Электроэнцефалография - что это такое? Как проводится электроэнцефалография? Электроэнцефалография в клинической практике. Правила регистрации электроэнцефалограммы и функциональные пробы
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В настоящее время во всем мире отмечается повышенный интерес к изучению ритмической организации процессов в организме, как в условиях нормы, так и патологии. Интерес к проблемам хронобиологии обусловлен тем, что ритмы господствуют в природе и охватывают все проявления живого - от деятельности субклеточных структур и отдельных клеток до сложных форм поведения организма и даже популяций и экологических систем. Периодичность - неотъемлемое свойство материи. Феномен ритмичности является универсальным. Факты о значении биологических ритмов для жизнедеятельности живого организма накапливались давно, но только в последние годы начато их систематическое изучение. В настоящее время хронобиологические исследования являются одним из основных направлений в физиологии адаптации человека.
ГЛАВА I. Общие представления о методических основах электроэнцефалографии
Электроэнцефалография -- метод исследования головного мозга, основанный на регистрации его электрических потенциалов. Первая публикация о наличии токов в центральной нервной системе была сделана Du Bois Reymond в 1849 г. В 1875 г. данные о наличии спонтанной и вызванной электрической активности в мозге собаки были получены независимо R.Caton в Англии и В. Я. Данилевским в России. Исследования отечественных нейрофизиологов на протяжении конца XIX и начала XX века внесли существенный вклад в разработку основ электроэнцефалографии. В. Я. Данилевский не только показал возможность регистрации электрической активности мозга, но и подчеркивал ее тесную связь с нейрофизиологическими процессами. В 1912 г. П. Ю. Кауфман выявил связь электрических потенциалов мозга с «внутренней деятельностью мозга» и их зависимость от изменения метаболизма мозга, воздействия внешних раздражений, наркоза и эпилептического припадка. Подробное описание электрических потенциалов мозга собаки с определением их основных параметров было дано в 1913 и 1925 гг. В. В. Правдич-Неминским.
Австрийский психиатр Ганс Бергер в 1928 г. впервые осуществил регистрацию электрических потенциалов головного мозга у человека, используя скальповые игольчатые электроды (Berger H., 1928, 1932). В его же работах были описаны основные ритмы ЭЭГ и их изменения при функциональных пробах и патологических изменениях в мозге. Большое влияние на развитие метода оказали публикации G.Walter (1936) о значении ЭЭГ в диагностике опухолей мозга, а также работы F.Gibbs, E.Gibbs, W.G.Lennox (1937), F.Gibbs, E.Gibbs (1952, 1964), давшие подробную электроэнцефалографическую семиотику эпилепсии.
В последующие годы работы исследователей были посвящены не только феноменологии электроэнцефалографии при различных заболеваниях и состояниях мозга, но и изучению механизмов генерации электрической активности. Существенный вклад в эту область внесен работами E.D.Adrian, B.Metthews (1934), G.Walter (1950), В.С.Русинова (1954), В.Е.Майорчик (1957), Н.П.Бехтеревой (1960), ЛА.Новиковой (1962), H.Jasper (1954).
Большое значение для понимания природы электрических колебаний головного мозга имели исследования нейрофизиологии отдельных нейронов с помощью метода микроэлектродов, выявившие те структурные субъединицы и механизмы, из которых слагается суммарная ЭЭГ (Костюк П.Г., Шаповалов А.И., 1964, Eccles J., 1964).
ЭЭГ представляет собой сложный колебательный электрический процесс, который может быть зарегистрирован при расположении электродов на мозге или на поверхности скальпа, и является результатом электрической суммации и фильтрации элементарных процессов, протекающих в нейронах головного мозга.
Многочисленные исследования показывают, что электрические потенциалы отдельных нейронов головного мозга связаны тесной и достаточно точной количественной зависимостью с информационными процессами. Для того чтобы нейрон генерировал потенциал действия, передающий сообщение другим нейронам или эффекторным органам, необходимо, чтобы собственное его возбуждение достигло определенной пороговой величины.
Уровень возбуждения нейрона определяется суммой возбуждающих и тормозных воздействий, оказываемых на него в данный момент через синапсы. Если сумма возбуждающих воздействий больше суммы тормозных на величину, превышающую пороговый уровень, нейрон генерирует нервный импульс, распространяющийся затем по аксону. Описанным тормозным и возбуждающим процессам в нейроне и его отростках соответствуют определенной формы электрические потенциалы.
Мембрана -- оболочка нейрона -- обладает электрическим сопротивлением. За счет энергии обмена веществ концентрация положительных ионов в экстраклеточной жидкости поддерживается на более высоком уровне, чем внутри нейрона. В результате существует разность потенциалов, которую можно измерить, введя один микроэлектрод внутрь клетки, а второй расположив экстраклеточно. Эта разность потенциалов называется потенциалом покоя нервной клетки и составляет около 60-70 мВ, причем внутренняя среда заряжена отрицательно относительно экстраклеточного пространства. Наличие разности потенциалов между внутриклеточной и внеклеточной средой носит название поляризации мембраны нейрона.
Увеличение разности потенциалов называется соответственно гиперполяризацией, а уменьшение -- деполяризацией. Наличие потенциала покоя является необходимым условием нормального функционирования нейрона и генерирования им электрической активности. При прекращении обмена веществ или снижении его ниже допустимого уровня различия концентраций заряженных ионов по обе стороны мембраны сглаживаются, с чем связано прекращение электрической активности в случае клинической или биологической смерти мозга. Потенциал покоя является тем исходным уровнем, на котором происходят изменения, связанные с процессами возбуждения и торможения, -- спайковая импульсная активность и градуальные более медленные изменения потенциала. Спайковая активность (от англ. spike-- острие) характерна для тел и аксонов нервных клеток и связана с бездекрементной передачей возбуждения от одной нервной клетки к другой, от рецепторов к центральным отделам нервной системы или от центральной нервной системы к исполнительным органам. Спайковые потенциалы возникают в момент достижения мембраной нейрона некоторого критического уровня деполяризации, при котором наступает электрический пробой мембраны и начинается самоподдерживающийся процесс распространения возбуждения в нервном волокне.
При внутриклеточной регистрации спайк имеет вид высокоамплитудного, короткого, быстрого положительного пика.
Характерными особенностями спайков являются их высокая амплитуда (порядка 50-125 мВ), небольшая длительность (порядка 1-2 мс), приуроченность их возникновения к достаточно строго ограниченному электрическому состоянию мембраны нейрона (критический уровень деполяризации) и относительная стабильность амплитуды спайка для данногонейрона (закон все или ничего).
Градуальные электрические реакции присущи в основном дендритам в соме нейрона и представляют собой постсинаптические потенциалы (ПСП), возникающие в ответ на приход к нейрону спайковых потенциалов по афферентным путям от других нервных клеток. В зависимости от активности возбуждающих или тормозящих синапсов соответственно различают возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП) и тормозные постсинаптические потенциалы (ТПСП).
ВПСП проявляется положительным отклонением внутриклеточного потенциала, а ТПСП --отрицательным, что соответственно обозначается как деполяризация и гиперполяризация. Эти потенциалы отличаются локальностью, декрементным распространением на очень короткие расстояния по соседним участкам дендритов и сомы, сравнительно малой амплитудой (от единиц до 20-40 мB), большой длительностью (до 20-50 мс). В отличие от спайка, ПСП возникают в большинстве случаев независимо от уровня поляризации мембраны и имеют различную амплитуду в зависимости от объема афферентной посылки, пришедшей к нейрону и его дендритам. Все эти свойства обеспечивают возможность суммации градуальных потенциалов во времени и пространстве, отображающей интегративную деятельность определенного нейрона (Костюк П.Г., Шаповалов А.И., 1964; Eccles, 1964).
Именно процессы суммации ТПСП и ВПСП определяют уровень деполяризации нейрона и, соответственно, вероятность генерации нейроном спайка, т. е. передачи накопленной информации другим нейронам.
Как видно, оба эти процесса оказываются тесно связанными: если уровень спайковой бомбардировки, обусловленной приходом спайков по афферентным волокнам к нейрону, определяет колебания мембранного потенциала, то уровень мембранного потенциала (градуальные реакции) в свою очередь обусловливает вероятность генерации спайка данным нейроном.
Как следует из изложенного выше, спайковая активность представляет собой значительно более редкое событие, чем градуальные колебания соматодендритного потенциала. Приблизительное соотношение между временным распределением этих событий можно получить из сопоставления следующих цифр: спайки генерируются нейронами мозга со средней частотой10 в секунду; в то же время по каждому из синаптических окончаний кдендритам и соме притекает соответственно в среднем 10 синаптических воздействий за секунду. Если учесть, что на поверхности дендритов и сомы одного коркового нейрона могут оканчиваться до нескольких сотен и тысяч синапсов, то объем синаптической бомбардировки одного нейрона, а соответственно и градуальных реакций, составит несколько сотен или тысяч за секунду. Отсюда соотношение между частотой спайковой и градуальной реакции одного нейрона составляет 1-3 порядка.
Относительная редкость спайковой активности, кратковременность импульсов, приводящая к их быстрому затуханию из-за большой электрической емкости коры, определяют отсутствие значительного вклада в суммарную ЭЭГ со стороны спайковой нейронной активности.
Таким образом, электрическая активность мозга отображает градуальные колебания соматодендритных потенциалов, соответствующих ВПСП и ТПСП.
Связь ЭЭГ с элементарными электрическими процессами на уровне нейронов нелинейная. Наиболее адекватной в настоящее время представляется концепция статистического отображения активности множественных нейронных потенциалов в суммарной ЭЭГ. Она предполагает, что ЭЭГ является результатом сложной суммации электрических потенциалов многих нейронов, работающих в значительной степени независимо. Отклонения от случайного распределения событий в этой модели будут зависеть от функционального состояния мозга (сон, бодрствование) и от характера процессов, вызывающих элементарные потенциалы (спонтанная или вызванная активность). В случае значительной временной синхронизации активности нейронов, как это отмечается при некоторых функциональных состояниях мозга или при поступлении на корковые нейроны высокосинхронизированной посылки от афферентного раздражителя, будет наблюдаться значительное отклонение от случайного распределения. Это может реализоваться в повышении амплитуды суммарных потенциалов и увеличении когерентности между элементарными и суммарными процессами.
Как показано выше, электрическая активность отдельных нервных клеток отражает их функциональную активность по переработке и передаче информации. Отсюда можно сделать заключение, что суммарная ЭЭГ также в преформированном виде отражает функциональную активность, но уже не отдельных нервных клеток, а их громадных популяций, т.е., иначе говоря, функциональную активность мозга. Это положение, получившее многочисленные неоспоримые доказательства, представляется исключительно важным для анализа ЭЭГ, поскольку дает ключ к пониманию того, какие системы мозга определяют внешний вид и внутреннюю организацию ЭЭГ.
На разных уровнях ствола и в передних отделах лимбической системы имеются ядра, активация которых приводит к глобальному изменению уровня функциональной активности практически всего мозга. Среди этих систем выделяют так называемые восходящие активирующие системы, расположенные на уровне ретикулярной формации среднего и в преоптических ядрах переднего мозга, и подавляющие или тормозящие, сомногенные системы, расположенные главным образом в неспецифических таламических ядрах, в нижних отделах моста и продолговатом мозге. Общими для обеих этих систем являются ретикулярная организация их подкорковых механизмов и диффузные, двусторонние корковые проекции. Такая общая организация способствует тому, что локальная активация части неспецифической подкорковой системы, благодаря ее сетевидному строению, приводит к вовлечению в процесс всей системы и к практически одновременному распространению ее влияний на весь мозг (рис. 3).
ГЛАВА II. Основные элементы центральной нервной системы, участвующие в генерации электрической активности мозга
Основными элементами ЦНС являются нейроны. Типичный нейрон состоит из трех частей: дендритное дерево, тело клетки (сома) и аксон. Сильно разветвленное тело дендритного дерева имеет большую поверхность, чем остальные его части, и является его рецептивной воспринимающей областью. Многочисленные синапсы на теле дендритного дерева осуществляют прямой контакт между нейронами. Все части нейрона покрыты оболочкой -- мембраной. В состоянии покоя внутренняя часть нейрона -- протоплазма -- имеет негативный знак по отношению к внеклеточному пространству и составляет приблизительно 70 мВ.
Этот потенциал называют потенциалом покоя (ПП). Он обусловлен разностью концентраций ионов Na+, преобладающих в экстраклеточной среде, и ионов К+ и Cl-, преобладающих в протоплазме нейрона. Если мембрана нейрона деполяризуется от -70 мВ до -40 мВ, при достижении некоторого порога нейрон отвечает коротким по длительности импульсом, при котором мембранный потенциал сдвигается до +20 мВ, а затем обратно до -70 мВ. Этот ответ нейрона называют потенциалом действия (ПД).
Рис. 4. Виды потенциалов, регистрируемых в ЦНС, их временные и амплитудные соотношения.
Длительность этого процесса составляет около 1 мс (рис. 4). Одно из важных свойств ПД состоит в том, что он является основным механизмом, с помощью которого аксоны нейронов несут информацию на значительные расстояния. Распространение импульса по нервным волокнам происходит следующим образом. Потенциал действия, возникающий в одном месте нервного волокна, деполяризует соседние участки и бездекрементно, за счет энергии клетки, распространяется по нервному волокну. Согласно теории распространения нервных импульсов, эта распространяющаяся деполяризация локальных токов является основным фактором, ответственным за распространение нервных импульсов (Brazier, 1979). У человека длина аксона может достигать одного метра. Такая длина аксона позволяет передавать информацию на значительные расстояния.
На дистальном конце аксон делится на многочисленные ветви, которые оканчиваются синапсами. Мембранный потенциал, генерируемый на дендритах, распространяется пассивно в сому клетки, где происходит суммация разрядов от других нейронов и контролируются нейронные разряды, инициирующиеся в аксоне.
Нервным центром (НЦ) называют группу нейронов, объединенных пространственно и организованных в определенную функционально- морфологическую структуру. В этом смысле НЦ могут считаться: ядра переключения афферентных и эфферентных путей, подкорковые и стволовые ядра и ганглии ретикулярной формации ствола мозга, функционально и цитоархитектонически специализированные области коры мозга. Поскольку в коре и ядрах нейроны ориентированы параллельно друг другу и радиально по отношению к поверхности, то к такой системе, так же как и к отдельному нейрону, может быть применена модель диполя -- точечного источника тока, размеры которого много меньше, чем расстояние до точек измерения (Brazier, 1978; Гутман, 1980). При возбуждении НЦ возникает суммарный потенциал дипольного типа с неравновесным распределением заряда, который может распространяться на большие расстояния за счет потенциалов отдаленного поля (рис. 5) (Егоров, Кузнецова, 1976; Hosek et al., 1978; Гутман, 1980; Жадин,1984)
Рис. 5. Представление возбужденного нервного волокна и нервного центра как электрического диполя с линиями поля в объемном проводнике; конструкция трехфазной характеристики потенциала в зависимости от относительного расположения источника по отношению к отводящему электроду.
Основные элементы ЦНС, дающие вклад в генерацию ЭЭГ и ВП.
А. Схематическое изображение процессов от генерации до отведения скальпового вызванного потенциала.
Б. Ответ одного нейрона в Tractus opticus после электрического раздражения Chiasma opticum. Для сравнения: в верхнем правом углу изображен спонтанный ответ.
В. Ответ этого же нейрона на вспышку света (последовательность разрядов ПД).
Г.Связь гистограммы нейронной активности с потенциалами ЭЭГ.
В настоящее время признано, что электрическая активность мозга, регистрируемая на скальпе в виде ЭЭГ и ВП, обусловлена в основном синхронным возникновением большого числа микрогенераторов под воздействием синаптических процессов на мембране нейронов и пассивным затеканием внеклеточных токов в области регистрации. Эта активность является небольшим, но существенным отражением электрических процессов собственно в мозге и связана со строением головы человека (Гутман, 1980; Nunes, 1981; Жадин, 1984). Мозг окружен четырьмя основными слоями ткани, существенно отличающимися по электропроводности и влияющими на измерение потенциалов: спинномозговая жидкость (СМЖ), твердая мозговая оболочка, кость черепа и кожа скальпа (рис. 7).
Значения электропроводности (G) чередуются: мозговая ткань -- G=0,33Ом·м)-1, СМЖ с лучшей электропроводностью -- G=1 (Ом·м)-1, над ней слабо проводящая кость -- G=0,04 (Ом·м)-1. Скальп обладает сравнительно хорошей проводимостью, почти такой же, как у мозговой ткани -- G=0,28-0,33 (Ом·м)-1 (Fender, 1987). Толщина слоев твердой мозговой оболочки, кости и скальпа, по данным ряда авторов, колеблется, но средние размеры соответственно составляют: 2, 8, 4 мм при радиусе кривизны головы 8 - 9 см (Блинков, 1955; Егоров, Кузнецова, 1976 и другие).
Такая электропроводящая структура существенно уменьшает плотность токов, текущих в скальпе. Кроме того, она сглаживает пространственные вариации плотности токов, то есть локальные неоднородности токов, вызванных активностью в ЦНС, находят небольшое отражение на поверхности скальпа, где картина потенциалов содержит сравнительно мало высокочастотных деталей (Гутман, 1980).
Существенным фактом является также то, что картина поверхностных потенциалов (рис. 8) оказывается более «размазанной», чем определяющие эту картину распределения внутримозговых потенциалов (Baumgartner, 1993).
ГЛАВА III. Аппаратура для электроэнцефалографических исследований
Из изложенного выше следует, что ЭЭГ представляет собой процесс, обусловленный активностью огромного числа генераторов, и, в соответствии с этим, создаваемое ими поле представляется весьма неоднородным по всему пространству мозга и меняющимся во времени. В связи с этим между двумя точками мозга, а также между мозгом и удаленными от него тканями организма возникают переменные разности потенциалов, регистрация которых и составляет задачу электроэнцефалографии. В клинической электроэнцефалографии ЭЭГ отводится с помощью электродов, расположенных на интактных покровах головы и в некоторых экстракраниальных точках. При такой системе регистрации потенциалы, генерируемые мозгом, существенно искажаются вследствие влияния покровов мозга и особенностей ориентации электрических полей при различном взаимном расположении отводящих электродов. Эти изменения отчасти обусловлены суммацией, усреднением и ослаблением потенциалов за счет шунтирующих свойств сред, окружающих мозг.
ЭЭГ, отведенная скальповыми электродами, в 10-15 раз ниже по сравнению с ЭЭГ, отведенной от коры. Высокочастотные составляющие при прохождении через покровы мозга ослабляются значительно сильнее, чем медленные компоненты (Воронцов Д.С., 1961). Кроме того, помимо амплитудных и частотных искажений, различия в ориентации отводящих электродов вызывают также изменения фазы регистрируемой активности. Все эти факторы необходимо иметь в виду при записи и интерпретации ЭЭГ. Разность электрических потенциалов на поверхности интактных покровов головы имеет относительно небольшую амплитуду, в норме не превышающую 100-150 мкВ. Для регистрации таких слабых потенциалов используют усилители с большим коэффициентом усиления (порядка 20 000- 100 000). Учитывая, что регистрацию ЭЭГ практически всегда производят в помещениях, снабженных устройствами передачи и эксплуатации промышленного переменного тока, создающими мощные электромагнитные поля, применяют дифференциальные усилители. Они обладают усилительными свойствами только в отношении разностного напряжения на двух входах и нейтрализуют синфазное напряжение, в одинаковой мере действующее на оба входа. Учитывая, что голова представляет собой объемный проводник, ее поверхность практически эквипотенциальна в отношении источника помех, действующих извне. Таким образом, помеха прикладывается ко входам усилителя в виде синфазного напряжения.
Количественной характеристикой этой особенности дифференциального усилителя является коэффициент подавления синфазных помех (коэффициент режекции), который определяется как отношение величины синфазного сигнала на входе к его величине на выходе.
В современных электроэнцефалографах коэффициент режекции достигает 100 000. Использование таких усилителей позволяет проводить регистрацию ЭЭГ в большинстве больничных помещений при условии, что поблизости не работают какие-либо мощные электротехнические устройства типа распределительных трансформаторов, рентгеновской аппаратуры, физиотерапевтических устройств.
В тех случаях, когда невозможно избежать соседства мощных источников помех, используют экранированные камеры. Наилучшим способом экранирования является обшивка стен камеры, в которой располагается обследуемый, листами металла, сваренными между собой, с последующим автономным заземлением с помощью провода, припаянного к экрану и вторым концом соединенного с металлической массой, зарытой в землю до уровня контакта с грунтовыми водами.
Современные электроэнцефалографы представляют собой многоканальные регистрирующие устройства, объединяющие от 8 до 24 и более идентичных усилительно-регистрирующих блоков (каналов), позволяющих таким образом регистрировать одномоментно электрическую активность от соответствующего числа пар электродов, установленных на голове обследуемого.
В зависимости от того, в каком виде регистрируется и представляется для анализа электроэнцефалографисту ЭЭГ, электроэнцефалографы подразделяются на традиционные бумажные (перьевые) и более современные безбумажные.
В первых ЭЭГ после усиления подается на катушки электромагнитных или термопишущих гальванометров и пишется непосредственно на бумажную ленту.
Электроэнцефалографы второго типа преобразуют ЭЭГ в цифровую форму и вводят ее в компьютер, на экране которого и отображается непрерывный процесс регистрации ЭЭГ, одновременно записываемой в память компьютера.
Бумажнопишущие электроэнцефалографы обладают преимуществом простоты эксплуатации и несколько дешевле при приобретении. Безбумажные обладают преимуществом цифровой регистрации со всеми вытекающими отсюда удобствами записи, архивирования и вторичной компьютерной обработки.
Как уже указывалось, ЭЭГ регистрирует разность потенциалов между двумя точками поверхности головы обследуемого. Соответственно этому на каждый канал регистрации подаются напряжения, отведенные двумя электродами: одно -- на положительный, другое -- на отрицательный вход канала усиления. Электроды для электроэнцефалографии представляют собой металлические пластины или стержни различной формы. Обычно поперечный диаметр электрода, имеющего форму диска, составляет около 1 см. Наибольшее распространение получили два типа электродов -- мостовые и чашечковые.
Мостовой электрод представляет собой металлический стержень, закрепленный в держателе. Нижний конец стержня, контактирующий с кожей головы, покрыт гигроскопическим материалом, который перед установкой смачивают изотоническим раствором хлорида натрия. Электрод крепят с помощью резинового жгута таким образом, что контактный нижний конец металлического стержня прижимается к коже головы. К противоположному концу стержня подсоединяют отводящий провод с помощью стандартного зажима или разъема. Преимуществом таких электродов являются быстрота и простота их подсоединения, отсутствие необходимости использовать специальную электродную пасту, поскольку гигроскопический контактный материал долго удерживает и постепенно выделяет на поверхность кожи изотонический раствор хлорида натрия. Использование электродов этого типа предпочтительно при обследовании контактных больных, способных находиться сидя или полулежа.
При регистрации ЭЭГ для контроля наркоза и состояния центральной нервной системы во время хирургических операций допустимо отведение потенциалов с помощью игольчатых электродов, вкалываемых в покровы головы. После отведения электрические потенциалы подаются на входы усилительно-регистрирующих устройств. Входная коробка электроэнцефалографа содержит 20-40 и более пронумерованных контактных гнезд, с помощью которых к электроэнцефалографу может быть подсоединено соответствующее количество электродов. Помимо этого, на коробке имеется гнездо нейтрального электрода, соединенного с приборной землей усилителя и поэтому обозначаемого знаком заземления или соответствующим буквенным символом, например «Gnd» или «N». Соответственно электрод, установленный на теле обследуемого и подсоединяемый к этому гнезду, называется электродом заземления. Он служит для выравнивания потенциалов тела пациента и усилителя. Чем ниже подэлектродный импеданс нейтрального электрода, тем лучше выровнены потенциалы и, соответственно, меньшее синфазное напряжение помехи будет приложено на дифференциальные входы. Не следует путать этот электрод с заземлением прибора.
ГЛАВА IV. Отведение и запись ЭКГ
Перед проведением записи ЭЭГ производят проверку работы электроэнцефалографа и его калибровку. Для этого переключатель режима работы ставят в положение «калибровка», включают двигатель лентопротяжного механизма и перья гальванометров и из калибровочного устройства на входы усилителей подают калибровочный сигнал. При правильной регулировке дифференциального усилителя, верхней полосе пропускания выше 100 Гц и постоянной времени 0,3 с калибровочные сигналы положительной и отрицательной полярности имеют абсолютно симметричную форму и одинаковые амплитуды. Калибровочный сигнал имеет скачкообразный подъем и экспоненциальный спад, скорость которого определяется выбранной постоянной времени. При верхней частоте пропускания ниже 100 Гц вершина калибровочного сигнала из заостренной становится несколько закругленной, причем закругленность тем больше, чем ниже верхняя полоса пропускания усилителя (рис. 13). Понятно, что такие же изменения будут претерпевать и собственно электроэнцефалографические колебания. Используя повторную подачу калибровочного сигнала, производят подгонку уровня усиления по всем каналам.
Рис. 13. Регистрация калибровочного прямоугольного сигнала при разных значениях фильтров низких и высоких частот.
Верхние три канала имеют одинаковую полосу пропускания в отношении низких частот; постоянная времени составляет 0,3 с. Нижние три канала имеют одинаковую верхнюю полосу пропускания, ограниченную 75 Гц. 1 и 4 каналы соответствуют нормальному режиму регистрации ЭЭГ.
4.1 Общие методические принципы исследования
Для получения правильной информации при электроэнцефалографическом исследовании необходимо соблюдение некоторых общих правил. Поскольку, как уже указывалось, ЭЭГ отображает уровень функциональной активности мозга и весьма чувствительна к изменениям уровня внимания, эмоциональному состоянию, воздействию внешних факторов, пациент во время исследования должен находиться в свето- и звукоизолированном помещении. Предпочтительным является положение обследуемого полулежа в удобном кресле, мышцы расслаблены. Голова покоится на специальном подголовнике. Необходимость расслабления, помимо обеспечения максимального покоя обследуемого, определяется тем, что напряжение мышц, особенно головы и шеи, сопровождается появлением артефактов ЭМГ в записи. Глаза пациента во время исследования должны быть закрыты, так как при этом наблюдается наибольшая выраженность нормального альфа-ритма на ЭЭГ, а также некоторых патологических феноменов у больных. Кроме того, при открытых глазах обследуемые, как правило, двигают глазными яблоками и совершают мигательные движения, что сопровождается появлением на ЭЭГ глазодвигательных артефактов. Перед проведением исследования больному объясняют его суть, говорят о его безвредности и безболезненности, излагают общий порядок процедуры и указывают ее приблизительную продолжительность. Для нанесения световых и звуковых раздражений используют фото- и фоностимуляторы. Для фотостимуляции обычно используют короткие (порядка 150 мкс) вспышки света, близкого по спектру к белому, достаточно высокой интенсивности (0,1-0,6 Дж). Некоторые системы фотостимуляторов позволяют изменять интенсивность вспышек света, что, естественно, является дополнительным удобством. Помимо одиночных вспышек света, фотостимуляторы позволяют предъявить по желанию серии одинаковых вспышек желаемой частоты и продолжительности.
Серии вспышек света заданной частоты применяют для исследования реакции усвоения ритма -- способности электроэнцефалографических колебаний воспроизводить ритм внешних раздражений. В норме реакция усвоения ритма хорошо выражена на частоте мельканий, близкой к собственным ритмам ЭЭГ. Распространяясь диффузно и симметрично, ритмические волны усвоения имеют наибольшую амплитуду в затылочных отделах.
мозг нервный активность электроэнцефалограмма
4.2 Основные принципы анализа ЭЭГ
Анализ ЭЭГ не представляет собой выделенной во времени процедуры, а совершается по существу уже в процессе записи. Анализ ЭЭГ во время записи необходим для контроля за ее качеством, а также для выработки стратегии исследования в зависимости от получаемой информации. Данные анализа ЭЭГ в процессе записи определяют необходимость и возможность проведения тех или иных функциональных проб, а также их продолжительность и интенсивность. Таким образом, выделение анализа ЭЭГ в отдельный параграф определяется не обособленностью этой процедуры, а спецификой задач, которые при этом решаются.
Анализ ЭЭГ складывается из трех взаимосвязанных компонентов:
1. Оценка качества записи и дифференциация артефактов от собственно электроэнцефалографических феноменов.
2. Частотная и амплитудная характеристика ЭЭГ, выделение характерных графоэлементов на ЭЭГ (феномены острая волна, спайк, спайк-волна и др.), определение пространственного и временного распределения этих феноменов на ЭЭГ, оценка наличия и характера переходных явлений на ЭЭГ, таких как вспышки, разряды, периоды и др., а также определение локализации источников различного типа потенциалов в мозге.
3. Физиологическая и патофизиологическая интерпретация данных и формулирование диагностического заключения.
Артефакты на ЭЭГпо своему происхождению могут быть разделены на две группы -- физические и физиологические. Физические артефакты обусловлены нарушениями технических правил регистрации ЭЭГ и представлены несколькими видами электрографических феноменов. Наиболее частым видом артефактов являются помехи от электрических полей, создаваемых устройствами передачи и эксплуатации промышленного электрического тока. В записи они достаточно легко распознаются и выглядят как регулярные колебания правильной синусоидной формы частотой 50 Гц, накладывающиеся на текущую ЭЭГ или (при ее отсутствии) представляющие единственный вид колебаний, регистрируемых в записи.
Причины появления этих помех следующие:
1. Наличие мощных источников электромагнитных полей сетевого тока, таких как распределительные трансформаторные станции, рентгеноаппаратура, физиотерапевтическая аппаратура и др., при отсутствии соответствующей экранировки помещения лаборатории.
2. Отсутствие заземления электроэнцефалографической аппаратуры и оборудования (электроэнцефалографа, стимулятора, металлического кресла или кровати, на которых располагается обследуемый, и др.).
3. Плохой контакт между отводящим электродом и телом больного или между заземляющим электродом и телом больного, а также между этими электродами и входной коробкой электроэнцефалографа.
Для выделения на ЭЭГ значимых признаков ее подвергают анализу. Как для всякого колебательного процесса, основными понятиями, на которые опирается характеристика ЭЭГ, являются частота, амплитуда и фаза.
Частота определяется количеством колебаний в секунду, ее записывают соответствующим числом и выражают в герцах (Гц). Поскольку ЭЭГ представляет собой вероятностный процесс, на каждом участке записи встречаются, строго говоря, волны различных частот, поэтому в заключение приводят среднюю частоту оцениваемой активности. Обычно берут 4-5 отрезков ЭЭГ длительностью 1 с и сосчитывают количество волн на каждом из них. Средняя из полученных данных будет характеризовать частоту соответствующей активности на ЭЭГ
Амплитуда -- размах колебаний электрического потенциала на ЭЭГ, ее измеряют от пика предшествующей волны до пика последующей волны в противоположной фазе (см. рис. 18); оценивают амплитуду в микровольтах (мкВ). Для измерения амплитуды используют калибровочный сигнал. Так, если калибровочный сигнал, соответствующий напряжению 50 мкВ, имеет на записи высоту 10 мм (10 клеток), то соответственно 1 мм (1 клетка) отклонения пера будет означать 5 мкВ. Измерив амплитуду волны ЭЭГ в миллиметрах и помножив ее на 5 мкВ, получим амплитуду этой волны. В компьютеризированных устройствах значения амплитуд можно получать автоматически.
Фаза определяет текущее состояние процесса и указывает направление вектора его изменений. Некоторые феномены на ЭЭГ оценивают количеством фаз, которые они содержат. Монофазным называется колебание в одном направлении от изоэлектрической линии с возвратом к исходному уровню, двухфазным -- такое колебание, когда после завершения одной фазы кривая переходит исходный уровень, отклоняется в противоположном направлении и возвращается к изоэлектрической линии. Полифазными называют колебания, содержащие три и более фаз (рис. 19). В более узком смысле термином «полифазная волна» определяют последовательность а- и медленной (обычно д-) волны.
Рис. 18. Измерение частоты (I) и амплитуды (II) на ЭЭГ. Частота измеряется как число волн в единицу времени (1 с). А -- амплитуда.
Рис. 19. Монофазный спайк (1), двухфазное колебание (2), трехфазное (3), полифазное (4).
Под понятием «ритм» на ЭЭГ подразумевается определенный тип электрической активности, соответствующий некоторому определенному состоянию мозга и связанный с определенными церебральными механизмами.
Соответственно при описании ритма указывается его частота, типичная для определенного состояния и области мозга, амплитуда и некоторые характерные черты его изменений во времени при изменениях функциональной активности мозга. В связи с этим представляется целесообразным при описании основных ритмов ЭЭГ связывать их с некоторыми состояниями человека.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Краткие итоги. Суть метода ЭЭГ.
Электроэнцефалография применяется при всех неврологических, психических и речевых расстройствах. По данным ЭЭГ можно изучить цикл «сон и бодрствование», установить сторону поражения, расположение очага поражения, оценить эффективность проводимого лечения, наблюдать за динамикой реабилитационного процесса. Большое значение ЭЭГ имеет при исследовании больных с эпилепсией, поскольку лишь на электроэнцефалограмме можно выявить эпилептическую активность головного мозга.
Записанная кривая, отражающая характер биотоков мозга, называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Электроэнцефалограмма отражает суммарную активность большого количества клеток мозга и состоит из многих компонентов. Анализ электроэнцефалограммы позволяет выявить на ней волны, различные по форме, постоянству, периодам колебаний и амплитуде (вольтажу).
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Акимов Г. А. Преходящие нарушения мозгового кровообращения. Л. Медицина, 1974.с. 168.
2. Бехтерева Н. П., Камбарова Д. К., Поздеев В. К. Устойчивое паталогическое состояние при болезнях головного мозга. Л. Медицина, 1978.с. 240.
3.Боева Е. М. Очерки по патофизиологии закрытой травмы мозга. М. Медицина, 1968.
4. Болдырева Г. Н. Роль диэнцефальных структур в организации электрической активности мозга человека. В кн. Электрофизиологическое исследование стационарной активности мозга. М. Наука, 1983.с. 222-223.
5. Болдырева Г. Н., Брагина Н. Н., Доброхотова К. А., Вихерт Т. М. Отражение в ЭЭГ человека очагового поражения таламоподбугровой области. В кн. Основные проблемы электрофизиологии головного мозга. М. Наука, 1974.с. 246-261.
6. Бронзов И. А., Болдырев А. И. Электроэнцефалографические показатели у больных с висцеральным ревматизмом и пароксизмами ревматического генеза. В кн. Всероссийская конференция по проблеме эпилепсии М. 1964.с. 93-94
7. Бреже М. Электрофизиологическое изучение зрительного бугра и гиппокампа у человека. Физиологический журнал СССР, 1967, т. 63, N 9, с. 1026-1033.
8. Вейн А. М. Лекции по неврологии неспецифических систем мозга М. 1974.
9. Вейн А. М., Соловьева А. Д., Колосова О. А. Вегето-сосудистая дистония М. Медицина, 1981, с. 316.
10.Верищагин Н. В. Патология вертебробазилярной системы и нарушения мозгового кровообращения М. Медицина, 1980, с. 308.
11. Георгиевский М. Н. Врачебно-трудовая экспертиза при неврозах. М. 1957.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие представления о методических основах электроэнцефалографии. Элементы центральной нервной системы, участвующие в генерации электрической активности мозга. Аппаратура для электроэнцефалографических исследований. Электроды и фильтры для снятия ЭКГ.
контрольная работа , добавлен 08.04.2015
Сущностные характеристики нейрональной активности и исследование активности нейронов головного мозга. Анализ электроэнцефалографии, которая занимается оценкой биопотенциалов, возникающих при возбуждении мозговых клеток. Процесс магнитоэнцефалографии.
контрольная работа , добавлен 25.09.2011
Международная схема расположения электродов при выполнении энцефалограммы (ЭЭГ). Виды ритмических ЭЭГ по частоте и амплитуде. Применение ЭЭГ в клинической практике при диагностике заболеваний мозга. Метод вызванных потенциалов и магнитоэнцефалографии.
презентация , добавлен 13.12.2013
Электрография и ее задачи. Оценка функционального состояния органа по его электрической активности. Примеры использования метода эквивалентного генератора. Метод регистрации биологической активности головного мозга посредством записи биопотенциалов.
презентация , добавлен 30.09.2014
Вызванные потенциалы - метод исследования биоэлектрической активности нервной ткани с применением зрительных и звуковых стимуляций для головного мозга, электростимуляции для периферических нервов (тройничного, локтевого) и вегетативной нервной системы.
презентация , добавлен 27.03.2014
Исследование функционального состояния центральной нервной системы методом электроэнцефалографии. Формирование протокола обследования. Картирование электрической активности мозга. Исследование мозгового и периферического кровообращения методом реографии.
курсовая работа , добавлен 12.02.2016
Начало изучения электрических процессов мозга Д. Реймоном, открывшим его электрогенные свойства. Электроэнцефалография как современный неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путем регистрации биоэлектрической активности.
презентация , добавлен 05.09.2016
Характеристика применения стереотаксического метода в нейрохирургии для лечения тяжёлых заболеваний центральной нервной системы человека: паркинсонизма, дистонии, опухолей мозга. Описания современных аппаратов для исследования глубоких структур мозга.
курсовая работа , добавлен 16.06.2011
Использование электроэнцефалограммы для изучения функций мозга и целей диагностики. Способы отведения биопотенциалов. Существование характерных ритмических процессов, определяемых спонтанной электрической активностью мозга. Суть метода главных компонент.
курсовая работа , добавлен 17.01.2015
Основные клинические формы черепно-мозговой травмы: сотрясение головного мозга, ушиб головного мозга лёгкой, средней и тяжёлой степени, сдавление головного мозга. Компьютерная томография головного мозга. Симптомы, лечение, последствия и осложнения ЧМТ.
Лаборатория для ЭЭГ-исследований
должна состоять из звукоизолированной, экранированной от электромагнитных волн, светоизолированной комнаты для пациента (камеры) и аппаратной, где размещаются электроэнцефалограф, стимулирующая и анализирующая аппаратура
помещение для ЭЭГ-лаборатории необходимо выбрать в наиболее тихой части здания, подальше от проезжей части улиц, рентгеновских установок, физиотерапевтических аппаратов и других источников электромагнитных помех.
Общие правила проведения ЭЭГ-исследования
Исследования проводятся в утреннее время не ранее чем через два часа после приема пищи, курения.
В день исследования не рекомендуется принимать медикаменты, за три дня надо отменить барбитураты, транквилизаторы, бромиды и другие препараты, изменяющие функциональное состояние ЦНС.
При невозможности отмены лекарственной терапии должна быть сделана запись с названием лекарственного препарата, указаны его доза, время и способ применения.
В помещении, где находится обследуемый, необходимо поддерживать температуру 20-22 Со.
При исследовании обследуемый может лежать или сидеть.
Необходимо присутствие врача, так как применение функциональных нагрузок может в некоторых случаях вызывать развернутый эпилептический припадок, коллаптоидное состояние и т. п., и иметь соответственно набор медикаментов для купирования возникших нарушений.
Количество электродов , наложенных на конвекситальную поверхность черепа должно быть не менее 21. Кроме того, для монополярной регистрации необходимо накладывать щечный электрод, расположенный между круглой мышцей рта и жевательной мышцей. Накладывают также 2 электрода на края глазниц для регистрации движений глаз и электрод заземления. Расположение электродов на голове осуществляют по схеме "десять-двадцать" .
Применяют 6 видов электродов, которые различаются как по форме, так и по способу их фиксации на голове:
1) контактные накладные неприклеивающися электроды, которые прилегают к голове при помощи тяжей шлема-сетки;
2) приклеивающиеся электроды;
3) базальные электроды;
4) игольчатые электроды;
5) пиальные электроды;
6) многоэлектродные иглы.
Электроды не должны иметь собственного потенциала.
Электроэнцефалографическая установка состоит из электродов, соединительных проводов, электродной распределительной коробки с пронумерованными гнездами, коммутационного устройства и некоторого количества каналов регистрации, позволяющих определенное количество независимых друг от друга процессов. При этом необходимо иметь в виду, что
4-канальные электроэнцефалографы непригодны для диагностических целей, так как позволяют выявить только грубые изменения, генерализованные по всей конвекситальной поверхности,
8-12-канальные-пригодны только для общих диагностических целей - оценки общего функционального состояния и выявления грубой очаговой патологии.
Только наличие 16 и более каналов позволяет регистрировать биоэлектрическую активность всей конвекситальной поверхности мозга одновременно, что дает возможность проводить самые тонкие исследования.
Отведение биопотенциалов обязательно осуществляют двумя электродами, так как для их регистрации необходима замкнутая электрическая цепь: первый электрод-усилитель-регистрирующий прибор-усилитель-второй электрод. Источником колебаний потенциала является участок мозговой ткани, лежащий между этими двумя электродами. В зависимости от способа расположения этих двух электродов различают биполярное и монополярное отведения.
Для топической диагностики необходимо большое количество отведений, которые регистрируются в различных комбинациях. С целью экономии времени (так как набор этих комбинаций на селекторе является очень трудоемким процессом) в современных электроэнцефалографах используют заранее фиксированные схемы отведений (монтажные схемы, рутинные программы и т. п.).
Наиболее рациональным для осуществления топического анализа с использованием электроэнцефалографии являются следующие принципы построения монтажных схем:
первая монтажная схема - биполярные отведения с большими межэлектродными расстояниями, схема "десять-двадцать"), соединения электродов в пары по сагиттальным и фронтальным линиям;
вторая - биполярные отведения с малыми межэлектродными расстояниями с соединением электродов в пары по сагиттальным линиям;
третья - биполярные отведения с малыми межэлектродными расстояниями с соединением электродов в пары по фронтальным линиям;
четвертая - монополярные отведения с индифферентными электродами на щеке и по методу Гольдмана;
пятая - биполярные отведения с малыми межэлектродными расстояниями с соединением электродов в пары по сагиттальным линиям и регистрации движений глаз, ЭКГ или кожно-гальванической реакции при проведении нагрузок.
Канал электроэнцефалографа включает в себя усилитель биопотенциалов с большим коэффициентом усиления, позволяющим усиливать биоэлектрическую активность от единицы микровольт до десятков вольт, и большим коэффициентом дискриминации, позволяющим противодействовать электрическим помехам в виде электромагнитных наводок. Усилительный тракт электроэнцефалографа к регистрирующему устройству, имеющему различные варианты. В настоящее время чаще применяют электромагнитные вибраторы с различными методами регистрации (чернильная, штифтовая, струйная, игольчатая), которые позволяют регистрировать колебания в зависимости от параметров регистрирующего устройства до 300Гц.
Так как в ЭЭГ покоя не всегда выявляются признаки патологии, то, как и при других методах функциональной диагностики, в клинической электроэнцефалографии применяются физические нагрузки, некоторые из которых являются обязательными:
нагрузка для оценки ориентировочной реакции
нагрузка для оценки устойчивости к внешним ритмам (ритмическая фотостимуляция).
Обязательной также является нагрузка, эффективная для выявления латентной (компенсированной) патологии, триггерная фотостимуляция - стимуляция в ритмах биоэлектрической активности самого мозга с помощью триггера-преобразователя волновых компонентов электроэнцефалограммы во вспышке света. С целью возбуждения основных ритмов мозга дельта, тета и т. д. (используется метод "задержки" светового стимула.
При расшифровке ЭЭГ необходимо отличать артефакты, а при регистрации ЭЭГ устранять их причины.
Артефакт в электроэнцефолографии - это сигнал экстрацеребрального происхождения, искажающий запись биотоков мозга.
К артефактам физического происхождения относятся
наводка 50 Гц от сетевого тока
шумы ламп или транзисторов
неустойчивость нулевой линии
"микрофонный эффект"
помехи, возникающие из-за движений на голове испытуемого
резкие апериодические движения перьев (штрифов, игл и т. п.), возникающие при загрязнении или окислении контактов переключателей селекторов
появление амплитудной асимметрии, если при отведении от симметричных участков черепа межэлектродные расстояния неодинаковы
фазовые искажения и ошибки при отсутствии выведения перьев (штрифов и пр.) на одну линию
К артефактам биологического происхождения относятся:
мигание
нистагм
дрожание век
зажмуривание
мышечные потенциалы
электрокардиограмма
регистрация дыхания
регистрация медленной биоэлектрической активности у лиц с металлическими зубными протезами
кожно-гальваническая реакция, возникающая при обильном потоотделении на голове
Общие принципы электроэнцефалографии
Достоинствами клинической электроэнцефалографии являются
объективность
возможность непосредственной регистрации показателей функционального состояния мозга количественной оценки получаемых результатов
наблюдения в динамике, что необходимо для прогноза заболевания
большое преимущество этого метода состоит в том, что он не связан с вмешательством в организм обследуемого.
При назначении ЭЭГ-исследования врач-эксперт должен:
1) четко поставить диагностическую задачу с указанием предполагаемой локализации патологического очага и характера патологического процесса;
2) детально знать методику исследования, ее возможности и ограничения;
3) провести психотерапевтическую подготовку больного - разъяснить безвредность исследования, объяснить общий его ход;
4) отменить все препараты, которые изменяют функциональное состояние мозга (транквилизаторы, нейролептики и пр.), если позволяет функциональное состояние больного;
5) требовать максимально полного описания полученных результатов, а не только заключения по исследованию. Для этого врач-эксперт должен понимать терминологию клинической электроэнцефалографии. Описание полученных результатов должно быть стандартизировано;
6) врач, назначивший исследование, должен быть уверен, что исследование ЭЭГ проходило в соответствии со "Стандартным методом исследования в электроэнцефалографии для использования в клинической практике и врачебно-трудовой экспертизе".
Проведение ЭЭГ-исследований повторно, в динамике дает возможность следить за ходом лечения, осуществлять динамическое наблюдение за характером течения заболевания - прогрессированием или стабилизацией его, определить степень компенсации патологического процесса, определить прогноз и трудовые возможности инвалида.
Алгоритм описания электроэнцефалограммы
1. Паспортная часть: номер ЭЭГ, дата исследования, фамилия, имя, отчество, возраст, клинический диагноз.
2. Описание ЭЭГ покоя.
2.1. Описание альфа-ритма.
2.1.1. Выраженность альфа-ритма: отсутствует, выражена вспышками (указать длительность вспышки и длительность интервалов между вспышками), выражена регулярной компонентой.
2.1.2. Распределение альфа-ритма.
2.1.2.1. Для суждения о правильности распределения альфа-ритма используют только биполярные отведения с малыми межэлектродными расстояниями с отведениями по сагиттальным линиям. За правильное распределение альфа-ритма принимают его отсутствие при отведениях с лобно-полюсных-лобных электродов.
2.1.2.2. Область доминирования альфа-ритма указывают на основании сопоставления использованных методов отведения биоэлектрической активности. (Должны быть использованы следующие методы: биполярные отведения с осуществлением связи между электродами по сагиттальным и фронтальным линиям по методу обратных фаз по большим и малым межэлектродным расстояниям, монополярные отведения с усредненным электродом по Голдману и с распределением индифферентного электрода на щеке).
2.1.3. Симметрия альфа-ритма. Определяют симметрию альфа-ритма по амплитуде и частоте в симметричных участках мозга на монополярных монтажных схемах регистрации ЭЭГ с применением усредненного электрода по Голдману или с расположением индифферентного электрода на щеке.
2.1.4. Образ альфа-ритма веретенообразный с хорошо выраженными веретенами, т. е. модулированный по амплитуде (на стыках веретен альфа-ритма нет); веретенообразный с плохо выраженными веретенами, т. е. недостаточно модулированный по амплитуде (на стыках веретен наблюдаются волны с амплитудами более 30% от максимальной амплитуды альфа-ритма); машиноподобный или пилообразный, т. е. не модулированный по амплитуде; пароксизмальный - веретено альфа-ритма начинается с максимальной амплитуды; аркообразный - большая разница в полупериодах.
2.1.5. Форма альфа-ритма: не искажена, искажена медленной активностью, искажена электромиограммой.
2.1.6. Наличие гиперсинхронизации волн альфа-ритма (синфазных биений в различных областях мозга и их количество на единицу времени (за эпоху анализа принимают 10 с.))
2.1.7. Частота альфа-ритма, ее стабильность.
2.1.7.1. Частоту альфа-ритма определяют на случайных односекундных отрезках ЭЭГ на протяжении всего времени регистрации и выражают в виде средней величины (при наличии смены частоты при сохранении стабильности периодов указывают на смену частот доминирующего ритма).
2.1.7.2. Стабильность часто оценивают на основании крайних значений периодов и выражают в виде отклонений от основной средней частоты. Например, (10ё2) колеб./с. или (10ё0, 5)колеб./с.
2.1.8. Амплитуда альфа-ритма. Амплитуду ритма определяют на монополярных схемах записи ЭЭГ с использованием усредненного электрода по Голдману или при отведении с большими межэлектродными расстояниями в центрально-затылочных отведениях. Амплитуду волн измеряют от пика до пика без учета наличия изоэлектрической линии.2.1.9. Индекс альфа-ритма определяют в отведениях с наибольшей выраженностью этого ритма независимо от способа отведения биоэлектрической активности (эпохой анализа индекса ритма является 10 с.).
2.1.9.1. Если альфа-ритм выражен регулярной компонентой, то его индекс определяют на 10 полных кадрах ЭЭГ и вычисляют среднюю величину.
2.1.9.2. При неравномерном распределении альфа-ритма его индекс определяют за время всей записи ЭЭГ-покоя.
2.1.10. Отсутствие альфа-ритма отмечают всегда на первом месте (см. 2.1.1).
2.2. Описание доминирующих и субдоминмрующих ритмов.
2.2.1. Доминирующую активность описывают по правилам описания альфа-ритма (см. 2.1).
2.2.2. Если альфа-ритм имеется, но есть и другая частотная компонента, представленная в меньшей степени, то после описания альфа-ритма (см. 2.1.) ее описывают по тем же правилам как субдоминирующую.
При этом необходимо иметь в виду, что полоса регистрации ЭЭГ делится на ряд диапазонов: до 4 Гц (дельта-ритм), от 4 до 8 Гц (тета-ритм), от 8 до 13 Гц (альфа-ритм), от 13 до 25 Гц (низкочастотный бета-ритм или бета-1-ритм), от 25 до 35 Гц (высокочастотный бета-ритм или бета-2-ритм), от 35 до 50 Гц (гамма-ритм или бета-3-ритм). При наличии низкоамплитудной активности также необходимо указывать на наличие апериодичной (полиритмичной) активности. Для простоты словесного описания следует выделять плоскую ЭЭГ, низкоамплитудную медленную полиморфную активность (НПМА), полиритмичную активность и высокочастотную низкоамплитудную ("махристую") активность.
2.3. Описание бета-активности (бета-ритма).
2.3.1. При наличии бета-активности, только в лобных отделах мозга или на стыках веретен альфа-ритма, при условии симметричных амплитуд, асинхронного апериодического образа, при амплитуде не выше 2-5 мкВ бета-активность не описывают или характеризуют как норму.
2.3.2. При наличии следующих явлений: распределении бета-активности по всей конвекситальной поверхности, появлении очагового распределения бета-активности или бета-ритма, асимметрии более 50% амплитуды, появлении альфа-подобного образа бета-ритма, увеличении амплитуды более 5 мкВ - бета-ритм или бета-активность описывают по соответствующим правилам (см. 2.1, 2.4, 2.5).
2.4. Описание генерализованной (диффузной) активности.
2.4.1. Частотная характеристика вспышек и пароксизмов.
2.4.2. Амплитуда.
2.4.3. Длительность вспышек и пароксизмов во времени и частота их следования.
2.4.4. Образ генерализованной активности.
2.4.5. Каким ритмом (активностью) вспышки или пароксизмы искажены.
2.4.6. Топическая диагностика фокуса или основного очага генерализованной активности.
2.5. Описание очаговых изменений ЭЭГ.
2.5.1. Топическая диагностика очага поражения.
2.5.2. Ритм (активность) локальных изменений.
2.5.3. Образ локальных изменений: альфа-подобный образ, регулярная компонента, пароксизмы.
2.5.4. Чем искажены локальные изменения ЭЭГ.
2.5.5. Количественная характеристика изменений: частота, амплитуда, индекс.
3. Описание реактивной (активационной) ЭЭГ.
3.1. Одиночная вспышка света (ориентировочная нагрузка).
3.1.1. Характер изменений биоэлектрической активности: депрессия альфа-ритма, экзальтация альфа-ритма, другие изменения частоты и амплитуды (см. раздел Учебного пособия).
3.1.2. Топическое распределение изменений биоэлектрической активности.
3.1.3. Длительность изменений биоэлектрической активности.
3.1.4. Скорость угашения ориентировочной реакции при применении повторных раздражителей.
3.1.5. Наличие и характер вызванных ответов: отрицательные медленные волны, появление бета-ритма.
3.2. Ритмическая фотостимуляция (РФС).
3.2.1. Диапазон усвоения ритма.
3.2.2. Характер реакции усвоения ритма (РУР).
3.2.3. Амплитуда усвоенного ритма по отношению к фоновой активности: выше фона (отчетливая), ниже фона (неотчетливая).
3.2.2.2. Длительность РУР по отношению ко времени стимуляции: кратковременная, длительная, длительная с последствием.
3.2.2.3. Симметричность по полушариям.
3.2.3. Топическое распределение РУР.
3.2.4. Возникновение гармоник и их частная характеристика.
3.2.5. Возникновение субгармоник и их частотная характеристика.
3.2.6. Возникновение ритмов, некратных частоте световых мельканий.
3.3. Триггерная фотостимуляция (ТФС).
3.3.1. Частотный диапазон, возбуждаемый ТФС.
3.3.2. Топика появившихся изменений.
3.3.3. Количественная характеристика изменений: частота, амплитуда.
3.3.4. Характер возбуждаемой активности: спонтанные волны, вызванные ответы.
3.4. Гипервентиляция (ГВ).
3.4.1. Время от начала нагрузки до появления изменений биоэлектрической активности.
3.4.2. Топика изменений.
3.4.3. Количественная характеристика изменений биоэлектрической активности: частота, амплитуда.
3.4.4. Время возврата к фоновой активности.
3.5. Фармакологические нагрузки.
3.5.1. Концентрация воздействия (в мг на 1 кг массы тела больного).
3.5.2. Время от начала воздействия до появления изменений биоэлектрической активности.
3.5.3. Характер изменений биоэлектрической активности.
3.5.4. Количественная характеристика изменений: частота, амплитуда, длительность.
4. Заключение.
4.1. Оценка тяжести изменений ЭЭГ. Изменения ЭЭГ в пределах нормы, умеренные, средней тяжести, значительные изменения, тяжелые изменения ЭЭГ.
4.2. Локализация изменений.
4.3. Клиническая интерпретация.
4.4. Оценка общего функционального состояния мозга.
Регистрирующие электроды располагают так, чтобы на многоканальной записи были представлены все основные отделы мозга, обозначаемые начальными буквами их латинских названий. В клинической практике используют две основные системы отведений ЭЭГ: международную систему «10-20» и модифицированную схему с уменьшенным количеством электродов. При необходимости получения более детальной картины ЭЭГ предпочтительна схема «10-20».
Референтным называют такое отведение, когда на «вход 1» усилителя подаётся потенциал от электрода, стоящего над мозгом, а на «вход 2» - от электрода на удалении от мозга. Электрод, расположенный над мозгом, чаще всего называют активным. Электрод, удалённый от мозговой ткани, носит название референтного. В качестве такового используют левую (А 1) и правую (А 2) мочки уха. Активный электрод подсоединяют к «входу 1» усилителя, подача на который отрицательного сдвига потенциала вызывает отклонение регистрирующего пера вверх. Референтный электрод подключают к «входу 2». В некоторых случаях в качестве референтного электрода используют отведение от двух закороченных между собой электродов (АА), расположенных на мочках ушей. Поскольку на ЭЭГ регистрируется разность потенциалов между двумя электродами, на положение точки на кривой будут в равной мере, но в противоположном направлении влиять изменения потенциала под каждым из пары электродов. В референтном отведении под активным электродом генерируется переменный потенциал мозга. Под референтным электродом, находящимся вдали от мозга, имеется постоянный потенциал, который не проходит в усилитель переменного тока и не влияет на картину записи. Разность потенциалов отражает без искажения колебания электрического потенциала, генерируемого мозгом под активным электродом. Однако область головы между активным и референтным электродами составляет часть электрической цепи «усилитель-объект», и наличие на этом участке достаточно интенсивного источника потенциала, расположенного асимметрично относительно электродов, будет существенно отражаться на показаниях. Следовательно, при референтном отведении суждение о локализации источника потенциала не вполне надёжно.
Биполярным называют отведение, при котором на «вход 1» и «вход 2» усилителя подсоединяют электроды, стоящие над мозгом. На положение точки записи ЭЭГ на мониторе в одинаковой мере влияют потенциалы под каждым из пары электродов, и регистрируемая кривая отражает разность потенциалов каждого из электродов. Поэтому суждение о форме колебания под каждым из них на основе одного биполярного отведения оказывается невозможным. В то же время анализ ЭЭГ, зарегистрированных от нескольких пар электродов в различных комбинациях, позволяет выяснить локализацию источников потенциалов, составляющих компоненты сложной суммарной кривой, получаемой при биполярном отведении.
Например, если в задней височной области присутствует локальный источник медленных колебаний, при подсоединении к клеммам усилителя переднего и заднего височных электродов (Та, Тр) получается запись, содержащая медленную составляющую, соответствующую медленной активности в задней височной области (Тр), с наложенными на неё более быстрыми колебаниями, генерируемыми нормальным мозговым веществом передней височной области (Та). Для выяснения вопроса о том, какой же электрод регистрирует эту медленную составляющую, на двух дополнительных каналах коммутированы пары электродов, в каждой из которых один представлен электродом из первоначальной пары, то есть Та или Тр. а второй соответствует какому-либо не височному отведению, например F и О.
Понятно, что во вновь образуемой паре (Тр-О), включающей задний височный электрод Тр, находящийся над патологически изменённым мозговым веществом, опять будет присутствовать медленная составляющая. В паре, на входы которой подана активность от двух электродов, стоящих над относительно интактным мозгом (Ta-F), будет регистрироваться нормальная ЭЭГ. Таким образом, в случае локального патологического коркового фокуса подключение электрода, стоящего над этим фокусом, в паре с любым другим приводит к появлению патологической составляющей на соответствующих каналах ЭЭГ. Это и позволяет определить локализацию источника патологических колебаний.
Дополнительный критерий определения локализации источника интересующего потенциала на ЭЭГ - феномен изврашения фазы колебаний. Если подсоединить на входы двух каналов электроэнцефалографа три электрода следующим образом: электрод 1 - к «входу 1», электрод 3 - к «входу 2» усилителя Б, а электрод 2 - одновременно к «входу 2» усилителя А и «входу 1» усилителя Б; предположить, что под электродом 2 происходит положительное смещение электрического потенциала по отношению к потенциалу остальных отделов мозга (обозначено знаком «+»), то очевидно, что электрический ток, обусловленный этим смещением потенциала, будет иметь противоположное направление в цепях усилителей А и Б, что отразится в противоположно направленных смещениях разности потенциалов - противофазах - на соответствующих записях ЭЭГ. Таким образом, электрические колебания под электродом 2 в записях по каналам А и Б будут представлены кривыми, имеющими одинаковые частоты, амплитуды и форму, но противоположными по фазе. При коммутации электродов по нескольким каналам электроэнцефалографа в виде цепочки противофазные колебания исследуемого потенциала будут регистрироваться по тем двум каналам, к разноимённым входам которых подключён один общий электрод, стоящий над источником этого потенциала.
Правила регистрации электроэнцефалограммы и функциональные пробы
Пациент во время исследования должен находиться в свето- и звукоизолированном помещении в удобном кресле с закрытыми глазами. Наблюдение за исследуемым ведут непосредственно или с помощью видеокамеры. В ходе записи маркерами отмечают значимые события и функциональные пробы.
При пробе открывания и закрывания глаз на ЭЭГ появляются характерные артефакты электроокулограммы. Возникающие изменения ЭЭГ позволяют выявить степень контактности обследуемого, уровень его сознания и ориентировочно оценить реактивность ЭЭГ.
Для выявления реагирования мозга на внешние воздействия применяют одиночные стимулы в виде короткой вспышки света, звукового сигнала. У больных в коматозном состоянии допустимо применение ноцицептивных стимулов нажатием ногтем на основание ногтевого ложа указательного пальца больного.
Для фотостимуляции используют короткие (150 мкс) вспышки света, близкого по спектру к белому, достаточно высокой интенсивности (0,1-0,6 Дж). Фотостимуляторы позволяют предъявлять серии вспышек, применяемые для исследования реакции усвоения ритма - способности электроэнцефалографических колебаний воспроизводить ритм внешних раздражений. В норме реакция усвоения ритма хорошо выражена на частоте мельканий, близкой к собственным ритмам ЭЭГ. Ритмические волны усвоения имеют наибольшую амплитуду в затылочных отделах. При фотосенситивных эпилептических припадках ритмическая фотостимуляция выявляет фотопароксизмальный ответ - генерализованный разряд эпилептиформной активности.
Гипервентиляцию проводят главным образом для вызывания эпилептиформной активности. Обследуемому предлагают глубоко ритмично дышать в течение 3 мин. Частота дыхания должна быть в пределах 16-20 в минуту. Регистрацию ЭЭГ начинают по меньшей мере за 1 минуту до начала гипервентиляции и продолжают в течение всей гипервентиляции и ещё не менее 3 мин после её окончания.
Загадок в человеческом организме много, и не все пока подвластны медикам. Самая сложная и запутанная из них, пожалуй, головной мозг. Приоткрыть завесу тайны помогают врачам различные методы исследования мозга, например электроэнцефалография. Что это такое и чего ждать от процедуры пациенту?
Кому назначается обследование методом электроэнцефалографии
Электроэнцефалография (ЭЭГ) позволяет уточнить многие диагнозы, связанные с инфекциями, травмами и нарушениями работы головного мозга.
Врач может направить на обследование, если:
- Есть вероятность эпилепсии. Мозговые волны в этом случае показывают особую эпилептиформную активность, которая выражается в измененной форме графиков.
- Требуется установить точное местонахождение травмированного участка мозга или опухоли.
- Имеются некоторые генетические заболевания.
- Есть серьезные нарушения режима сна и бодрствования.
- Нарушена работа сосудов головного мозга.
- Нужна оценка эффективности проводимого лечения.
Метод электроэнцефалографии применим как у взрослых, так и у детей, он нетравматичный и безболезненный. А четкая картина работы нейронов мозга в разных его участках дает возможность прояснить характер и причины неврологических нарушений.
Метод исследования мозга электроэнцефалография - что это?
Такое обследование базируется на регистрации биоэлектрических волн, испускаемых нейронами коры головного мозга. При помощи электродов активность нервных клеток улавливается, усиливается и прибором переводится в графический вид.
Полученная кривая характеризует процесс работы разных участков мозга, его функциональное состояние. В нормальном состоянии она имеет определенную форму, а отклонения диагностируются с учетом изменения внешнего вида графика.
ЭЭГ может выполняться в различных вариантах. Помещение для него изолировано от посторонних звуков и света. Обычно процедура занимает 2-4 часа и проводится в поликлинике или лаборатории. В некоторых случаях проведение электроэнцефалографии с депривацией сна требует большего времени.
Метод позволяет врачам получить объективные данные о состоянии головного мозга, даже когда пациент находится в бессознательном состоянии.
Как проводится ЭЭГ головного мозга
Если врачом назначена электроэнцефалография, что это такое для пациента? Ему предложат сесть в удобном положении или прилечь, наденут на голову фиксирующий электроды шлем из эластичного материала. Если запись предполагается длительная, то в местах соприкосновения электродов с кожей наносится специальная проводящая паста или коллодий. Электроды не доставляют каких-либо неприятных ощущений.
ЭЭГ не предполагает каких-либо нарушений целостности кожи либо введения лекарственных средств (премедикации).
Рутинная запись мозговой активности происходит для пациента в состоянии пассивного бодрствования, когда он спокойно лежит или сидит с закрытыми глазами. Это довольно сложно, время тянется медленно и нужно бороться со сном. Лаборант периодически проверяет состояние пациента, просит открывать глаза и выполнять определенные задания.
Во время исследования пациент должен свести к минимуму любую двигательную активность, которая создавала бы помехи. Хорошо, если в лаборатории удается зафиксировать интересующие медиков неврологические проявления (судороги, тики, эпилептический припадок). Иногда приступ у эпилептиков провоцируется целенаправленно, чтобы понять его тип и происхождение.
Подготовка к проведению ЭЭГ
Накануне исследования стоит вымыть голову. Волосы лучше не заплетать и не использовать какие-либо средства для укладки. Заколки и зажимы оставить дома, а длинные волосы собрать в хвост, если требуется.
Дома стоит оставить и металлические украшения: серьги, цепочки, пирсинг с губ и бровей. Перед тем как войти в кабинет, отключить мобильный телефон (не только звук, а совсем), чтобы не создавать помех чувствительным датчикам.
Перед обследованием нужно поесть, чтобы не испытывать чувства голода. Желательно избегать любых волнений и сильных переживаний, но принимать какие-либо успокоительные препараты не следует.
Может понадобиться салфетка или полотенце, чтобы стереть остатки фиксирующего геля.
Пробы во время ЭЭГ
Для того чтобы отследить реакцию нейронов головного мозга в различных ситуация, и расширить показательные возможности метода, обследование электроэнцефалография включает несколько тестов:
1. Проба на открывание-закрывание глаз. Лаборант убеждается, что пациент в сознании, слышит его, выполняет инструкции. Отсутствие паттернов на графике в момент открывания глаз говорит о патологии.
2. Проба с фотостимуляцией, когда во время записи в глаза пациенту направляют вспышки яркого света. Таким образом выявляется эпилептиморфная активность.
3. Проба с гипервентиляцией, когда испытуемый в течение нескольких минут произвольно глубоко дышит. Частота дыхательных движений в это время немного снижается, но повышается содержание кислорода в крови и, соответственно, увеличивается подача оксигенированной крови в мозг.
4. Депривация сна, когда пациент погружается в непродолжительный сон с помощью седативных препаратов или остается в стационаре для суточного наблюдения. Это позволяет получить важные данные об активности нейронов в момент пробуждения и засыпания.
5. Стимуляция умственной активности заключается в решении несложных задач.
6. Стимуляция мануальной активности, когда пациенту предлагают выполнить задание с предметом в руках.
Все это дает более полную картину функционального состояния головного мозга и заметить нарушения, которые имеют незначительное внешнее проявление.
Продолжительность проведения электроэнцефалограммы
Время процедуры может быть разным в зависимости от целей, поставленных врачом, и условий конкретной лаборатории:
- 30 минут и более, если удается быстро зарегистрировать искомую активность;
- 2-4 часа в стандартном варианте, когда пациент обследуется полулежа в кресле;
- 6 и более часов при ЭЭГ с депривацией дневного сна;
- 12-24 часа, когда исследуются все фазы ночного сна.
Запланированное время процедуры может быть изменено на усмотрение врача и лаборанта в любую сторону, ведь если отсутствуют характерные паттерны, соответствующие диагнозу, ЭЭГ придется повторять, потратив лишнее время и средства. А если все необходимые записи получены, нет смысла мучить пациента вынужденным бездействием.
Для чего нужен видеомониторинг во время ЭЭГ
Иногда электроэнцефалография головного мозга дублируется видеозаписью, на которой фиксируется все, что происходит во время исследования с пациентом.
Видеомониторинг назначается больным эпилепсией, чтобы соотнести, как поведение во время приступа соотносится с мозговой активностью. Сопоставление по таймеру характерных волн с картинкой может прояснить пробелы в диагнозе и помочь врачу разобраться в состоянии испытуемого для более точного лечения.
Результат электроэнцефалографии
Когда пациенту проведена электроэнцефалография, заключение выдается на руки вместе с распечатками всех графиков волновой активности различных участков головного мозга. Кроме этого, если проводился и видеомониторинг, запись сохраняется на диске или флеш-накопителе.
На консультации у невролога лучше показать все результаты, чтобы врач мог оценить особенности состояния пациента. Электроэнцефалография головного мозга не является основанием для диагноза, но значительно проясняет картину заболевания.
Чтобы на графиках четко были видны все мельчайшие зубцы, рекомендуется хранить распечатки в расправленном виде в твердой папке.
Шифровка от мозга: виды ритмов
Когда пройдена электроэнцефалография, что показывает каждый график - понять самостоятельно крайне сложно. Врач поставит диагноз на основе изучения изменений активности участков мозга во время исследования. Но если ЭЭГ была назначена, то причины были вескими, и осознанно подойти к своим результатам не помешает.
Итак, у нас на руках распечатка таеого обследования, как электроэнцефалография. Что это такое - ритмы и частоты - и как определить границы нормы? Основные показатели, которые фигурируют в заключении:
1. Альфа-ритм. Частота в норме колеблется в пределах 8-14 Гц. Между большими полушариями может наблюдаться разница до 100 мкВ. Патологию альфа-ритма характеризуют асимметрия между полушариями, превышающая 30 %, показатель амплитуды выше 90 мкВ и ниже 20.
2. Бета-ритм. В основном фиксируется на передних отведениях (в лобных долях). Для большинства людей типична частота 18-25 Гц с амплитудой не выше 10 мкВ. О патологии говорит увеличение амплитуды свыше 25 мкВ и стойкое распространение бета-активности на задние отведения.
3. Дельта-ритм и Тета-ритм. Фиксируются только во время сна. Появление данных активностей в период бодрствования сигнализирует о нарушении питания тканей мозга.
5. Биоэлектрическая активность (БЭА). Нормальный показатель демонстрирует синхронность, ритмичность, отсутствие пароксизмов. Отклонения проявляются при эпилепсии раннего детского возраста, предрасположенности к судорогам и депрессии.
Чтобы результаты исследования были показательными и информативными, важно соблюдать в точности назначенную схему лечения, не отменяя препараты перед исследованием. Исказить картину может принятый накануне алкоголь или энергетические напитки.
Для чего нужна электроэнцефалография
Для пациента преимущества проведения исследования очевидны. Врач может проверить корректность назначенной терапии и поменять ее в случае необходимости.
У страдающих эпилепсией, когда наблюдением установлен период ремиссии, ЭЭГ может показать ненаблюдаемые внешне приступы, которые все еще требуют медикаментозного вмешательства. Или избежать необоснованных социальных ограничений, уточнив особенности течения болезни.
Исследование также может содействовать ранней диагностике новообразований, сосудистых патологий, воспалений и дегенераций мозга.
