de d’orthoptie – 3ème année – cours n° 3 2007-2008 explorations fonctionnelles...

DE d’Orthoptie – 3ème Année – Cours n° 32007-2008

Explorations Fonctionnelles Electrophysiologiques

Dr Isabelle INGSTER-MOATI- Université Paris 7 Diderot Hôpital Necker

DE d’Orthoptie – 3ème Année – Cours n°32005-2006


Cours n°1 : Rappels d’Electrophysiologie Générale

Cours n°2 : Electro-Oculogramme sensoriel

Cours n°3 : Electrorétinogrammes et Potentiels Evoqués Visuels

Cours n°4 : Applications Enfants

Cours n°5 : Applications Visuelles motrices

Dr Isabelle INGSTER-MOATI- Université Paris 7 Diderot - Hôpital Necker

Explorations ElectrophysiologiquesVisuelles

d’après J.J. Coulon


Explorations Electrophysiologiques Visuelles

Les Electrorétinogrammes

ERG

ERG

1/ ERG court

2/ ERG ISCEV : protocole international standardisé

3/ ERG pattern

4/ ERG multifocal


Définitions :

ERG : étude de l’activité bio-ionique ou dufonctionnement électrophysiologique de la rétine

ERG global ou ERG Ganzfeld

ERG Global

d’après I. Perlmann


uV

ms


-Onde «a» reflet de l’activité des photorécepteurs-Onde «b» reflet de l’activité des couches externes de la rétine y compris les cellules de Müller


uVuV

msms


- Propriétés électrophysiologiques différentes des Cônes et des Bâtonnets

- Système photopique- Système scotopique- Dualité rétinienne « …. » (cf Cours de Physiologie Rétinienne)


La compréhension de l’ERG et de l’EOG nécessitent la

connaissance de la physiologie rétinienne.

Il existe 2 types de photorécepteurs

1/ les Bâtonnets : max. d ’efficacité en ambiance scotopique

2/ les Cônes : efficaces en ambiance photopique

Il existe 3 types de cônes

- 50 % de cônes L

- 40 % de cônes M

- 10 % de cônes S

Répartition Les cônes :- sur toute la rétine- seuls au niveau de la fovéola- 4,7 millionsLes bâtonnets :- partout sauf la fovéola- densité max. 10 à 20 °- 92 millions

La dualité rétinienne

• cônes - bâtonnets

• vision diurne - vision nocturne

• vision centrale -vision périphérique

Cellule excitable Photorécepteur

V V

E0 = - 70 mV E0 = - 40 mV

site unipissing.ca/saari

La d.p.p. de mb des photorécepteurs- A l’obscurité : la mb des photorécepteurs est dépolarisée - 40mV

- A la lumière :la mb des photorécepteurs s’hyperpolarise


Réalisation pratique de l’ERG


Réalisation pratique de l’ERG

1/ chaîne de stimulation

2/ chaîne d’enregistrement


Pour l’ERG : 2 types d’Electrodes

1/ Electrodes cutanées

d’après Bradshaw




2/ Electrodes coques

1/ ERG coques

2/ ERG cutanées




2/ Electrodes coques

3/ Electrodes gold-foil

1/ ERG Coques

2/ ERG cutanées

3/ ERG Gold-Foil


d’après Bradshaw


Pour l’ERG : 2 types de stimulation

1/ Coupole Ganzfeld

2/ Flashes portables

ELECTRORETINOGRAMME (ERG) NORMAL

OD

OG

OD

OG

Flashes « blancs » Flashes « rouges »

OD

OG

Flashes « bleus »

ERG avec électrodes cutanées

M2271

Exploration électrophysiologique de la rétine

Electro-rétinogramme E.R.G.

Protocole I.S.C.E.V.

International Society of Clinical Electrophysiology for Vision

ERG ISCEV Rod Normal

Stim inf à 10 cd/m²

ERG ISCEV Single Flash - Réponse mixte Normal

Onde « a » dep. essentiellement des Bâtonnets

ERG ISCEV Ops normaux

ERG ISCEV Cones normal

Cônes M, L et S

ERG ISCEV ERG Flicker

Cônes M et L (pas les Cônes S « plus lents ») – Système magnocellulaire


d’après Bradshaw

L’Electrorétinogramme (ERG) court –électrodes cutanées

W

R

B

Explorations Electrophysiologiques Neuro-Visuelles

L’Electrorétinogramme : ERG ISCEV –électrodes coques

ERG ISCEV Rod

ERG ISCEV SF

ERG ISCEV Ops

ERG ISCEV Cone

ERG ISCEV Flicker


ERG Pattern

Exploration électrophysiologique du N.O.

Electro-rétinogramme pattern E.R.G. p.

Protocole I.S.C.E.V.

Indications : pathologie du nerf optique

P50 = Photorécepteursmaculaires

N95 = C. GG

ERG pattern normal – sujet P.E.M.

ERG Multifocal

L’Electrorétinogramme multifocal : ERG multifocal


Electrorétinogramme Multifocal : ERG mf

Principe- Historique

3/ J. Opt.Soc.Am. A, vol 13,n°3, 1996, 634-43

Bearse MA Jr and E.E. Sutter

Imaging localizes retinal dysfunction with the multifocal electroretinogram

d’après Gerth, 2003


Stimulation : m-sequence pseudo-randomisée

d’après Seeliger, 2001


Stimulation : m-sequence pseudo-randomisée

d’après Hood, 2000


1. ERG global10 Hz -300 Hz

2. ERG global1 Hz -1000 Hz

3. ERG multifocal10 Hz -300 Hz

d’après Wördehoff UV, 2004




Origine rétinienne de l’ERG mf ?



Origine rétinienne de l’ERG mf

Hood, 2003 : « L’ERG global est la somme de plusieurs réponses à

des stimulations flashes,

alors que l’ERG mf n’est pas du tout une réponse mais plutôt une

extraction mathématique. »



20 nV/deg²2 uV

réponses non normalisées réponses normalisées

anneau 1anneau 2anneau 3

anneau 5

anneau 4

centre

ERG multifocal

d’après Heinemann-Vernaleken B., 2000



Paramètres de stimulation :- luminance des hexagones blancs : 100 à 200 cd/m²- luminance des hexagones noirs : 2 cd/m²- luminance du fond : la plus foncée possible (Métrovision ?)- point ou une croix de fixation centrale- lumière de la pièce allumée : état d’adaptation rétinien à la lumière constant

En raison 1/ des niveaux lumineux utilisés et2/ du taux rapide de stimulation,

l’ERG mf est dû à la réponse du système des CONES.

L’ERG mf traduit l’activité des couches externes de la rétine : PR etcellules bipolaires.


Introduction

Principe

Réalisation pratique

Indications

Quelques Exemples Cliniques

Perspectives


Réalisation pratique :

- dilatation pupillaire- contrôle de la fixation du sujet- coopération

- pose de lentilles cornéennes après anesthésie de contact- port de la correction optique- durée 5 à 10 mn par œil


Réalisation pratique :

film



Limite de l’ERG mf : Fixation excentrée


Limite de l’ERG mf M. B. Rémi

OD


Limite de l’ERG mf M. B. Rémi

OG

d’après Vrabec, 2004 Voluntary Suppression of the Multifocal ERG



Introduction

Principe


Indications


Perspectives

Principales indications :

1/ Aide au diagnostic

2/ Confirmation du diagnostic

3/ Surveillance des toxiques

4/ Aspect médico-légal

5/ Dépistage des atteintes psychologiques

6/ Appui la demande d’IRM

Examens Electrophysiologiques Neuro-Visuels


Indications1/ Pathologie maculaire

-ERG ISCEV global peut être normal et-PEV damiers altérés

- soit à FO normal ++++- soit à FO altéré

2/ Pathologie rétinienne-pic fovéolaire conservé ou-disparition du pic


40 publications indexées Medline en 2004 sur l’ERG multifocal !10 dernières:1: Han Y et al.Formulation and evaluation of a predictive model to identify the sites of future diabetic retinopathy. Invest Ophthalmol Vis Sci.

2: Tsunoda K et al. Mapping cone- and rod-induced retinal responsiveness in macaque retina by optical imaging. Invest Ophthalmol Vis Sci.

3: Klemp K et al.Effect of short-term hyperglycemia on multifocal electroretinogram in diabetic patients without retinopathy.Invest Ophthalmol Vis Sci.

4: Bearse MA Jr et al.Local multifocal oscillatory potential abnormalities in diabetes and early diabetic retinopathy.Invest Ophthalmol Vis Sci.

5: Bellmann C etal. Potential diagnostic dilemmas using the multifocal electroretinogram in intermittent exotropia.Br J Ophthalmol.

6: Radtke ND etal.Vision change after sheet transplant of fetal retina with retinal pigment epithelium to a patient with retinitis pigmentosa. Arch Ophthalmol.

7: Machida S. et al.Choroidal circulatory disturbance in ocular sarcoidosis without the appearance of retinal lesions or loss of visual function. Jpn J Ophthalmol.

8: Schatz P et al.Multifocal electroretinography and optical coherence tomography in two patients with solar retinopathy. Acta Ophthalmol Scand.

9: Machida S. et al. Decrease of blue cone sensitivity in acute idiopathic blind spot enlargement syndrome.Am J Ophthalmol.

10: Feigl B et al.Cone- and rod-mediated multifocal electroretinogram in early age-related maculopathy.Eye


Introduction

Principe


Indications


Perspectives


Quelques Exemples CliniquesSoi. OD


Quelques Exemples CliniquesSoi. OG

d’après Vrabec, 2004 Voluntary Suppression of the Multifocal ERG



Introduction

Principe


Indications


Perspectives

Principales indications :

1/ Aide au diagnostic

2/ Confirmation du diagnostic

3/ Surveillance des toxiques

4/ Aspect médico-légal

5/ Dépistage des atteintes psychologiques

6/ Appui la demande d’IRM

Examens Electrophysiologiques Neuro-Visuels


Indications1/ Pathologie maculaire

-ERG ISCEV global peut être normal et-PEV damiers altérés

- soit à FO normal ++++- soit à FO altéré

2/ Pathologie rétinienne-pic fovéolaire conservé ou-disparition du pic


40 publications indexées Medline en 2004 sur l’ERG multifocal !10 dernières:1: Han Y et al.Formulation and evaluation of a predictive model to identify the sites of future diabetic retinopathy. Invest Ophthalmol Vis Sci.

2: Tsunoda K et al. Mapping cone- and rod-induced retinal responsiveness in macaque retina by optical imaging. Invest Ophthalmol Vis Sci.

3: Klemp K et al.Effect of short-term hyperglycemia on multifocal electroretinogram in diabetic patients without retinopathy.Invest Ophthalmol Vis Sci.

4: Bearse MA Jr et al.Local multifocal oscillatory potential abnormalities in diabetes and early diabetic retinopathy.Invest Ophthalmol Vis Sci.

5: Bellmann C etal. Potential diagnostic dilemmas using the multifocal electroretinogram in intermittent exotropia.Br J Ophthalmol.

6: Radtke ND etal.Vision change after sheet transplant of fetal retina with retinal pigment epithelium to a patient with retinitis pigmentosa. Arch Ophthalmol.

7: Machida S. et al.Choroidal circulatory disturbance in ocular sarcoidosis without the appearance of retinal lesions or loss of visual function. Jpn J Ophthalmol.

8: Schatz P et al.Multifocal electroretinography and optical coherence tomography in two patients with solar retinopathy. Acta Ophthalmol Scand.

9: Machida S. et al. Decrease of blue cone sensitivity in acute idiopathic blind spot enlargement syndrome.Am J Ophthalmol.

10: Feigl B et al.Cone- and rod-mediated multifocal electroretinogram in early age-related maculopathy.Eye


Introduction

Principe


Indications


Perspectives


Quelques Exemples CliniquesSoi. OD


Quelques Exemples CliniquesSoi. OG

d’après Seeliger, 2001 ex. maladie de Stargardt


d’après Seeliger, 2001 ex. Rétinopathie Pigmentaire


d’après Hood, 2000 ex Rétinopathie Pigmentaire


d’après Hood, 2000 ex maladie de Stargardt


d’après Bearse, 1996


d’après Moshos, 1996


ERG mf et Prise d’APS au long cours

Ex. clin. : maladie de Best débutante

M. G. Jérôme

-né en 1972, vu en 2004, 32 ans

-lettre : Best -AV OD 9/10 P2

-AV OG 6/10 P2


M. G. Jérôme


M. G. Jérôme

Sujet Normal


M. G. Jérôme

ERG ISCEV Rod Normal


M. G. Jérôme

ERG ISCEV Single Flash Normal


M. G. Jérôme

ERG ISCEV Ops normaux


M. G. Jérôme

ERG ISCEV Cones normal


M. G. Jérôme

ERG ISCEV ERG Flicker

Ex. clin. : maladie de Best débutanteM. G. Jérôme

OD OG

ERG multifocal

Ex. clin. : maladie de Best débutanteM. G. Jérôme

OD OG

Ex. clin. : BAV à FO nl pathologie des cônes

M. B. Pierre, né en 1959, vu en 2004, 45 ans

Lettre de son oph : ERG car

- BAV depuis 2002 avec scotome central bilatéral

- AV odg : 0,6 f P2

- FO dg normaux

1/ IRM normale en février 2003

2/ Dg de Lyme négatif en février 2003

3/ PEV altérés en mai 2003

4/ Angiographie rétinienne normale en avril 2004

- L’étiologie reste inconnue. Grosses doses de lipanthyl et de zyloric : étiologie toxique ??


M. B. Pierre

ERG ISCEV Rod


M. B. Pierre

ERG ISCEV Ops Sujet Normal


M. B. Pierre

ERG ISCEV Cones Sujet normal


M. B. Pierre

ERG ISCEV Flicker Sujet normal


M. B. PierreVision des Couleurs au Test 15 Hue désaturé de Lanthony


M. B. PierreVision des Couleurs au Test 15 Hue saturé de Lanthony


M. B. Pierre

FSC statique OD


M. B. Pierre

FSC statique OG


M. B. Pierre

Conclusion : devant une BAV à FO normal :

1/ penser à faire un test de vision des couleurs !

2/ penser à faire un ERG

2/ les PEV seuls ne suffisent pas

3/ si possible ERG-PEV avant l’IRM !

Remarque : ERG mf non pratiqué car non encore reçu à cette date


OD


OG


M. B. Pierre

Conclusion : devant une BAV à FO normal :

1/ penser à faire un test de vision des couleurs !

2/ penser à faire un ERG

2/ les PEV seuls ne suffisent pas

3/ si possible ERG-PEV avant l’IRM !

Remarque : ERG mf non pratiqué car non encore reçu à cette date


OD


OG


Me S. Henriette, 63 ans, adressée pour une BAV bilatérale sévèreOD : 2/10 ème OG : 1/10 ème FO : papilles pâles excavées sans hypertonie oculaireNeuropathie optique ?


Me S. Henriette adressée pour une BAV bilatérale sévère

FSC OD



FSC OG



PEV 60 OD



PEV 15 OD



PEV 60 OG



ERG p



ERG global rod



ERG global SF



ERG global cones



ERG global flicker



ERG mf OD



ERG mf OG


Me S. Henriette, 53 ans, adressée pour une BAV bilatérale sévèreOD : 2/10 ème OG : 1/10 ème FO : papilles pâles excavées sans hypertonie oculaireNeuropathie optique ?

Conclusion : le bilan électrophysiologique visuel confirme l’atteintedes voies optiques


Me B. Françoise, 62 ans, adressée pour une BAV de l’OG sévèreOD : 10/10 ème OG : 1/10 èmeCV : scotome paracentral et élargissement de la tache de MariotteFO : nl ?AF : télengectasie parafovéolaireIRM cérébrale : normale

Antécédents : K sein et K utérus

Question : lésion du nerf optique gauche ou maculopathie ?


Me B. Françoise, 52 ans, adressée pour une BAV de l’OG sévère

FSC OD



FSC OG



PEV 60 OD



PEV 30 OD



PEV 15 OD



PEV 60 OG



PEV 30 OG



PEV 15 OG



ERG global rod



ERG global OP



ERG global Cone



ERG global Flicker



ERG mf OD



ERG mf OG


Me B. Françoise, 52 ans, adressée pour une BAV de l’OG sévèreOD : 10/10 ème OG : 1/10 èmeCV : scotome paracentral et élargissement de la tache de MariotteFO : nl ?AF : télengectasie parafovéolaireIRM cérébrale : normale

Antécédents : K sein et K utérus

Question : lésion du nerf optique gauche ou maculopathie ?

Conclusion du bilan électrophysiologique visuel : atteinte rétiniennecentrale gauche


Perspectives :L’ERG mf est un nouvel outil électrophysiologique :

-Avantages

-Limites

-Aide au diagnostic difficile

-Apport en Recherche, ex : aspect prédictif dans la RD

Potentiels Evoqués Visuels

Explorations fonctionnelles neuro-visuelles

PEV


Explorations fonctionnelles neuro-visuelles

Définition :

Enregistrement des variations de potentiels

générés par l’activité bio-ionique du cortex

occipital, consécutives à un stimulus visuel

dont un paramètre varie dans le temps.

PEV

2 types de stimulations pour générer 2 types de PEV :

1/ les PEV flashes étudient le fonctionnement de la rétine

centrale ET l’ensemble des voies de conduction.

Les troubles des milieux ou les anomalies de la réfraction n’influencent que très peu les

PEV flashes.

Bilan électrophysiologique en Neuro-Ophtalmologie

2/ les PEV par damiers alternants :

- technique de référence.

- étudie les capacités de détection de la rétine centrale ET la conduction des voies visuelles.

PEV 60 minutes : zone périmaculaire,

PEV 30 minutes : zone maculaire,

PEV 15 minutes : zone fovéolaire

ET les voies de conduction respectives


science.mcmaster.ca


Réponse des PEV :

1/ proportionnelle à la densité des cônes rétiniens.

2/ réponse de l’aire visuelle primaire ET

3/ participation des aires sous-corticales.


Si l’intégrité du fonctionnement rétinien est certaine,

les PEV renseignent sur l’état des voies de conduction visuelles.


Ne pas oublier que les PEV damiers étudient la fonction

- de la rétine centrale (macula et péri-macula)

ET

- de la conduction des voies visuelles



1/ Nécessité d’une chaîne de stimulation

2/ Nécessité d’une chaîne de recueil



- taille des damiers : 60, 30 et 15 minutes d’arc- fixation binoculaire et monoculaire- nombre de stimulations- bruit de fond électro-encéphalographique


Chaîne de recueil :

- 2 électrodes actives : 03 et O4

- 1 électrode de référence Fz

- 1 électrode de masse A1


Port de la correction optique optimale de loin


sujet préamplificateur

amplificateur

convertisseur analogique-digital

disque dur ordinateur PCimprimante

synchronisation


Onde principale positive P100, convention internationale


PEV normaux

PEV 60 minutes

PEV 30 minutes

PEV 15 minutes


Temps de CulminationLatence

d’ap. J.J. Coulon



Résultats normaux Résultats anormaux

PEV – INTERPRETATION

1er Préalable : Réponses discernables ou non du bruit de fond ?

Réponses discernables

Réponses non discernables


2ème Préalable : Réponses symétriques ?

1/ Symétrie occipitale

2/ Symétrie oculaire


Symétrie occipitale des réponsesLobe droit Lobe gaucheRecueil «occipital » droit Recueil «occipital » gauche

129

129 114

129

114

114

Asymétrie occipitale des réponses des PEV

Lobe droit Lobe gaucheRecueil «occipital » droit Recueil «occipital » gauche

Symétrie oculaire des réponses

OD

OG

Recueil «occipital » droit Recueil «occipital » gauche

Ex d’asymétrie oculaire des réponses

OD

OG

Recueil «occipital » droit Recueil «occipital » gauche

I. Analyse des réponses : 3 PARAMETRES

1/ Morphologie

2/ Amplitude

3/ Temps de culmination de l’onde P100




Maturation des PEV d’après A. Moskowitz, 1983


1- tracés des réponses

2- calcul des TC et de l’amplitude des ondes



1 4 1 1 4 4

Temps de culmination de l’onde P100 augmentés

Normes de l’onde P100 chez un sujet adulte normal :

Damiers 60 minutes 114 msec écart-type 5 msecDamiers 30 minutes 117 msec écart-type 5 msecDamiers 15 minutes 120 msec écart-type 5 msec


I. Analyse des réponses : 3 PARAMETRES1/ Morphologie2/ Amplitude3/ TEMPS DE CULMINATION de l’onde P100

II. Remise dans le contexteEn particulier - Etat des milieux antérieurs- Réfraction, port de la correction optique- État rétinien, les antécédents

Principales Indications des PEV :

1/ suspiçion de SEP

2/ enfants –retard psycho-moteut

3/ amblyopie rebelle au traitement

4/ Organicité ??

5/…..

PEV et diagnostic de SEP

Article Jones, 2003


Article Diem, 2003

- affirmer une NORB uni- ou bilatérale ancienne ou récente

- première poussée sans atteinte ophtalmologique,

- antécédents douteux de NORB,

- forme atypique.




1/ suspicion de SEP avec signes visuels :

les PEV sont intéressants pour étudier l’œil adelphe

2/ suspicion de SEP sans signes visuels :

PEV normaux ou

PEV anormaux

Avant l’IRM



1/ IRM normale :PEV normaux

PEV anormaux

2/ IRM anormale :PEV normaux

PEV anormaux

Après l’IRM


PEV et IRM

PEV : examen fonctionnel

IRM : examen d’imagerie

Examens COMPLEMENTAIRES l’un de l’autre

Diagnostic Urgent : IRM, Scanner avant PEV

mais les PEV peuvent appuyer la demande d’IRM en urgence

Pathologie Chronique : PEV avant IRM


PEV

Normaux Anormaux

IRM nle IRM anle IRM nle IRM anle

PEV puis IRM

Patho rétine (RP!!)« Fonctionnelle » psy

Sep ? autres

Sep ? Patho oph :LeberAlcool-tabacToxique

Patho neuro-oph :-vasc.-Tum.-Sep

ERG


PEV et ERG sont en principe

INDISSOCIABLES

- ERG normal, PEV anormaux

- ERG anormal, PEV normaux (ex : RP périphérique)

- ERG normal et PEV normaux

- ERG anormal et PEV anormaux


Fin du 3ème Cours

de d’orthoptie – 3ème année – cours n° 3 2007-2008 explorations fonctionnelles...

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