En jämförelse av kortikal registrering
mellan olika registreringspunkter vid
Somatosensory evoked potentials
Comparison between cortical registration
from different registration markers with
Somatosensory evoked potentials
Författare: Dilip Salian
Vårterminen 2020
Examensarbete: Grundnivå (G2E), 15 högskolepoäng Huvudområde: Biomedicinsk laboratorievetenskap Biomedicinska analytikerprogrammet, inriktning fysiologi BMLV, Examensarbete, 15 högskolepoäng
Institutionen för hälsovetenskaper, Örebro universitet
Handledare: Jonas Persson, Överläkare, Karolinska universitetssjukhuset Metodhandledare: Hannen Letaief Biomedicinsk analytiker, Karolinska universitetssjukhuset
SAMMANFATTNING
Bakgrund- Sensorisk evoked potentials (SEP) är en neurofysiologisk undersökningsmetod som används för att monitorera svarspotentialer från kroppens sensoriska nervsystem efter en sensorisk stimulering. Registreringen av sensorisk evoked potentials sker med små elektriska stimuleringar över en perifer sensorisk nerv och registreras från tre olika registreringskanaler som benämns N9 över plexus brachialis, N13 Erb’s punkt och N20 för det primär sensoriska cortexområdet.
Metod- I denna studie bearbetas data från 20 registreringar för N20-kanalen. Med
registreringen av den klinisk använda standardmontaget C3’-Fz som används vid Karolinska universitetssjukhuset, som jämförs mot nya registreringsmontagen C3’-CPz, Fz CP3-CPz. Stimulering skedde unilateralt över höger nervus medianus på handledsnivå. Syftet med studien var att ta reda på om det fanns någon statistisk signifikant skillnad mellan
standardmontaget C3’-Fz mot de alternativa montagen med avseende på amplitud, duration och latenstid mellan två registreringsomgångar. Den statistiska analysen genomfördes med Wilcoxsons teckenranktest för differenserna av registreringsomgångarna i amplitud, duration och latenstid. Spearmans rangkorrelationstest användes för att visa sambandet mellan
standardmontaget och de nya registreringsmontagen i amplitud.
Resultat- Resultatet visade ingen statistisk signifikant skillnad mellan standardmontaget mot de alternativa montagen för differenserna av amplitud, duration och latenstid mellan de två registringsomgångarna. Korrelationen för amplituderna visade att montaget CP3-Fz hade en starkare grad av samband mot standardmontaget C3’-Fz jämfört med registreringsmontagen C3’-CPz och CP3-CPz.
Slutsats- Slutsatsen av denna studie är att det inte fanns någon statistisk signifikant skillnad i differenserna för amplitud, duration och latenstiderna vid jämförelse av standardmontaget mot de nya alternativa montagen. Dock visade montage CP3-Fz på ett starkare samband mot den klinisk använda C3-Fz jämfört med resterande montage med avseende på amplituden.
Nyckelord: Sensory evoked potentials, sensoriska nervsystemet, amplitud, duration, latenstid. intraoperativ monitorering
ABSTRACT
Background-Sensory evoked potentials (SEP) are a neurophysiological examination method used to monitor electrical response potentials from the body’s sensory nervous system. The registration follows three recording channels throughout the sensory pathway as N9 over plexus brachialis, N13 over cervical vertebrae mentioned as Erb’ point and N20 represented for the primary somatosensory cortex area.
Method- In this study data was collected from 20 registrations for N20 channel. Registration for this study measured the clinical used cortical registration montage at Karolinska university hospital C3’-Fz against new registration montages C3'-CPz, CP3-Fz and CP3-CPz, with
stimulation on the right median nerve at wrist level unilateral. The purpose of the study was to see if there exists any significant difference between the standard montage C3’-Fz against the new alternative registration montages in regard to amplitude, duration and latency after two registration rounds. Wilcoxson’s singed rank test were used to compare the difference in amplitude, duration and latency between registration rounds. Spearman’s correlation test were used to show the correlation between the standard montage and the new registration montages in amplitude.
Result-The result showed no statistical significant difference between the standard montage
and the new alternative montages in amplitude, duration and latency for the two registration rounds. The correlation showed registration montage CP3-Fz with a greater correlation towards the standard montage C3’-Fz compared to registration montages C3’-CPz and CP3-CPz in amplitude.
Conclusions- This study showed no significant difference in amplitude, duration and latency
when it compared the standard montage C3’-Fz against the new alternative montages. The correlation in amplitude showed montage Cp3-Fz with a stronger correlation towards the clinical used registration montage compared to the other new alternative montages.
Keyword: Somatosensory evoked potentials, sensory nervous system, amplitude, duration and latency, intraoperative monitoring.
Innehållsförteckning
1. INTRODUKTION ... 1
1.1 Det perifera nervsystemet ... 1
1.2 Sensorisk känseluppfattning ... 1
1.3 Sensorisk känselinformation ... 2
1.4 Sensoriska nervledningen ... 2
1.5 Evoked potentials ... 4
1.6 SEP-undersökningen ... 5
1.7 SEP inom intraoperativ monitorering ... 6
1.8 Syfte ... 6
1.9 Frågeställning ... 6
2. MATERIAL OCH METOD ... 7
2.1 Urval av försökspersoner ... 7
2.2 Etiska aspekter ... 7
2.3 Metod ... 7
2.4 Statistisk bearbetning ... 10
3. RESULTAT ... 12
3.1 Differenserna mellan amplitud, duration och latenstiden. ... 12
3.2 Amplitud och dess samband mellan registreringsmontagen ... 14
4. DISKUSSION ... 15
4.1 Resultatdiskussion ... 15
4.2 Framgångar med intraoperativ SEP monitorering ... 16
4.3 Metoddiskussion ... 16 4.4 Felkällor ... 17 4.5 Slutsats ... 18 4.6 Slutord ... 18 5. REFERENSER ... 19 6. BILAGOR ... 22 6.1 Bilaga 1 ... 22
1. INTRODUKTION
1.1 Det perifera nervsystemetI kroppens perifera nervsystem (PNS) ingår motoriska, sensoriska och autonoma neuron som ligger utanför det centrala nervsystemet (CNS), och som är associerade med
schwannceller eller ganglionära satelitceller. De perifera nerverna förmedlar efferenta signaler från CNS till effektorgan som muskulatur samt afferenta signaler till CNS från receptorer som registrerar olika stimuli av proprioception, beröring, tryck, kyla, värme eller smärta (1).
De motoriska nervfibrernas cellkroppar är belägna i ryggmärgens framhorn. Dessa axon lämnar ryggmärgen via framroten och förenas vid utträdet ur ryggmärgskanalen med de sensoriska bakrotsaxonen vars cellkroppar lokaliseras i spinalganglier strax utanför ryggmärgen. Efter utträdet ur ryggmärgskanalen benämns dessa sensoriskmotoriska nervstrukturer spinalnerver vilka strax delar sig i en dorsal och ventral del. Den dorsala delen försörjer information till kroppens ryggsida segmentellt medan de främre delarna går samman med övriga spinalnerver från halsryggen respektive till länd- och
korsryggen, till ett nervplexus och sedan förgrenar sig ut till extremiteterna. Perifera nerver består av fibrer från flera ryggmärgssegment. De muskler som innerveras från en enskild spinalnerv hänförs till ett specifikt myotom (2). De sensoriska fibrerna från varje spinalnerv tar emot huddistribution av känselinformation, dessa områden kallas för dermatom (1).
1.2 Sensorisk känseluppfattning
Från kroppens perifera nervsystem sänds sensorisk information via de afferenta nervbanorna vidare till det centrala nervsystemet. Informationen regleras utifrån retningsstimulering av ljus, beröring eller värme som omvandlas till elektriska nervimpulser. Receptorerna utgör första delen av den elektriska impuls som skapas vilket sedan vidarebefordrar informationen upp till hjärnan. Känsligheten hos receptorer påverkas av typen av retningsstimuli som registreras. Tryckreceptorer i huden reagerar således på yttre tryck, men påverkas inte av värme, ljud eller ljus (1).
1.3 Sensorisk känselinformation
Den sensoriska känselinformationen som förmedlas från huden berörs beroende på beröring, tryck, vibration, temperatur eller smärta (3). Receptorerna innerverar olika sorts nervfibrer som är myeliniserade eller omyeliniserade samt skillnader av tunna eller grova fibrer. Dessa leder sensoriskt information in till ryggmärgen och vidare upp mot cortex (1). Hudens känselreceptorer ligger i hudens översta lager, epidermis, samt i läderhuden, dermis. Mekanoreceptorer utgörs av nakna nervändslut som är omgivna av olika bindvävsstukturer som överför samt filtrerar olika typer av retningsstimulis till nervcellernas axon. Dessa kan delas in i tre klasser som taktilareceptorer, baroreceptorer och proprioreceptorer. De taktilareceptorerna vidarebefordrar sensationen av tryck, känsel och vibration vilka uppvisar olika adaptationsegenskaper. Morfologiskt kan de skiljas mellan olika känselkroppar i huden som Meissners, Merkels, Pacinis och
Ruffinis ändorgan. Taktilareceptorer bidrar med detaljerade informationssignaler
beroende på lokalisering, skepnad och rörelsen av inkommande stimuli. Baroreceptorer detekterar tryckförändringar inom blodkärlsväggen och proprioreceptorer monitorerna positionen av skelettmuskulaturen (1,3).
Tryck som förmedlas med konstant styrka mot hudytan aktiverar mekanoreceptorerna som sänder ut en serie av afferenta signaler. Impulserna skiftar emellertid från en initialt hög och konstant impuls som sedan avtar eller upphör helt. Detta kallas för adaptation och beror på receptorernas känslighet mot stimuleringen. Adaptionsförmågan har till uppgift att begränsa inflödet av olika informationsimpulser till hjärnan och bidrar med att viktigare informationer erhålls vid större förändringar (1).
1.4 Sensoriska nervledningen
Den sensoriska informationen som bearbetas från kroppens somatiska segment leds via dorsala rötterna in till ryggmärgen. Den sensoriska vägledningen in till ryggmärgen och vidare upp till hjärnan överförs via två alternativa sensoriska banor. Den dorsomediala lemnisksystemet mer känt som baksträngsbanan samt det anterolaterala bansystemet, mer känt som sidostängsbanan, se figur 1. Neuronen i baksträngsbanan, efter inträdet i ryggmärgen, fortsätter upp genom columna dorsalis och vidare upp via fasciculus
till kärnorna nucleus cuneatus och nucleus gracilis. Vid detta tillfälle skiftar informationen över medellinjen och fortsätter via leminicus medialis upp genom hjärnstammen till thalamus. Från thalamus leds impulserna vidare till den primära somatosensoriska cortexområdet som är lokaliserat i parietallobens gyrus postcentralis som registrerar informationen om den uppkomna förändringen. Den anteriora halvan av parietalloben är nästan helt koncentrerad för tolkningar och mottagande av
somatosensoriska signaler medan i den posteriora delen pågår en samlad
informationstolkning (4). I baksträngsbanan ligger nervfibrerna noggrant arrangerande i enlighet mellan funktion och ursprung, denna organisation bibehålls ända upp till hjärnbarken. Eftersom de sensoriska banorna är överkorsade sker kontrollen av vänster kroppshalva i höger hemisfär och vise versa för motsatta sidan. Sidostängsbanan bearbetar signalen redan på ryggmärgsnivån genom att skifta till motsatt sida och förmedlar smärta samt temperatur. Skillnaderna utöver den anatomiska mellan
bansystemen karaktäriseras av den specifika sensoriska informationen som överförs av respektive system (1,3,4).
Figur 1.Sensoriska acenderande bansystemen från sensoriks stimuli vidare upp till hjärnan. Höger bild: Sidostängsbanans förmedling av temperatur och smärta med överkorsning på ryggmärgsnivå. Vänster bild: Bakstängsbanans förmedling av tryck, beröring och vibration som korsar över medelinjen vid dorsalkärnornanucleus cuneatus och nucleus gracilis. (4).
Samarbetet mellan de motoriska och sensoriska cortexområdena påvisar hur kroppen ska agera utifrån de signaler som återkopplas från sensoriska centrat vidare till
motoriska kroppssvar. Fördjupning inom just sensoriska områdena separeras mellan den anteriora delen av parietalloben som kallas för somatosensoriska area ett och två.
Uppdelningen beror på den kroppsliga anpassningen mellan olika kroppsområden. I stora drag används termen somatosensoriska cortex och innefattar area ett som påverkar en större variation av registreringar av olika kroppsområden jämförelsevis med area två (4). Det föreligger en tydlig topografisk projektion mellan kroppsdelarna inom
somatosensoriska arean. Sammanhang mellan de ascenderande ryggmärgsbanorna, omkopplingsområden och cortexytan som sammanbinder till den somatotopiska
organisation. Representationen från de olika kroppsområden kallas en s. k. somatotopisk indelning, där representationen är olika utifrån kroppsdelstorlek där bålen upptar ett litet kortikalt område jämfört med fingrar och ansikte som har en mycket större
representation inom cortexytan (1). 1.5 Evoked potentials
Evoked potentials har utvecklats genom åren från ett vetenskapligt redskap till en vardaglig användbar teknik inom den kliniska neurofysiologin. Tekniken används inom modaliteterna av det visuella, audiotoriska och somatosensoriska sensationen som följer den sensoriska vägledningen men även kan påvisa högre kognitiva funktioner. De vanligaste undersökningarna inom evoked potentials som används kliniskt är visual evoked potentials (VEP), brainstem auditory evoked potentials (BAEP) och
somatosensory evoked potentials (SEP) (5). SEP utgår från sensorisk stimulering av en perifer nerv med elektrisk ström som sedan följer impulsfortledningen genom det perifera nervsystemet och registreras från plexus brachialis alternativt lumbo-sacralis, ryggmärgsnivåer och primär sensoriska cortex (1). Vid den elektriska stimuleringen av en perifer sensorisk nerv depolariseras tillräckligt stora graderade potentialer till uppnått tröskelvärde så aktionspotentialer färdas längs axonens membran och vidare upp mot
hjärnans cortex (3). SEP inom det kliniska arbetet används med elektriska stimuleringar av stora sensoriska nerver som medianus, ulnaris, tibilalis, peroneus och suralis vilka kan bli stimulerade utefter hela nervens förlopp men vanligt att stimulering sker distalt på vrist- och handledsnivå (6). Terminologin som används inom evoked potentials svarspotentialer benämns beroende på den neurologiska polariteten av de registrerade signalerna. De noteras som ‘N’ för negativ och ‘P’ för positiv tillsammans med den latenstid som registreras från stimulering genom hela sensoriska vägledningen till cortex (7). Inom neurofysiologin är det viktigt att känna till att vågformens polaritet är omvänd vilket menas med en uppåtstigande våg benämns som negativ polaritet (N) och nedåtgående som positiv (P) (8).
SEP-potentialen kan sedan definieras utifrån latenstiden och durationen i millisekunder (ms) samt amplituden i mikrovolt (µV). Vid undersökningen av SEP är det viktigt med minst två likartade vågformer som påvisar svarspotentialer som reproducerbara (9). SEP har tidigare bland annat använts diagnostiskt inom demyeliniserade sjukdomar som multipel skleros men har under senare år introducerats inom kliniska operationer som en viktig säkerhetsåtgärd för kontroll av det sensoriska nervsystemet. SEP har påvisat god prognostiskt värde bland patienter med anoxi efter hjärtstopp eller icke-traumatisk koma, då SEP-svaret har visat sig vara mindre påverkat hos sövda patienter och vid metaboliska förändringar i förhållande till elektroencefalografi (EEG)- undersökningar (10).
1.6 SEP-undersökningen
Vid SEP- undersökning med stimulering över nervus (n.) medianus sker stimuleringen med elektrisk ström ortodromt i handledsnivå över n. medianus. Den första
svarspotentialen registreras över plexus brachialis och benämns som Erb’s punkt (med elektroden placerad ovanför proximala clavicula huvudet) och utgör svarspotentialen N9 som uppkommer cirka nio ms efter stimulering. Signalen fortleds sedan vidare till de cervikala nervrötterna och in till ryggmärgens bakhorn. Denna signal utgör sedan svaret för N13. Denna registrering sker bäst från cervikalkota fem (C5) till sju (C7) och registreras efter cirka 13 ms. Signalen fortlöper från baksträngsbanan till thalamus, som vidarebefordrar potentialen till somatosensoriska cortex kontralateralt från
stimuleringen som korresponderar med nervimpulsens väg till cortex och markeras ut som N20 och uppkommer efter cirka 20 ms. Registreringspositionerna som benämns C3’ och C4’, används för det kortikala svaret (5,9,11).
1.7 SEP inom intraoperativ monitorering
SEP har även utvecklats för intraoperativ monitorering vid operation med avsikt att förhindra neurologiska skador samt för att följa fysiologiska förändringar. Vid förebyggande av neurologisk skada måste två kriterier uppfyllas. Den första är en riskbedömning inom den neurala strukturen och den andra är att påvisa en sensitivitet mot den patofysiologiska processen vilket SEP monitorering utgör vid operationsfall (9). Med intraoperativ monitorering kan neurologiska förändringar ses i ett tidigt stadie vilket kan förhindra permanenta skador. Effektiviteten av monitorering är även
användbar för att förutse information som kan hjälpa till vid klinisk bedömning eller snabb ingripande operativt (12).
1.8 Syfte
Syftet med denna studie är att ta reda på om det föreligger någon signifikant skillnad mellan olika registreringsmontage i amplitud, duration och latenstid vid SEP, med stimulering av n. medianus och kortikal registrering, med den kliniskt använda standardmontaget (C3’-Fz) jämfört med andra montage och tre olika
registreringskombinationer 1.9 Frågeställning
• Förekommer någon statistisk signifikant skillnad i amplitud, duration och latenstid vid registrering med den kliniskt använda standardmontaget (C3’-Fz) jämfört med de andra tre registreringsmontagen?
•
Finns det ett samband avseende svarspotentialers amplitud mellan det kliniskt använda standardmontaget (C3’-Fz) och de tre andra registreringsmontagen?2. MATERIAL OCH METOD
2.1 Urval av försökspersonerTill studien rekryterades totalt 21 neurologisk friska frivilliga individer, i åldern 18–40 år.
2.2 Etiska aspekter
Samtliga individer blev personligen tillfrågande om frivilligt deltagande i studien. Studiens upplägg presenterades muntligt samt med en skriftlig beskrivning via en samtyckesblankett. Denna fylldes i med samtycke av försökspersonen innan undersökning utfördes, vilket är i enlighet med riktlinjerna för användning av olika persondata som omfattas av General Data Protection Regulation (GDPR). Studien utfördes på Karolinska universitetssjukhuset (Solna) med ett skriftligt godkännande från klinikchefen för neurofysiologiska kliniken. SEP är en ofarlig undersökning, men vissa individer kan känna obehag av flera elektriska stimuleringar på handleden, samt den kontaktgel som används vid placering av elektroderna. Gelen kan sitta kvar i hårbotten efter undersökningen, men kan enkelt tvättas bort med vatten. Försökspersonerna hade rätt att när som helst avbryta eller avböja fortsatt medverkan i studien. Samtliga SEP- registreringar lagrades på Karolinska universitetssjukhusets databas för
neurofysiologiska undersökningar. Personliga uppgifter märktes med en specifik pseudonymiserad kod för varje individ och kopplades till samtyckesblanketten som lagrades på en säker plats.
2.3 Metod
Vid denna studie genomfördes SEP-registreringar unilateralt över höger n. medianus med elektrodregistreringar enbart över de kortikala punkterna. De registreringsmontage som används som standard kliniskt vid SEP-undersökningar på Karolinska
universitetssjukhuset är C3’-Fz. Metoden som följdes var Akademiska sjukhusets metodbeskrivning i Uppsala eftersom de efterföljer samma registreringsmetod som Karolinska universitetssjukhuset (13).
SEP-undersökningen började med att försökspersonen fick sitta avslappnad i en undersökningsstol. Sedan påbörjades mätningar på huvudet av de kortikala registreringspunkterna utifrån det internationella 10–20 systemet med hjälp av ett måttband (14). För denna studie markerades placeringen för de kortikala elektroderna C3’, CP3 samt de kortikala referenserna Fz respektive CPz, se figur 2. Utifrån det internationella 10–20 systemet markerades referenspunkt Fz 20 procent av avståndet mellan punkterna Fpz till Cz och för den andra referenspunkten markeras halva avståndet mellan Cz till Pz. Denna markering namnges som referenspunkten CPz. För resterande punkter markerades C3’ två centimeter bakom registreringspunkten C3 och halva avståndet från C3 till P3 markeras som den nya punkten CP3 (15,16). En
kontrollmätning genomfördes så att avståndet efterföljer 10–20 systemets riktlinjer innan applicering av skrubbgelé (Skin Pure, Nihon Kohden Corporation, Japan
återförsäljare Salusa Medical AB, Stockholm, Sweden) på hårbotten med
bomullspinnar. Detta för att förse registrerande elektroder med en bättre impedans mot huden. Sedan fästes registrerande hudelektroder (Natus Neurology, Disk-elektroder 150 cm, Nihon Kohden Corporation, Japan, återförsäljare Salusa Medical AB, Stockholm, Sweden) med en kontaktpasta (Ten20, Weaver and Company, USA) som bidrar till en förbättrad signalöverföring vid registreringen. För att motverka olika störningar runt omkring placerades en jordelektrod (Ambu Neuroline Ground, Neurology surface electrodes, Malaysia, återförsäljare Ambu, Helsingborg, Sweden) bakom vänster
processus mastoideus. Elektroderna kopplades till Keypoint förstärkaren (Dantec Keypoint Focus EMG/NCS/EP system, Natus Neurology, NET software v 2.32.4 2.32,92.0, Natus Cephalon A/S Norresundby Danmark). Elektroderna kopplades med hjälp av så kallade jumpers som parar ihop registrerings- och respektive referenspunkt, C3’-Fz, C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CPz.
Keypoint-inställningen inför stimuleringen var satt med en stimuleringsrekvens på 2,7 Hertz (Hz) utan växelströmsfilter och ett bandfilter mellan 20–300 Hz. Innan varje påbörjad stimulering kontrollerades impedansnivån som skulle vara under 10 kiloOhm (kOhm). Stimuleringselektroden med internodavstånd 23 mm och 8 mm diameter (Stim elektrod med fasta metall tips H639, Nihon kohden, Tokyo, Japan) placerades över höger n. medianus handledsnivå, mellan senorna av musculus flexor carpi radialis och
musculus palmaris longus (7). Stimuleringen skedde ortodromt det vill säga i sensoriska
nervens normala fortledningsriktning. För bedömning av stimuleringsstyrka, stimulerades n. medianus med en gradvis ökning i milliampere (mA) tills
försökspersonen kände stimuleringen. För att säkerhetsställa supramaximal stimulering multiplicerades den minsta styrkan som försökspersonen känt med tre gånger styrkan (9,13). Registreringen genomfördes med två stimuleringsomgångar med 50
kontinuerliga stimuleringar vardera omgången, från de kontralaterala kortikala
registreringspunkterna, dvs en fyra kanalig registrering (C3’-Fz, C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CPz). Efter varje registrering noterades amplituden (µV) från markering på toppen (N20) till baslinjen. Durationen (ms) registrerades mellan startmarkering (0) och till slutmarkeringen (b) medan latenstiden (ms) registrerades från stimuleringsstart till markeringen på toppen av registreringen (N20). Se svarspotentialerna i figur 3.
Figur 2. En schematisk illustration över elektrodnomenklaturen inom det internationella 10–20 systemet tillsammans med nomenklaturen för 10% systemet (16).
Figur 3. Registreringsmarkeringar för amplitud, duration och latenstiden efter utförd SEP-registrering vid Karolinska universitetssjukhuset. Till vänster anges resp. SEP-registreringselektrod och dess referens per registrerande kanal. Foto: Salian, D.
2.4 Statistisk bearbetning
Vid den statistiska bearbetningen av svaren utfördes ett Shapiro-Wilks normalitetstest för bedömning om en påvisad en normalfördelning. Testet utfördes med hjälp av Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) (IBM Svenska AB, Kista, Sverige). Detta påvisade statistiskt att variabelmarkörerna avvek signifikant från en
normalfördelning som även visuellt gick att tyda från histogram. Med hänsyn till observationsstorleken och snedfördelningen genomfördes statistiskt icke parametriska metoder för att beräkna om signifikanta skillnader finns mellan variablerna. Statistiska bearbetningen av amplitud, duration och latenstiderna från registreringarna för varje montage C3’-Fz, C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CPz redigerades i Microsoft Excel 2017, version 15,37 (Microsoft AB, Kista, Sverige). Först beräknades amplitudintervallet från startpunkten vilket markerades med (0) till toppen (N20) för samtliga registreringar. Sedan togs differensen mellan registreringsomgång ett och två för dessa intervallvärden. Detta utfördes för resterande variabler av differenserna för durationerna med
startmarkeringen (0) till slutmarkering (b) och för latensdifferenserna mellan startmarkering (0) till toppen (N20), se figur 3.
Det utfördes ett Wilcoxson’s signed rank test (två-sidigt) för att undersöka om eventuella statistiska signifikanta skillnader av differenserna i amplitud, duration och latenstid mellan standardmontaget C3’-Fz och de andra tre alternativa montagen. Nollhypotesen (H0) betraktas att det inte föreligger någon statistisk signifikant skillnad mellan registreringspunkterna för amplituden, duration och latenstid och mothypotesen (H1) att det finns en statistisk signifikant skillnad. Ett Spearmans rangkorrelationstest (rs) utfördes för att ta reda på sambandet mellan standardmontaget C3’-Fz mot de
alternativa montagen C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CPz för N20 amplituderna. För dessa beräknades ett medelvärde mellan registreringsomgångarna ett och två av
amplitudintervallen med markeringar mellan (0) till (N20) för samtliga registreringar. Data presenterades som median och kvartiler (q1-q3) med en förvald signifikansnivå på p <0,05. Samtliga statistiska testmetoder utfördes i SPSS.
3. RESULTAT
3.1 Differenserna mellan amplitud, duration och latenstiden.
Den statistiska bearbetningen baserades på totalt 20 olika individer, då en registrering på en individ exkluderades på grund av större registreringsstörningar. Resultatet från de 20 registreringarna visade att ingen signifikant skillnad i amplituddifferenserna mellan registreringsomgång ett och två mellan den klinisk använda registreringen C3’-Fz mot respektive nytt montage C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-Cpz med p>0,05, se i tabell 1. Detta ses även för registreringarna av durationsdifferenserna p>0,05, se tabell 2 samt för latensdifferenserna p>0,05, se tabell 3.
Tabell 1. Data presenteras i median och kvartiler (q1-q3) från 20 observationer. Wilcoxsons teckenranktest visar att det inte finns någon signifikant skillnad i amplituddifferenserna mellan standardmontaget (C3’-Fz) jämfört med tre andra montage, C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CP (p >0,05). C3’-Fz C3’-CPz CP3-Fz CP3-CPz Amplitud (µV) 0,27 (0,15–0,95) 0,25 (0,17–0,48) p=0,31* 0,30 (0,19–0,72) p=0,56** 0,28 (0,15–0,49) p=0,46*** * C3’-Fz mot C3’-CPz ** C3’-Fz mot CP3-Fz *** C3’-Fz mot CP3-CPZ
Tabell 2. Data presenteras i median och kvartiler (q1-q3) från 20 observationer. Wilcoxsons teckenranktest visar att det inte finns någon signifikant skillnad i durationsdifferenserna mellan standardmontaget (C3’-Fz) jämfört med tre andra montage, C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CPz (p >0,05). C3’-Fz C3’-CPz CP3-Fz CP3-CPz Duration (ms) 0,45 (0,20–1,35) 0,75 (0,15–1,70) p=0,40* 0,50 (0,13–2,13) p=0,52** 0,90 (0,20–1,43) p=0,39*** * C3’-Fz mot C3’-CPz ** C3’-Fz mot CP3-Fz *** C3’-Fz mot CP3-CPZ
Tabell 3. Data presenteras i median och kvartiler (q1-q3) från 20 observationer. Wilcoxsons teckenranktest visar att det inte finns någon signifikant skillnad i latensdifferenserna mellan standardmontaget (C3’-Fz) jämfört med tre andra montage, C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CPz (p >0,05). C3’-Fz C3’CPz CP3-Fz CP3-CPz Latenstid (ms) 0,10 (0,03–0,28) 0,20 (0,10–0,30) 0,20 (0,10–0,30) 0,10 (0,10–0,28) p= 0,57* p =0,17** p=0,71*** * C3’-Fz mot C3’-CPz ** C3’-Fz mot CP3-Fz *** C3’-Fz mot CP3-CPZ
3.2 Amplitud och dess samband mellan registreringsmontagen
Medelvärdet av amplituden från registreringsomgångarna ett och två, dvs 100 stimuleringar per person, presenteras i tabell 4. Med Spearmans rangkorrelationtest beräknades sambandet mellan det standardiserade montaget C3’-Fz och de tre
alternativa montagen C3’-CPz, CP3-Fz respektive CP3-CPz. Korrelationskoefficienten (rs ) för standarmontaget C3’-Fz noterades som rs =1,00. Graden av samband mellan
standardmontaget och CP3-Fz var rs .=0,83, mellan standardmontaget och C3’-CPz rs .=0,53 samt mellan standardmontaget och CP3-CPz var rs =0,54.
Tabell 4. Visar på amplituderna (µV) vid de olika registreringsmontagen beräknade från medelvärdet av de två registreringsomgångarna (100 stimuleringar) för respektive person (n=20), Data presenteras som median och kvartiler (q1-q3).
Amplitud(µV) för respektive montage C3’-Fz 1,57 (0,88–2,22) C3’-CPz 0,81 (0,34–1,00) CP3-Fz 1,73 (1,40–2,23) CP3-CPz 0,89 (0,73–1,07)
4. DISKUSSION
4.1 ResultatdiskussionResultatet för denna studiepopulation påvisade ingen statistisk signifikant skillnad mellan standardmontaget Fz i jämförelse mot de nya registreringsmontagen C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CPz med avseende för differenserna mellan
registreringsomgångarna i amplitud, duration och latenstid vilket tydde på att
nollhypotesen inte kan förkastas eftersom samtliga visade på en signifikansnivå p>0,05, se tabell 1, 2 och 3. Korrelationen mellan registreringspunkterna visade att montaget Cp3-Fz har det starkaste samband mot standardmontaget C3’-Fz jämfört med resterande montage.CP3-Fz har dessutom den högsta amplituden Registreringsmontaget CP3-Fz används i MacDonald DB et al (2019) studie som framtagits inom neurologiska området för somatosensory evoked potentials. Studien redovisar applicering med registreringar av CP3 respektive CP4 som påvisar en stabilitet vid SEP registreringar främst vid intraoperativa fall (15). En annan klinisk studie av Zifko UA et al (1996), genomförde hur pass amplitudförändringar påverkas från den kortikala registreringen av punkten CP3-Fz med stimuleringar från nervus phrenicus. Deras metod påvisade att det går att bibehålla information inom de anterolaterala systemets funktioner med intraoperativ SEP monitorering. Metoden visade att registreringen av CP3 korresponderade väl över somatosensoriska cortex arean som detekterade en högre svarsamplitud från nervus
phrenicus (17). Reflektioner utifrån denna studie, resultaten visade en mindre spridning (q1-q3) för montage C3’-CPz jämfört med resterande montage vad gäller
amplituddifferenserna. Detta beror troligen på det kortare avståndet mellan
registreringspunkterna jämfört med C3’ och Cp3 och referenspunkten Fz. Det montage med referenspunkt Fz visade tillsammans på ett starkt samband jämfört med de båda andra registreringarna med montagen där CPz är referenspunkt.
4.2 Framgångar med intraoperativ SEP monitorering
Intraoperativ monitorering av SEP kan ge kirurger ett större tidsspann vid riskfyllda operationer utan större risk för komplikationer så länge neurologiska funktionen besvaras under monitoreringen (15). I andra fall kan SEP användas som ett
lokaliseringsverktyg för att definiera essentiella neurologiska strukturskador och har resulterat i en procentuell minskning på 50–60% procent av postoperativa förlamningar (8,18). Metoden av intraoperativ SEP har visat på fynd som har korrelerat väl för den neurologiska funktionen postoperativt. I en studie av Grundy BL (1983) visade 87 olika neurologiska fall med monitorering av SEP korrekta utfall för den sensoriska funktionen postoperativt vid anestesi behandlade individer (12). Grundy BL (1983) hänvisar även till studier med SEP monitorering för patienter med skolios, där observerades 54 operationer som påvisade minimala förändringar i latenstid och amplitud med inga tecken på neurologisk skada postoperativ bland samtliga individer (12). Asouhidou I et al (2010) från European Spinal Deformaties Society utförde en undersökning som redovisade en procentuell minskning av skador från 0,7–4,0 procent utan SEP monitorering till mindre är 0,55 procent med SEP monitorering (19).
4.3 Metoddiskussion
Framtagandet för denna studie var att se om en statistisk signifikant skillnad fanns i differenserna av amplituden, durationen och latenstiden för registreringarna
mellan standardmontaget C3’-Fz och de tre andra, nya registreringspunkterna. Detta för att vidare arbeta inom den intraoperativa monitorering med SEP, som kan leda till att ett registreringsmontage som används kräver färre mängd stimuleringar vid registreringen men uppnår fortfarande det mest optimala svaret.
Vid intraoperativ SEP monitorering är det essentiellt att registrera amplituder som kan visa på försämring tidigt under monitoreringen. Detta kan uppstå vid olika faktorer av förändringar som den anestetiska bedövningen, blodtryck och temperaturförändringar. Det är viktig under intraoperativ monitorering med bedömningar om dessa faktorer påverkar amplituden eller om det är en effekt av det kirurgiska förloppet (20).
Registreringar av amplitudförändringar är viktigt inom intraoperativ SEP monitorering, men överlag är det viktigaste att inga större förändringar sker under monitoreringar för
att få en så pålitlig och stabil registrering som möjligt (21). Studien hänvisar till
användningen av registreringsmontage CP3-Fz som påvisat en förbättrad träffsäkerhet, stabilitet och noggrannhet vid interoperativa monitoreringar (15). I denna presenterade studie påvisades ingen statistisk signifikant skillnad i amplitud, duration och latenstid mellan registreringsmontagen. Tidpunkten för studien påverkades till viss del av den globala pandemin av Covid-19. Det påverkade arbetet och rekryteringen av testpersoner till Karolinska universitetssjukhuset, vilket ledde till att studien begränsades av
studiepopulationens storlek. Det bör tas i åtanke att resultatet kan visa på en statistisk osäkerhet som i framtida studier bör undvikas med en större studiepopulation.
4.4 Felkällor
Uppkomna felkällor som bör tas i åtanke är olika störningar som kan påverka svarspotentialerna, till exempel växelströmsstörningar från diverse elektronik i undersökningsrummet eller registreringsstörningar vilket ledde till att en registrering exkluderades vid de statistiska beräkningarna. En annan felkälla som kan uppstå är elektrodplaceringen innan samt under undersökningen vilket noterades då
elektrodpastan som användes inför elektrodplacering började glida från
placeringspunkten vilket resulterade i dålig impedans. Detta justerades dock med en fastare elektrodpasta vid elektrodplacering. En felkälla som noterades under studien var undersökningsstolen som användes vid de första registreringarna då försökspersonen skulle ligga så relaxerad som möjligt. Många upplevde att ryggstödet påverkade bekvämligheten, vilket ledde till att individen som registrerades spände kroppen, vilket gav en sämre svarspotential. Detta korrigerades dock efter ett antal registreringar med en kudde under ryggen för att underlätta bekvämligheten vilket sedan resulterade i klarare registreringar. Det genomfördes impedanskontroller innan varje registrering samt mellan registreringomgångarna för tydligare registreringar samt för att få pålitliga svar.
4.5 Slutsats
Slutsatsen för denna studie är att ingen statistisk signifikant skillnad fanns mellan standardmontaget Fz i jämförelse mot de andra tre, nya registreringsmontagen C3’-CPz, CP3-Fz och CP3-CPz för differenserna i amplitud, duration och latenstid mellan registreringsomgångarna. Dock visade det att den kliniska använda C3’-Fz korrelerade starkast mot montage CP3-Fz i jämförelse med resterande montage med avseende på amplituden. Men det finns en statistisk osäkerhet i studieresultatet på grund av studiepopulationens storlek som bör övervägas i framtida studier.
4.6 Slutord
Ett stort tack till min handledare Jonas Persson överläkare vid Karolinska
universitetssjukhuset som har bidragit med viktiga synpunkter och vägledning genom denna studie. Stort tack även till min metodhandledare Hannen Letaief Leg.
Biomedicinsk analytiker vid Karolinska universitetssjukhuset som gett en vägledning inom det praktiska arbetet. Vill även tacka hela personalen på neurofysiologiska avdelningen som har varit tillgängliga vid frågor av materialinsamlingen samt akademisk vägledning inom arbetets gång.
5. REFERENSER
1. Andersson T, Solders G. Neurofysiologi. Upplaga 1. Stockholm; Liber; 1996. 2. Hollway GE, Currie PD, Myotome meanderings Cellular morphogenesis and the making of muscle. EMBO Rep. 2003;4(9): 855-860.
3. Martini FH, Nath JL, Bartholomew EF. Fundamentals of Anatomy & Physiology. 10 ed. Essex: Pearson Education Limited; 2015.
4. Hall, JE. Guyton and Hall textbook of medical physiology. 13 ed. Philadelphia, Pennsylvania: Elsevier; 2016.
5. Nuwer MR. Fundamentals of evoked potentials and common clinical applications today. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1998;106(2): 142-148.
6. Beric A, Boivie J, Hansson P, Lindblom U. Touch, Temperature, and Pain in Health and Disease: Mechanisms and Assessments. 3 ed. Seattle (USA) 1994.
7. Guidelines and Consensus Statements: Guidelines 9D: Guidelines on Short Latency Somatosensory Evoked Potentials [Internet]. Milwaukee: American Clinical
Neurophysiology Society; 2006 [uppdaterad 2006-02-13; citerad 2020-04-11]. Tillgänglig från: https://www.acns.org/practice/guidelines
8. Passmore SR, Murphy B, Lee TD. The origin, and application of somatosensory evoked potentials as a neurophysiological technique to investigate neuroplasticity. J Can Chiropr Assoc. 2014;58(2):170-183.
9. Cruccua G, Aminoff MJ, Curioc G, Gueritd JM, Kakigie R, Mauguieref F, et al. Recommendations for the clinical use of somatosensory-evoked potentials: Clin Neurophysiol. 2008;119:1705–1719.
10. Zandbergen EG, Hijdra A, de Haan RJ, van Dijk JG, Ongerboer de Visser BW, Spaans F, et al. Interobserver variation in the interpretation of SSEPs in anoxic-ischaemic coma. Clin Neurophysiol. 2006;117(7):1529-1535.
11. Ikeda T, Oka S, Shibuya T, Matsuda K, Suzuki A. Effects of short-term immobilization of the upper limb on the somatosensory pathway: a study of short-latency somatosensory evoked potentials. J Phys Ther Sci. 2019;31(8): 603–607. 12. Grundy BL. Intraoperative monitoring of Sensory-evoked potentials.
Anesthesiology. 1983;58(1):72-87.
13. Akademiska Sjukhuset. Sep övre extremiteterna [Internet]. Uppsala; Region Uppsala uppdaterad 2019-06-17 [citerad 2020 18 Mars] Hämtad från:
https://neurofys.regionuppsala.se/Metodboken/4.3.1.EvP_SEP_Arm_SEP.pdf 14. Lauren EK, Frey C. Electroencephalography An Introductory Text and Atlas of Normal and Abnormal Findings in Adults, Children and Infants [Internet]. 1 ed. Chicago, American Epilepsy Society; 2016 [citerad 2020 Apr 16] Hämtad från: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK390354/
15. MacDonald DB, Dong C, Quatrale R, Sala F, Skinner S, Soto F, et al.
Recommendations of the International Society of Intraoperative Neurophysiology for intraoperative somatosensory evoked potentials: Clin Neurophysiol. 2019;130(1): 161-179.
16. Nuwer MR, Comi G, Emerson R, Fuglsang-Frederiksen A, Guerit JM, Hinrichs H, et al. IFCN Standards for digital recording of clinical EEG: Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1998;106(3):259-261.
17. Zifko UA, Slomka PJ, Reid RH, Young GB, Remtulla H, Bolton CH. The cortical representation of somatosensory evoked potentials of the phrenic nerve. J Neurol Sci. 1996;139(2): 197-202.
18. Berger JR, Blum AS. Rutkove SB. Somatosensory Evoked Potentials [Internet]. 1: a uppl. Totowa, New Jersey (USA): Humana Press Inc; 2007. [citerad 2020 Maj 2] Hämtad från: https://brainmaster.com/software/pubs/books/NeurophysiologyPrimer-clinical.pdf
19. Asouhidou I, Katsaridis V, Vaidis G, Loannou P, Givissis P Chistodoulou A, et al. Research Somatosensory Evoked Potentials suppression due to remifentanil during spinal operations; a prospective clinical study. Scoliosis. 2010;5(8):485–497.
20. Daroff R, Aminoff MJ. Encyclopedia of Neurological Sciences. 2 ed. San Diego: Academic Press; 2014.
21. Hanson C, Lolis AM, Beric A. SEP Montage Variability Comparison during Intraoperative Neurophysiologic Monitoring. Front Neurol. 2016;7(105).
6. BILAGOR
6.1 Bilaga 1
KOD: ___________
Samtyckesblankett
Evoked potentials betecknar ett elektriskt svar från hjärnan efter en yttre stimulering över en sensorisk nerv. Metoden ser på den sensoriska potentialen som kallas för somatosensory evoked potentials (SEP). Vilket registrerar en elektrisk signal över en perifer sensorisk nerv,
som nervus medianus där impulsfortledningen följs genom det centrala nervsystemet som registreras från plexus brachialis, över halsryggen till den primära sensoriska cortex arean.
Den vanligaste anledningen till SEP-undersökning att göra en prognostisk bedömning för patient som haft hjärtstopp och drabbats av anoxisk hjärnskada. Med SEP kan man aktivera olika afferenta nervbanor, där den kortikala registreringen och den centrala afferenta bannorna och synapserna på väg mot cortex registreras. Signalerna som fångas upp består av postsynaptiska potentialer, med aktionspotentialer som bidrar till de subkortikala svaren. Svarssignalerna har en låg amplitud som kräver flera summeringar av de elektriska svaren som bidrar med en medelvärdesbildning som kan påvisa
funktionsrubbning inom de centrala afferenta bansystemen. Detta kommer att genomföras:
SEP går till så att man stimulerar nervus medianus över handleden med upprepade elektriska signaler, detta kan kännas obehagligt för vissa individer men skadar inte. Denna signal går via nerven upp till ryggmärgen för att sedan registreras på hjärnans cortex. För att fånga upp denna signal sätter man några ytelektroder i hårbotten som fästs med en peelinggel och en elektrodpasta, denna tvättas lätt bort med vatten. Metoden kommer genomföras med stimulering av nervus medianus på högersida arm. Stimuleringen kommer att ske tre gånger den sensoriska tröskeln hos individen på så sett personen känner av stimuleringen. Elektrodplaceringen markeras ut som fyra olika parametrar mot olika referenser som kommer benämnas som:
• CP3 mot Cpz • CP3 mot Fz • C3¨mot Cpz
Det vi vill genomföra med denna studie är att hitta en bättre registreringspunkt vid SEP undersökningar från nervus medianus mot olika referenspunkter.
Hantering av personuppgifter Jag samtycker till:
• Denna hantering av personuppgifter bygger på att dina personuppgifter behandlas med ditt samtycke.
• Du är medveten att du kan när som helst ta tillbaka samtycket och uppgifterna får då inte bevaras eller behandlas vidare utan annan laglig grund.
• Genom insamling av personuppgifter om registrerade mätdata inför examensarbete som beskrivits ovan kommer de utgöra underlag i ett examensprojekt på kandidatnivå. • Dina uppgifter kommer att behandlas under den tid som utgör att färdigställa
examensarbetet (preliminär VT 2020) varefter dina uppgifter raderas.
• Du kan när som helst ta del av den information som registrerats på dig eller synpunkter inom behandlingen eller uppgifter som erhålls genom att kontakta ansvariga för examensprojektet enligt nedan angivna kontaktuppgifter.
• Frågor om hur Örebro Universitet behandlar personuppgifter kan ställas till lärosätets dataskyddsombud på dataskyddsombud@oru.se
• Klagomål som inte går att lösas med Örebro Universitet kan lämnas till Datainspektionen. Datum: ___________________________________________________________ Underskrift: ________________________________________________________ Namnförtydligande: _________________________________________________ Kontakt: Student: dilip.salian@hotmail.com Tel:0738188080 Handledare: Jonas.k.persson@sll.se Tel: 0851772656
