ERG w drugim oku [20],
– różyczka – ERG prawidłowy [17]. 

Podobne zmiany mogą łączyć się z bielactwem. Wtedy nieprawidłowości w ERG są różnie nasilone w zależności od obszarów objętych zaburzeniami pigmentacji. EOG jest prawidłowy lub nadmiernie wygórowany [1] [4].

Wrodzona stacjonarna ślepota zmierzchowa (CSNB)

Dla CSNB charakterystyczny jest brak lub znaczne obniżenia amplitudy fali b odpowiedzi skotopowej, prawidłowa fala a (ERG negatywny), obecność potencjałów oscylacyjnych (chociaż mogą mieć obniżone amplitudy) i subnormalna odpowiedź w warunkach adaptacji fotopowej. W CSNB typu Naugaret obserwuje się redukcję ampli-tudy EOG w adaptacji skotopowej. W CSNB typu Ogushi EOG jest prawidłowy [12].

Piśmiennictwo

1. Albert D.M., Wagoner M.D., Pruett R.C., Nordlund J.J., Lerner A.B.: Vitiligo and disorders of the retinal pigment epithelium. Br. J. of Ophthalmol., 1983, 67, 153-156.
2. Andreasson S.O.L., Sandberg M.A., Berson E.L.: Narrow-band filtering for monitoring low-amplitude cone electroretinograms in Retinitis Pigmentosa. Am. J. of Ophthalmol., 1988, 105, 500-503.
3. Arden G.B., Carter R.M., Hogg C.R., Powell D.J., Ernst W.J.K., Clover G.M., Lyness A.L., Quinlan M.P.: A modified ERG technique and the results obtained in X-linked retinitis pigmentosa. Br. J. of Ophthalmol., 1983, 67, 419-430.
4. Babel J., Stangos N., Korol S., Spiritus M.: Ocular Electrophysiology. Georg Thieme Publishers Stuttgart 1977.
5. Berson E.L.: Retinitis pigmentosa and allied diseases applications of electroretinographic testing. International Ophthalmol., 1981, 4, 7-22.
6. Bresnick G.H., Smith V.C., Pokorny J.: Autosomal Dominantly Inherited Macular Dystrophy with preferential Short-Wavelength Sensitive Cone involvement. Am. J. of Ophthalmol., 1989, 108, 265-276.
7. Fish G.E., Birch D.G., Fuller D.G., Straach R.: A Comparison of Visual Function Tests in Eyes with Maculopathy. Ophthalmology, 1986, 93, 1177-1182.
8. Fulton A.B., Hansen R.M.: The relation of Rhodopsin and Scotopic Retinal Sensitivity in Sector Retinitis Pigmentosa. Am. J. of Ophthalmol., 1988, 105, 132-140.
9. Halliday A.M.: Evoked Potentials in Clinical Testing. Churchill Livingstone, Edinburgh, London, Madrid, Melbourne, New York and Tokyo 1993.
10. Heckenlively J.R., Yoser S.L., Friedman L.H., Oversier J.J.: Clinical findings and common symptoms in Retinitis Pigmentosa. Am. J. of Ophthalmol., 1988, 105, 504-511.
11. Iternational Standardization Committee : Standard for Clinical Electroretinography. Arch. Ophthalmol., 1989, 107, 816-819.
12. Khouri G., Mets M.B., Smith V.C., Wendell M., Pass A.S.: X-linked Congenital Stationary Night Blindness. Arch. Ophthalmol., 1988, 106, 1417-1422.
13. Marmor M.F., Zrenner E.: Standard for Clinical Electro-oculography. Arch.
Ophthalmol., 1993, 111, 601-604.
14. Moszczyńska – Kowalska A., Drobecka – Brydakowa E.: 12-letnie obserwacje nietypowych zwyrodnień barwnikowych siatkówki. Klin. Oczna, 1990, 92, 28-30.
15. Noble K.G.: Hereditary Pigmented Paravenous Chorioretinal Atrophy. Am.J. of Ophthalmol., 1989, 108, 365-369.
16. Noble K.G.: Peripapillary (Pericentral) Pigmentary Retinal Degeneration. Am. J. of Ophthalmol., 1989, 108, 686-690.
17. Pagon R.A.: Retinitis Pigmentosa. Survey of Ophthalmol., 1988, 33, 137-177.
18. Porta A., Pierrottet Ch.,Aschero M., Orzalesi N.: Preserved Para-arteriolar Retinal Pigment Epithelium Retinitis Pigmentosa. Am. J. of Ophthalmol., 1992, 113, 161-164.
19. Reichel E., Bruce A.M., Sandlerg M.A.: An Electroretinographic and Molecular Genetic Study of X-Linked Cone Degeneration. Am. J. of Ophthalmol., 1989, 108, 540-547.
20. Silveira C., Belfort R., Nussenblatt R., Farah M., Takahashi W., Imamura P., Burnier M.: Unilateral Pigmentary Retinopathy Associated with Ocular Toxoplasmosis. Am. J. of Ophthalmol., 1989, 107, 682-684.
21. Sole P., Alfieri R., Kapuściński C., Bacin F., Busiére M., Kantelip B.: Zwyrodnienie barwnikowe siatkówki i jego model doświadczalny. Klin. Oczna, 1980, 82, 437-439.
22. Traboulsi E.I., O’Neill J.F., Maumenee I.H.: Autosomal Recessive Pericentral Pigmentary Retinopathy., 1988, 106, 551-556.
23. Weleber R.G.: Fast and Slow Oscillations of the Electro-oculogram in Best’s Macular Dystrophy and Retinitis Pigmentosa., Arch. Ophthalmol., 1989, 107, 530-537.
24. Yagasaki K., Jacobson S.G.: Cone – Rod Dystrophy Phenotypic Diversity by Retinal Function Testing. Arch. Ophthalmol., 1989, 107, 701-708.

Wzrokowe Potencjały Wywołane (VEP)

Wzrokowe potencjały wywołane (Visual Evoked Potentials) to odpowiedź elektryczna mózgu na bodziec wzrokowy. Stosuje się dwa rodzaje bodźców: biało-czarną szachownicę i wtedy badanie nazywa się stymulacja wzorcem lub pattern VEP i błysk białego światła, co określa się jako stymulacja błyskiem lub flash VEP.

Wzrokowe potencjały wywołane rejestruje się znad okolicy potylicznej mózgu za pomocą naklejonych na skórę głowy elektrod i specjalnego systemu rejestrującego. Wprowadzenie systemów analizy komputerowej umożliwiło wydzielenie potencjałów o niskim woltażu, tzn. wzrokowych, słuchowych i somatosensorycznych z całkowitej aktywności mózgu. System rejestruje, sumuje i uśrednia określone odpowiedzi, co prowadzi do uzyskania czytelnych wyników. Badanie jest niebolesne i nieobciążające dla pacjenta. Trwa od kilku do kilkudziesięciu minut w zależności od sposobu stymulacji. Gdy pacjent nie zgadza się na zasłonięcie jednego oka bada się oboje oczu równocześnie. Można wtedy ocenić czynność korową, ale nie można porównać funkcji prawego i lewego oka.

Do badania flash VEP konieczny jest stymulator, w którym błyska białe światło. Ma on kształt dużej czaszy, tzw. Ganzfeld lub małej, trzymanej w ręce i bezpośrednio zbliżanej do oka, tzw. mini Ganzfeld. Ręczny stymulator jest wygodniejszy do badania małych dzieci lub dzieci z przymusowym ułożeniem ciała, które nie mogą być przybliżone do dużej czaszy.

Do badania pattern VEP, czyli stymulacji wzorcem wyświetla się na ekranie monitora biało-czarną szachownicę, której pola zmieniają kolor z białego na czarny i odwrotnie ze stałą częstotliwością. Najczęściej stosuje się częstotliwość 1,6 Hz, co pozwala na uzyskanie odpowiedzi korowej o wyraźnie zdefiniowanych załamkach, tzw. transient VEP, odpowiedź typu przejściowego. Kontrast między polami zbliżony jest do 100%. Każdy pacjent badany jest kilkoma szachownicami o różnej liczbie pól. Duże pola widziane są pod większym kątem niż małe. Im mniejszy wymiar kątowy kratki szachownicy, tym badany obszar siatkówki jest mniejszy i zlokalizowany bliżej dołeczka plamki. W ten sposób można ocenić czynność środkowego obszaru siatkówki, najistotniejszego dla dobrego widzenia. Przy większych częstotliwościach zmian koloru pól powstaje sinusoidalna odpowiedź „stałego stanu” tzw. steady-steate pattern VEP. Gdy dziecko ma kłopoty ze skupieniem uwagi na monitorze można stosować naprzemienne włączanie i wyłączanie wzoru zamiast wzoru odwracalnego (pattern on-off).

W krzywej przejściowego pattern VEP wyróżnia się kilka wychyleń ujemnych i dodatnich (w dół i w górę). Najistotniejszym dla widzenia i świadczącym o czynności kory wzrokowej załamkiem w tym zapisie jest tzw. P100 – dodatnie wychylenie pojawiające się około 100 milisekund od początku stymulacji. Dla tego załamka określa się amplitudę, czyli jego wysokość mierzoną od poprzedzającego wychylenia ujemnego i latencję, czyli czas od początku stymulacji do szczytu wychylenia. Każda pracownia elektrofizjologiczna musi wypracować własne normy latencji i amplitudy z uwzględnieniem wieku pacjenta i rodzaju stymulacji. Odpowiedź wzrokowa jest tym lepsza im amplituda P100 jest wyższa a latencja krótsza.

VEP można badać w każdym wieku. Do stymulacji błyskowej noworodków i niemowląt wygodne są specjalne zakładane na oczy gogle wyzwalające światło niezależnie do każdego oka. Można stymulować błyskami normalnej jasności w czaszy lub dużej jasności za pomocą ręcznej lampy błyskowej. Ten ostatni sposób jest stosowany gdy dziecko ma mocno zaciśnięte oczy lub gdy wcześniejsza stymulacja światłem normalnej jasności nie wywołała odpowiedzi wzrokowej.

W odpowiedzi na błyski światła (flash VEP) powstaje krzywa o wielu dodatnich i ujemnych wychyleniach, której kształt związany jest z rozprzestrzenianiem się bodźca wzrokowego w mózgu od ośrodków wzrokowych od kojarzeniowych, podkorowych, słuchowych, węchowych i innych powiązanych funkcjonalnie ze złożonym odbiorem wrażeń wzrokowych. W tej krzywej ocenia się przede wszystkim najwyższe dodatnie wychylenie, którego szczyt znajduje się około 120 milisekundy od początku stymulacji (P2).

Wzrokowe potencjały wywołane odzwierciedlają czynność drogi wzrokowej od nerwu wzrokowego do kory mózgowej. Pattern VEP pośrednio odzwierciedla czynność plamki siatkówki i dzięki temu umożliwia szacunkową ocenę ostrości wzroku. Odpowiedzi po stymulacji błyskami, tzn. flash VEP dostarczają ogólnej informacji o integralności drogi wzrokowej i rozprzestrzenianiu się bodźca w mózgu.

Zastosowanie potencjałów wywołanych to: diagnostyka różnicowa chorób nerwu wzrokowego i plamki siatkówki, ocena stanu funkcjonalnego narządu wzroku pacjentów z organicznymi lub funkcjonalnymi chorobami ośrodkowego układu nerwowego, gruczołów wydzielania wewnętrznego, metabolicznymi, wywołanymi przez toksyny endo- lub egzogenne oraz obserwacja rozwoju widzenia u dzieci. Przede wszystkim badane są dzieci, których widzenie trudno ocenić powszechnie stosowanymi metodami z powodu trudnego kontaktu, niedorozwoju fizycznego, intelektualnego lub emocjonalnego, ograniczeń ruchowych itp.

Stymulacja błyskami światła nie pozwala na ocenę ostrości wzroku, ale wyłącznie na określenie „widzi-nie widzi”, czyli stwierdzenie istnienia funkcjonalnego połączenia między siatkówką i korą wzrokową. Można określić wielkość odpowiedzi korowej, znaleźć cechy zaniku nerwu wzrokowego lub nieprawidłowej mielinizacji i obserwować w kolejnych badaniach zachodzące zmiany. Krótki czas wykonania jest istotną zaletą tego typu stymulacji, szczególnie w przypadku małych dzieci, chorych upośledzonych umysłowo lub w złym stanie ogólnym. U dzieci z wodogłowiem i mózgowym porażeniem dziecięcym flash VEP obrazują różny stopień upośledzenia funkcji narządu wzroku od obniżenia amplitudy odpowiedzi korowej do całkowiteg o braku odpowiedzi. Prawidłowa odpowiedź na błyski u dziecka z wrodzonym oczopląsem, ale prawidłową czynnością siatkówki, nerwu wzrokowego i kory wzrokowej wskazuje na to, że oczopląs nie jest pochodzenia ocznego. Przyczyną słabego widzenia mogą być różne zaburzenia rozwojowe. We wrodzonej nieprawidłowej mielinizacji odpowiedzi z obu oczu i obu półkul mózgu nie mają równoległego przebiegu z powodu różnej prędkości przewodzenia w różnych włóknach nerwowych. Niskie amplitudy flash VEP to konsekwencja zmian zanikowych w korze potylicznej lub niedorozwoju względnie zaniku nerwu wzrokowego.

Gdy lęk przed badaniem powoduje, że dziecko płacze, wierci się, zrywa z głowy elektrody i zaciska oczy, to można badać w tzw. płytkiej sedacji, czyli po uspokojeniu dziecka odpowiednio dobraną niską dawką leku nasennego, który wycisza reakcje lękowe, ale nie powoduje senności.

Ze względu na stopień współpracy w czasie badania można podzielić pacjentów na współpracujących, słabo współpracujących i nie współpracujących aktywnie lub biernie. Do słabo współpracujących zaliczamy niewidomych, bojaźliwych, nieufnych, niecierpliwych, upartych, nieuważnych, upośledzonych umysłowo w niewielkim stopniu, z niskim ilorazem inteligencji, symulujących. Małe dzieci są najczęściej pacjentami nie współpracującymi w sposób aktywny gdyż są nadmiernie ruchliwe, płaczliwe, nastawione negatywnie. Nie współpracują biernie pacjenci w stanie ograniczonej świadomości, śpiący, głęboko upośledzeni umysłowo, z porażeniem ruchowym.

Dzieci spokojne nie sprawiają kłopotu i badanie trwa krótko. Dziecko początkowo zainteresowane tym, co dzieje się wokół niego, po rozpoczęciu badania patrzy się już wyłącznie na błyskające w czaszy stymulatora światło.

Przy badaniu pacjentów aktywnie nie współpracujących konieczne są cierpliwość i czas. Dąży się do ograniczenia aktywności ruchowej przez zajęcie rączek zabawką, buzi butelką lub smoczkiem, odwrócenie uwagi od procesu badania opowiadaniem bajek, śpiewaniem piosenek, dźwiękami ulubionej pozytywki itp. Ogromną pomocą służą lekarzowi opiekunowie dziecka, którzy najlepiej znają jego przyzwyczajenia i nastroje. Niektóre dzieci trzeba badać w płytkiej sedacji, gdy śpią naturalnym snem lub nawet w znieczuleniu ogólnym z zastosowaniem leków, które nie osłabiają aktywności kory wzrokowej. W szczególnie trudnych sytuacjach rezygnuje się z badania lub przekłada się je na inny dzień. Badanie pacjentów biernie nie współpracujących wymaga dostosowania warunków badania do możliwości pacjenta, we współpracy z jego opiekunem i stosowania niestandardowych metod.

Wiele poza chorobowych czynników wpływa na wynik badania VEP. Najważniejsze przy badaniu wzorcem to nie wyrównana wada refrakcji, niedostateczna fiksacja, brak skupienia uwagi, oczopląs, wzmożone napięcie mięśniowe, nieprzezroczyste ośrodki optyczne, wiek pacjenta, wielkość i rodzaj stymulacji. Badanie błyskami dostarcza bardziej ogólnych informacji i nie jest tak czułe na warunki zewnętrzne. Jednak nadmierne napięcie mięśniowe, oczopląs i wąska źrenica mogą wymuszać badanie w sposób nie-standardowy i utrudniać przez to jego właściwą interpretację. Dzięki pattern VEP można oszacować ostrość wzroku u dzieci nie współpracujących w czasie badania innymi metodami z powodu wieku, niedorozwoju albo braku chęci. Uzyskanie odpowiedzi o wysokiej amplitudzie nawet po stymulacji szachownicami o małych polach świadczy o dobrej czynności plamki siatkówki i dostarcza informacji, że dziecko potrafi rozróżniać drobne szczegóły, co jest istotną wskazówką dla osób prowadzących rehabilitację dziecka. Prawidłowe odpowiedzi na szachownice o średniej wielkości pól i zredukowane na szachownice o małych polach świadczą o tym, że dziecko widzi, ale może mieć problemy z rozróżnianiem drobnych szczegółów.

Gdy występuje zez dla blokowania oczopląsu zasłonięcie jednego oka nasila oczopląs i pogarsza widzenie. Dowodem na to jest wyraźnie wyższa amplituda odpowiedzi przy patrzeniu obuocznym w stosunku do każdego z oczu badanego oddzielnie. W takiej sytuacji trudno też ocenić czy występuje niedowidzenie, czyli czy któreś z oczu widzi słabiej. Wyniki VEP weryfikują wtedy badanie ostrości wzroku, które bywa trudne i budzi wątpliwości z powodu słabej współpracy ze strony dziecka.

Weryfikując ostrość wzroku za pomocą VEP można jednoznacznie stwierdzić, że jeżeli amplituda pattern VEP jest w normie dla wieku, to ostrość wzroku powinna być prawidłowa. Jeżeli można uzyskać odpowiedź flash VEP, to pacjent ma przynajmniej poczucie światła. Dziecko widzi najlepiej w tej korekcji okularowej, w której odpowiedź wzrokowa ma najwyższą amplitudę P100. Badanie dzieci w i bez okularów jest bardzo ważne, ponieważ wielu rodziców ma wątpliwości, czy słabo widzące dziecko musi mieć korekcję wady wzroku i czy to ma sens w warunkach, gdy okulary mogą być potencjalnym źródłem urazu. W tych przypadkach rozstrzyga wynik VEP.

Trzeba jednak koniecznie pamiętać, że dziecko z licznymi wadami i problemami rozwojowymi dotyczącymi ośrodkowego układu nerwowego może mieć nie tylko kłopoty z rejestracją wrażeń wzrokowych, ale przede wszystkim z ich świadomą analizą, kojarzeniem, zapamiętywaniem i odtwarzaniem. Dlatego może „patrząc nie widzieć”, tak jak to się dzieje u ludzi zdrowych w stanie głębokiego zamyślenia, medytacji i oderwania od rzeczywistości. Rehabilitacja tej grupy dzieci ma największą szansę powodzenia, ponieważ należy je tylko nauczyć korzystania z posiadanego widzenia.

W sytuacji głębokiego upośledzenia umysłowego i fizycznego badanie wzrokowych potencjałów wywołanych jest jedynym sposobem aby dowiedzieć się czy dziecko widzi i jakie jest przypuszczalne rokowanie co do dalszego rozwoju funkcji wzroku.

U dorosłych podstawowymi wskazaniami do badania VEP są zaburzenia widzenia o nieokreślonej etiologii. Na podstawie VEP można różnicować zaburzenia czynnościowe od organicznych i symulowanych. Pattern VEP w połączeniu z pattern ERG, czyli elektroretinografią po stymulacji wzorcem, której wynik wiąże się z aktywnością komórek zwojowych głównie okolicy plamki, jest ważnym narzędziem w różnicowaniu chorób nerwu wzrokowego i plamki siatkówki. Ze względu na możliwość oceny funkcji komórek zwojowych pattern ERG ma największe zastosowanie we wczesnej diagnostyce jaskry.

Na podstawie pattern VEP można również podejrzewać zaburzenia widzenia spowodowane procesami chorobowymi mózgu, a nawet wstępnie lokalizować ognisko chorobowe w stosunku do przebiegu dróg wzrokowych (przed lub za skrzyżowaniem wzrokowym, w prawej lub lewej półkuli mózgu itp.). Wyniki VEP często są podstawą do podjęcia odpowiedniego postępowania diagnostyczno-leczniczego lub do jego zaniechania. Odstąpienie od obciążającego i zbędnego leczenia okulistycznego w przypadku zaburzeń symulowanych lub występujących na tle chorób psychicznych to podwójna korzyść dla pacjenta: nie otrzymuje niepotrzebnych i nieskutecznych leków i szybciej trafia do właściwego specjalisty.

We współpracy okulisty z neurologami i neurochirurgami istotne jest określenie wpływu zmian ekspansywnych, szczególnie małych, na drogi wzrokowe i ryzyka uszkodzenia widzenia. Wynik VEP w tych przypadkach może być decydujący w ustaleniu trybu postępowania, rozległości planowanego zabiegu i obserwacji pooperacyjnej.

VEP wieloogniskowe próbuje się zastosować jako obiektywizację zmian w polu widzenia. W zestawieniu z wieloogniskową ERG pozwalają na lokalizację patologii (nerw wzrokowy, drogi wzrokowe lub siatkówka). Badania wieloogniskowe wymagają jednak bardzo dobrej współpracy z pacjentem i stabilnej fiksacji. Z tego powodu mają ograniczone zastosowanie w grupie pacjentów, w której byłyby najpotrzebniejsze: u dzieci i osób słabo współpracujących przy badaniu pola widzenia.