ERP:it tulevaisuuden diagnostiikassa- Jorvin tuotekehitysprojekti KNF-hoitajayhdistyksen kevätopintopäivät 20-21.5.2010, Hyvinkää Jorvin KNF osasto, erikoistuva sairaalafyysikko Miia Pitkonen

Taustaa MCI (mild congnitive impairment = lievä kognitiivinen heikentyminen) Heterogeeninen potilasryhmä Alzheimerin tauti (AD) (6-25%) Tarve luotettavalle, edulliselle, ja ei- invasiiviselle työkalulle EEG?

Taustaa Tällä hetkellä EEG ei riittävän sensitiivinen Taudin alkuvaiheessa EEG usein normaali Lepo-EEG hidastuu AD-potilailla Orgaaniset MCI-potilaat olisi tunnistettava EEG:n diagnostista sensitiivisyyttä voi lisätä aktivaatiotutkimuksella EEG-muutos silmien avaamiseen liittyen EEG-muutos kognitiivisten tehtävien aikana

Tuotekehityshanke Seuloa orgaanista aivosairautta sairastavat MCI / lievät AD potilaat heterogeenisestä MCI-ryhmästä Jatkodiagnostiikka Progredioitumisen seuranta Hoito Lääkevasteen seuranta

Protokolla 25 MCI (joista 4 pian AD) ja 13 verrokkia 24-kanavainen rekisteröinti Mitataan: EEG ja ERP (aivojen tapahtumapotentiaali)

ERP = Event related potentials Aivojen tapahtumapotentiaalit Kuvaavat korkeampia aivotoimintoja (kognitiivisia) erotuksena sensorisiin Aivojen sähköisiä ilmiöitä Havainnointi Tehtävät Suoritus Tähän mennessä ei sovellutuksia klinikassa

ERP:jä on laaja kirjo

N100 Äänen havaitseminen N100-vaste seuraa ääntä noin 100ms Passiivinen Habituoituu

N200 Äänen havaitseminen Erona N100:aan Ei habituoidu, vaan vahvistuu

P300 Orientaatioreaktio keskeinen Henkilön kohdistaessa tarkkaavaisuutensa kohdeärsykkeesen (auditiivinen/visuaalinen) voidaan mitata P300 Jos ärsykejoukkoon sisältyy harvoja, kohdeärsykkeestä voimakkaasti poikkeavia ärsykkeitä (yllätysääni) voidaan mitata frontaalinen P300a

P50 Talamus säätelee P50-komponentin amplitudia

Miksi ERP? Kuvastaa kognitiota, havaitsemista ja tehtävien suoritusta Erilaisia rekisteröintimenetelmiä runsaasti sekä aktiivisia (potilaan toimi vaaditaan) että passiivisia Aivojen toimintaa saadaan analysoitua laaja- alaisesti Tavoitteena yksilötason diagnostiikka

Mittaus (45 min*) 1) Silmät kiinni 4 min 2) SK-SA 6 kertaa 3) Habituaatio (edeltää kuulokynnyksen mittaus) 4) Multimodaali (näkö ja kuulo) 5) Sternberg (tunnistustehtävä + reaktioaika) * Mittaus ilman CERAD-tehtäväsarjaa. Kaikille yli 60- vuotiaille tehdään CERAD (kesto 40-60 min).

Mitä Mitataan? Taajuusalueiden muutokset ja Hemisfääriasymmetria 1) Silmät kiinni 4 min Lepo-EEG 2) SK-SA 6 kertaa Alfatoiminnan muutos

Mitä Mitataan? Aivojen aktivaatioihin liittyvät muutokset ja Hemisfääriasymmetria 3) Habituaatio + Yllätysääni Tottuminen reaktioon ja aistimiseen, N100 + N200 ja P300a 4) Multimodaali Visuaalisen ja auditiivisen informaation yhdistäminen 5) Sternberg EEG-muutos kognitiivisten tehtävien aikana

Y U S Y F O J M Target t Non-target 5) Sternberg-paradigma on kolmen kirjaimen muistiin lataus, jota seuraa tehtävä. Y U S Y Target muistitehtävä 2000 ms tauko 300 ms kohdekirjain 1400 ms tauko 600 ms t F O J M Non-target

Löydöksiä

Poikkeavuus voi ilmetä monella tavalla. 2) SK-SA-Tehospektrianalyysi P7-O1 Poikkeavuus voi ilmetä monella tavalla. Potilaita voi ryhmitellä löydösten mukaan. Delta Theta Alfa Beta P7-O2 Hyvä reaktio silmien avauksessa Oik. puoli vaimea hidastumaa oik:lla vaimea EEG l.a.

2) SK-SA-Tehospektrianalyysi Huipputaajuus 7,7 j/s, dispersio, asymmetria

3) Habituaatio + Yllätysääni MCI-potilas. Habituaatio normaali, mutta iso P50-aalto (thalamuksen porttifunktion kuvaaja, portti auki) Verrokki. Normaali habituaatio. MCI-potilas. Habituaatio poissa, poikkeava löydös

3) Habituaatio + Yllätysääni Yllätysäänen-vasteeseen ilmaantuu pieni N200-komponentti MCI:ssa. P30oa vasteissa ei eroa. -verrokit -MCI

MCI-potilas. Oivallusaalto puuttuu. Cz Fz 4) Multimodaali ”oivallusaalto” ”oivallusaalto” Verrokki. Oivallusaalto kuvastaa eri aistinjärjestelmien kautta tulevan informaation yhdistämistä aivoissa. Fz Cz -ristiriita kuvan ja äänen välillä (kuuluu I, näkyy O) -ei ristiriitaa (kuuluu ja näkyy O) -ei ristiriitaa (kuuluu ja näkyy I) MCI-potilas. Oivallusaalto puuttuu. Cz Fz -ristiriita kuvan ja äänen välillä (kuuluu I, näkyy O) -ei ristiriitaa (kuuluu ja näkyy O) -ei ristiriitaa (kuuluu ja näkyy I)

Analysoimatta Lepo-EEG:n koherenssianalyysi Sternberg-analyysi Reaktioajat

EEG-kriteerien perusteella tehty värikartta ERPit Lopputulos EEG-muuttujat, verrokit (NC) yläosassa, MCI-potilaat alaosassa, AD =Alzheimer Disease

Alustavat tulokset 25 MCI potilasta (osalla diagnoosi kesken) 8 selvä orgaanisen aivosairauden löydös 11 lievä orgaanisen aivosairauden löydös joista 4:lla diagnosoitu Alzheimerin tauti 3 selvä orgaanisen aivosairauden löydös 1 lievä orgaanisen aivosairauden löydös 13 ikävakioitua verrokkia

Tulevaisuuden näkymät Projektin sisällyttäminen SALWE- hankkeeseen Rahoitusta jatkuvaan kehitystyöhön Uusia potilasryhmiä (aivoinfarkti potilaat, MS, masentuneet, työuupuneet) Osa tuloksista on vielä analysoimatta ja suuri joukko potilaita on mitattu ja tullaan vielä mittaamaan Mittauksen lopullinen optimointi Aloitetaan maksutta de Novo-potilaiden rekisteröinnit

Tiimi ja osaston porukka Juhani V.Partanen Kirsi Palmu Anu Holm Petra Keski-Säntti Sakari Jantunen Sara Liljander Pirkko Mäkinen Marja-Liisa Vilmi Ritva Tukiainen