Caracterización básica del electrorretinograma multifocal normal
Basic characterization of normal multifocal electroretinogram
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Lilia Fernández CherkásovaI; Irene Rojas RondónI; Pedro Daniel Castro PérezI; Daniel López FelipeI; Rosaralis Santiesteban FreixasII; Carlos E. Mendoza SantiestebanIIII Especialista de I Grado en Medicina General Integral. Especialista de I Grado en Oftalmología. Instituto Cubano de Oftalmología "Ramón Pando Ferrer", La Habana, Cuba.
II Doctora en Ciencias Médicas. Especialista de II Grado en Oftalmología. Investigadora Titular, Profesora Auxiliar y Consultante. Instituto Cubano de Oftalmología "Ramón Pando Ferrer", La Habana, Cuba.
III Especialista de I Grado en Neurofisiología. Especialista de II Grado en Oftalmología. Asistente. Instituto Cubano de Oftalmología "Ramón Pando Ferrer", La Habana, Cuba.
RESUMEN
Se realizó una revisión de la literatura científica publicada sobre la técnica novedosa del electrorretinograma multifocal, los mecanismos celulares involucrados y algunos de los factores que modifican sus resultados, así como la forma de su presentación. La caracterización básica de este registro electrofisiológico obtenido en varias regiones de la retina en sujetos normales es importante para establecer a pequeña escala, una base de datos comparativa que permita evaluar los trazados en ojos patológicos, lo cual contribuiría enormemente al electrodiagnóstico precoz y poco invasivo de las lesiones retinales localizadas. ]]>
Palabras clave: Electrofisiología ocular, electrodiagnóstico visual, electrorretinograma multifocal.
ABSTRACT
A scientific literature review was made on the novel multifocal electroretinogram technique, the involved cell mechanisms and some of the factors modifying its results together with the form of presentation. The basic characteristics of this electrophysiological record obtained from several regions of the retina of normal subjects is important in order to create at a small scale a comparative database to evaluate pathological eye tracing. All this will greatly help in early less invasive electrodiagnosis of localized retinal lesions.
Key words: Ocular electrophysiology, visual electrodiagnosis, multifocal electroretinogram.
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INTRODUCCIÓN
En 1865, F. Holmgren,1 un oftalmólogo sueco, reportó el primer electrorretinograma (ERG) en una rana y lo conceptualizó como el registro de los potenciales de acción producidos en la retina mediante su estimulación con luz. Sin embargo, solo un siglo más tarde se desarrollaron múltiples técnicas valiosas y seguras en la práctica clínica para el electrodiagnóstico visual.
Así en 1961 se fundó la Sociedad Internacional para la Eletrorretinografía Clínica (ISCERG) que posteriormente cambió su nombre por el de Sociedad Internacional para la Electrofisiología Clínica de la Visión (ISCEV), con el fin de desarrollar y normar los métodos electrofisiológicos para que pudieran ser comparables, independientemente del lugar donde se realizaran.2
En 1992, Sutter y Tran1 diseñaron una nueva técnica de electrorretinografía multifocal (mf-ERG) para poder llevar a cabo el electrodiagnóstico de aquellos pacientes con afectación de zonas localizadas de la retina, por ejemplo, en enfermedades como la degeneración macular asociada a la edad, la retinosis pigmentaria o el glaucoma incipiente.
Con el fin de analizar las principales características del registro de esta técnica novedosa, los mecanismos celulares involucrados y algunos de los factores que modifican sus resultados, así como su forma de presentación, se realizó una revisión bibliográfica a partir de textos, revistas y artículos publicados en Internet, en la Biblioteca Médica Nacional y en la Biblioteca del Instituto Cubano de Oftalmología "Ramón Pando Ferrer". La literatura recopilada fue analizada y expuesta según los objetivos planteados.
RESULTADOS ]]>
El trazado típico la electrorretinografía multifocal (mf-ERG)3-5 es una respuesta lineal de morfología parecida a la onda del ERG de campo completo. Es una onda bifásica con un componente negativo inicial (N1), seguido de un pico positivo (P1), y en ocasiones, de una segunda onda negativa (N2). El N1 está producido al igual que la onda a por los fotorreceptores (fundamentalmente por los conos, pues los bastones prácticamente no son activados por el patrón de estimulación, ni por los niveles de luz utilizados, mientras que la P1 está formada básicamente por las células bipolares, al igual que la onda b y parte de los potenciales oscilatorios. Las células internas de la retina6 (las amacrinas y ganglionares) también influyen en la morfología de la electrorretinografía multifocal.Hood7 y Horiguchi8 han sugerido que la actividad de las células bipolares en on y off, provocan un aumento del potasio extracelular evocado por la luz lo cual a su vez, ocasiona la entrada del potasio a las células de Muller. El ERG multifocal es entonces generado por la corriente de potasio que fluye en las células de Muller.
Las diferencias en los trazados de los electrorretinogramas (ERG) de campo completo y multifocal se deben a los diversos estímulos y análisis empleados. El ERG difuso es la sumatoria de una o más respuestas de la retina tras un estímulo luminoso único.9 Mientras que los trazados del mf-ERG no son respuestas directas de cada región de la retina, sino inferencias matemáticas a través de una función de correlación cruzada entre la señal obtenida y el patrón que aparece en la pantalla. Por lo cual las ondas N1 y P1 no deben ser nunca denominadas onda a y b por no ser exactamente equiparables. En su lugar, suelen llamárseles componentes de primer orden (kernel K1) lineales del ERG multifocal.3,5
Las capas más internas de la retina, con contribución de las células ganglionares producen principalmente los componentes del segundo y el tercer orden (kernel K2 y K3) que habitualmente no se estudian, pues la amplitud del registro es menor y más difícil de medir por la pobre correlación señal-ruidos.10 Otros autores señalan una pobre correlación entre la distribución espacial de los kernel de segundo orden y de las células ganglionares y niegan entonces que estos sean originados por células retinales específicas, y los consideran una medida de cómo la respuesta del mf-ERG se ve afectada por el flash precedente de los mecanismos no lineales de adaptación de la retina.3
El conocimiento del origen celular del ERG multifocal permite predecir que el daño a nivel de las células bipolares, o en las capas externas de la retina, provocará una importante disminución en la amplitud del registro, mientras que la afectación de las células amacrinas y/o ganglionares tendrá poco efecto en la misma, aunque pudiera modificar su morfología.
La amplitud del registro de mf-ERG se mide desde la línea de base del registro hasta el pico de la señal en el caso de la onda N1 y para el caso de la onda P1 se mide desde el pico N1 hasta el pico P1; esto se expresa en µV (microvoltios). El tiempo implícito es otro parámetro básico que se mide desde el momento del estímulo hasta el valor máximo del pico de cada onda, lo cual se expresa en milisegundos.
Sin embargo, existen discrepancias y variaciones en los reportes de los valores normales de las ondas, pues los mismos dependen de múltiples factores como son: el estímulo empleado, el estado de adaptación visual previa, las características, la colocación de los electrodos de registro, el tipo de equipo electrónico, el software utilizado, la secuencia de realización del registro, etcétera.10-14
Las amplitudes y tiempos implícitos de las ondas N1 y P1 suelen ser mayores en la fóvea y disminuyen según la excentricidad, lo cual se debe a la mayor densidad de conos en esa zona de la retina, demostrada por los estudios histopatológicos post mortem de Curcio.15-17 Verdon W18 y otros describieron matemáticamente el descenso de las respuestas del ERG mf según la excentricidad con una función matemática de poder que se corresponde con la pendiente que refleja la distribución de los conos en la retina.
Asimismo se obtienen mayores amplitudes en las ondas N1 y P1 en la hemirretina superior respecto a la inferior y se ponen de manifiesto las diferencias funcionales entre dichas regiones de la retina, también reportada en estudios con ERG focales y potenciales visuales atribuida a la asimetría en la distribución de las células visuales en dichas hemirretinas.17 No obstante, otros autores, como Chappelow,19 Verdon WA y Haegerstrom-Portnoy G18 no encontraron diferencias en las señales registradas en las hemirretinas superiores e inferiores, y las relacionaron con las particularidades raciales de los grupos de pacientes en cada estudio. Los asiáticos, por ejemplo, presentan como promedio mayores defectos refractivos que otros sujetos con la correspondiente modificación de la densidad de respuestas del ERG multifocal. Otros factores, como la pigmentación ocular, también pueden estar involucrados.
Existen numerosas controversias acerca de la comparación del tiempo implícito y amplitud de las hemirretinas temporales y nasales en diversos estudios publicados. La mayor densidad de conos del 40 al 45 % en la retina nasal y su mayor grosor comparada con la temporal, ha sido relacionada con la obtención de tiempos implícitos más prolongados en esa región.6,15-17 También, Sutter20 opina que las asimetrías anatomo-fisiológicas encontradas son relativamente sutiles en los 25° centrales e incapaces de provocar las diferentes morfologías de las ondas del mf-ERG. En vez de eso, atribuye estas diferencias al efecto del disco óptico sobre la forma de la onda P1. Varios autores4,6,21 reportan en general, una mayor variabilidad de la respuesta del ERG multifocal en el área correspondiente a la localización del nervio óptico, lo cual puede estar relacionado con las variaciones individuales en el tamaño del disco óptico, las pequeñas diferencias respecto a la posición de la papila y la fóvea, y/o las variaciones particulares en la reflectividad del disco óptico, la cual modifica la contribución de la luz directa a la señal del ERG multifocal. Es difícil estimar de antemano el tamaño y la posición del nervio óptico, así como su reflectividad en relación al estímulo aplicado, por lo cual la respuesta de esta área debe ser interpretada con cautela o excluida del análisis topográfico detallado. ]]>
Los efectos de la edad en los registros del ERG multifocal han sido motivo de numerosas investigaciones.13,17,22-25 En general, la mayoría de los autores han encontrado reducción de la amplitud de la respuesta del ERG multifocal y prolongación de los tiempos implícitos con el aumento de la edad, al observarse efectos más marcados en la retina central que en la periférica.13,17,24,25Existen controversias acerca de las causas de esos cambios, especialmente sobre el papel que desempeñan los factores prerretinales ópticos (mayor densidad del cristalino, menor tamaño de la pupila).22,23 La reducción de las amplitudes de las ondas N1 y P1 proporcionalmente a la severidad de la opacidad del cristalino ha sido bien documentada.26 No obstante, los factores neurales como la pérdida de fotorreceptores y de células ganglionares, más la ineficacia de la transmisión sináptica en sujetos mayores, parecen ser los principales responsables de los cambios en el ERG multifocal en los ancianos.13,23 La degradación incompleta de los segmentos externos de los fotorreceptores y la disminución de la función del gen ABCA4 puede provocar el acúmulo de lipofucsina en el EPR que es mayor en la hemirretina, superior en correspondencia con la teoría de la organización topográfica de la retina analizada anteriormente.17
Los errores refractivos también pueden influir en los registros del ERG multifocal en sujetos normales al observarse una reducción en las amplitudes y la prolongación de los tiempos implícitos, a medida que se incrementan estos y/o la longitud axial del globo ocular. Esto debe tomarse en cuenta para el correcto análisis de los resultados de cada paciente.27,28,29
Por la multiplicidad de los factores que influyen en los resultados de las pruebas electrofisiológicas, se deben cumplir rigurosamente las normas5 elaboradas y ampliamente difundidas por la ISCEV para la realización del ERG mf en el 2003, aunque cada laboratorio desarrolle sus propios parámetros de normalidad según sus condiciones específicas.
Entre los sistemas de registros del ERG mf, el VERIS, inicialmente diseñado por Sutter, (Electro-Diagnostic Imaging [EDI], San Mateo, CA) domina el mercado, pero fuera de EE.UU. se comercializan unidades electrofisiológicas como el sistema RETIscan de la firma Roland Consult, Wiesbaden de Alemania y el sistema Metrovision de la empresa Metrovision, Perennices de Francia, los cuales emplean softwares especiales de adquisición de señales y análisis de los registros integrados al manejo de la base de datos, así como a los parámetros establecidos del hardware de la generación de estímulos y las utilidades.3,30
El patrón de estímulos es generado usualmente en monitores catódicos y consiste en múltiples hexágonos dispuestos en una malla concéntrica, cuyo tamaño aumenta según su excentricidad.3-5 Cada hexágono se ilumina según una m-secuencia predeterminada (de forma binaria pseudorandomizada) que estimula un sector de la retina concreto y cubre un área de 30-50° de diámetro. El aumento del número de hexágonos utilizados (61, 103 o 241) incrementa la capacidad discriminativa del test para detectar defectos focales, aunque enlentece el estudio, y es su habitual corta duración una de sus principales ventajas.21
Al terminar la prueba, el sistema de análisis utiliza un algoritmo descodificador de secuencias que permite aislar la actividad concreta de cada zona retiniana.
El software presenta los resultados del ERG mf como un mapa de ondas en el que cada onda representa la actividad de un sector retiniano o por grupos, como los anillos concéntricos alrededor de la fóvea, los cuadrantes o, según los intereses del especialista, como una figura tridimensional.
El uso de los anillos concéntricos es recomendado por la ISCEV5 como una herramienta útil para el resumen de los registros obtenidos. Las principales ventajas consisten en la reducción de la influencia de los ruidos (artefactos) a la señal del ERG y en la mayor uniformidad de las ondas. Sin embargo, puede provocar menor resolución espacial en la detección de anormalidades locales, especialmente en los anillos periféricos. Así, incluso una anormalidad pronunciada en el anillo externo contribuirá solamente con el 2,4 % de la respuesta total promedio y puede quedar inadvertida sin la cuidadosa inspección visual del mapa.31
Para un mejor análisis de los registros promedios en diferentes áreas agrupadas, fue creado otro parámetro del trazado del ERG mf denominado densidad de respuesta retiniana de cada hexágono o amplitud por unidad de área, que se obtiene al dividir la amplitud absoluta por el área total en la cual fue evocado ese registro. Se expresa en nanovoltius al grado al cuadrado (nV/deg2).3-5 La figura tridimensional es precisamente una representación gráfica de esta densidad de respuesta de los componentes de las ondas N1 y P1 por unidad de área. Posee una de gran utilidad descriptiva y contribuye a la detección de pequeños escotomas y de la mancha ciega, pero no puede ser usada como único método de análisis, pues puede llevar a conclusiones erróneas al aparentar la existencia de picos foveales aún en casos de afectación severa de la retina central.4 Su presentación siempre debe acompañarse del mapa de las ondas del electrorretinograma multifocal. ]]>
La caracterización básica del ERG multifocal obtenido en varias regiones de la retina en sujetos normales, es importante para establecer a pequeña escala una base de datos comparativa que permita evaluar los trazados en ojos patológicos, lo cual contrubuirá enormemente al electrodiagnóstico precoz y poco invasivo de las lesiones retinales localizadas.
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Recibido: 30 de enero de 2008.
Aprobado: 15 de julio de 2008.
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Dra. Lilia Fernández Cherkásova. Instituto Cubano de Oftalmología "Ramón Pando Ferrer". Ave. 76 No. 3104 entre 31 y 41 Marianao, Ciudad de La Habana, Cuba. E-mail: lilia.fdez@infomed.sld.cu ]]>