Örebro universitet Hälsoakademin
Biomedicinsk laboratorievetenskap fördjupning fysiologi
BMLV C, Biomedicinsk laboratorievetenskap, Examensarbete, 15 högskolepoäng VT 2009
Undersökning av symmetri/asymmetri av VEP
(visual evoked potentials) hos friska
försökspersoner: insamling av referensmaterial
för diagnostik av albinism.
Författare: Hedda Lindberg Handledare: Thomas Andersson
Nyckelord: VEP, Chiasma opticum, Asymmetri, Albinism
Denna studie gick ut på att genomföra VEP (visual evoked potentials) hos friska
försökspersoner med aviskt att undersöka synnervskorsningen (chiasma opticum). Vid VEP stimuleras synnerven till aktivitet vilken därefter kan avläsas via elektroder över syncortex. Vid chiasma opticum korsar en del av fibrerna från varje synnerv över till den andra sidan av hjärnan. De fibrer som korsar är de som kommer från näthinnans mediala delar medan de som inte korsar kommer från näthinnans temporala delar. Albinism är en sjukdom som påverkar synnerven framförallt i chiasma opticum, vilket leder till en avvikande korsning av fibrerna (oliksidig asymmetri). Vid oliksidig asymmetri korsar även temporala fibrer vid chiasma opticum. Syftet med studien var att utföra VEP anpassat för frågeställningen albinism hos friska försökspersoner. Detta skulle sedan användas som referensmaterial för att underlätta diagnostiken av albinism. I studien ingick 21 friska frivilliga försökspersoner. VEP utfördes med tre aktiva elektroder över occipitalloben, elektroderna Oz, O1, och O2 placerades enligt
det internationella 10-20 systemet. Därefter stimulerades ett öga i taget med flash- och pattern reversal stimulering. Kurvorna studerades sedan visuellt samt med en mer kvantitativ metod över pattern reversal kurvorna. Resultatet tydde på att VEP med tre aktiva elektroder var en bra metod för att påvisa om oliksidig asymmetri förekom. Resultatet påvisade att asymmetri förekommer normalt hos samtliga försökspersoner. Denna påvisade asymmetri berodde dock inte på en abnorm chiasma opticum utan berodde på andra yttre faktorer. Studien resulterade i ett referensmaterial som visade att normala försökspersoner bör ha ett VEP med liknande lateralisation för de subtraherade potentialskillnadskurvorna. Både flash och pattern reversal stimuleringen påvisade oliksidig asymmetri hos en försöksperson vardera, emellertid hos olika försökspersoner. Dessa resultat ansågs vara falskt positiva. Flash gav upphov till fler artefakter, därför ansågs den visuella bearbetningen och beräkning av potentialskillnaderna över P100 vid pattern reversal stimuleringen vara en bättre metod för att utesluta diagnosen albinism.
Innehållsförteckning
1.1 Inledning...4
1.2 Ögats anatomi...4
1.3 Visual evoked potentials (VEP)...6
1.4 Albinism...9
1.5 Syfte och frågeställning...9
2. Material och metod...10
2.1 Försökspersoner...10
2.2 Material...10
2.3 Flash stimulering...10
2.4 Pattern reversal stimulering...12
2.5 Analys...12 2.6 Statistik...14 3. Resultat...15 3.1 Pattern reversal...15 3.2 Flash...17 4. Diskussion...19 4.1 Pattern reversal...19 4.2 Flash...21 4.3 Felkällor...21 4.4 Slutsats...24 5. Referenser...25
1. Bakgrund
1.1 Inledning
Den här studien syftar till att undersöka synnerven med visual evoked potentials (VEP). Albinism är en sjukdom som påverkar synnerven framförallt i synnervskorsningen (chiasma opticum) och ger upphov till en oliksidig asymmetri. Oliksidig asymmetri som ses vid albinisms orsakas av att näthinnans temporala axon korsar vid chiasma opticum, vilket de normalt inte gör. I den här studien utfördes VEP för att undersöka utbredningen av VEP över hemisfärerna speciellt med avseende på asymmetri och jämförelse mellan resultat vid
stimulering av höger respektive vänster öga. Studien utfördes på normalt friska
försökspersoner för att ta fram ett normalmaterial som sedan skulle kunna användas som referensmaterial för diagnostik av albinism inom kliniken1.
1.2 Ögats anatomi
Hos människan är ögat en känslig struktur som fångar in ljus och omvandlar det till
nervsignaler som förs till hjärnan för tolkning via N.opticus (synnerven). Ögat byggs upp av ett linssystem framtill där ljuset fångas upp. Linsen och iris (pupillen) är de strukturer belägna frontalt i ögat som justerar ljusinsläppet och ser till att ögat kan fokusera på objekt på olika avstånd. I linsen sker den huvudsakliga brytningen av ljuset. Framför linsen sitter cornea (hornhinnan). På vägen in i ögat är cornea den första struktur som måste passeras av ljuset. I cornea sker också en brytning av ljuset innan det förs vidare in i ögat via den främre
ögonkammaren till linsen och iris.
Bakom linsenoch iris finns ögats inre som till största delen består av en geléliknande massa som kallas corpus vitreum (glaskroppen). Längs bakväggen i ögat finns retina (näthinnan) där de ljuskänsliga fotoreceptorerna finns. Dessa reagerar på ljus och omvandlar det genom flera steg till nervsignaler i N.opticus. Ögat omges utanför retina av Choroidea (åderhinnan) som förser retina med syre och näring. Choroidea omges av en annan hinna, sclera (senhinnan), som är det starka, vita yttersta skiktet av ögat. I figur 1 visas ögats uppbyggnad med dess olika hinnor och strukturer. (1)- (3)
Figur 1. Ögats anatomi. (Lars Olson. Hjärnan. Första upplagan. Kiup; 2009 s59 )
Retina är uppbyggd av flera skikt. Ytterst närmast choroidea finns pigmentepitelet.
Pigmentepitelet har som funktion att se till att ljus som nått hela vägen genom ögat absorberas och inte kan reflekteras tillbaka in i ögat igen. Innanför pigmentepitelet finns flera lager med nervceller. (3)
Fotoreceptorerna sitter i nervcellslagret beläget närmast pigmentcellerna. Fotoreceptorerna består av tappar och stavar. Tapparna används vid dagsljus och människan har tre olika typer av tappar som var och en reagerar kraftigast för rött, grönt respektive blått ljus. Stavarna används vid svag belysning. Fotoreceptorerna fångar in ljuset som passerat in i ögat genom ett ämne som kallas rhodopsin (synpurpur). Då rhodopsin träffas av ljus förändras molekylens struktur, vilket påverkar syncellernas jonkanaler. Detta sätter igång en nervpotential.
Potentialerna förs vidare i flera steg genom retina och når slutligen gangliecellerna vars axon bildar N.opticus. N.opticus är den andra kranialnerven (NII) vars axon leder sensorisk information från näthinnan och synnervsganglierna i ögonen till occipitala delar av hjärnan där tolkningen sker. Synnerverna från båda ögonen går ihop i en struktur som kallas chiasma opticum (synnervskorsningen). Vid chiasma opticum korsar en del av fibrerna från varje synnerv över till den andra sidan av hjärnan och impulserna leds till den kontralaterala
hemisfären. (1) I figur 2 illustreras N.opticus och chiasma opticum. Där visas att de fibrer som korsar är de som kommer från näthinnans mediala delar (närmast näsan) medan de som inte korsar kommer från näthinnans temporala delar. På så vis kommer vänstra synfältet att projiceras till högra hemisfären och tvärtom. (3)
Syncortex är en komplicerad struktur som består av sex olika lager. Signalen från N.opticus mynnar i primära syncortex och därifrån sprids signalen vidare till andra delar av hjärnan för
detalj är fortfarande okänt. Troligtvis delas signalerna upp och bearbetas var för sig i avseende på färg, form och rörelser för att slutligen ge upphov till en helhetsbild. (3)
Figur 2. Chiasma opticum. Här illustreras att neuron från mediala näthinnan korsar, medan temporala neuron går rakt bakåt. ( Lars Olson. Hjärnan. Första upplagan. Kiup; 2009 s70 )
1.3 Visual evoked potentials
Med visual evoked potentials (VEP) kan synfunktionen undersökas. Synsystemet stimuleras så att signaler uppstår i N.opticus och därefter avläses hjärnans elektriska aktivitet med EEG (elektroencephalografi) elektroder. Vid en EEG undersökning placeras elektroder ut över hela skalpen för att avläsa hjärnans elektriska aktivitet. Aktiviteten alstras i nervcellerna i hjärnan. Eftersom nervcellerna ligger sida vid sida kan deras aktivitet adderas och därmed registreras från skallens yta. Vid VEP stimuleras hjärnan till aktivitet vilken därefter kan avläsas över den del av cortex dit signalen går. Vid en VEP undersökning stimuleras ögat med hjälp av olika metoder så att en nervpotential startar i N.opticus.
När syncortex aktiveras kan detta registreras med ytelektroder över occipitalregionen. Stimu-leringen ger upphov till väldigt små EEG-svar i förhållande till bruset, vilket gör att
resultat. VEP används bland annat för att diagnostisera sjukdomar som opticusneurit, multipel skleros och albinism. (4)
VEP utgörs av en serie negativa och positiva potentialer vilka kan beskrivas med latenstid och amplitud. Latenstiden och amplituden påverkas av ett flertal stimuleringsparametrar.
För att uppnå ett så bra resultat som möjligt krävs ett så litet motstånd som möjligt mellan elektroderna och huden på skallen. Impedansen bör inte överstiga 5kΩ. Det är också viktigt att patienten sitter bekvämt och inte spänner sig för att minska artefakterna. (5)-(7)
Elektrodplaceringarna över occipitalloben varierar en del mellan olika studier där allt från en till fem elektroder används. Vilken elektrodplacering som används beror på vilken
analysmetod samt vilken frågeställning det rör sig om. För att undersöka om chiasma opticum har abnorm korsning krävs till exempel minst två elektroder. Elektroderna placeras efter det internationella 10-20 systemet där O1, O2 och OZ många gånger används. Vid registreringen
används alltid en referenselektrod som placeras centralt eller frontalt samt en jordelektrod som placeras på valfri plats. (5)-(6)
Det finns olika metoder för att stimulera ögat vid VEP. En metod som kan användas för stimulering vid VEP är pattern reversal (mönster stimulering). Här krävs koncentration och samarbete från patienten. Vid pattern reversal stimulering används någon typ av skärm med, vanligtvis, ett svart-vitt schackrutemönster. Vid stimuleringen skiftar schackrutorna färg så att svart blir vitt och tvärtom. Det är viktigt att försökspersonen fokuserar på skärmen. I figur 3 visas hur en normal VEP kurva ser ut efter stimulering med pattern reversal. (5)-(7)
En annan metod kallas Flash, där ögat stimuleras med en blinkande stroboskoplampa. Flash kan vara en fördel att använda då patienten har nedsatt syn, svårt att koncentreras sig eller vid samarbetssvårigheter. Kurvorna är beroende av vilken stimulering som utförs och skiljer sig från varandra. Svaren är mer varierande vid flash stimulering.
I figur 4 visas ett normalt VEP efter flash stimulering. Vid både flash och pattern reversal stimuleras ett öga i taget och det är mycket viktigt att det andra ögat täcks över ordentligt annars kan felkällor uppstå. (5)-(7)
Figur 3. Normalkurva för VEP efter pattern reversal stimulering. En negativ våg uppstår efter c:a 70ms (N70) för att därefter följas av en positiv efter 100ms (P100) och tillsist en negativ efter 135ms (N135).
Figur 4. Normalkurva för VEP efter flash stimulering. Flash består av flera positiva och negativa vågor. Först uppstår en liten positiv våg (P1)och därefter en liten negativ våg (N2). Sedan uppstår en stor positiv våg P2 som följs av en stor negativ våg (N3) och därefter en stor positiv våg (P3)
1.4 Albinism
Albinism är en sjukdom orsakad av en förändrad melaninsyntes. Melanin är ett ämne som innehåller pigment, vilket bland annat ger huden, håret och ögonen dess färg. Det finns två
typer av albinism, okulokutan albinism (OCA) där en hypopigmentation av ögon, hud och hår ses. Den andra typen är okulär albinism (OA) där bara ögat är påverkat. Patienterna får synstörningar som till exempel synnedsättning (kraftigt sänkt synskärpa), nystagmus (ögondarrning), fotofobi (ljuskänslighet), nedsatt pigmentering i choroidea och retina samt defekt samseende. Prevalensen av albinism är 1/20000 invånare i Sverige. I Sverige lever omkring 500 personer med albinism. (9) Vid albinism kan man se en abnorm överkorsning av synnervsfibrer i chiasma opticum. En större eller mindre del av de fibrer som kommer från näthinnans temporala delar korsar i chiasma opticum hos individer med albinism, vilket de inte gör hos friska. Detta leder till att patienter med albinism påvisar en oliksidig asymmetri vid VEP. (5), (8)
I en studie från 1994 konstaterades att VEP med flash stimulering är en pålitlig metod för att påvisa albinism. (10) Det har gjorts flera olika studier för att klargöra vilken
stimuleringsmetod som är den bästa. Resultaten från studierna tyder på att fram till sex års ålder är flash stimulering en bättre och känsligare metod, medan över sex års ålder är pattern reversal den bättre metoden. (5), (12) Det finns även andra metoder för att undersöka
synnerven. En alternativ metod till VEP är funktionell magnetic resonance imaging (fMRI). Med denna metod kan organisationen av syncortex kartläggas. Även denna metod går ut på att ögat stimuleras så att en potential startar i N.opticus därefter används MRI teknik för att se hur fördelningen av aktivitet ser ut över hemisfärerna. Vid albinism visar fMRI mer aktivitet i den kontralaterala hemisfären, då flertalet neuron är korsade. I en studie där fMRI och VEP jämförts framkom att VEP var en bättre metod för att diagnostisera albinism. fMRI ansågs vara en sämre metod på grund av att albinogruppen fick svagare svar i syncortex än normalgruppen, vilket kan bero på albinogruppens nedsatta syn. (11)
1.5 Syfte och frågeställning
Syftet med studien är att ta fram ett referensvärdesmaterial för att kunna jämföra med och därmed underlätta diagnostiken av albinism. Frågeställningen i studien är hur ett VEP anpassat för att diagnostisera asymmetri av synnerven (som förekommer vid albinism) ser ut hos normala försökspersoner.
2. Material och metod
2.1 Försökspersoner
I studien ingick 21 frivilliga friska försökspersoner i åldrarna 20-70 år. Könsfördelningen i undersökningsgruppen var 18 kvinnor och 3 män. Innan undersökningen påbörjades
undersöktes försökspersonernas synskärpa i båda ögonen.(Grass, Rosenbaum pocket vision screener). Om försökspersonerna använde glasögon normalt fick dessa även vara på under hela undersökningen. En försöksperson hade mycket dålig syn på ena ögat och uteslöts därför från studien.
2.2 Material
Till studien användes en Viking (Nicolet, Viasys) med programvara för olika undersökningar där bland annat VEP ingår. Elektroderna kopplades in i en förstärkare ansluten till Viking. Stimuleringsapparaturen anslöts också till Viking.
2.3 Flash stimulering
Först genomfördes en flash stimulering varvid denna enhet anslöts i Viking. Därefter kunde elektroderna placeras ut över skallen. Elektrodernas placeringar bestämdes efter det
internationella 10-20 systemet som visas i figur 5. Elektroderna Cz, Fz, Oz, O1 och O2 mättes
ut och markerades med en penna. Cz mättes ut genom att halvera avståndet från nasion (näsroten) till inion (knölen bak i nacken) och halvera avståndet från öra till öra. Härigenom hamnade Cz mitt på huvudet och kunde användas som referens. Därefter mättes Fz ut som användes som jord vid flash stimuleringen. För att markera Fz mättes tio procent av avståndet mellan nasion till inion upp från nasion och markerades med pennan. Sedan halverades avståndet mellan Cz och den markerade punkten för att få fram Fz.
Därefter mättes de tre aktiva elektroderna ut. Oz mättes ut genom att ta tio procent av avstån-det nasion till inion upp från inion och därefter mäta ut mitten. Mitten togs fram genom att halvera avståndet från öra till öra. O1 och O2 kunde sedan mätas ut 5 cm ut från vardera sidan
om Oz (enligt standard metoden för VEP vid diagnostisering av albinism vid Karolinska uni-versitetssjukhuset Huddinge). Innan elektroderna placerades på respektive platser skrubbades huden med en salva för att minska hudmotståndet. Salvan (Skinpure) innehåller små korn som gör att det yttersta fettlagret avlägsnas vilket ger en bättre kontakt yta för elektroden.
Elektroderna fästes med hjälp av en elektrodsalva (Genuine Grass EC2) och en liten
kompress. O1 kopplades till kanal 1, Oz till kanal 2 och O2 till kanal 3 i förstärkningsenheten.
Impedansen kontrollerades innan undersökningen startade och fick inte överstiga 5kΩ. När impedansen låg på en acceptabel nivå placerades ett dubbelt ögonplåster samt en svart ögonbindel över vänster öga. Därefter kunde stimuleringen starta.
Figur 5. Elektrodplaceringarna enligt 10-20 systemet. Vid denna VEP undersökning användes
elektrodplaceringarna Cz, Fz, Oz, O1 och O2. (J. Vernon Odom, Michael Bach, Colin Barber, Mitchell Brigell,
Michael Marmor, Alma Patrizia Tormene, Graham Holder. Visual evoked potentials standard. J documenta ophthalmologica; 2004 108: 118)
Flashlampan placerades 35cm framför försökspersonen. Sedan informerades försökspersonen om att fokusera blicken på lampan. Stimuleringen startade sedan med minst 40 stimuleringar med frekvensen 1,1 Hz. Signalen filtrerades mellan 1-100 Hz. Stimuleringarna fortsatte tills tydliga svar erhållits på skärmen. Ibland krävdes upp till 120 stimuleringar för att få tydliga svar. Därefter flyttades plåsterlappen och ögonbindeln till höger öga för att stimulera vänster öga på samma sätt. Då tydliga svar uppstått även från vänster sida upprepades försöket på samma sätt en gång till för varje öga. Det bästa och tydligaste svaret från varje öga användes sedan för analys.
För att uppnå ett så rättvisande resultat som möjligt studerades VEP kurvorna med ”odd och even”. Detta innebär att svaren efter jämna respektive udda stimuleringar
medelvärdesberäknas var för sig och på så vis kan jämföras. Vid en bra undersökning ska kurvorna ligga så nära varandra som möjligt vid ”odd och even” registreringen. Om kurvorna avvek från varandra i studien genomfördes fler stimuleringar tills kurvorna såg bra ut.
2.4 Pattern reversal stimulering
Vid pattern reversal stimuleringen kopplades Cz om till jord varvid Fz blev referens. Därefter kopplades monitorn med pattern reversal programvaran in till Viking. Monitorn placerades 130cm från försökspersonens ögon. Det icke stimulerade ögat täcktes över på samma sätt som vid flash stimuleringen med ett dubbelt ögonplåster samt en ögonbindel. Därefter
informerades patienten om att fokusera mitt på skärmen där en röd prick var belägen. Stimuleringen startade sedan för höger öga och schackrutorna börjar skifta mellan svart och vitt. Stimuleringen skedde 100 gånger med frekvensen 1,1Hz och filter 1-100 Hz. För att kontrollera försökspersonens medverkan och fokusering studerades denna noggrant under hela stimuleringen. Då undersökningen av höger öga var genomförd utfördes samma
undersökning på vänster öga. Även här kontrollerades kurvorna med ”odd och even” för att få ett så jämt och bra resultat som möjligt. Om 100 stimuleringar inte var tillräckligt kunde stimuleringarna fortsätta tills ett bra resultat uppnåtts.
2.5 Analys
VEP från varje öga bedömdes med avseende att studera symmetrisk/asymmetrisk utbredning över syncortex, alltså om potentialen var lika i de laterala avledningarna eller av högre amplitud över höger eller vänster sida. Vidare jämfördes resultaten i detta avseende vid stimulering av höger respektive vänster öga. Om VEP visade asymmetriska svar med olika lateralisering för höger respektive vänster öga (oliksidig asymmetri) betraktades detta som ett tecken till abnorm överkorsning av fibrer i chiasma opticum.
För att bestämma graden av asymmetri användes en kombination av flera metoder. Vid pattern reversal stimuleringen erhölls tre kurvor, från de tre aktiva elektroderna Oz, O1 och
O2. Kurvan högst upp på rad 1 motsvarar O1 för höger öga. På rad 2 återfinns Oz för höger öga
och på rad 3 finns O2 för höger öga. Se figur 6 där ett exempel från en VEP registrering finns
För att kunna analysera resultaten subtraherades O2 från O1 för varje öga. De erhållna
kurvorna lades på sjunde respektive åttonde raden. Kurvan på rad sju beskriver alltså
potentialskillnaden mellan höger – och vänster hemisfär då höger öga stimulerades samtidigt som kurva åtta beskriver skillnaden då vänster öga stimulerades. Dessa kurvor studerades sedan visuellt för att avgöra om asymmetriska svar förekom hos försökspersonerna, och om eventuell asymmetri gick åt samma eller olika sidor för de båda ögonen(oliksidig asymmetri). Kurva 7 och 8 visas med omvänd polaritet i samtliga figurer. Resultatet bearbetades också med en mer kvantitativ metod genom att beräkna amplituderna i O1 och O2 för respektive öga
och därefter subtrahera dem från varandra.
Amplituden beräknades av programvaran efter att kursorer satts ut på respektive peak av N70 och P100. Detta gjordes för båda ögonen och därefter subtraherades O2 från O1 och
potentialskillnaderna mellan hemisfärerna från respektive öga erhölls. Denna sidoskillnad är dock bara skillnaden i amplituden för P100. Därefter subtraherades differensen för vänster öga med den från höger. Resultatet noll motsvarar att asymmetrin var lika (lika stor och med samma lateralisation) för båda ögonen.
För att få ett relativt mått på asymmetrin beräknades också en kvot mellan de uppmätta potentialskillnaderna och max-amplituden av P100, vilket gav ett värde i procent (relativ asymmetri). Max-amplituden återfanns nästan alltid i Oz.
Tillslut subtraherades även kurva åtta från kurva sju och bildade kurva nio. Avsikten var att undersöka om skillnad förekom generellt över hela kurvan. Här markerades den högsta amplituden och jämfördes med nollnivån av kurvan för att gradera asymmetri. Om ingen asymmetri förekom, eller denna var exakt lika för båda ögonen, skulle kurva nio bli helt vågrät.
Även vid flash stimulering erhölls tre kurvor Oz, O1 och O2 för respektive öga. Dessa
subtraherades på samma sätt som vid pattern reversal stimuleringen. Här bildades en kurva på rad 4 som visar potentialskillnaden mellan höger – och vänster hemisfär vid stimulering av höger öga samt en kurva på rad åtta som motsvarar samma sak vid stimulering av vänster öga. De erhållna kurvorna granskades visuellt med avseende på asymmetri.
Figur 6. Visar ett exempel på en VEP registrering med tre aktiva elektroder. Kurva 1, 2 och 3 motsvarar
stimuleringen av höger öga där kurva 1 motsvarar O1, kurva 2 Oz och kurva 3 O2. Kurvorna 4, 5 och 6 motsvarar
stimuleringen av vänster öga där 4 motsvarar O1, 5 Oz och 6 O2. På rad 7 visas en kurva där O2 för höger öga
har subtraherats från O1 på samma öga och på rad 8 visas motsvarande för vänster öga. Rad 9 är en subtraktion av kurva 7 och 8.
2.6 Statistik
Medelvärde samt standard avvikelse beräknades för potentialskillnaderna för respektive öga samt för skillnaden mellan ögonen och den generella amplitudskillnaden mellan kurvorna. Medelvärdet och standardavvikelsen är mått på den asymmetri som förekommer hos friska.
3. Resultat
3.1 Pattern reversal
Resultatet från pattern reversal stimuleringen illustreras i tabell I. Här ses att asymmetriska svar förekom hos samtliga försökspersoner. Det visuella intrycket delger dock ingen misstanke om asymmetri i chiasma opticum (oliksidig asymmetri) eftersom alla amplitud förändringar går åt samma håll (har samma polaritet).
För att påvisa asymmetri beräknades också skillnaden mellan höger och vänster sidas amplituder över P100 (potentialskillnaden). I kolumnen näst längst till höger i tabell I visas skillnaden mellan ögonen av potentialskillnaden mellan höger och vänster hemisfär. Värden skilda från noll tyder på att asymmetrin är olika stor för höger och vänster öga, dock inte oliksidig.
I figur 7 visas resultatet från pattern -reversal stimuleringen av försöksperson 18. Alla försökspersonernas resultat bearbetades först visuellt där kurvornas form och struktur
studerades. För försöksperson 18 påminner kurva 7 och 8 om varandra i struktur med en viss skillnad i amplitud, vilket visar asymmetri hos denna försöksperson. Tabell I visar också en asymmetri hos försöksperson 18 med en potentialskillnad på 1,3µV för P100. För alla
försökspersoner i studien går amplituderna åt samma håll och liknar varandra i struktur på rad 7 och 8. Den visuella bearbetningen påvisade alltså asymmetri hos samtliga försökspersoner, dock inte oliksidig asymmetri. Detta framgår också i tabell I där den kvantitativa beräkningen återges. I tabellen urskiljs att en av försökspersonerna (nr: 7) påvisar en högre amplitud på ena sidan (i O1 eller O2) oberoende på vilket öga som stimuleras. I studien hittades alltså en
försöksperson med tecken på oliksidig asymmetri vid pattern reversal stimuleringen. Både den absoluta och den relativa amplitud asymmetrin var dock liten hos denna försöksperson. I den högra kolumnen i tabell I visas den generella amplitudskillnaden mellan
stimuleringarna. Den generella amplitud skillnaden hos försöksperson 18 är 2,1µV, vilket också tyder på en asymmetri. Denna mättes genom att placera markörer över den högsta amplituden på kurva 9 samt på basnivån av kurva 9. I två kolumner i tabell 1 anges den beräknade relativa asymmetrin för respektive öga. Denna anges i procent och är 23,1% för höger öga och 14,6% för vänster öga hos försöksperson 18. Den relativa asymmetrin påvisade
Försöksperson Höger ögas amplituder (µV) Relativ asymmetri för höger öga Vänster ögas
Amplituder (µV) asymmetriRelativ för vänster öga Skillnaden mellan Höger och vänster P100 Generell amplitud skillnad O1 OZ O2 Skillnad (O1-O2) O1 OZ O2 Skillnad(O1-O2)
1 4,9 9,7 4,2 0,7 7,2% 6,0 9,4 3,5 2,5 26,6% 1,9 3,5 2 8,1 12,2 4,9 3,2 26,2% 10,0 14,1 5,4 4,6 32,6% 1,3 2,5 3 13,8 14,8 8,9 4,9 33,1% 12,4 13,4 8,5 3,9 29,1% 1,0 3,8 4 2,4 5,9 4,3 -1,9 32,2% 1,3 4,8 3,8 -2,5 52,1% 0,6 0,8 5 7,0 16,0 15,6 -8,6 55,1% 6,2 13,8 12,5 -6,3 45,7% 5,0 1,1 6 7,5 14,2 8,4 -0,9 6,3% 2,1 7,2 2,5 -0,4 5,6% 0,5 3,2 7 4,6 7,5 4,9 -0,3 4,0% 1,6 1,9 1,4 0,2 10,5% 0,1 3,0 8 11,5 12,4 9,7 1,8 14,5% 6,8 9,1 5,2 1,6 17,6% 0,2 2,3 9 8,0 10,6 7,2 0,8 7,5% 5,0 5,5 3,9 1,1 20,0% 0,3 1,8 10 3,6 6,6 4,1 -0,5 7,6% 3,8 6,9 3,8 0 0,0% 0,5 1,2 11 5,9 11,5 5,7 0,2 1,7% 8,5 10,2 4,2 4,3 42,2% 4,1 2,9 12 5,0 7,6 2,6 2,4 31,6% 6,6 8,5 3,8 2,8 33,0% 0,4 1,0 13 17,9 22,4 9,5 8,4 37,6% 18,4 21,9 9,8 8,6 39,3% 0,2 1,7 14 2,8 4,6 4,8 -2 41,7% 2,7 3,1 5,7 -3 52,6% 0,9 1,2 15 12,8 7,9 11,9 0,9 7,0 % 12,0 7,4 12,3 0,2 1,7% 0,7 3,2 16 5,9 6,9 8,2 -2,3 28,0% 5,6 8,1 6,8 -1,2 14,8% 1,1 2,3 17 5,0 8,1 4,0 1 12,3% 4,5 6,2 2,9 1,6 25,8% 0,6 1,8 18 9,0 16,0 12,7 -3,7 23,1% 8,2 17,8 10,8 -2,6 14,6% 1,2 2,1 19 2,7 6,8 6,1 -3,4 50,0% 3,8 7,3 6,8 -3 41,1% 0,4 2,3 20 5,4 7,8 2,2 3,2 41,0% 5,2 9,6 1,1 4,1 42,7% 0,9 2,3 Medelvärde (abs) 2,5 23,4 % 2,6 27,4 % 1,1 2,2 Standard Avvikelse (abs) 2,4 0,2 2,0 0,2 1,3 0,9
Tabell I. Beskriver försökspersonernas resultat vid pattern reversal stimulering av höger respektive vänster öga.
Amplituderna mättes med hjälp av utsatta markörer i spetsen av N70 och toppen av P100. Skillnaden mellan O1
och O2 för respektive öga ses under skillnad. Därefter beräknades skillnaden mellan amplituderna över P100
mellan höger och vänster sida. I kolumnen längst till höger har den generella amplitud skillnaden över hela kurvan tagits fram med hjälp av markörer vid baslinjen samt i den högsta amplituden. Längst ned har medelvärdet och standard avvikelse angivits.
Medelvärdet och standard avvikelsen beräknades och anges längst ned i tabell I. Dessa värden påvisar att någon grad av asymmetri förekommer hos alla försökspersoner.
Figur 7. Visar resultatet från pattern reversal stimuleringen av försöksperson 18. Eftersom amplituderna på kurva 7 och 8 liknar varandra i struktur och går åt samma håll tyder detta på en viss asymmetri, men inte i chiasma opticum.
3.2 Flash
Kurvorna efter flash stimuleringen utvärderades visuellt eftersom mycket störningar förekom. Kurvorna på rad 4 och 8 jämfördes därmed för att undersöka om asymmetri förekom. I figur 8 visas resultatet från flash stimuleringen av försöksperson 18. Här ses tydliga svar med något större amplituder vid stimulering av vänster öga. Då kurva 4 och 8 jämförs ses tydliga likheter mellan kurvornas form med något lägre amplitud vid stimulering av höger öga. Amplituderna går åt samma håll vid stimulering av både höger och vänster öga, vilket gör att oliksidig asymmetri kan uteslutas. Flash stimuleringen gav dock misstanke om oliksidig asymmetri hos en försöksperson (nr: 2). Kurvorna hos försöksperson 2 har skilda amplituder på rad 4 och 8, vilket delger misstanke om oliksidig asymmetri. I figur 9 visas resultatet från försöksperson 2.
Figur 8. Resultatet vid flash stimuleringen av försöksperson 18. Här ses likheter i form för kurva 4 och 8 vilket utesluter oliksidig asymmetri som vid till exempel albinism. Amplituderna skiljer sig åt storleksmässigt vilket tyder på asymmetri.
Figur 9. Resultatet från försöksperson 2, tyder på en oliksidig asymmetri då amplituderna på kurva 4 och 8 har olika polaritet.
4. Diskussion
I denna undersökning har jag studerat VEP med avseende på symmetri/asymmetri över syncortex. En eventuell asymmetri kan vara antingen med samma lateralisation för båda
ögonen, eller med olika lateralisation. Det senare har vi kallat för ”oliksidig asymmetri” och en sådan kan tyda på en abnorm överkorsning av synfibrer i chiasma opticum, som vid albinism.
4.1 Pattern reversal
Det finns flera olika metoder för att utvärdera VEP. (12) Vid pattern reversal stimuleringen i denna studie användes en icke kvantitativ metod där kurvorna studerades visuellt, samt en mer kvantitativ metod där potentialskillnaden för P100 mellan hemisfärerna beräknades. Dessa kompletterade varandra väl och var en tillförlitlig metod för att påvisa asymmetri. Den beräknade amplitudskillnaden mellan ögonen varierade hos försökspersonerna i studien från 0,1-5,0 µV. Detta beskriver alltså att asymmetri förekommer hos samtliga försökspersoner eftersom ingen hamnade på noll. De försökspersoner som uppvisade låga skillnader 0,1-0,5 mycket små skillnader mellan ögonen, vilket kan bedömas som symmetri.
Den visuella undersökningen visade att VEP hade en mer eller mindre asymmetrisk
utbredning hos alla försökspersoner. Alla potentialskillnadskurvor från höger öga liknade dem från vänster. De hade samma polaritet för båda ögonen, och i inget fall förelåg en oliksidig asymmetri. Ett exempel är i figur 7 där kurva 7 och 8 liknade varandra formmässigt, men där kurva 7 har större amplitud.
I tabell I visas den relativa asymmetrin i procent, vilken anger amplitudasymmetrin i procent. Denna ger en klarare bild över asymmetrins storlek. Den relativa asymmetrin påvisar att samtliga försökspersoner hade förekomst av asymmetri då ögonen jämfördes var för sig. Ett högt resultat på den relativa asymmetrin påvisade större asymmetrier. Några försökspersoner hade över 50 % asymmetri, vilket kan bedömas som ganska hög grad av asymmetri.
Försöksperson 10 uppvisade ingen asymmetri vid stimulering av vänster öga (0 %).
Den generella amplitud skillnaden och den beräknade potentialskillnaden över P100 påvisade asymmetri hos samtliga försökspersoner. Den generella amplitudskillnaden blev alltid större än den beräknade skillnaden över P100. Detta kan bero på att de generella skillnaderna mättes
där de största skillnaderna återfanns i kurvorna. Den största skillnaden behövde inte finnas i P100 och därför skiljer sig dessa resultat något.
Vid den kvantitativa metoden beräknades amplituderna för varje öga och jämfördes därefter mellan ögonen med hjälp av en subtraktion. Vid amplitud beräkningarna kontrollerades skillnaden i amplitud för P100 mellan de olika hemisfärerna. Värdena visas i tabell I. Om värdena blev positiva eller negativa för båda ögonen tydde det på liksidig asymmetri. Ett värde på noll motsvarar symmetri. Om denna skillnad var positiv för ena ögat men negativ för det andra tydde resultatet på en oliksidig asymmetri. Inte hos någon försöksperson, med undantag av försöksperson 7, påvisades skillnader som tydde på oliksidig asymmetri. Försöksperson 7 visade en skillnad mellan hemisfärerna på -0,3µV vid stimulering av höger öga och 0,2µV vid stimulering av vänster öga. Dessa skillnader var dock så små
amplitudmässigt att de sannolikt saknar betydelse. Den relativa asymmetrin hos försöksperson 7 var låg, vilket inte tyder på någon oliksidig asymmetri utan snarare en symmetri. Detta tecken på oliksidig asymmetri ansågs därför vara falskt positivt på grund av de små amplitudskillnaderna.
I den här studien fungerade pattern reversal stimulering bra som metod för att påvisa symmetri/asymmetri. Tydliga svar erhölls, där man visuellt såg att oliksidig asymmetri inte förekom hos någon försöksperson. Att metoden fungerade bra i den här studien kan bero på att försökspersonerna var vuxna med relativt god synskärpa samt inga
koncentrationssvårigheter. Eftersom pattern reversal stimulering rekommenderades från 6 års ålder passade denna metod mycket bra för studien. (5)
4.2 Flash
Vid utvärderingen av flash påvisades oliksidig asymmetri hos en försöksperson. Flash stimuleringarna studerades enbart visuellt, då större skillnader förekommer mellan olika individer vid flash stimulering.(6) Detta beskrivs i figur 9 där resultatet från försökspersonen
som misstänktes för en oliksidig asymmetri visas. Det syns tydligt att de subtraherade kurvorna går åt olika håll amplitudmässigt. Detta ansågs som ett sannolikt falskt positivt resultat eftersom pattern reversal stimuleringen var normal.
4.3 Felkällor
Eftersom VEP bygger på att mäta mycket små potentialer krävdes ganska lite för att signalen skulle störas. Orsakerna till asymmetrin i den här studien kan vara små anatomiska skillnader över syncortex eller skallbenet. Syncortex uppbyggnad är individuellt hos alla människor och behöver inte vara helt symmetriskt beläget. Hos vissa kan syncortex ligga lite förskjutet åt något håll, vilket leder till potentialskillnader mellan hemisfärerna. En annan orsak kan vara skallbenets tjocklek. Hos vissa kan skallbenet vara tjockare över den ena hemisfären, vilket leder till större dämpning av signalerna och därmed potentialskillnader.
Andra artefakter som också förekom var till exempel växelströms störningar eller dålig kontakt mellan elektroderna och skallen. För att standardisera undersökningen krävdes därför en impedans lägre än 5kΩ för att starta undersökningen. Därmed kunde dålig kontakt
uteslutas som artefakt. I studien användes också dubbelt plåster och en ögonbindel för att minska risken för att ljus skulle komma in i det icke stimulerade ögat, vilket annars skulle kunna vara en felkälla. Om försökspersonen använde glasögon normalt fick dessa vara på under stimuleringen för att minska risken för felkällor. Ett exempel är om en närsynt person inte använder sina glasögon vid pattern reversal stimuleringen kan skärpan minska, vilket kan påverkar resultatet negativt. Växelströms störningar går inte att göra så mycket åt. Dessa uppstår oftast på grund av omkringliggande apparater. Artefakterna i den studien beror dock mer på försökspersonerna själva, inga växelströmsstörningar förekom under studien.
Försökspersonerna spände sig troligtvis trots uppmaning om att slappna av.
En annan felkälla som förekom vid pattern reversal stimuleringen är precisionen i
mätningarna av P100. Eftersom amplituderna mättes genom att placera cursorer i N70 och P100 så kunde mer eller mindre justeringar sänka potentialskillnaden ytterligare. Det kan eventuellt vara orsaken till det falskt positiva resultatet vid pattern reversal stimuleringen.
Vid både flash och pattern reversal användes fem elektroder med tre aktiva elektroder över occipitalloben. Den enda skillnaden mellan metoderna var placeringen av referenselektroden och jordelektroden. Resultaten från de båda metoderna borde därför se likadana ut i avseende på asymmetri eftersom metoderna avser att mäta samma sak. I den här studien förekom dock små skillnader mellan metoderna vilket kan bero flera olika faktorer. En viktig faktor är försökspersonens förmåga att slappna av och koncentrera sig. Om försökspersonen spänner sig bildas muskelartefakter som försvårar tolkningen. Dessa muskelartefakter skulle kunna vara en möjlig förklaring till att de beräknade amplitud skillnaderna över P100 skiljer sig från den generella skillnaden. Förekom artefakter under registreringen kan dessa ha gett upphov till större skillnader på kurvan och därmed ett falskt resultat vid mätningen av den generella amplituden.
Vid pattern reversal stimuleringen i den här studien erhölls fina kurvor med relativt lite artefakter. Amplituderna var distinkta och därmed lätta att markera ut och bearbeta. Flash stimuleringen gav fler artefakter och var därför svårare att tolka. Några försökspersoner fick mycket störningar vid flash registreringen trots att de försökte slappna av. Detta berodde troligtvis på att ljuset kändes obehagligt, vilket ledde till att försökspersonerna spände sig omedvetet. För att minska störningarna genomfördes alltid två flash stimuleringar per öga. Vid den andra stimuleringen förekom oftast mindre störningar, vilket kan bero på att
försökspersonen då vant sig vid det obehagliga flash ljuset. För att få så korrekta kurvor som möjligt genomfördes oftast fler stimuleringar vid flash. Alla försökspersonen klarade av att genomföra båda stimuleringsmetoderna och erhålla tämligen tydliga svar. Artefakter förekommer dock mer eller mindre hos alla försökspersoner. Eftersom flash stimuleringen gav upphov till fler artefakter ansågs pattern reversal stimuleringen bättre vid den här studien. För att kunna genomföra VEP på barn 0-6år och vuxna med kraftigt nedsatt syn eller
koncentrations svårigheter är dock flash en bra metod.
Ofta diagnostiseras albinism i tidig ålder, vilket gör att valet av normalmaterial kan
diskuteras. Studien omfattar inga barn, vilket kan innebära att resultatet kan ifrågasättas som referensmaterial. Studien ger trots avsaknad av barn en bra inblick i hur VEP-kurvorna bör studeras och bearbetas vid diagnostisering av albinism. Det bör tilläggas att diagnostik med VEP på barn bör jämföras med normalmaterial för barn på grund av att barnens syn inte är
fullt utvecklad som vuxnas. (6) Referensmaterial på barn är något som kan tas fram i kommande studier. Normalmaterialet består av fler kvinnor än män. Betydligt fler kvinnor ställde upp som försökspersoner. Eftersom studien inte avsåg att mäta någon skillnad mellan män och kvinnor utan bara användes för att studera asymmetri bedömdes inte
materialfördelningen ha påverkat resultatet i studien.
En ytterligare faktor som påverkade resultatet var kriterierna för vad som ansågs vara normalt. I studien definieras ett värde på noll som symmetri och därmed normalt. Detta är inte helt korrekt eftersom perfekt VEP sällan genomförs. Ett metodfel kunde ha beräknats för att vidga normalområdet. Detta skulle till exempel kunna ta bort misstanken om oliksidig asymmetri vid pattern reversal stimuleringen.
Resultaten hos försöksperson 2 och 7 som tydde på oliksidig asymmetri anses vara falskt positiva resultat. I andra studier finns liknande resultat där friska försökspersoner påvisade oliksidig asymmetri. I den ena studien från 2000 genomfördes flash stimulering på barn med albinism samt på en kontroll grupp. Här påträffades tecken på oliksidig asymmetri hos flera av barnen i kontrollgruppen. Här trodde man förklaringen till resultatet kunde bero på att barnen antingen var bärare av albinism genen eller på andra yttre faktorer som till exempel dålig impedans. (12) I en annan studie från 2001 hittades återigen friska försökspersoner med tecken på oliksidig asymmetri vid flash stimulering. Här genomfördes även en pattern reversal stimulering som inte tydde på oliksidig asymmetri. Förklaringen till detta troddes kunna vara att pattern reversal bara stimulerar centrala delen retina medan flash också stimulerar mer perifera delar av retina. De trodde också att resultatet kunde bero på olika hastigheter mellan temporala och mediala delar av retina. I deras studie förklarades resultaten som falskt positiva eftersom pattern reversal stimuleringen såg normal ut. (8)
De falskt positiva resultaten i denna studie ansågs vid flash som falskt positivt på grund av att pattern reversal stimuleringen var normal. Det falskt positiva resultatet efter pattern reversal stimuleringen ansågs som falskt på grund av en låg relativ asymmetri samt lågamplitudiga skillnader med ett normalt visuellt utseende.
Funktionell MRI som nämns som en alternativ metod till VEP för att diagnostisera albinism kan kanske vara en utväg om VEP undersökningen får ett oklart resultat. MRI teknik är under utveckling och är kanske en metod som kommer att ta över i framtiden. Än så länge fungerar VEP bra för att diagnostisering av albinism.
4.4 Slutsats
Syftet med studien är att ta fram ett referensvärdesmaterial för att kunna jämföra med och därmed underlätta diagnostiken av albinism inom kliniken2. Resultatet tyder på att VEP med
tre aktiva elektroder fungerar bra för att påvisa om oliksidig asymmetri förekom. Studien påvisade förekomst av asymmetri hos samtliga försökspersoner i studien, men denna asymmetri var inte orsakad av en abnorm fiberkorsning i chiasma opticum. Asymmetrin i studien var ganska betydande och mer eller mindre olika stor för de båda ögonen. Detta beror sannolikt till stor del på tekniska orsaker samt på att syncortex i sig var asymmetriskt beläget. Visuell bearbetning av pattern reversal stimuleringen samt beräkning av potentialskillnaderna över P100 bedöms i denna studie vara en utmärkt metod för att utesluta diagnosen albinism. Flash fungerade också bra som metod men gav upphov till fler artefakter.
Studien resulterade i ett referensmaterial som kan användas inom kliniken2 för diagnostik av
albinism. Referensmaterialet gav en bild av hur VEP kurvorna ska bearbetas och studeras för att påvisa albinism. Hos normala försökspersoner bör ett VEP ha liknande lateralisation för de subtraherade potentialskillnadskurvorna både vid pattern reversal och flash stimulering. Om kurvorna har olika lateralisation tyder det på en oliksidig asymmetri. I studien hittades oliksidig asymmetri hos två försökspersoner, men dessa resultat var sannolikt falskt positiva.
5. Referenser
1. Frederic Martini, Michael Timmons, Robert Tallitsch. Human Anatomy. Fifth edition. Pearson Benjamin Cummings; 2006 408-409.
2. Eric P. Widmaier, Hershel Raff, Kevin T. Strang. Human physiology. Tenth edition. Higher education, New York; 2006 229-238.
3. Lars Olson. Hjärnan. Första upplagan. Kiup; 2009 57-73.
4. Björn Jonson, Per Wollmer. Klinisk fysiologi med nuklearmedicin och klinisk neurofysiologi. Andra upplagan. Liber; 2005 367-369.
5. Colin Binnie, Ray Cooper, Francois Mauguiére, John Osselton, Pamela Prior, Brian Tedman. Clinical Neurophysiology. Second edition. Elsvier; 2004 385-413.
6. J. Vernon Odom, Michael Bach, Colin Barber, Mitchell Brigell, Michael Marmor, Alma Patrizia Tormene, Graham Holder. Visual evoked potentials standard. J documenta ophthalmologica; 2004 108: 115-123.
7. Raymond Cooper, Colin Binnie, Richard Billings. Techniques in clinical neurophysiology. Elsevier, Livingstone; 2005.
8. J.W.R. Pott, N.M. Jansonius, A.C. Kooijman. Chiasmal coefficient of flash and pattern visual evoked potentials for detection of chiasmal misrouting in albinism. Documenta Ophthalmologica 106: 2003 137-143.
9. Kristina Tornqvist, Inger Rosdahl. Ovanligdiagnoser; Albinism.
http://www.socialstyrelsen.se/ovanligadiagnoser/Albinism.htm Publiceringsdatum: 2005-07-04, Version: 2.0.
10. Kathleen Fitzgerald, Gerhard W. The value of flash visual evoked potentials in albinism. J pediatr Ophthalmol Strabismus 1994;31):18-25.
11. A B Morland, M B Hoffmann, M Neveu, G E Holder. Abnormal visual projection in a human albino studied with functional magnetic resonance imaging and visual evoked potentials. J neurol neurosurg psychiatry 2002; 72: 523-526.
12. Fiona Soong, Alex V.Levin, Carol A. Westall. Comparison of techniques for detecting visually evoked potential asymmetry in albinism. J AAPOS 2000; 4: 302-310.
