Multimodal evoked potentials and transcranial magnetic stimulation in diagnostics of children with encephalitis, acute disseminated encephalomyelitis and multiple sclerosis

Background. The growing incidence of such central nervous system disorders as encephalitis (EP), acute disseminated encephalomyelitis (ADEM) and multiple sclerosis (MS) in pediatric population, similarity of their clinical manifestations at the onset, lack of universal diagnostic criteria and the risk of ADEM transformation into MS in the case of late diagnosis and inadequate treatment suggest the importance of this problem.

Objective: to evaluate diagnostic and prognostic value of multimodal evoked potentials and transcranial magnetic stimulation (TCMS) in children with EP, ADEM and MS.

Materials and methods. The study included 200 participants: 50 children with MS (mean age 14.0 ± 3.7 years), 50 children with ADEM (mean age 14.0 ± 3.5 years), 50 children with EP (mean age 12.0 ± 2.2 years) and 50 controls (mean age 14.0 ± 3.1 years). All patients underwent neurological examination, magnetic resonance imaging of the brain, diagnostic TCMS and assessment of visual evoked potentials, brainstem auditory evoked potentials, cognitive evoked potentials P300 to an auditory stimulus and somatosensory evoked potentials.

Results. We found that the P37–N45 amplitude 124 msec) is a risk factor for ADEM transformation into MS. The P100 latency >132 msec and lack of cortical evoked motor response from the m. abductor hallucis at MS onset indicate a high risk of disease progression and further development of disability

Conclusion. TCMS and assessment of multimodal evoked potentials (with estimating response amplitudes) allow determining the nature and severity of brain lesions, detecting subclinical dysfunction of the central nervous system, monitoring of the recovery processes and predicting outcomes in children with EP, ADEM and MS.

1. Войтенков В.Б., Бобошко М.Ю., Скрипченко Н.В. и др. Акустические стволовые вызванные потенциалы как инструмент оценки функционального состояния центральной нервной системы у детей с диссеминированным энцефаломиелитом. Сенсорные системы 2016;30(1):63–8. [Voytenkov V.B., Boboshko M.Yu., Skripchenko N.V. et al. Brainstem auditory evoked potentials as a tool for evaluating functional state of the central nervous system in children with disseminated encephalomyelitis. Sensornye sistemy = Sensory Systems 2016;30(1):63–8. (In Russ.)].

2. Войтенков В.Б., Скрипченко Н.В., Климкин А.В. и др. Поражение зрительных путей при рассеянном склерозе у детей. Российский педиатрический журнал 2014;17(3):4–8. [Voytenkov V.B., Skripchenko N.V., Klimkin A.V. et al. Visual pathway lesions in children with multiple sclerosis. Rossiyskiy pediatricheskiy zhurnal = Russian Pediatric Journal 2014;17(3):4–8. (In Russ.)].

3. Войтенков В.Б., Скрипченко Н.В., Климкин А.В., Mally J. Транскраниальная магнитная стимуляция как диагностическая терапевтическая методика. Неврологический журнал 2015;20(5): 4–13. [Voytenkov V.B., Skripchenko N.V., Klimkin A.V., Mally J. Transcranial magnetic stimulation as a diagnostic and therapeutic tool. Nevrologicheskiy zhurnal = Neurological Journal 2015;20(5):4–13. (In Russ.)].

4. Гнездицкий В.В., Корепина О.С. Атлас по вызванным потенциалам мозга: (практическое руководство, основанное на анализе конкретных клинических наблюдений). Иваново: ПресСто, 2011. 528 с. [Gnezditskiy V.V., Korepina O.S. Atlas of evoked brain potentials: (a practical guideline based on the analysis of clinical observations). Ivanovo: PresSto, 2011. 528 p. (In Russ.)].

5. Демиелинизирующие заболевания нервной системы у детей. Этиология, клиника, патогенез, диагностика, лечение. Под ред. Н.В. Скрипченко, Г.П. Ивановой, Е.Ю. Скрипченко, А.В. Суровцевой. М.: Комментарий, 2016. 352 c. [Demyelinating diseases of the nervous system in children. Etiology, clinical features, pathogenesis, diagnostics, treatment. Eds.: N.V. Skripchenko, G.P. Ivanova, E.Yu. Skripchenko, A.V. Surovtseva. Moscow: Kommentariy, 2016. 352 p. (In Russ.)].

6. Железникова Г.Ф., Скрипченко Н.В., Иванова Г.П. и др. Герпесвирусы и рассеянный склероз. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова 2016;116(9):133–43. [Zheleznikova G.F., Skripchenko N.V., Ivanova G.P. et al. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova = S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry 2016;116(9):133–43. (In Russ.)].

7. Иванова Г.П. Лейкоэнцефалиты у детей (дифференциально-диагностические, патогенетические и терапевтические аспекты). Автореф. дис. … докт. мед. наук. СПб., 2012. 43 с. [Ivanova G.P. Leukoencephalitis in children (differential and diagnostic, pathogenetic and therapeutic aspects. Аuthor’s abstract of thesis … of candidate of medicine. Saint Petersburg, 2012. 43 p. (In Russ.)].

8. Иванова Г.П., Скрипченко Н.В., Скрипченко Е.Ю. Энцефалиты у детей. В кн.: Нейроинфекции у детей. Руководство для врачей. СПб.: Тактик-Студио, 2015. С. 245–263. [Ivanova G.P., Skripchenko N.V., Skripchenko E.Yu. Encephalitis in children. In: Neuroinfections in children. A guideline for physicians. Saint Petersburg: Taktik-Studio, 2015. Pp. 245–263. (In Russ.)].

9. Климкин А.В., Войтенков В.Б., Скрипченко Н.В. и др. Зрительные и акустические вызванные потенциалы головного мозга у детей с острым диссеминированным энцефаломиелитом и рассеянным склерозом. Нейрохирургия и неврология детского возраста 2017;(2):13–20. [Klimkin A.V., Voytenkov V.B., Skripchenko N.V. et al. Visual and auditory evoked potentials of brain in children with acute disseminated encephalomyelitis and multiple sclerosis. Neirokhirurgiya i nevrologiya detskogo vozrasta = Pediatric Neurosurgery and Neurology 2017;(2):13–20. (In Russ.)].

10. Команцев В.Н., Скрипченко Н.В., Войтенков В.Б. и др. Вызванные потенциалы головного мозга при нейроинфекциях у детей. Журнал инфектологии 2013;5(2):55–62. [Komantsev V.N., Skripchenko N.V., Voytenkov V.B. et al. Evoked potentials in children with neuroinfections. Zhurnal infektologii = Journal of Infectology 2013;5(2):55–62. (In Russ.)].

11. Лобзин Ю.В., Скрипченко Н.В., Иванова Г.П., Команцев В.Н. Диссеминированный лейкоэнцефалит и рассеянный склероз: причинно-следственная взаимосвязь. Саратовский научно-медицинский журнал 2013;9(2):170–8. [Lobzin Yu.V., Skripchenko N.V., Ivanova G.P., Komantsev V.N. Disseminated leukoencephalitis and multiple sclerosis: cause-effect relationship. Saratovskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal = Saratov Journal of Medical Research 2013;9(2):170–8. (In Russ.)].

12. Скрипченко Е.Ю., Иванова Г.П., Скрипченко Н.В. и др. Клинико-лабораторная дифференциальная диагностика энцефалитов, диссеминированных энцефаломиелитов и рассеянного склероза у детей. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского 2017;96(4):34–42. [Skripchenko E.Yu., Ivanova G.P., Skripchenko N.V. et al. Clinical and laboratory differential diagnosis of encephalitis, disseminated encephalomyelitis and multiple sclerosis in children. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo = G.N. Speransky Journal of Pediatrics 2017;96(4):34–42. (In Russ.)].

13. Скрипченко Е.Ю., Иванова Г.П., Трофимова Т.Н. и др. МРТ и вызванные потенциалы в дифференциальной диагностике энцефалитов, диссеминированных энцефаломиелитов и рассеянного склероза у детей. Лучевая диагностика и терапия 2017;8(1):23–34. [Skripchenko E.Yu., Ivanova G.P., Trofimova T.N. et al. MRI and evoked potentials in differential diagnosis of encephalitis, disseminated encephalomyelitis and multiple sclerosis in children. Luchevaya diagnostika i terapiya = Diagnostic Radiology and Radiotherapy 2017;8(1):23–34. (In Russ.)].

14. Скрипченко Н.В., Алексеева Л.А., Железникова Г.Ф. Ликвор и его клиническое значение при инфекционных заболеваниях нервной системы. Педиатр 2011;2(3):21–32. [Skripchenko N.V., Alekseeva L.A., Zheleznikova G.F. Cerebrospinal fluid and its clinical significance in infectious diseases of the nervous system. Pediatr = Pediatrician 2011;2(3):21–32. (In Russ.)].

15. Скрипченко Н.В., Вильниц А.А., Скрипченко Е.Ю. и др. Нейроинфекции у детей в современных условиях. Практическая медицина 2017;10(111): 7–16. [Skripchenko N.V., Vil’nits A.A., Skripchenko E.Yu. et al. Current neuroinfections in children. Prakticheskaya meditsina = Practical Medicine 2017;10(111): 7–16. (In Russ.)].

16. Сорокина М.Н., Скрипченко Н.В. Вирусные энцефалиты и менингиты у детей. Руководство для врачей. М.: Медицина, 2004. 416 c. [Sorokina M.N., Skripchenko N.V. Viral encephalitis and meningitis in children. Guideline for physicians. Moscow: Meditsina, 2004. 416 p. (In Russ.)].

17. Федеральное руководство по детской неврологии. Под ред. В.И. Гузевой. М.: МК, 2016. 656 с. [Federal guidelines for pediatric neurology. Ed. by V.I. Guzeeva. Moscow: MK, 2016. 656 p. (In Russ.)].

18. Brass S.D., Caramanos Z., Santos C. et al. Multiple sclerosis vs. acute disseminated encephalomyelitis in childhood. Pediatr Neurol 2003;29(3):227–31. PMID: 14629906.

19. Giesser B.S., Schroeder M.M., LaRocca N.G. et al. Endogenous event-related potentials as indices of dementia in multiple sclerosis patients. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1992;82(5):320–9. PMID: 1374701.

20. Ivica N., Titlic M., Pavelin S. P300 wave changes in patients with multiple sclerosis. Acta Inform Med 2013;21(3):205–7. PMID: 24167393. DOI: 10.5455/ aim.2013.21.205-207.

21. James S.H., Kimberlin D.W., Whitley R.J. Antiviral therapy for herpesvirus central nervous system infections: neonatal herpes simplex virus infection, herpes simplex encephalitis, and congenital cytomegalovirus infection. Antiviral Res 2009;83(3):207–13. PMID: 19414035. DOI: 10.1016/j.antiviral.2009.04.010.

22. Pelayo R., Montalban X., Minoves T. et al. Do multimodal evoked potentials add information to MRI in clinically isolated syndromes? Mult Scler 2010;16(1):55–61. PMID: 19995838. DOI: 10.1177/1352458509352666.

23. Pokryszko-Dragan A., Bilinska M., Gruszka E. et al. Assessment of visual and auditory evoked potentials in multiple sclerosis patients with and without fatigue. Neurol Sci 2015;36(2):235–42. PMID: 25240278. DOI: 10.1007/s10072-014-1953-8.

24. Ramanathan S., Lenton K., Burke T. et al. The utility of multimodal evoked potentials in multiple sclerosis prognostication. J Clin Neurosci 2013;20(11):1576–81. PMID: 23827173. DOI: 10.1016/j. jocn.2013.01.020.

25. Schlaeger R., D’Souza M., Schindler C. et al. Electrophysiological markers and predictors of the disease course in primary progressive multiple sclerosis. Mult Scler 2014;20(1):51–6. PMID: 23756680. DOI: 10.1177/1352458513490543.

26. Zivadinov R., Leist T.P. Clinical-magnetic resonance imaging correlations in multiple sclerosis. J Neuroimaging 2005;15(4 Suppl):10S–21. PMID: 16385015. DOI: 10.1177/1051228405283291.