Enzo M. Vingolo Università degli Studi La Sapienza - Polo Pontino Responsabile U.O.C. Oftalmologia Ospedale S.M. Goretti AUSL Latina
Serena Salvatore Università degli Studi La Sapienza - Polo Pontino
Stefano Lupo Università degli Studi La Sapienza - Polo Pontino
Elettrofisiologia pratica della visione
FABIANO EDITORE
® Copyright 2009 – Fabiano Group srl Fabiano Editore Reg. San Giovanni 40 – Canelli (AT) Tel. 0141 827801 – Fax 0141 8278300 e-mail: editore@fabianogroup.com – www.fabianogroup.com Gli Autori e l’Editore declinano ogni responsabilità per eventuali errori contenuti nel testo. Tutti i diritti sono riservati. È vietata ogni riproduzione totale o parziale. Grafica e stampa: Fabiano Group srl Reg. San Giovanni 40 – Canelli (AT)
ISBN 978-88-89629-51-2
Finito di stampare: Luglio 2009
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Ringraziamenti: si ringrazia la dott. ssa Marcella Nebbioso del Dipartimento di Scienze Oftalmologiche, Policlinico Umberto I, UniversitĂ degli Studi di Roma La Sapienza per la gentile collaborazione e per il prezioso materiale per la stesura di alcuni casi clinici trattati nel libro
Indice
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Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Elettroretinogramma (ERG) Full-Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Elettroretinografia multifocale (mERG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Elettroretinogramma da stimolo strutturato: ERG da Pattern (PERG) . . . .
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Potenziale di riposo ed Elettro-oculogramma (EOG) . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Potenziali Evocati Visivi (PEV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Esami elettrofunzionali: indicazioni e suggerimenti di impiego . . . . . . . . .
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E.M. VINGOLO, S. SALVATORE, S. LUPO • Elettrofisiologia pratica della visione
Introduzione
Il ruolo dell’elettrofisiologia nella clinica
gia della retina e delle vie ottiche per poter comprendere appieno le necessità dell’elettrofisiologia clinica con lo scopo di poter richiedere il test adeguato per un corretto inquadramento diagnostico della patologia oggetto di studio.
L’elettrofisiologia clinica comprende un vasto numero di esami specialistici studiati per valutare il sistema visivo. Le applicazioni della elettrofisiologia hanno incoraggiato i clinici e i ricercatori ad approfondire i processi fisiologici dei sistemi visivi sia nei soggetti normali che nei pazienti con diverse patologie oculari. Il grande vantaggio dei test elettrofisiologici rispetto agli altri sistemi per studiare il sistema visivo è la possibilità di ricevere informazioni in vivo sull’intero sistema visivo, partendo dalla retina fino alla corteccia visiva. In condizioni di degenerazione retinica come la retinite pigmentosa e le cone dystrophy i cambiamenti fisiopatologici sono già presenti prima delle manifestazioni cliniche della patologia; per questo motivo i test elettrofisiologici sono fondamentali nella diagnosi precoce. L’elettrofisiologia è essenziale anche nello studio della tossicità dei farmaci usati in numerose patologie sistemiche acute e soprattutto croniche. I test elettrofisiologici forniscono anche documentazione oggettiva sull’efficacia dei trattamenti messi in atto per migliorare la funzione visiva. Nonostante la fondamentale importanza del ruolo dell’elettrofilsiologia nell’oftalmologia clinica, la scarsa disponibilità di apparacchiature adeguate ha limitato la sua applicazione nella oftalmologia clinica. Da parte dell’oculista inoltre è fondamentale la conoscenza piena della fisiolo-
Brevi informazioni tecniche sulla strumentazione Elettrodi Gli elettrodi (Fig. 1) forniscono un’interfaccia tra le apparecchiature di registrazione e il paziente. Le caratteristiche più importanti degli elettrodi sono: buona tollerabilità da parte del paziente, un basso livello di rumore intrinseco all’elettrodo, ed ovviamente un costo accessibile. In elettrofisiologia sono necessari tre tipi di elettrodi: l’esplorante, il referente e la messa a terra. Tutti questi elettrodi sono collegati ad una scatola di giunzione che invia il segnale ad appositi sistemi di amplificazione. Ogni elettrodo è dotato di una propria resistenza ed essa, prima della registrazione di un esame, deve essere misurata e non deve superare i 5 KOhm. L’elettrodo esplorante è posizionato vicino all’area di interesse in modo da registrare la risposta elettrica causata dallo stimolo visivo. In elettrofisiologia gli elettrodi esploranti più comuni sono gli elettrodi a lente a contatto o gli elettrodi a fibre o foglia d’oro congiuntivali. Tra gli elettrodi a lente a contatto più utiliz-
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riproducibili ed affidabili. Controindicazioni all’utilizzo di questi elettrodi sono le patologie che interessano la superficie oculare come quelle di tipo infettivo. Questi elettrodi nonostante
zati ricordiamo gli Erg-jet monouso fatti di materiale plastico con un anello d’oro al loro interno. Questo tipo di elettrodi sono dotati di una bassa resistenza e permettono di ottenere misurazioni
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Figura 1. (a) Elettrodo a foglia d’oro; (b) elettrodo di Hawlina- Konec; (c) elettrodo erg JET monouso; (d) elettrodo di Dawson-Trick-Litzkow; (e) elettrodo corneale vecchio modello con blefarostato (f ) elettrodo a coppetta (g) esempio di posizionamento del patch adesivo per l’elettrodo di messa a terra.
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scacchi) e per stimoli focali. Lo stimolatore più diffuso è il Ganzfeld (Fig. 2). Lo stimolatore Ganzfeld una è cupola di 50 cm di diametro. Questo stimolatore riflette la luce in modo da creare uno stimolo luminoso uniforme. All’interno della cupola vi sono: una mira di fissazione centrale e delle luci rosse poste ai lati che servono da riferimento per il paziente nella registrazione dell’elettro-oculogramma (EOG). Gli stimoli flash possono essere modificati sia per quanto riguarda la lunghezza d’onda, la durata, l’intensità e la frequenza con la quale lo stimolo è presentato. Per gli stimoli pattern è necessario un apparecchio video a tubo catodico (TRC) o un display a cristalli liquidi (LCD). Lo stimolo può essere personalizzato per il pattern, il colore, la grandezza, la luminanza, la grandezza del campo e la frequenza di cambiamento della sequenza. Negli stimoli focali uno spot è indirizzato direttamente sul sito d’interesse. Questo permette di isolare e registrare le risposte originate dal punto stimolato.
siano più invasivi rispetto agli elettrodi congiuntivali, sono generalmente ben tollerati dal paziente. Gli elettrodi a foglia d’oro e quelli a fibre congiuntivali sono posizionati ad uncino nel fornice congiuntivale inferiore. Questi elettrodi forniscono spesso dei segnali instabili e di voltaggio inferiore rispetto a quelli corneali, quindi dovrebbero essere utilizzati solo in soggetti in cui le lenti a contatto sono controindicate. L’elettrodo referente è posto in un luogo con minima attività elettrica legata allo stimolo così da essere di riferimento (polo negativo) al segnale registrato dall’elettrodo esplorante (generalmente sulla mastoide o sulla fronte). L’elettrodo di messa a terra è necessario per minimizzare le interferenze ambientali generalmente sul lobo auricolare.
Stimolatore Per ottenere delle risposte elettriche dal sistema visivo è necessario sollecitarlo attraverso uno stimolatore. Nella pratica clinica sono utilizzati tre tipi di stimolatori: per stimoli diffusi (anche detti non strutturati come un flash), per stimoli pattern (stimoli strutturati in genere a barre o a
Amplificatore L’amplificazione è la prima operazione effettuata in un sistema di acquisizione in elettrofisiologia. L’amplificatore, quindi, è usato per migliore il segnale elettrico proveniente dal soggetto. Perciò questo apparecchio è in grado di amplificare le differenze di potenziale tra le registrazioni effettuate dall’elettrodo esplorante e quello referente. Il segnale amplificato deve essere filtrato in modo opportuno per eliminare i segnali non desiderati. Il filtraggio è necessario per mettere in evidenza le risposte provenienti dal sistema visivo rispetto al rumore di fondo. Le origini dei rumori di fondo che possono interferire nella registrazione del segnale sono numerosissime. Diversi sistemi neurosensoriali sono attivati in seguito alla stimolazione acustica come i muscoli post-auricolari e il riflesso oculo-acustico. Altri segnali che disturbano la
Figura 2. Stimolatore Ganzfeld.
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registrazione sono rappresentati dai muscoli palpebrali, frontali e temporali, dai masseteri, dai muscoli oculomotori e più in generale dai muscoli del capo e del collo. Una messa a punto del sistema di filtraggio è indispensabile per evitare un’attenuazione o una totale perdita del segnale registrato. Il filtro è generalmente impostato su valori passa-alto e passa-basso. Il filtro passa-alto elimina dalla registrazione ogni segnale elettrico con frequenze inferiori a quella impostata. I filtri passa basso, eliminano ogni
segnale elettrico con frequenza superiore a quella selezionata.
Parametri di registrazione ISCEV Al fine di uniformare le registrazioni ottenute i parametri d’impostazione e le relative procedure sono standardizzate dalla “International society of clinical electrophysiology of Vision (ISCEV). L’ISCEV pubblica le sue linee guida affinché un esame possa essere ripetibile e riproducibile universalmente.
Bigliografia e letture consigliate 1. MARMOR MF, FULTON AB, HOLDER GE, MIYAKE Y, BRIGELL M, BACH M. Standard for clinical electroretinography (2008 update). Doc Ophthalmol 2009;118:69–77 2. HOGG C. Stimulus devices, calibration, and mesaurement of light. In:Hecknelively JR, Arden GB, ed. Principles and practice of clinical electriphysiology of vision. Cambridge, MA: The MIT Press.; 2006:265-283. 3. MARMOR MF, HOLDER GE, SEELIGER MW, YAMAMOTO S. Standard for clinical electroretinography (2004 update). Doc Ophthalmol 2004;108:107–114 4. ODOM JV. Amplifiers and special-purpose data acquisition systems. In: Heckenlively JR, Arden GB,
ed. Principles and practice of clinical electrophysiology of vision. Cambridge, MA: The MIT Press.; 2006:255-283. 5. MARMOR MF, ZRENNER E. Standard for clinical electroretinography (1999 update). Doc Ophthalmol 1998;97:143–156 6. BRIGELL M, BACH M, BARBER C, MOSKOWITZ A, ROBSON J. Guidelines for calibration of stimulus and recording parameters used in clinical electrophysiology of vision. Doc Ophthalmol 2003;107:185–193 7. COUPLAND SG. Electrodes for visual testing. In: Heckenlively JR, Arden JB, ed Principles and pratice of clinical electrophysiology of vision. Cambridge, MA: The MIT Press.; 2006:245-254.
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