POTENCIALES EVOCADOS Potenciales evocados Potenciales

POTENCIALES EVOCADOS Potenciales evocados Potenciales

25/05/2008
Laboratorio de Ingeniería en Rehabilitación e
Investigaciones Neuromusculares y Sensoriales
MISION
Realizar investigaciones y desarrollos de dispositivos y sistemas
novedosos en el área del diagnóstico y tratamiento de patologías
orgánicas y funcionales del sistema nervioso y de la rehabilitación
de personas con minusvalías
POTENCIALES EVOCADOS
Principios, aplicaciones e
instrumentación
Líneas de investigación
9
9
Clase dictada en Bio II: 22/05/2008
Docentes: C. Bonell y G. Gentiletti
Potenciales evocados
„
„
„
„
Definición y clasificación
Descripción
Metodología para el registro
Instrumentación para su registro
„
„
Procesamiento
Hardware
9
9
Dispositivos y sistemas para neuro rehabilitación
Sistemas de registro y visualización de señales electrofisiológicas
Procesamiento digital de señales electrofisiológicas
Análisis de los efectos que las técnicas de terapia y rehabilitación
que
emplean tecnología biomédica producen en los mecanismos
neuronales..
neuronales
Potenciales evocados
Manifestación eléctrica cerebral ((EEG)) de la
recepción de la respuesta a un estímulo externo,
aplicado a un órgano sensitivo o a una vía
nerviosa
Potencial evocado sensorial.
Secuencia de ondas caracterizadas por su latencia,
amplitud y polaridad, diferentes para cada
modalidad sensorial. Son estables en el tiempo y
pueden
d
variar
i con lla intensidad
i t
id d del
d l estímulo.
tí
l
Medición objetiva de la función del sistema
sensorial.
1
25/05/2008
Potenciales evocados
Potenciales evocados: clasificación
Tipo y modalidad del estímulo
¾
Utilidad clínica:
¾
¾
9
Muestra el funcionamiento anormal del SN.
9
Presencia de enfermedades desmielinizantes
desmielinizantes..
9
Contribuye a determinar la distribución
anatómica
tó i de
d patologías.
t l í
9
Medición objetiva del cambio de “estado” de un
paciente.
¾
¾
¾
¾
Estímulos laterales o bilaterales.
1 mseg
1 seg
9
1 min
Resolucion tempora
al
Potenciales evocados: descripción
EPs
1 cm
9
9
1mm
Cuero cabelludo,
cabelludo, cuello, claviculares y lumbosacros.
Duración del estímulo y respuesta (Transitorios y
Estacionarios).
9
5 cm
Corticales
Subcorticales
Sitio de registro:
EEG
PET
Potenciales evocados motores.
Origen del potencial evocado:
Potenciales evocados: resolución
f MRI
Potenciales evocados visuales.
Potenciales evocados auditivos.
Somatosensoriales.
L t
Latencias
i y
amplitudes.
Interpretación
clínica robusta y
reproducible.
Los parámetros EP
poseen distribución
gaussiana.
i
Desviaciones
estándar como
descriptores de
normalidad clínica
Resolucion espacial (anatomica)
2
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Potenciales evocados: metodología
de registro
Potenciales evocados: metodología
de registro
Fisiológicas
No fisiológicas
PEA
Potenciales electromagnéticos
EEG
Señales de radio
Fpz
A
Cz
M1
Potenciales evocados
400
20
200
10
0
0
-20
2
4
6
8
10
-600
Ruido de instrumentación
4
-400
0
EOG
PEA
-200
-10
Artefacto de estímulo
Problemática del registro
EEG
30
Tensión de línea
ECG
Potenciales evocados
Problemática del registro
PEA
EMG
0
1
[ms]
2
[s]
EMG
ECG
3
0.3
3
0.2
2
0.1
1
4
0
500
1000
[Hz]
0
1500
x 10
0
4
EEG
5
10
15
20
[Hz]
EMG
2000
200
4000
1000
100
3000
0
0
2000
-1000
-100
1000
25
30
ECG
150
100
-2000
0
0.2
0.4
[s]
0.6
0.8
-200
50
0
1
2
[s]
3
4
0
0
200
400
[Hz]
600
800
0
20
40
60
80
[Hz]
3
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Potenciales evocados
Potenciales evocados
Promediación
Promediación
1
N=5
N=15
N=30
0.9
Señal
0.8
N=
=1
N épocas
0.7
0.6
Ruido
Señal + Ruido
4
4
4
2
2
2
0
0
0
-2
-2
-2
0.5
-4
0.4
2
2
2
0
0
0
-2
-2
-2
N=20
0.2
0.5
1
1.5
2
radianes
2.5
3
3.5
-4
N=100
x k (n) = s(n) + rk (n)
Potenciales Evocados Visuales (PEV)
-4
4
0
∑
50 100 150 200 250 300
4
0
∑
-4
4
0.1
1 N
1 N
y(n) =
x k (n) = s +
rk (n)
N k =1
N k =1
50 100 150 200 250 300
0.3
50 100 150 200 250 300
-4
50 100 150 200 250 300
-4
4
4
4
2
2
2
0
0
0
-2
-2
-2
-4
50 100 150 200 250 300
-4
50 100 150 200 250 300
-4
50 100 150 200 250 300
50 100 150 200 250 300
50 100 150 200 250 300
Potenciales Evocados Somatosensoriales (PESs)
Potenciales Evocados Auditivos (PEA)
4
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Potenciales evocados somatosensoriales
Potenciales evocados visuales
Pueden ser evocados cuando el sujeto puede percibir algun tipo de estimulo
visual. Es muy importante en el diagnóstico clínico.
Tiene amplitud mayor a los somatosensoriales o auditivos de tronco,
alrededor de los 20 micro Volt.
Las frecuencias van desde 1 to 300 Hz.
Estimulació
Estimulaci
ón tactil
Estimulación elé
Estimulació
eléctrica del
nervio mediano o
nervio tibial o peroneo
Ejemplo: estimulo visual tipo damero, alternante, F: 2 Hz. Detecci
Detecció
ón de
problemas visuales por el incremento en la latencia.
Duración de 400 ms,
Duració
siendo de importancia
solo los 20 mseg
Las respuestas se localizan
en corteza en el area
sensorimotora
contralateral al
miembro estimulado
Espectro 100 to 2000 Hz
18
Potenciales evocados auditivos
Clasificación
Potenciales evocados auditivos
Clasificacion. Generación de los PEATC
Corticales
PEA tronco cerebral
PEA latencia media
PEA latencia larga
5
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Potenciales evocados auditivos
Potenciales evocados
Características de los PEATC
Amplitud
: 0.2 - 0.8 uV
uV..
Ancho de Banda
: 10 - 3.000 Hz.
Duración
: 10 milisegundos.
Ruido de fondo (EEG)
: 50 a 100 uV
uV..
Montaje de electrodos :
Cz (+), A1(
A1(--), Fpz
Fpz(G)
(G)
Ondas
:
I, II, III, IV, V, VI, VII
Epocas
:
1500
1500--2000
Estímulo
:
click
Potenciales evocados
Instrumentación. Especificaciones de diseño
American Society Clinical Neurophysiology
Guideline 9A: Guidelines on Evoked Potentials
Área: potenciales evocados en clínica, estudios normativos, análisis estadístico
de resultados, criterios de anormalidad clínica, para potenciales evocados
visuales, auditivos de tronco cerebral y somatosensoriales de latencia corta.
Registro e interpretación
Amplificador
Señales de entrada de amplitudes p-p 5 uV to 50 uV deben ser amplificadas al
rango completo del conversor A
A-D
D.
Instrumentación
Potenciales evocados
Instrumentación. Especificaciones de diseño
Conversión
Resolución temporal de al menos 20 μs/data o menor,.
Conversor A-D de 8 bits, pero se prefiere 12 bit.
Se deben promediar entre 1000 y 4000 épocas.
Seguridad eléctrica:
Ganancia ajustable por pasos.
American National Standard Safe Current Limits of Electromedical
Apparatus. ES-1, 1993.Arlington. VA: Association for the Advancement
of Medical Instrumentation, NFPA-99, 2002.sis or power line ground
Impedancia de entrada de al menos 10 Mohm
Filtrado:
Relación de rechazo de modo común de al menos 80 dB.
Ancho de banda de 0,1-5000 Hz.
Consideraciones en cuanto al corrimiento y modificación de morfologías
por la aplicación de filtros.
Nivel de ruido del amplificador no debe exceder los 2 uV rms
Utilización de filtros de 60 Hz ( 50 Hz).
6
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Potenciales evocados
Instrumentación. Especificaciones de diseño
Calibración:
Calibración periódica
Replicación:
Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Instrumentación. Especificaciones de diseño: estímulo.
Estímulo
Tipo click:
Condensación
Rarefacción
Registro de original y réplica
p
Documentación del paciente
Alternado
Interpretación de resultados:
“Recommended Standards for Normative Studies of Evoked Potentials,
Statistical Analysis or Results, and Criteria for Clinically Significant
Abnormality.
Potenciales evocados
Instrumentación. Especificaciones de diseño: estímulo.
Ancho del pulso
Frecuencia del estimulo
Intensidad
Ruido de enmascaramiento
: 100 μs
: 5 a 100 e.p.s.
: 20 a 100 dB SPL
: 60 dB SPL
Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Instrumentación: amplificador.
Amplificador
Amplificador
de Aislación
7
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Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Instrumentación: amplificador de instrumentación.
Instrumentación: amplificador de aislación
INA 128P B
Burr B
Brown®
®
ISO 121 Burr Brown®
Características
Bajo voltaje de offset: 50 uV
uV..
Bajo desplazamiento: 0,5 uV
uV/ºC
/ºC máx.
Baja corriente de polarización de entrada: 5nA máx.
Alta RRMC: 120 dB min.
Entrada protegidas a +/+/- 40 V.
Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
ISO121
Características
Tensión de aislación : 3500 V rms
Baja no linealidad: +/
+/-- 0,001% máx.
Alto rechazo en modo aislación: 115 dB.
Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Instrumentación: aislación y alimentación
8
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Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Instrumentación: conversión DCDC-DC
Instrumentación: filtrado pasa bandas
Características
Power Converter®
3 kV de aislación
Salida doble
Eficiencia: 80%
Riple de salida: 75 mV pp-p máx
Desplazamiento: 0,03% por ºC.
Frecuencia de operación: 100 kHz
Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Instrumentación: medición de impedancias de contacto
Frecuencias de corte [Hz]
Filtro Pasa Bajos:
100, 250, 500, 1000, 1500, 2500, 3000, 5000
Filtro pasa altos:
0.1, 1, 10, 30, 60, 100, 150, 300
Filtros de
2do
orden
Potenciales evocados auditivos de tronco
cerebral
Instrumentación: medición de impedancias de contacto
Impedancia aceptable < 5 kΩ
kΩ.
Apareamiento de impedancias.
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Equipo de PEATC para la detección
de hipoacusias en neonatos
(a) placa de transmisión USB, (b)
amplificador de instrumentación, (c)
fuente de alimentación y (d) estimulador.
Equipo de PEATC para la detección
de hipoacusias en neonatos
Año 2007
Esaote
Fhasis II
Hospital San Martín
Hospital San Martín
10
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Hospital San Martín
Hospital San Martín
Hospital San Martín
Hospital San Martín
11
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Hospital San Martín
Hospital San Martín
Hospital San Martín
Hospital San Martín
12
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Hospital San Martín
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