Добавить в избранное
Главная УЗИ конечностей

Восприятие его значение в профессиональной деятельности юриста. Восприятие и ощущение

Цель:

· Умение регистрации электроэнцефалограммы и принципы анализа.

· Изучении внешнего электрического поля мозга при помощи ЭЭГ.

· Значение для генеза ЭЭГ взаимосвязи электрической активности пирамидных нейронов.

Основные вопросы темы:

1.Какие методы используется для регистраций ЭЭГ?

2.Основные типы электрической активности пирамидных нейронов.

3.Какие современные модели используется в ЭЭГ?

4.Какое значение имеет взаимосвязь электрической активности пирамидных нейронов.

5.Какое важное условие генеза ЭЭГ?

Методы обучения и преподования: Работа группах

Краткое содержание по теме

Исследование рабочих свойств центральной нервной системы производится при помощи специальных нейрофизиологических методов. Одним из основных является электроэнцефалография , позволяющая регистрировать суммарную активность нейронов коры головного мозга, представляющую собой колебательный процесс в частотном диапазоне в основном от 1 до 30-40 колебаний в секунду и регулирующуюся глубинными мозговыми структурами. Таким образом, по картине активности коры головного мозга возможно оценить и ее самое, и степень подкорковых влияний на процесс ее формирования.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) (электро- + др.-греч. ενκεφαλος - "головной мозг" + γραφω - "пишу", изображать) - раздел электрофизиологии, изучающий закономерности суммарной электрической активности мозга, отводимой с поверхности кожи головы, а также метод записи таких потенциалов. Электроэнцефалография дает возможность качественного и количественного анализа функционального состояния головного мозга и его реакций при действии раздражителей. Запись ЭЭГ широко применяется в диагностической и лечебной работе (особенно часто при эпилепсии), в анестезиологии, а также при изучении деятельности мозга, связанной с реализацией таких функций, как восприятие, память, адаптация и т. д. Регистрация ЭЭГ осуществляется с помощью новейшего 32-канального электроэнцефалографа «Нейрон-Спектр-5» (рис-1). Многоканальная запись ЭЭГ позволяет одновременно регистрировать электрическую активность всей поверхности мозга, что дает возможность проводить самые тонкие исследования.

Достоинствами метода электроэнцефалографии являются объективность, воз-можность непосредственной регистрации показателей функционального состояния мозга, количественной оценки получаемых результатов, наблюдения в динамике. Большое преимущество этого метода состоит в том, что он не связан с вмешатель-ством в организм обследуемого.

Метод ЭЭГ является наиболее адекватным для изучения нейрофизиологиче-ских основ психической деятельности, оценки зрелости центральной нервной системы и общего функционального состояния мозга. Когерентный анализ ЭЭГ позволяет оценить степень согласованности электрической активности в разных точках головного мозга, что даёт возможность исследования особенностей функционирования мозга как единого целого.

ЭЭГ является клиническим методом исследования, позволяющим диагности-ровать эпилепсию, выявить возможные дегенеративные, опухолевые поражения головного мозга, установить их локализацию (рис.2).

Начало изучению электрических процессов мозга было положено Д. Реймоном в 1849 году, который показал, что мозг, также как нерв и мышца, обладает электрогенными свойствами. Начало электроэнцефалографическим исследованиям положил В. В. Правдич-Неминский, опубликовав 1913 году первую электроэнцефалограмму записанную с мозга собаки. В своих исследованиях он использовал струнный гальванометр. Так же Правдич-Неминский вводит термин электроцереброграмма.

Рис. 1.

Первая запись ЭЭГ человека получена австрийским психиатром Гансом Бергером в 1928 году. Он же предложил запись биотоков мозга называть «электроэнцефалограмма». Работы Бергера, а также сам метод энцефалографии получили широкое признание лишь после того как в мае 1934 года Эдриан и Мэттьюс впервые убедительно продемонстрировали «ритм Бергера» на собрании Физиологического общества в Кембридже.

Регистрация ЭЭГ производится специальными электродами (наиболее распространенные мостиковые, чашечковые и игольчатые). В настоящее время чаще всего используется расположение электродов по международным системам «10-20 %» или «10-10 %». Каждый электрод подключен к усилителю. Для записи ЭЭГ может использоваться или бумажная лента или сигнал может преобразовываться с помощью АЦП и записываться в файл на компьютере. Наиболее распространена запись с частотой дискретизации 250 Гц. Запись потенциалов с каждого электрода осуществляется относительно нулевого потенциала референта, за который принимается мочка уха, или кончик носа. В настоящее время получают все большее распространение перерасчет потенциала относительно взвешенного среднего референта, за который принимается все каналы с определенными весовыми коэффициентами. При таком расчете возможные артефакты локализуются, а влияние соседних отведений друг на друга уменьшается.

Рис. 2.

Показания для ЭЭГ:

  • черепно-мозговые травмы - для оценки функционального состояния мозга и судорожной готовности;
  • проведение ЭЭГ в динамике для оценки эффективности противосудорожной терапии;
  • синдром вегетативной дисфункции с паническими вегетативными пароксизмами;
  • дифференциальная диагностика тсинкопальных состояний с целью исключения эпилептической активности.

В зависимости от частоты колебаний выделяется несколько ритмических рисунков электрической активности мозга – ритмов. Так, альфа–ритм, в большинстве случаев наиболее широко представленный в электроэнцефалограмме взрослого человека, имеет частотный диапазон от 8 до 13 колебаний в секунду и тесно связан в своем происхождении с системой зрительного восприятия. Поэтому он наиболее отчетлив он при закрытых глазах, то есть в состоянии ее максимального покоя, и лучше всего выражен в затылочных отделах, то есть там, где располагается высший отдел анализа зрительной информации. Наиболее высокочастотная часть электрической активности мозга, превышающая рамки альфа–ритма по частоте, именуется бета-активностью. Амплитуда ее, как правило, невысока и выражена она в противовес альфа-ритму, больше лобной и височной проекциях. Эта высокочастотная активность чаще всего рассматривается как признак активной работы многочисленных ансамблей нервных клеток. Альфа и бета активностью оканчивается ряд ритмических рисунков, характерных для взрослого человека в состоянии покоя, однако выделяются еще два варианта мозговой активности – тета и дельта. Тета-диапазон – более медленный в сравнении с альфа, от 7 до 5 колебаний в секунду. Дельта-волна еще медленнее, в секундном отрезке записи она может уместиться лишь 1-4 раза. Для такого рода медленной активности в состоянии бодрствования имеется в медицинской практике синоним – патологическая, то есть связанная с патологией, или – заболеванием, мозга. Ритмический рисунок мозговой активности существенно меняется с возрастом. Так, со второго полугодия сначала появляется, а затем постепенно начинает преобладать в картине активности альфа-ритм. Интересные метаморфозы происходят с медленной активностью. Патологической она считается только для взрослых в состоянии бодрствования. У детей наличие медленных волн в электроэнцефалограмме является нормальным, а вот представленность их отчетливо уменьшается с возрастомю. Большинство имеющихся экспериментальных данных говорит о том, что генез ЭЭГ определяется в основном электрической активностью коры больших полушарий головного мозга, а на уровне клеток – активностью ее пирамидных нейронов. У пирамидных нейронов выделяют два типа электрической активности. Импульсный разряд (потенциал действия) с длительностью около 1 мс и более медленное (градуальное ) колебание мембранного потенциала – тормозные и возбуждающие постсинаптические потенциалы (ПСП). Тормозные ПСП пирамидных клеток генерируются в основном в теле нейрона, а возбуждающие ПСП – преимущественно в дендритах. Правда, на теле нейрона имеется определенное количество возбуждающих синапсов, и соответственно этому тело пирамидных нейронов(сома) способно генерировать также и возбуждающие ПСП. Длительность ПСП пирамидных клеток по крайней мере на порядок больше продолжительности импульсного разряда.

Изменение мембранного потенциала обусловливают возникновение в пирамидных клетках двух токовых диполей, отличающихся по цитологической локализации (рис3).

Один из них – соматический диполь с дипольным моментом . Он формируется при изменении мембранного потенциала тела нейрона; ток в диполе и во внешней среде протекает между сомой и дендритным стволом. Вектор дипольного момента при импульсном разряде или генерации в теле нейрона возбуждающего ПСП направлен от сомы вдоль дендритного ствола, а тормозной ПСП создает соматический диполь с противоположным направлением дипольного момента. Другой диполь, называемый дендритным, возникает в результате генерации возбуждающих ПСП на ветвлении апикальных дендритов в первом, плексиморным слое коры; ток в этом дипооле течет между дендритным стволом и указанным ветвлением. Вектор дипольного момента дендритного диполя имеет направление в сторону сомы вдоль дендритного ствола.

Генерация возбуждающего ПСП в районе дендритного ствола без ветвления приводит к появлению квадруполя, поскольку при этом от частично деполяризованного участка ток внутри клетки распространяется в двух противоположных направлениях, в результате чего формируются два диполя с противоположным напрвлением дипольных моментов . Так как диполи малы по сравнению с расстояниями до точек отведения ЭЭГ, внешним полем квадрупольного генератора пирамидных клеток можно пренебречь.

На (рис 4) изображена полученная пространственная структура электрического поля вдоль дендритного ствола и вокруг на расстоянии около 0,01 мм от продольной оси этого ствола. Оказалось, что внешнее поле пирамидного нейрона при импульсном разряде очень резко уменьшается вдоль дендритного ствола: уже на расстоянии около 0,3 мм потенциал падает практически до нуля. В противоположность этому внеклеточное ПСП характеризуется гораздо большей протяженностью (примерно на порядок), и, следовательно, при этой активности пирамидные клетки имеют гораздо более высокий дипольный момент. Это различие находит обьяснение при рассмотрении пассивных электрических свойств дендритного ствола.

По отношению к потенциалу действия ввиду его кратковременности

Рис.3. мембрана дендрита ведет себя как емкость, обладающая низким сопротивлением току высокой частоты. Поэтому ток, обусловленный импульсной активностью, циркулирует на небольшом расстоянии от тела клетки; емкость мембраны шунтирует отдаленные участки ствола. Действительно, по данным микроэлектродных исследований, внешнее электрическое поле пирамидных нейронов, генерируемое потенциалом действия, не обнаруживается рис.4.

уже на расстояниях выше 0,1 мм. таким образом, ЭЭГ должна в основном создаваться «медленным» соматическим и дендритным диполями, возникающими при генерации тормозных и возбуждающих постсинаптических потенциалов.

При изучении внешнего электрического поля мозга регистрируют и интерпретируют переменный сигнал ЭЭГ, а постоянную составляющую, как правило, не принимают во внимание. Как видно на(рис. 5), ЭЭГ фоновой активности мозга представляет собой весьма сложную зависимость разнсти потенциалов от времени и выглядит как совокупность случайных колебаний разности потенциалов. Для характеристики таких хаотических колебаний («шумов») используют параметры, известные из теории вероятности: среднюю величину и стандартное отклонение от средней величины. Чтобы наити , выделяют

участок на ЭЭГ, который разбивают на небольшие равные интервалы времени, и в конце каждого интервала (t i , t j , t m на рис. 74) определяют напряжение U (U i , U j , U m на рис. 74). Стандартное отклонение рассчитывают по обычной формуле: , (1.1)

в которой - среднеарифметическое значение разности потенциалов; - число отсчетов . При отведении ЭЭГ от твердой мозговой оболочки величина для фоновой активности составляет 50-100 мкВ.

Аналогичная характеристика (стандартное

Рис.5. отклонение) используется и для описания градуальной активности отдельных нейронов . При изучении ритмических ЭЭГ, характеризующихся определенной амплитудой и частотой изменение разности потенциала, показателем величины ЭЭГ может служить амплитуда этих колебаний.

В настоящее время в исследованиях ЭЭГ для моделирования электрической активности коры головного мозга рассматривают поведение совокупности токовых электрических диполей отделных нейронов. Предложено несколько таких моделей, позволяющих объяснить отделные особенности ЭЭГ. Рассмотрим модель М. Н. Жадина, которая на примере генеза ЭЭГ при отведении с твердой мозговой оболочки позволяет выявить общие закономерности возникновения суммарного внешнего электрического поля коры.

Основные полежения модели: 1) внешнее поле головного мозга в некоторой точке регистрации – интегрированное поле, генерируемое токовыми диполями нейронов коры; 2) генез ЭЭГ обусловен градуальной электрической активностью пирамидных нейронов; 3) активность разных пирамидных нейронов в определенной степени взаимосвязана (скорелирована); 4) нейроны распределены по коре равномерно и их дипольные моменты перпендикулярны к поверхности коры; 5) кора плоская, имеет конечную толчину , а ее остальные размеры бесконечны; со стороны черепа мозг ограничен плоской бесконечной токонепроводящей средой. Обоснование первых двух положений расмотрено выше. Остановимся на друних положениях модели.

Очень большое значение для генеза ЭЭГ имеет взаимосвязь электрической активности пирамидных нейронов. Если бы градуальное изменение мембранного потенциала во времени происходило в каждом нейроне совершенно независимо от остальных клеток, переменная составляющая потенциала их суммарного внешнего электрического поля была бы неболшой, так как увеличение потенциала за счет усиления активности одного нейрона в значительной мере скомпенсировалось бы хаотическим снижением активности других нейронов. Сравнительно высокая величина регистрируемой в опыте ЭЭГ заставляет предположить, что между активностями пирамидных нейронов существует положительная кореляция . Количественно это явление характеризуют коэффициентом корреляции . Этот коэффициент равен нулю при отсутствии связи между активностями индвидуальных нейронов и был бы равен единице, если бы изменение мембранного потенциала (дипольных моментов) клеток происходили совершенно синхронно. Наблюдаемое в действительности промежуточное значение свидетельствует о том, что деятельность нейронов синхронизована лишь частично.

Интегрированное поле множества диполей-нейронов было бы очень слабым при высоком уровне синхронизации, если бы векторы дипольных моментов элементарных источников тока были ориентированы в коре хаотически. В этом случае наблюдалась бы значительная взаимная компенсация полей индивидуальных нейронов. В действительности же, согласно цитологическим данным, дендритные стволы пирамидных клеток в новой коре (эти клетки составляют 75% от всех клеток коры) ориентированы практически одинакова, перпендикулярно поверхности коры. Поля, создаваемые диполями таких одинакова ориентированных клеток, не компенсируются, а складываются. Расчеты, произведенные на оснований всех этих положений, показали, что для ЭЭГ, отводимой от твердой мозговой оболочки,

Исследования йенского психиатра Ганса Бергера в 20-е годы в области изучения биопотенциалов мозга имели точно такое же значение как и работы Эйнтховена на рубеже веков, открывшие новую- эпоху в области электрокардиографии. Еще в 1875 г. Кетон заметил, что при деятельности мозга наблюдаются электрические явления. Почти одновременно с ним Данилевский говорил о влия­нии звуковых импульсов на электрические явления в мозгу. И тем -не менее именно Бергер открыл взаимосвязь явлений, нашел зави­симость между деятельностью мозга и электрическими эффектами в нем, разработал методы применения электроэнцефалографии в области диагностики. Кривая, полученная и записанная от непо­врежденного головного мозга, названа им электроэнцефалограм­мой (ЭЭГ).

Электроэнцефалография занимается регистрацией и оценкой биопотенциалов, возникающих при возбуждении мозговых клеток. Поскольку ЭЭГ представляет собой равнодействующую биопотен­циалов многих миллиардов нервных клеток, образующих нервную систему, то оценка далеко не так проста. Чем больше отведений, с помощью которых получают ЭЭ1, тем полнее может быть оценка при сопоставлении многих кривых. Для этого применяют многока­нальные (8-, 12-, 16- и даже 32-канальные) аппараты. Результат обследования будет еще более надежным, если сигналы, получен­ные от многих различных отведений, проанализирует ЭВМ

Вид электроэнцефалограммы

Еще Бергер подметил, что ЭЭГ состоит из.волн с различной амплитудой и частотой. Если пациент спокойно лежит с расслаб­ленными мышцами в среде без раздражений с закрытыми глаза­ми, но не спит, то в ЭЭГ доминирует синусообразная волна, осо­бенно в кривой активного напряжения, отведенной от заднего и бокового участков черепа. Ее называют альфа-ритмом. Характер­ный диапазон ее частот 7,5. 13 Гц и размах от пика до пика (ам­плитуда) составляет 50 мкВ. У отдельных пациентов амплитуда может быть в два раза больше, хотя примерно у 10% людей аль­фа-ритм вообще не наблюдается. Этот ритм исчезает тотчас же, как только пациент откроет глаза. Это явление называют альфа-торможением. Вместо исчезающего альфа-ритма появляются более частые беспорядочные волны, занимающие более широкий спектр частот Альфа-ритм является наиболее характерным признаком ЭЭГ здорового человека, но у многих молодых людей его вообще нет, и это отнюдь не свидетельствует о болезни или об отсутствии восприимчивости организма.

Другая характерная волна ЭЭГ - бета-ритм. Он наблюдает­ся главным образом в сигналах, отведенных от лобовой части че­репа. Бета-ритм имеет более высокую частоту, чем альфа-ритм, но меньшую амплитуду и менее правильную форму кривой. Он прояв­ляется не постоянно, а примерно через секундные отрезки време­ни. Каждый такой период называют бета-веретеном.


С виска пациента можно отвести тета-волну, смешанную с альфа- и бета-ритмами. Полоса частот этого ритма ниже, чем у альфа-ритма. Различают еще гамма- и дельта-волны. Они появ­ляются, как правило, в патологических случаях.

Применение электроэнцефалографии

Особо важную роль она играет при ранней диагностике эпи­лепсии (при определении ее различных типов). Это заболевание может быть вызвано небольшим кровоизлиянием в мозг, повреж­дением мозга. Узел, вызывающий эпилепсию, можно выявить с помощью ЭЭГ. Это имеет большое значение, например, при пла­нировании оперативного вмешательства.

Другая важная область применения электроэнцефалографии - определение наличия и места расположения различных очаговых процессов в мозгу (опухолей, кровоизлияний). Над опухолью мо­жет возникнуть характерное «электрическое молчание», поскольку клетки, вытесненные очаговым процессом, не могут нормально функционировать. Изменения биопотенциалов мозга могут вызы­вать и токсические воздействия.

Было подмечено, что ЭЭГ отражает обеспечение мозга кисло­родом. В этом можно убедиться и на опыте. Если пациент дышит глубже и чаще, чем обычно, возрастает содержание кислорода в крови, поступающей в мозг, в результате меняется и ЭЭГ. Харак­терными изменениями сопровождается и гипоксия мозга. Именно поэтому для контроля за состоянием пациента во время операции можно применять электроэнцефалографию. Такой метод особенно ценен, когда во время операции нельзя прибегнуть к электрокар­диографическому анализу, например при операции на сердце. В та­ких случаях ЭЭГ информирует врача-нарколога о состоянии мозга больного.

В последнее время чаще стали пользоваться ЭЭГ для решения "вопроса о том, наступила или нет биологическая смерть. С рас­пространением методов реанимации, как теперь известно, прекра­щение деятельности сердца (так называемая клиническая смерть) не обязательно означает смерть биологическую. Если ЭЭГ пациен­та, оказавшегося в состоянии клинической смерти, еще дает инфор­мацию, т. е. остановка деятельности мозга еще не наступила (о чем в ЭЭГ свидетельствует «электрическое молчание»), значит есть на­дежда на оживление организма без особых для него последствий. (Установление биологической смерти имеет и важное юридическое значение, например, при пересадке органов, когда надо быстро ре­шить, можно ли уже считать донора мертвым.) При наблюдении за таким пациентом нет нужды в многоканальном клиническом электроэнцефалографе и чаще всего можно вообще отказаться от регистрации. В таких случаях применяют электроэнцефалоскоп, с помощью которого можно визуально наблюдать за мозговой дея­тельностью пациента.

С помощью ЭЭГ можно оценить и глубину сна. Если пациент устал, в ЭЭГ появляются медленные волны с большой амплитудой. Когда пациент засыпает, сразу исчезает альфа-ритм, кривая имеет меньшую амплитуду, становится более вытянутой. Альфа-ритм мо­жет появиться спонтанно или под действием какого-либо внешнего импульса. С увеличением глубины сна на этой растянутой кривой появляются бета-веретена. Если ЭЭГ наблюдается по нескольким отведениям, то, как показывает опыт, бета-веретена появляются не одновременно, подтверждая тем самым, что торможение на от­дельных участках мозга наступает не в одно и то же время. По­этому и получается, что в одних отведениях есть альфа-ритм, а в других наблюдается альфа-торможение. Если сон становится более глубоким, то бета-веретена постепенно пропадают и появляются беспорядочные волны (тета и дельта). Если пациент находится под наркозом и количество усыпляющего вещества не уменьшает­ся, амплитуда ЭКГ будет все меньше и меньше, пока не наступит состояние чрезмерно глубокого сна. При этом на ЭЭГ амплитуды уменьшаются почти до нуля.

Поскольку ЭЭГ фиксирует состояние бодрствования, состоя­ние «мозговой готовности», метод можно успешно использовать для наблюдения за способностью человека концентрировать свое вни­мание на определенных вещах. Например, в самолетах, имеющих большую скорость, в космических кораблях- перед выполнением, важных маневров необходимо, чтобы пилот был максимально вни­мателен. В таких случаях ведется постоянное наблюдение за его ЭЭГ и при ослаблении внимания предупреждают летчика или стан­цию слежения о возможной опасности сна. Разумеется, принимают­ся соответствующие меры (пациента надо освежить, дать ему при­нять медикамент, разбудить его сменщика и т. д.).

Электроды для снятия ЭЭГ

Самым важным для правильного проведения электроэнцефалографического обследования является правильное размещение элек­тродов. Дело в том, что электроэнцефалографический сигнал за­частую имеет амплитуду всего в несколько микровольт (в сред­нем 50 мкВ), а мозговая жидкость, находящаяся между мозговы­ми клетками и электродами, и толстая кость черепа как переход­ное сопротивление ослабляют электрический эффект. Поэтому фор­му и материал электрода надо подбирать такими, чтобы обеспе­чивалось по возможности наименьшее переходное сопротивление и не возникало поляризационного напряжения. При соответствующей конструкции и способе расположения электродов сопротивление между ними можно снизить до 1...2 кОм. Обычно применяют элек­троды из серебра или хлористого серебра в форме кнопки. Элек­троды крепятся к коже головы с помощью резиновых бинтов или электродных шлемов, причем место контакта тщательно обезжири­вается. Волосы, как правило, раздвигают и только в редких слу­чаях ^выстригают. Переходное сопротивление между электродом и кожей можно уменьшить, применяя специальную электродную пас­ту. Поскольку провода к электродам могут воспринимать сущест­венные электрические помехи, следует предъявлять повышенные требования и к входной ступени усилителя. Если входные сопро­тивления в двух ответвлениях дифференциального усилителя не равны, то даже высокий коэффициент усиления его не гарантирует качественных измерений. Следовательно, при установке электродов надо стремиться не только к обеспечению небольших переходных сопротивлений, но и к их равенству. Поэтому у большинства аппа­ратов ЭЭГ имеется устройство, измеряющее сопротивление элек­тродов.

Способы отведений

В электроэнцефалографии обычно применяют три способа отведений (рис. 9). При униполярном (или однополюсном) отведе-дии регистрируется напряжение в отдельных точках относительно общей опорной. В качестве опорной точки можно использовать со­единение двух ушных электродов. В принципе напряжение в этой точке должно быть неизменно, однако на практике наблюдается его колебание. Поэтому могут возникать трудности о выборе соответствующей опорной точки. В определенных случаях целесообраз­но создавать опорную точку, соединяя все точки отведения через суммирующие сопротивления, и считать регистрируемым сигналом разницу напряжении относительно напряжения в этой точке в дан­ный момент. Если же необходимо выявить такую патологическую активность, как острая волна, которая прослеживается только под однои-единственной точкой отведения, то при использо­вании такой опорной точки острая волна появляется только в од­ном отведении или в худшем случае в нескольких. Таким образом можно добиться локализации явления. (Эта система отведе­ний соответствует униполярному

методу, применяемому в электро­кардиографии, когда опорная точка образуется тремя суммирующи­ми сопротивлениями).

При биполярном методе отведений регистрируется разность по­тенциалов между парами точек отведения. Этим способом можно наиболее точно локализовать отдельные вспышки электрической активности мозга. При этом электрод над точкой разряда положи­телен, а потенциал в соседней точке вызывает в ЭЭГ отрицатель­ное отклонение. Врач с натренированным глазом сразу же заме­тит 180-градусное различие фаз сигналов от двух точек. Это яв­ление считают наиболее надежным средством определения поло­жения очага малозаметной локализованной электрической активно­сти мозга.

Электроэнцефалографы

Принципиальная схема прибора аналогична схеме электрокардиографа. Однако поскольку сигналы ЭЭГ почти на два порядка слабее, то усиление электроэнцефалографа должно быть большим. Электроэнцефалографы отличаются от электрокар­диографов и по способу регистрации сигналов. Если в последних в настоящее время вообще не применяют регистра­торов, пишущих с помощью чернил, то у электроэнцефало-графов этот способ наиболее распространен. Причина в том, что с помощью электроэнцефа­лографа даже такой способ регистрации сигналов дает воз­можность фиксировать пере­дачу относительно низких частот. И в то же время этот способ имеет большое пре­имущество перед другими: ре­гистрирующая бумага очень дешева, что очень важно, так как для снятия ЭЭГ пациента приходится использовать лен­ту длиной 40...50 м. Можно, конечно, применять для накоп­ления сигналов магнитную ленту, то это выгодно в слу­чае, если данные ЭЭГ впо­следствии обрабатываются на ЭВМ. Если же создать аппарат для чтения кривой в чернильной записи и введения полученных данных в ЭВМ, то он получился бы весьма громоздким. Да и сам про­цесс отнимал бы много времени, требовал бы больших затрат. С другой стороны, при регистрации сигналов с помощью магнито­фона мы лишаемся возможности контролировать фиксацию во время ее записи непосредственно визуально.

Анализ электроэнцефалограммы

ЭЭГ сама по себе является более сложной кривой, чем ЭКГ, не говоря уже о том, что она требует больше отведений, а реги­страция сигналов длится дольше. Оценка на глаз здесь оставляет желать лучшего, поэтому понятно стремление специалистов сделать анализ ЭЭГ более удобным и точным. Различные анализаторы (в которых могут применяться анализ спектра, интегрирование, диф­ференцирование, образование перекрестной и автокорреляции, опре­деление средних значений и т. д.) дают возможность получать на основании ЭЭГ все более ценную информацию. Например, рис. 13 ясно показывает различие между спектрами ЭЭГ, снятых у паци­ентов с открытыми и закрытыми глазами: при закрытых глазах спектр сдвигается в сторону более высоких частот.

ЭЭГ, полученная при регистра­ции спонтанной биоэлектрической активности, подчас не дает харак­терной картины. Поэтому в электпо-энцефалографии нередко применяют искусственное раздражение и оцени­вают отклик на него. Так, например, под действием световой стимуляции изменяется активность мозга. Харак­терные изменения наблюдаются и при звуковом воздействии. Следова­тельно, приборы для создания свето­вого и звукового раздражения явля­ются важными средствами электро-энцефалографического анализа.

Мозг человека - сложная структура. Именно здесь осуществляется централизация нервной деятельности, обрабатываются все поступающие от органов чувств импульсы и образуются ответные сигналы для совершения того или иного действия.

Иногда происходит так, что мозг начинает неправильно функционировать. Заподозрить наличие патологического очага в головном мозге непросто. Обычные методы диагностики, такие как УЗИ, МРТ, не всегда дают должное представление о его работе. В таких случаях необходимо провести снятие электроэнцефалограммы - снимка работы мозга. Изучением образования занимается электроэнцефалография. Что это такое?

Что представляет собой данный метод?

Под электроэнцефалографией в настоящее время понимают определенный раздел электрофизиологии, занимающийся изучением электрической активности головного мозга и отдельных его частей. Замер производится с помощью специальных электродов, накладываемых на кожу головы в различных местах. Электроэнцефалография головного мозга способна фиксировать малейшие изменения в активности нервных клеток, что ставит ее на порядок выше других методов диагностики неврологических заболеваний.

В результате регистрации деятельности мозга образуется “снимок” или кривая - электроэнцефалограмма. На ней можно определить все участки активности головного мозга, что проявляется определенными волнами и ритмом. Принято обозначать данные ритмы алфавита (выделяют не менее 10 таких ритмов). Каждый из них содержит определенные волны, характеризующие деятельность мозга или определенного его участка.

История создания исследования

Исследование электрической активности головного мозга было начато в 1849 году, когда было доказано, что он, как и мышца или нервное волокно, способен к образованию электрических импульсов.

В 1875 году два независимых друг от друга ученых (Данилевский в России и Кэтон в Англии) смогли предоставить данные измерения электрофизиологической активности головного мозга у животных (исследование проводилось на собаках, кроликах и обезьянах).

Основы электроэнцефалографии были заложены в 1913 году, когда Владимир Владимирович Правдич-Неминский смог записать первую электроэнцефалограмму с мозга собаки. Он же первый предложил термин “электроцереброграмма”.

Впервые у человека энцефалограмма была записана в 1928 году немецким ученым Гансом Бергером. Он предложил переименовать термин в электроэнцефалограмму, а сам метод получил широкое распространение с 1934 года, когда было подтверждено наличие ритма Бергера.

Как проводится процедура?

Регистрация биопотенциалов от головного мозга производится при помощи аппарата под названием электроэнцефалограф.

В норме биотоки, образующиеся мозгом, довольно слабые, и зафиксировать их сложно. И в данном случае на помощь приходит электроэнцефалография. Что это такое, было упомянуто выше. При помощи электроэнцефалографа происходит фиксация данных потенциалов и их усиление при прохождении через аппарат.

Потенциалы фиксируются за счет электродов, расположенных на поверхности головы.

Получаемый сигнал может либо записываться на бумаге, либо сохраняться в электронном виде (компьютерная электроэнцефалография) для последующего исследования.

Сама запись производится относительно так называемого нулевого потенциала. За него обычно принимается либо мочка уха, либо височной кости, которые не испускают биотоков.

Регистрация импульсов осуществляется электродами, размещенными на поверхности головы по специальным схемам. Наиболее широко распространена схема 10-20.

Схема 10-20

Данная схема является стандартной при размещении электродов. Они распределяются на коже головы в следующей последовательности:

  • В первую очередь определяется линия, соединяющая между собой переносицу и затылочный бугор. Она делится на 10 равных отрезков. Первый и последний электроды накладываются соответственно на первую и последнюю, десятую, части линии. Другие два электрода устанавливают относительно первых двух электродов на расстоянии, равном 1/5 от длины образованной в начале линии. Пятый ставится посередине между уже установленными.
  • Условно образуется еще одна линия между наружными слуховыми проходами. Датчики устанавливаются по два с каждой стороны (на каждое полушарие) и один - на макушку.
  • Параллельно срединной линии между затылком и переносицей проходят еще 4 линии - правая и левая парасагитальные и височные. Они проходят через электроды, установленные по “ушной” линии. По данным линиям устанавливаются еще электроды (5 - на парасаггитальную, и 3 - на височную).

В общей сложности на поверхность головы устанавливают 21 электрод.

Интерпретация полученных результатов

Обычно компьютерная электроэнцефалография предусматривает запись полученных результатов на компьютер для создания базы данных о каждом пациенте. В результате фиксации полученных данных образуются ритмические колебания двух типов. Условно их называют альфа и бета-волны.

Первые фиксируются обычно в состоянии покоя. Для них характерно напряжение на уровне 50 мкВ и определенный ритм - до 10 в секунду.

Электроэнцефалография сна основывается на определении бета-волн. В отличие от волн альфа-характера, они являются более мелкими по размеру и встречаются в состоянии бодрствования. Их частота составляет около 30 в секунду, а вольтаж - в районе 15-20 мкВ. Данные волны обычно указывают на нормальную активность мозга в состоянии бодрствования.

Клиническая электроэнцефалография основывается именно на фиксации данных волн. Любое их отклонение (например, появление альфа-волн в состоянии бодрствования) говорит о наличии какого-либо патологического процесса. Кроме того, на энцефалограмме возможно появление патологических волн - тета-волны, пик-волны - или изменение их характера - появление остроконечных комплексов.

Особенности проведения исследования

Обязательным условием проведения исследования является неподвижность пациента. При совершении какой-либо деятельности на электроэнцефалограмме возникают помехи, которые в дальнейшем препятствуют правильной расшифровке. У детей наличие таких помех неизбежно.

Кроме того, имеет свои трудности при проведении у детей и сама электроэнцефалография. Что это такое - объяснить ребенку достаточно сложно, и не всегда можно уговорить его надеть шлем с электродами. Он может вызвать у детей чувство паники, которое обязательно исказит полученные результаты. Именно поэтому следует предупредить родителей о том, что нужно каким-либо образом уговорить малыша надеть электроды.

Во время исследования обычно проводятся пробы с гипервентиляцией и фотостимуляцией. Они позволяют определить некоторые нарушения в работе мозга, не фиксируемые в покое.

Показания к проведению процедуры

Метод электроэнцефалографии показан в следующих случаях:

  • При наличии в анамнезе спонтанных обмороков.
  • Длительное время возникающие головные боли, не купируемые приемом медикаментов.
  • При нарушении памяти и внимания.
  • Нарушения сна и проблемы с засыпанием и пробуждением.
  • При подозрении на психическое отставание детей в развитии.
  • Головокружения и быстрая утомляемость.

Кроме вышеперечисленного, электроэнцефалография позволяет контролировать результаты проводимого лечения у пациентов, получающих тот или иной вид лекарственной или физиотерапевтической терапии.

Метод позволяет определить наличие таких заболеваний, как эпилепсия, инфекционные поражения мозговой ткани, нарушения трофики и кровоснабжения мозговой ткани.

Электроэнцефалография у детей проводится при диагностике синдрома Дауна, при ДЦП, задержке психического развития.

Противопоказания к проведению процедуры

Сама по себе процедура практически не имеет противопоказаний к применению. Единственным, что может ограничивать ее проведение, является наличие на поверхности головы обширных травм, острых инфекционных процессов или не заживших к моменту проведения исследования.

Электроэнцефалография головного мозга с осторожностью проводится у психически буйных пациентов, так как вид аппарата может привести их в ярость. Для усмирения таких больных необходимо введение транквилизаторов, которые значительно снижают информативность проведения процедуры и приводят к получению неправильных данных.

По возможности следует отказаться от проведения процедуры тяжелым пациентам с декомпенсированными расстройствами сердечно-сосудистой системы. Если в наличии имеется портативный электроэнцефалограф, то лучше воспользоваться им, а не везти самого пациента в диагностический кабинет.

Необходимость проведения исследования

К сожалению, не каждый человек знает о том, что существует такой метод диагностики, как электроэнцефалография. Что это такое - знает еще меньшее количество людей, из-за чего не все обращаются к врачу по поводу его проведения. А зря, ведь данный метод является довольно чувствительным при регистрации потенциалов головного мозга. При грамотно проведенном исследовании и соответствующей расшифровке полученных данных удается получить практически полноценное представление о функциональности структур мозга и о наличии возможного патологического процесса.

Именно данная методика позволяет определить наличие отставания в психическом развитии у детей раннего возраста (хотя обязательно стоит делать поправку на то, что потенциалы мозга у детей несколько отличаются от таковых у взрослых людей).

Даже если не имеется никаких нарушений со стороны нервной системы, иногда лучше провести диагностическое обследование с обязательным включением в него ЭЭГ, так как оно может позволить определить начинающиеся изменения в структуре головного мозга, а это обычно является залогом успешности излечения заболевания.

11.02.2002

Момот Т.Г.

    Чем обусловлена необходимость проведения электроэнцефалографического исследования?

    Необходимость применения ЭЭГ обусловлена тем, что её данные должны учитываться как у здоровых людей при профессиональном отборе, особенно у лиц, работающих в стрессовых ситуациях или с вредными условиями производства, так и при обследовании пациентов для решения дифференциально-диагностических задач, что особенно важно на ранних стадиях заболевания для выбора наиболее эффективных методов лечения и контроля за проводимой терапией.

    Каковы показания к проведению электроэнцефалографии?

    Несомненными показаниями к проведению обследования следует считать наличие у больного: эпилепсии, неэпилептических кризовых состояний, мигрени, объёмного процесса, сосудистого поражения головного мозга, черепно-мозговой травмы, воспалительного заболевания головного мозга.

    Кроме того, и в других случаях, представляющих затруднение для лечащего врача, больной также может быть направлен на электроэнцефалографическое обследование; часто многократные повторные обследования ЭЭГ проводятся для контроля действия лекарственных препаратов и уточнения динамики заболевания.

    Что включает в себя подготовка пациента к обследованию?

    Первое требование при проведении ЭЭГ-обследований - ясное понимание электрофизиологом его целей. Например, если врачу необходима лишь оценка общего функционального состояния ЦНС обследование проводится по стандартному протоколу, если необходимо выявить эпилептиформную активность или наличие локальных изменений индивидуально меняются время исследования и функциональные нагрузки, может быть применена длительная мониторинговая запись. Поэтому, лечащий врач, направляя пациента на электроэнцефалографическое исследование, должен собрать анамнез больного, обеспечить, при необходимости, предварительное его обследование у рентгенолога и офтальмолога и четко сформулировать основные задачи диагностического поиска нейрофизиологу. При проведении стандартного исследования нейрофизиологу на этапе первичной оценки электроэнцефалограммы необходимо иметь данные о возрасте и состоянии сознания пациента, а дополнительная клиническая информация может влиять на объективную оценку тех или иных морфологических элементов.

    Как добиться безупречного качества записи ЭЭГ?

    Эффективность компьютерного анализа электроэнцефалограммы зависит от качества ее регистрации. Безупречная запись ЭЭГ - залог ее последующего корректного анализа.

    Регистрация ЭЭГ проводится только на заранее откалиброванном усилителе. Калибровка усилителя производится согласно прилагаемой к электроэнцефалографу инструкции.

Для проведения обследования пациент удобно располагается в кресле или укладывается на кушетку, на его голову надевается резиновый шлем и накладываются электроды, которые подсоединены к электроэнцефалографическому усилителю. Более подробно эта процедура описана ниже.

    Схема расположения электродов.

    Крепление и наложение электродов.

    Уход за электродами.

    Условия регистрации ЭЭГ.

    Артефакты и их устранение.

    Процедура регистрации ЭЭГ.

A. Схема расположения электродов

Для регистрации ЭЭГ используется система расположения электродов "10-20%", включающая 21 электрод, или модифицированная система "10-20%", которая содержит 16 активных электродов с референтным усреднённым общим. Особенностью последней системы, которая используется фирмой "DX системы" является наличие непарного затылочного электрода Оz и непарного центрального Сz. Некоторые версии программы предусматривают систему расположения 16 электродов с двумя затылочными отведениями O1 и О2, при отсутствии Сz и Оz. Заземляющий электрод располагается по центру переднелобной области. Буквенные и цифровые обозначения электродов соответствуют международной схеме расположения "10-20%". Отведение электрических потенциалов осуществляется монополярным способом с усреднённым общим. Преимуществом этой системы является менее трудоёмкий процесс наложения электродов при достаточной информативности и возможность преобразования к любым биполярным отведениям.

B. Крепление и наложение электродов осуществляется в следующем порядке:

    Электроды подсоединяются к усилителю. Для этого штеккеры электродов вставляются в электродные гнезда усилителя.

    На пациента надевается шлем. В зависимости от размеров головы пациента размеры шлема регулируются путем подтягивания и ослабления резиновых жгутов. Места расположения электродов определяются соответственно системе расположения электродов, и на пересечении с ними устанавливаются жгуты шлема. Необходимо помнить, что шлем не должен вызывать у пациента неприятные ощущения.

    Ватным тампоном, смоченным в спирте обезжириваются места, предназначенные для постановки электродов.

    Соответственно обозначениям, указанным на панели усилителя, устанавливаются электроды на предусмотренных системой местах, парные электроды располагаются симметрично. Непосредственно перед постановкой каждого электрода электродный гель наносится на контактирующую с кожным покровом поверхность. Необходимо помнить, что гель, применяемый в качестве проводника, должен быть предназначен для электродиагностики.

C. Уход за электродами.

Особое внимание следует уделить уходу за электродами: после окончания работы с пациентом электроды следует промыть тёплой водой и просушить чистым полотенцем, не допускать изломов и чрезмерного натягивания кабелей электродов, а также попадания воды и физраствора на разъёмы электродных кабелей.

D. Условия регистрации ЭЭГ.

Условия регистрации электроэнцефалограммы должны обеспечивать состояние расслабленного бодрствования пациента: удобное кресло; свето- и звукоизолированная камера; правильное наложение электродов; расположение фонофотостимулятора на расстоянии 30-50 см от глаз исследуемого.

После наложения электродов пациент должен удобно расположиться в специальном кресле. Мышцы верхнеплечевого пояса должны быть расслаблены. Качество записи может быть проверено при включении электроэнцефалографа в режим регистрации. Однако электроэнцефалограф может регистрировать не только электрические потенциалы головного мозга, но и посторонние сигналы (т.н. - артефакты).

E. Артефакты и их устранение.

Наиболее важным этапом применения ЭВМ в клинической электроэнцефалографии является подготовка исходного электроэнцефалографического сигнала, сводимого в память ЭВМ. Основным требованием здесь является обеспечение ввода безартефактной ЭЭГ (Зенков Л.Р., Ронкин М.А., 1991 г.).

Для устранения артефактов необходимо определить их причину. В зависимости от причины возникновения артефакты делятся на физические и физиологические.

Физические артефакты обусловлены техническими причинами, к которым относятся:

    Неудовлетворительное качество заземления;

    Возможное влияние от различной аппаратуры, работающей в медицине (рентгенологическая, физиотерапевтическая и др.);

    Неоткалиброванный усилитель электроэнцефалографических сигналов;

    Некачественое наложение электродов;

    Повреждение электрода (контактирующей с поверхностью головы части и соединительного провода);

    Наводка от работающего фонофотостимулятора;

    Нарушение электропроводимости при попадании воды и физраствора на разъёмы электродных кабелей.

Для устранения неисправностей, связанных с неудовлетворительным качеством заземления, помех от работающей вблизи аппаратуры и работающего фонофотостимулятора, необходима помощь инженера-установщика для правильного заземления медицинской аппаратуры и установки системы.

При некачественном наложении электродов - переустановить их согласно п.Б. настоящих рекомендаций.


Поврежденный электрод необходимо заменить.


Очистить спиртом разъёмы электродных кабелей.


К физиологическим артефактам, которые обусловлены биологическими процессами организма обследуемого относятся:

    Электромиограмма - артефакты движения мышц;

    Электроокулограмма - артефакты движения глаз;

    Артефакты, связанные с регистрацией электрической активности сердца;

    Артефакты, связанные с пульсацией сосудов (при близком расположении сосуда от регистрирующего электрода;

    Артефакты, связанные с дыханием;

    Артефакты, связанные с изменением сопротивления кожных покровов;

    Артефакты, связанные с беспокойным поведением пациента;

Полностью избежать физиологических артефактов не всегда возможно, поэтому если они кратковременны (редкое моргание глаз, напряжение жевательных мышц, непродолжительное беспокойство) - рекомендуется удалять их при помощи специального режима, предусмотренного программой. Главная задача исследователя на этом этапе состоит в правильном распознавании и своевременном удалении артефактов. В некоторых случаях для улучшения качества ЭЭГ используются фильтры.

    Регистрация электромиограммы может быть связана с напряжением жевательных мышц и воспроизводится в виде высокоамплитудных колебаний бета-диапазона в области височных отведений. Аналогичные изменения обнаруживаются при глотании. Определенные трудности возникают и при обследовании пациентов с тикоидными подергиваниями, т.к. происходит наслоение электромиограммы на электроэнцефалограмму, в этих случаях необходимо применить антимускульную фильтрацию или назначить соответствующую медикаментозную терапию.

    Если пациент длительно моргает, можно попросить его самостоятельно лёгким нажатием указательного и большого пальцев держать веки закрытыми. Эту процедуру может осуществлять и медицинская сестра. Окулограмма регистрируется в лобных отведениях в виде билатерально-синхронных колебаний дельта-диапазона, превышающих по амплитуде уровень фона.

    Электрическая активность сердца может регистрироваться преимущественно в левых задневисочных и затылочном отведениях, совпадает по частоте с пульсом, представлена единичными колебаниями тета-диапазона, незначительно превышающих уровень фоновой активности. Заметной погрешности при автоматическом анализе не вызывает.

    Артефакты, связанные с пульсацией сосудов, представлены колебаниями преимущественно дельта-диапазона, превышают уровень фоновой активности и устраняются путём перемещения электрода в соседнюю, не расположенную над сосудом область.

    При артефактах, связанных с дыханием пациента регистрируются регулярные медленноволновые колебания, совпадающие по ритму с дыхательными движениями и обусловленные механическими движениями грудной клетки, чаще проявляющимися во время пробы с гипервентиляцией. Для устранения рекомендуется попросить пациента перейти на диафрагмальное дыхание и избегать посторонних движений во время дыхания.

    При артефактах, связанных с изменением сопротивления кожных покровов, которые могут быть обусловлены нарушением эмоционального состояния пациента регистрируются нерегулярные колебания медленных волн. Для их устранения необходимо успокоить пациента, повторно протереть участки кожи под электродами спиртом и проскарифицировать их мелом.

    Вопрос о целесообразности исследования и возможности применения препаратов у пациентов в состоянии психомоторного возбуждения решается совместно с лечащим врачом индивидуально для каждого пациента.

В тех случаях, когда артефакты представляют собой медленные волны, которые трудно устранить, можно проводить регистрацию с постоянной времени 0,1 сек.

F. Что представляет собой процедура регистрации ЭЭГ?

Процедура регистрации ЭЭГ при обычном обследовании продолжается около 15-20 минут и включает в себя запись "фоновой кривой" и запись ЭЭГ при различных функциональных состояниях. Удобно иметь несколько заранее созданных протоколов регистрации, включающих функциональные тесты разной длительности и последовательности. При необходимости может применяться длительная мониторинговая запись, длительность которой изначально ограничена только резервами бумаги или свободного пространства на диске, где расположена база данных. запись по протоколу. Запись по протоколу может содержать несколько функциональных проб. Индивидуально выбирается протокол исследования или создаётся новый, в котором указывается последовательность проб, их тип и длительность. Стандартный протокол включает пробу с открыванием глаз, 3-х минутную гипервентиляцию, фотостимуляцию на частоте 2 и 10 Гц. При необходимости производится фоно- или фото-стимуляция на частотах до 20 Гц, триггерная стимуляция по заданному каналу. В специальных случаях применяются, кроме того: сжимание пальцев в кулак, звуковые стимулы, приём различных фармакологических препаратов, психологические тесты.

Что представляют собой стандартные функциональные пробы?

Проба "открыть-закрыть глаза" проводится обычно длительностью около 3 секунд с интервалами между последовательными пробами от 5 до 10 секунд. Считается, что открывание глаз характеризует переход к деятельности (большую или меньшую инертность процессов торможения); а закрывание глаз характеризует переход к покою (большую или меньшую инертность процессов возбуждения).

В норме при открывании глаз происходит подавление альфа-активности и усиление (не всегда) бета-активности. При закрывании глаз повышается индекс, амплитуда и регулярность альфа-активности.

Латентный период ответа при открытых и закрытых глазах варьирует от 0,01-0,03 секунд и 0,4-1 секунды соответственно. Считается, что ответ на открывание глаз это переход от состояния покоя к состоянию деятельности и характеризует инертность процессов торможения. А ответ на закрывание глаз - это переход от состояния деятельности к покою и характеризует инертность процессов возбуждения. Параметры ответов у каждого больного обычно стабильны при повторных пробах.

При проведении пробы с гипервентиляцией пациенту необходимо дышать редкими, глубокими вдохами и выдохами в течение 2-3 минут, иногда долее. У детей моложе 12-15 лет гипервентиляция уже к концу 1-ой минуты закономерно приводит к замедлению ЭЭГ, нарастающему в процессе дальнейшей гипервентиляции одновременно с частотой колебаний. Эффект гиперсинхронизации ЭЭГ в процессе гипервентиляции выражен тем отчетливее, чем моложе обследуемый. В норме такая гипервентиляция у взрослых людей не вызывает особых изменений ЭЭГ или иногда приводит к увеличению процентного вклада альфа ритма в суммарную электрическую активность и амплитуды альфа-активности. Следует отметить, что у детей до 15-16 лет появление регулярной медленной высокоамплитудной генерализованной активности при гипервентиляции является нормой. Такая же реакция наблюдается у молодых (до 30 лет) взрослых. При оценке реакции на гипервентиляционную пробу следует учитывать степень и характер изменений, время их появления после начала гипервентиляции и длительность их сохранения после окончания пробы. В литературе нет единого мнения о том, как долго сохраняются изменения ЭЭГ после окончания гипервентиляции. По наблюдениям Н.К.Благосклоновой, сохранение изменений на ЭЭГ дольше 1 минуты следует расценивать как признак патологии. Однако в ряде случаев гипервентиляция приводит к появлению особой формы электрической активности мозга - пароксизмальной. Ещё в 1924 г. О. Foerster показал, что интенсивное глубокое дыхание в течение нескольких минут провоцирует у больных эпилепсией появление ауры или развёрнутого эпилептического припадка. С введением в клиническую практику электроэнцефалографического обследования, было выявлено, что у большого числа больных эпилепсией уже в первые минуты гипервентиляции появляется и усиливается эпилептиформная активность.

Световая ритмическая стимуляция.

В клинической практике анализируется появление на ЭЭГ ритмических ответов разной степени выраженности, повторяющих ритм световых мельканий. В результате нейродинамических процессов на уровне синапсов, кроме однозначного повторения ритма мельканий, на ЭЭГ могут наблюдаться явления преобразования частоты стимуляции, когда частота ответов ЭЭГ выше или ниже частоты стимуляции обычно в чётное количество раз. Важно, что в любом случае возникает эффект синхронизации активности мозга с внешним датчиком ритма. В норме оптимальная частота стимуляции для выявления максимальной реакции усвоения лежит в области собственных частот ЭЭГ, составляя 8-20 Гц. Амплитуда потенциалов при реакции усвоения не превышает обычно 50 мкВ и чаще всего не превосходит амплитуду спонтанной доминирующей активности. Лучше всего реакция усвоения ритма выражена в затылочных отделах, что, очевидно, обусловлено соответствующей проекцией зрительного анализатора. Нормальная реакция усвоения ритма прекращается не позднее чем через 0,2-0,5 секунд по прекращению стимуляции. Характерной особенностью мозга при эпилепсии является повышенная склонность к реакциям возбуждения и синхронизации нейронной активности. В связи с этим на определённых, индивидуальных для каждого обследуемого частотах мозг больного эпилепсией даёт гиперсинхронные высокоамплитудные ответы, называемые иногда фотоконвульсивными реакциями. В ряде случаев ответы на ритмическую стимуляцию возрастают по амплитуде, приобретают сложную форму пиков, острых волн, комплексов пик-волна и других эпилептических феноменов. В некоторых случаях электрическая активность мозга при эпилепсии под влиянием мелькающего света приобретает авторитмический характер самоподдерживающегося эпилептического разряда независимо от частоты стимуляции, вызвавшей его. Разряд эпилептической активности может продолжаться после прекращения стимуляции и иногда переходить в малый или большой эпилептический припадок. Такого рода эпилептические приступы называются фотогенными.

В некоторых случаях используются специальные пробы с темновой адаптацией (пребывание в затемнённом помещении до 40 минут), частичной и полной (от 24 до 48 часов) депривацией сна, а также совместный ЭЭГ и ЭКГ-мониторинг, и мониторинг ночного сна.

Как возникает электроэнцефалограмма?

О происхождении электрических потенциалов мозга.


На протяжении многих лет теоретические представления о происхождении потенциалов мозга неоднократно менялись. В нашу задачу не входит глубокий теоретический анализ нейрофизиологических механизмов генерации электрической активности. Образное высказывание Грея Уолтера о биофизическом значении получаемой электрофизиологом информации приводится в следующей цитате: "Электрические изменения, которые вызывают регистрируемые нами переменные токи разной частоты и амплитуды, возникают в клетках самого мозга. Несомненно, что это их единственный источник. Мозг следует описывать как обширный агрегат электрических элементов, столь же многочисленных, как звёздное население Галактики. В океане мозга вздымаются беспокойные приливы нашего электрического бытия, в тысячи раз относительно более мощные, чем приливы земных океанов. Это происходит при совместном возбуждении миллионов элементов, что делает возможным измерение ритма их повторных разрядов по частоте и амплитуде.

Не известно, что заставляет эти миллионы клеток действовать вместе и что вызывает разряд одной клетки. Мы все еще очень далеки от объяснения этих основных механизмов мозга. Будущие исследования, возможно, откроют перед нами динамическую перспективу удивительных открытий, подобную той, которая открылась перед физиками в их попытках понять атомную структуру нашего бытия. Быть может, как и в физике, эти открытия удастся описать в терминах математического языка. Но уже сегодня, когда мы движемся в русле новых идей, адекватность используемого языка и четкое определение принимаемых нами допущений приобретают возрастающую важность. Арифметика является адекватным языком для описания высоты и времени прилива, однако, если мы хотим предсказать его возрастание и спад, мы должны использовать другой язык, язык алгебры с её специальными символами и теоремами. Сходным образом электрические волны и приливы в мозгу могут быть адекватно описаны с помощью подсчета, арифметики; но, когда наши претензии возрастают и мы хотим понять и предсказать поведение мозга, появляется много неизвестных "иксов" и "игреков" мозга. Необходимо, таким образом, иметь и его алгебру. Некоторым это слово кажется устрашающим. Но оно означает не более чем "соединение кусков сломанного".

Записи ЭЭГ можно рассматривать, следовательно, как частицы, осколки зеркала мозга, его speculum speculorum. Попыткам соединить их с осколками другого происхождения должна предшествовать тщательная сортировка. Электроэнцефалографическая информация приходит, как и обычное донесение, в зашифрованном виде. Вы можете раскрыть шифр, но это еще не означает, что добытая вами информация обязательно будет иметь большое значение...

Функция нервной системы заключается в восприятии, сопоставлении, хранении и генерации многих сигналов. Головной мозг человека представляет собой не только механизм намного более сложный, чем любой другой, но и механизм, имеющий длительную индивидуальную историю. Исследовать в этой связи только частоты и амплитуды компонентов волнистой линии на ограниченном отрезке времени было бы по меньшей мере переупрощением." (Грей Уолтер. Живой мозг. М., Мир, 1966).

Зачем нужен компьютерный анализ электроэнцефалограммы?

Исторически клиническая электроэнцефалография развивалась на основании визуального феноменологического анализа ЭЭГ. Однако уже в начале развития электроэнцефалографии у физиологов возникло стремление оценить ЭЭГ с помощью количественных объективных показателей, применить методы математического анализа.

Сначала обработка ЭЭГ и подсчет разных количественных параметров её производились вручную путём оцифровки кривой и вычисления частотных спектров, различие которых в разных областях объяснялось цитоархитектоникой корковых зон.

К количественным методам оценки ЭЭГ следует отнести также планиметрический и гистографический методы анализа ЭЭГ, выполнявшиеся также путём измерения амплитуды колебаний вручную. Исследование пространственных отношений электрической активности коры головного мозга человека проводилось с применением топоскопа, который давал возможность исследовать в динамике интенсивность сигнала, фазовые отношения активности и проводить выделение выбранного ритма. Применение корреляционного метода для анализа ЭЭГ было впервые предложено и разработано Н. Винером в 30-х годах, а наиболее подробное обоснование применения спектрально-корреляционного анализа к ЭЭГ приведено в работе Г. Уолтера.

С внедрением в медицинскую практику цифровых ЭВМ стало возможным производить анализ электрической активности на качественно новом уровне. В настоящее время наиболее перспективным при изучении электрофизиологических процессов является направление цифровой электроэнцефалографии. Современные методы компьютерной обработки электроэнцефалограммы позволяют проводить детальный анализ различных ЭЭГ-феноменов, просматривать любой участок кривой в увеличенном виде, производить его амплитудно-частотный анализ, представлять полученные данные в виде карт, цифр, графиков, диаграмм и получать вероятностные характеристики пространственного распределения факторов, обусловливающих возникновение на конвекситальной поверхности электрической активности.

Спектральный анализ, получивший наибольшее распространение при анализе электроэнцефалограмм был использован для оценки фоновых стандартных характеристик ЭЭГ в разных группах патологий (Ponsen L., 1977), хронического влияния психотропных препаратов (Saito M., 1981), прогноза при нарушениях мозгового кровообращения (Saimo K. et al., 1983), при гепатогенной энцефалопатии (Van der Rijt C.С. et al., 1984). Особенностью спектрального анализа является то, что он представляет ЭЭГ не в виде временной последовательности событий, а в виде спектра частот за определенный промежуток времени. Очевидно, что спектры будут в тем большей степени отражать фоновые стабильные характеристики ЭЭГ, чем за более длительную эпоху анализа они зарегистрированы в сходных экспериментальных ситуациях. Длительные эпохи анализа предпочтительны также в связи с тем, что в них менее выражены отклонения в спектре, вызванные кратковременными артефактами, если они не имеют значительной амплитуды.

При оценке обобщенных характеристик фоновой ЭЭГ большинство исследователей выбирают эпохи анализа 50 - 100 сек, хотя по данным J. Mocks и T. Jasser (1984), достаточно хорошо воспроизводимые результаты дает и эпоха 20 сек, если производится выбор ее по критерию минимальной активности в полосе 1,7 - 7,5 Гц в отведении ЭЭГ. Относительно надежности результатов спектрального анализа мнения авторов колеблются в зависимости от состава исследованных и конкретных задач, решаемых с помощью этого метода. R. John и др. (1980) пришли к выводу, что абсолютные спектры ЭЭГ у детей ненадежны, и высоковоспроизводимыми являются только относительные спектры, зарегистрированные при закрытых глазах испытуемого. В то же время G. Fein и др. (1983), исследуя спектры на ЭЭГ нормальных и дизлексических детей, пришли к выводу об информативности и большей ценности абсолютных спектров, дающих не только распределение мощности по частотам, но и ее реальное значение. При оценке воспроизводимости спектров ЭЭГ у подростков при повторных исследованиях, первое из которых произведено в возрасте 12,2 года, а второе в 13 лет, обнаружены надежные корреляции только в полосе альфа1 (0,8) и альфа2 (0,72), в то время, как по остальным спектральным полосам воспроизводимость менее надежна (Gasser T. et al., 1985). При ишемическом инсульте из 24 количественных параметров, полученных на основе спектров от 6 отведений ЭЭГ, надежным предсказателем прогноза была только абсолютная мощность локальных дельта-волн (Sainio K. et al., 1983).

В связи с чувствительностью ЭЭГ к изменениям мозгового кровотока ряд работ посвящен спектральному анализу ЭЭГ при транзиторных ишемических атаках, когда изменения, выявляемые ручным анализом, представляются несущественными. V. Kopruner и др. (1984) у 50 здоровых и 32 больных с нарушениями мозгового кровообращения исследовали ЭЭГ в состоянии покоя и при сжимании мячика правой и левой рукой. ЭЭГ подвергали компьютерному анализу с вычислением мощности по основным спектральным полосам. На основе этих исходных данных получаем 180 параметров, которые подвергали обработке по методу мультивариационного линейного дискриминантного анализа. На этой основе получен мультипараметрический показатель асимметрии (МПА), позволивший дифференцировать здоровых и больных, группы больных по тяжести неврологического дефекта и по наличию и размеру поражения на компьютерной томограмме. Наибольший вклад в МПА давали отношения мощности тета к мощности дельта. Дополнительными значимыми параметрами асимметрии были мощность тета и дельта, пиковая частота и связанная с событиями десинхронизация. Авторы отметили высокую степень симметрии параметров у здоровых и главную роль асимметрии в диагностике патологии.

Особый интерес представляет использование спектрального анализа в исследовании мю-ритма, который при визуальном анализе обнаруживается только у небольшого процента лиц. Спектральный анализ в сочетании с техникой усреднения полученных спектров за несколько эпох позволяет выявить его у всех исследуемых.

Поскольку распространение мю-ритма совпадает с зоной кровоснабжения средней мозговой артерии, его изменения могут служить индексом нарушений в соответствующей области. Диагностическими критериями являются различия пиковой частоты и мощности мю-ритма в двух полушариях (Pfurtschillir G., 1986).

Высокую оценку метода вычисления спектральной мощности на ЭЭГ дают C.C. Van der Rijt и др. (1984) при определении стадии печеночной энцефалопатии. Индикатором утяжеления энцефалопатии является снижение средней доминантной частоты в спектре, причем степень корреляции настолько тесная, что позволяет установить классификацию энцефалопатий по этому показателю, оказывающемуся более надежным, чем клиническая картина. В контроле средняя доминантная частота больше или равна 6,4 Гц, а процент тета ниже 35; в I стадии энцефалопатии средняя доминантная частота лежит в том же диапазоне, но количество тета равно или выше 35%, во II стадии средняя доминантная частота ниже 6,4 Гц, содержание тета-волн в том же диапазоне и количество дельта-волн не превосходит 70%; в III стадии количество дельта-волн больше 70%.

Другая область применения математического анализа электроэнцефалограммы методом быстрого преобразования Фурье касается контроля кратковременных изменений ЭЭГ под влиянием некоторых внешних и внутренних факторов. Так, этот метод используется для контроля состояния церебрального кровотока при операциях эндатерэктомии или операциях на сердце, учитывая высокую чувствительность ЭЭГ к нарушениям мозговой циркуляции. В работе M. Myers и др. (1977) ЭЭГ, предварительно пропущенную через фильтр с ограничениями в пределах 0,5 - 32 Гц, переводили в цифровую форму и подвергали быстрому преобразованию Фурье последовательные эпохи длительностью 4 сек. Спектральные диаграммы последовательных эпох располагали на дисплее друг под другом. Результирующая картина представляла собой трехмерный граф, где ось Х соответствовала частоте, Y - времени регистрации и воображаемая координата, соответствующая высоте пиков, отображала спектральную мощность. Метод даёт демонстративное отображение колебаний во времени спектрального состава в ЭЭГ, которое в свою очередь в высокой степени коррелирует с колебаниями мозгового кровотока, определяющегося по артериовенозной разнице давлений в мозге. По заключению авторов, данные ЭЭГ могли быть эффективно использованы для коррекции нарушений мозговой циркуляции во время операции анестезиологом, не специализировавшимся в анализе ЭЭГ.

Метод спектральной мощности ЭЭГ представляет интерес при оценке влияния некоторых психотерапевтических воздействий, психических нагрузок и функциональных проб. Р.Г. Биниауришвили и др. (1985) наблюдали увеличение общей мощности и особенно мощности в полосе дельта- и тета-частот при гипервентиляции у больных эпилепсией. В исследованиях почечной недостаточности оказалась эффективной методика анализа спектров ЭЭГ во время световой ритмической стимуляции. Исследуемым предъявляли последовательные 10-секундные серии вспышек света от 3 до 12 Гц с одновременной непрерывной регистрацией последовательных спектров мощности за эпохи 5 секунд. Спектры размещали в виде матрицы с получением псевдотрёхмерного изображения, в котором время представлено по оси, уходящей от наблюдателя при взгляде сверху, частота - по оси Х, амплитуда - по оси Y. В норме наблюдался чётко очерченный пик на доминантной гармонике и менее четкий на субгармонике стимуляции, постепенно смещавшийся вправо по ходу нарастания частоты стимуляции. При уремии наблюдалось резкое снижение мощности на основной гармонике, преобладание пиков на низких частотах с общей дисперсией мощности. В более точном количественном выражении это проявлялось в снижении активности на более низкочастотных гармониках ниже основной, что коррелировало с ухудшением состояния больных. Наблюдалось восстановление нормальной картины спектров усвоения ритмов при улучшении состояния вследствие диализа или трансплантации почек (Аmel B. et al., 1978). В некоторых работах используют метод выделения определённой интересующей частоты на ЭЭГ.

При исследованиях динамических сдвигов на ЭЭГ используются обычно короткие эпохи анализа: от 1 до10 секунд. Преобразование Фурье обладает некоторыми особенностями, которые отчасти затрудняют согласование получаемых с его помощью данных с данными визуального анализа. Суть их заключается в том, что на ЭЭГ медленные феномены имеют большую амплитуду и длительность, чем высокочастотные. В связи с этим в спектре, построенном по классическому алгоритму Фурье, наблюдается некоторое преобладание медленных частот.

Оценка частотных составляющих ЭЭГ используется для локальной диагностики, так как именно эта характеристика ЭЭГ является одним из главных критериев при визуальном поиске локальных поражений мозга. При этом встаёт вопрос выбора значимых параметров оценки ЭЭГ.

В экспериментально-клиническом исследовании попытки применить спектральный анализ к нозологической классификации поражений мозга, как и следовало ожидать, оказались неуспешными, хотя подтвердилась полезность его как метода выявления патологии и локализации поражения (Mies G., Hoppe G., Hossman K.A.., 1984). В настоящем режиме программы спектральный массив отображается с разной степенью перекрытия (50- 67%) представлен диапазон изменения эквивалентных значений амплитуды (масштаб цветового кодирования) в мкВ. Возможности режима позволяют выводить сразу 2 спектральных массива, по 2-м каналам или полушариям для сравнения. Автоматически масштаб гистограмм рассчитывается так, что белый цвет соответствует максимальному эквивалентному значению амплитуды. Плавающие параметры масштаба цветового кодирования позволяют без зашкала представлять любые данные по любому диапазону, а также сравнивать фиксированный канал с остальными.

Какие методы математического анализа ЭЭГ наиболее распространены?

В основе математического анализа ЭЭГ положено преобразование исходных данных методом быстрого преобразования Фурье. Исходная электроэнцефалограмма после перевода ее в дискретную форму разбивается на последовательные сегменты, каждый из которых используется для построения соответствующего количества периодических сигналов, которые затем подвергают гармоническому анализу. Выходные формы представляются в виде числовых значений, графиков, графических карт, сжатых спектральных областей, ЭЭГ-томограмм и др. (Дж. Бендат, А. Пирсол, 1989, Прикладной анализ случайных данных, гл.11)

Какие основные аспекты применения компьютерной ЭЭГ?

Традиционно ЭЭГ наиболее широко используется при диагностике эпилепсии, что обусловлено нейрофизиологическими критериями, входящими в определение эпилептического припадка как патологического электрического разряда нейронов головного мозга. Объективно зафиксировать соответствующие изменения электрической активности во время припадка можно только электроэнцефалографическими методами. Однако, актуальной остается старая проблема диагностики эпилепсии в случаях, когда непосредственное наблюдение приступа невозможно, данные анамнеза неточны или ненадежны, а данные рутинной ЭЭГ не дают прямых указаний в виде специфических эпилептических разрядов или паттернов эпилептического припадка. В этих случаях использование методов мультипараметрической статистической диагностики позволяет не только получать надежную диагностику эпилепсии из ненадежных клинико - электроэнцефалографических данных, но и решать вопросы необходимости лечения противосудорожными препаратами при черепно-мозговой травме, изолированном эпилептическом припадке, фебрильных судорогах и др. Таким образом, применение автоматических методов обработки ЭЭГ в эпилептологии является в настоящее время наиболее интересным и перспективным направлением. Объективизация оценки функционального состояния головного мозга при наличии у больного пароксизмальных приступов неэпилептического генеза, сосудистой патологии, воспалительных заболеваний головного мозга и др. с возможностью проведения лонгитудинальных исследований позволяет наблюдать динамику развития заболевания и эффективность терапии.

Основные направления математического анализа ЭЭГ могут быть сведены к нескольким главным аспектам:

    Преобразование первичных электроэнцефалографических данных в более рациональную и приспособленную к конкретным лабораторным задачам форму;

    Автоматический анализ частотных и амплитудных характеристик ЭЭГ и элементы анализа ЭЭГ методами распознавания образов, частично воспроизводящими операции, осуществляемые человеком;

    Преобразование данных анализов в форму графиков или топографических карт (Rabending Y., Heydenreich C., 1982);

    Метод вероятностной ЭЭГ-томографии, позволяющий исследовать с определенной долей вероятности местонахождение фактора, обусловившего электрическую активность на скальповой ЭЭГ.

Какие основные режимы обработки содержит программа "DX 4000 practic"?

При рассмотрении различных методов математического анализа электроэнцефалограммы можно показать, какую информацию даёт тот или иной метод нейрофизиологу. Однако, ни один из имеющихся в арсенале методов не может в полной мере осветить всех сторон такого сложного процесса, как электрическая активность головного мозга человека. Только комплекс разных методов позволяет проанализировать закономерности ЭЭГ, описать и количественно оценить совокупность разных её сторон.

Широкое применение получили такие методы как частотный, спектральный и корреляционный анализ, позволяющие оценить пространственно-временные параметры электрической активности. В числе последних программных разработок фирмы "DX-системы" - автоматический анализатор ЭЭГ, определяющий локальные изменения ритмики, отличающиеся от типичной картины для каждого пациента, синхронные вспышки, обусловленные влиянием со стороны срединных структур, пароксизмальную активность с отображением ее очага и путей распространения. Хорошо зарекомендовал себя метод вероятностной ЭЭГ-томографии, позволяющий с определённой степенью достоверности отобразить на функциональном срезе местонахождение фактора, обусловившего электрическую активность на скальповой ЭЭГ. В настоящее время идёт апробирование 3-х мерной модели функционального очага электрической активности с пространственным и послойным отображениях его в плоскостях и совмещением со срезами, принятыми при исследовании анатомических структур головного мозга методами ЯМРТ. Этот метод используется в программной версии "DX 4000 Research".

Всё большее применение в клинической практике при оценке функционального состояния головного мозга находит метод математического анализа вызванных потенциалов в виде картирования, спектрального и корреляционного методов анализа.

Таким образом, развитие цифровой ЭЭГ является наиболее перспективным методом исследования нейрофизиологических процессов головного мозга.

Применение корреляционно-спектрального анализа позволяет исследовать пространственно-временные взаимоотношения ЭЭГ- потенциалов.

Морфологический анализ различных ЭЭГ-паттернов оценивается пользователем визуально, однако возможность его просмотра при различной скорости и масштабе может быть осуществлена программно. Более того, последние разработки позволяют подвергать записи электроэнцефалограмм режиму автоматического анализатора, который оценивает фоновую ритмическую активность, характерную для каждого пациента, отслеживает периоды гиперсинхронизации ЭЭГ, локализацию некоторых патологических паттернов, пароксизмальную активность, источник её возникновения и пути распространения. Регистрация ЭЭГ даёт объективную информацию о состоянии головного мозга при различных функциональных состояниях.

Основными методами компьютерного анализа электроэнцефалограммы, представленными в программе "DX 4000 PRACTIC" являются ЭЭГ-томография, ЭЭГ-картирование и представление характеристик электрической активности головного мозга в виде сжатых спектральных областей, цифровых данных, гистограмм, корреляционных и спектральных таблиц и карт.

Диагностическую ценность при исследовании ЭЭГ имеют короткоживущие (от 10 мсек) и относительно постоянные электроэнценцефалографические паттерны ("электроэнцефалографические синдромы"), а также характерная для каждого человека электроэнцефалографическая картина и ее изменения, связанные с возрастом и (в норме) и при патологии по степени вовлечения в патологический процесс разных отделов мозговых структур. Таким образом, нейрофизиолог должен подвергнуть анализу разные по длительности, но не по значимости ЭЭГ-паттерны, и получить наиболее полную информацию о каждом из них, и об электроэнцефалографической картине в целом. Следовательно, при анализе ЭЭГ-паттерна необходимо учитывать время его существования, так как временной отрезок, подвергаемый анализу должен быть соизмерим с исследуемым ЭЭГ-феноменом.

Виды представления данных быстрого преобразования Фурье зависят от области применения этого метода, также как и интерпретация данных.

ЭЭГ-томография.

Автором данного метода является А.В. Крамаренко. Первые программные разработки проблемной лаборатории "DX-системы" были оснащены режимом ЭЭГ-томографа, и сейчас он уже успешно используется в более чем 250 лечебных учреждениях. Сущность и области практического применения этого метода описаны в работе автора.

ЭЭГ-картирование.

Для цифровой электроэнцефалографии стали традиционными преобразования получаемой информации в виде карт: частотных, амплитудных. Топографические карты отражают распределение спектральной мощности электрических потенциалов. Преимущества этого подхода заключаются в том, что некоторые задачи распознавания, согласно данным психолога, решаются человеком лучше на основе визуально-пространственного восприятия. Кроме того, представление информации в форме картины, воспроизводящей реальные пространственные соотношения в мозге исследуемого, также оцениваются как более адекватное с клинической точки зрения по аналогии с такими методами исследования, как ЯМР и др.

Для получения карты распределения мощности в определенном спектральном диапазоне производят вычисление спектров мощности для каждого из отведений, а затем все значения, лежащие пространственно между электродами, вычисляют методом множественной интерполяции; спектральная мощность в определенной полосе кодируется для каждой точки интенсивностью цвета в заданной цветовой шкале на цветном дисплее. На экране получается изображение головы исследуемого (вид сверху), на котором вариации цвета соответствуют мощности спектральной полосы в соответствующей области (Veno S., Matsuoka S., 1976 ; Ellingson R.J.; Peters J.F., 1981; Buchsbaum M.S. et al., 1982; Matsuoka S., Nedermeyer E., Lopes de Silva F., 1982 ; Ashida H. et al.,1984). K. Nagata и др., (1982), используя систему представления спектральной мощности в основных спектральных полосах ЭЭГ в виде цветных карт, пришли к выводу о возможности получения дополнительной полезной информации с помощью этого метода при исследовании больных с ишемическими нарушениями мозгового кровообращения с афазией.

Те же авторы при исследовании больных, перенесших транзиторные ишемические атаки, установили, что топографические карты дают информацию о наличии остаточных изменений на ЭЭГ даже длительное время спустя после ишемической атаки и представляют некоторое преимущество по сравнению с обычным визуальным анализом ЭЭГ. Авторы отмечают, что субъективно патологические асимметрии в топографических картах воспринимались более убедительно, чем на обычной ЭЭГ, причем диагностические значения имели изменения в полосе альфа - ритма, которые, как известно, наименее опорны при обычном анализе ЭЭГ (Nagata K. et. al., 1984).

Амплитудные топографические карты целесообразны только при исследовании связанных с событиями потенциалов мозга, поскольку эти потенциалы обладают достаточно стабильными фазовыми, амплитудными и пространственными характеристиками, которые могут быть адекватно отражены на топографической карте. Поскольку спонтанная ЭЭГ в любой точке регистрации представляет собой стохастический процесс, то любое мгновенное распределение потенциалов, фиксируемое топографической картой, оказывается нерепрезентативным. Поэтому построение амплитудных карт по заданным полосам спектра более адекватно соответствует задачам клинической диагностики (Зенков Л.Р., 1991).

Медианный режим нормировки включает соответствие цветовой шкалы по средним значениям амплитуды по 16 каналам (с размахом 50 мкВ).

Нормирование по минимуму окрашивает минимальные значения амплитуд наиболее холодным цветом шкалы, а остальные с тем же шагом цветовой шкалы.

Нормирование по максимуму включает окрашивание наиболее теплым цветом участков с максимальными значениями амплитуды, и окрашивание остальных участков более холодными тонами с шагом 50 мкВ.

Шкалы градации частотных карт строятся соответственно.

В режиме картирования возможна мультипликация топографических карт по частотным диапазонам альфа-, бета-, тета-, дельта-; медианной частоте спектра и ее отклонению. Возможность просмотра последовательных топографических карт позволяет определить локализацию источника пароксизмальной активности и пути ее распространения при визуальном и временном (с помощью автоматического таймера) сопоставлении с традиционными ЭЭГ - кривыми. При записи электоэнцефалограммы по заданному протоколу исследования просмотр суммарных карт, соответствующих каждой пробе по четырем частотным диапазонам, дает возможность быстрой и образной оценки динамики электрической активности головного мозга при функциональных нагрузках, выявлению постоянной, но не всегда ярко выраженной асимметрии.

Секторные диаграммы наглядно показывают с отображением цифровых характеристик процентный вклад каждого частотного диапазона в суммарную электрическую активность по каждому из шестнадцати каналов ЭЭГ. Этот режим позволяет объективно оценить преобладание какого-либо из частотных диапазонов и уровень межполушарной асимметрии.

Представление ЭЭГ в виде двухмерного дифференциального закона распределения медианной частоты и амплитуды сигнала. Данные анализа Фурье представляются на плоскости, по горизонтальной оси которой откладывается медианная частота спектра в Гц, а по вертикальной оси - амплитуда в мкВ. Градация цвета характеризует вероятность появления сигнала на выбранной частоте с выбранной амплитудой. Та же информация может быть представлена в виде трехмерной фигуры, по оси Z которой откладывается вероятность. Рядом указывается площадь, занимаемая фигурой в процентах от общей площади. Двумерный дифференциальный закон распределения медианной частоты и амплитуды сигнала строится также для каждого полушария в отдельности. Для сравнения этих изображений вычисляется абсолютная разность этих двух законов распределения и выводится на частотную плоскость. Этот режим позволяет оценить суммарную электрическую активность и грубую межполушарную асимметрию.

Представление ЭЭГ в виде цифровых значений. Представление электроэнцефалограммы в цифровой форме позволяет получить следующую информацию об исследовании: эквивалентные значения средней амплитуды волны каждого частотного диапазона, соответствующие его спектральной плотности мощности (это оценки математического ожидания спектрального состава сигнала на основании Фурье реализаций, эпоха анализа 640 мсек, перекрытие 50%); значения медианной (среднеэффективнодействующей) частоты спектра, вычисленные по усреднённой Фурье реализации, выраженной в Гц; отклонение медианной частоты спектра в каждом канале от его среднего значения, т.е. от математического ожидания (выражается в Гц); среднеквадратичное отклонение эквивалентных значений средней амплитуды поканально в текущем диапазоне от математического ожидания (значения в усреднённой Фурье-реализации, выраженное в мкВ).

Гистограммы. Одним из наиболее распространённых и наглядных способов представления данных анализа Фурье-реализаций являются гистограммы распределения эквивалентных значений средней амплитуды волны каждого частотного диапазона и гистограммы медианной частоты всех каналов. При этом эквивалентные значения средней амплитуды волны каждого частотного диапазона табулируются в 70-ти интервалах шириной 1,82 в промежутке от 0 до 128 мкВ. Иными словами, подсчитывается число значений (соответственно реализаций), принадлежащих каждому интервалу (частота попадания). Этот массив чисел сглаживается фильтром Хэмминга и нормируется относительно максимального значения (после этого максимум в каждом канале есть 1,0). При определении среднеэффективнодействующей (медианной) частоты спектральной плотности мощности значения для Фурье-реализаций табулируются в 70-ти интервалах шириной 0,2 Гц в промежутке от 2 до 15 Гц. Значения сглаживаются фильтром Хэмминга и нормируются относительно максимума. В этом же режиме имеется возможность построения полушарных гистограмм и общей гистограммы. Для полушарных гистограмм берётся 70 интервалов шириной 1,82 мкВ для диапазонов и 0,2 Гц для среднеэффективнодействующей частоты спектра; для общей гистограммы используются значения во всех каналах, а для построения полушарных гистограмм - только значения в каналах одного полушария (каналы Сz и Оz не учитываются ни для одного полушария). На гистограммах отмечается интервал с максимальным значением частоты и указывается, что ему соответствует в мкВ или Гц.

Сжатые спектральные области. Сжатые спектральные области представляют один из традиционных методов обработки ЭЭГ. Суть его заключается в том, что исходная электроэнцефалограмма после перевода ее в дискретную форму разбивается на последовательные сегменты, каждый из которых используется для построения соответствующего количества периодических сигналов, которые затем подвергаются гармоническому анализу. На выходе получаются кривые спектральной мощности, где по оси X отложены частоты ЭЭГ, а по Y - мощность, выделенная на данной частоте за анализируемый отрезок времени. Эпохи длительности составляют 1 секунду, На дисплей выводятся последовательно спектры мощности ЭЭГ, вычерчиваемые один под другим с окрашиванием теплыми цветами максимальных значений. В результате строится на дисплее псевдотрехмерный ландшафт последовательных спектров, которые позволяют наглядно видеть изменения спектрального состава ЭЭГ во времени. Наиболее часто метод оценки спектральной мощности ЭЭГ используется для общей характеристики ЭЭГ в случаях неспецифических диффузных поражений мозга, таких как пороки развития, различного рода энцефалопатии, нарушения сознания, некоторые психиатрические заболевания.
Вторая область применения этого метода - длительное наблюдение за больными в коматозном состоянии или при лечебных воздействиях (Федин А.И., 1981).

Биспектральный анализ с нормированием является одним из специальных режимов обработки электроэнцефалограммы методом быстрого преобразования Фурье и представляет собой повторный спектральный анализ результатов спектрального анализа ЭЭГ в заданном диапазоне по всем каналам. Результаты спектрального анализа ЭЭГ представлены на временных гистограммах спектральной плотности мощности (СПМ) по выбранному частотному диапазону. Этот режим предназначен для изучения спектра колебаний СПМ и его динамики. Биспектральный анализ производится для частот от 0,03 до 0,540 Гц с шагом 0,08 Гц на всем массиве СПМ. Поскольку СПМ - положительная величина, исходные данные для повторного спектрального анализа содержат некоторую постоянную составляющую, которая проявляется в его результатах на низких частотах. Зачастую там находится максимум. Для устранения постоянной составляющей необходимо производить центрирование данных. Для этого предназначен режим биспектрального анализа с центрированием. Суть метода заключается в том, что из исходных данных по каждому каналу вычитается их среднее значение.

Корреляционный анализ. Выполняется построение матрицы коэффициента корреляции значений спектральной плотности мощности в заданном диапазоне для всех пар каналов и на ее основе - вектора средних коэффициентов корреляции каждого канала с остальными. Матрица имеет верхнетреугольный вид. Разметка ее строк и столбцов дает все возможные пары для 16-ти каналов. Коэффициенты для заданного канала находятся в строке и в столбце с его номером. Значения коэффициентов корреляции лежит в диапазоне от -1000 до +1000. Знак коэффициента записывается в клетке матрицы над значениями. Корреляционная связь каналов i, j оценивается по абсолютной величине коэффициента корреляции Rij , и клетка матрицы кодируется соответствующим цветом: белым цветом кодируется клетка коэффициента с максимальным абсолютным значением, а черным - с минимальным. На основе матрицы для каждого канала вычисляется средний коэффициент корреляции с остальными 15-ю каналами. Полученный вектор из 16-ти значений выводится ниже матрицы по тем же принципам.

Беспричинные головные боли, плохой сон, быстрая утомляемость, раздражительность – всё это может быть следствием плохого кровообращения в мозге или отклонений в нервной системе. Для своевременной диагностики негативных нарушений в сосудах применятся ЭЭГ – электроэнцефалограмма головного мозга. Это наиболее информативный и доступный метод обследования, который не вредит пациенту и может безопасно использоваться в детском возрасте.

Для обследования сосудов мозга применяется электроэнцефалограмма

ЭЭГ головного мозга – что это такое?

Энцефалограмма головы представляет собой исследование жизненно важного органа посредством воздействия на его клетки электрическими импульсами.

Метод определяет биоэлектрическую активность головного мозга, является очень информативным и наиболее точным, так как показывает полную клиническую картину:

  • уровень и распространение воспалительных процессов;
  • наличие патологических изменений в сосудах;
  • ранние признаки эпилепсии;
  • опухолевые процессы;
  • степень нарушения мозгового функционирования вследствие патологий нервной системе;
  • последствия инсульта или оперативного вмешательства.

ЭЭГ помогает выявить признаки эпилепсии

ЭЭГ помогает следить за изменениями в мозге, как структурными, так и обратимыми. Это позволяет мониторить деятельность жизненно важного органа во время терапии, и корректировать лечение выявленных заболеваний.

Где можно сделать и цена обследования

Электроэнцефалографию можно сделать в любом специализированном медицинском центре. Учреждения могут быть как государственными, так и частными. В зависимости от формы собственности, уровня квалификации клиники, а также используемого оборудования, цены на процедуру существенно отличаются.

К тому же на стоимость энцефалограммы влияют следующие факторы:

  • продолжительность диагностической процедуры;
  • проведение функциональных проб;
  • использование специальных программ (для картирования, изучения эпилептической импульсации, сравнения зон симметричных зон мозга).
Средняя стоимость на электроэнцефалограмму составляет 2680 р. Цены в клиниках России начинаются с 630 р.

Показания к проведению электроэнцефалограммы

Прежде чем назначить пациенту энцефалографию, специалист осматривает человека и анализирует его жалобы.

Поводом к ЭЭГ могут стать следующие состояния:

  • проблемы со сном — бессонницы, частые пробуждения, хождение во сне;
  • регулярные головокружения, обморочные состояния;
  • быстрая утомляемость и постоянное чувство усталости;
  • беспричинные головные боли.

При частых болях в голове необходимо пройти ЭЭГ

Незначительные, на первый взгляд, изменения в самочувствии, могут быть следствием необратимых процессов в мозге.

Поэтому врачи могут назначить энцефалограмму при выявлении или подозрениях на такие патологии, как:

  • заболевания сосудов шеи и головы;
  • вегетососудистая дистония, сбои в сердечной деятельности;
  • состояние после инсульта;
  • задержка речи, заикание, аутизм;
  • воспалительные процессы (менингит, энцефалит);
  • эндокринные нарушения или подозрения на опухолевые очаги.

Обязательным исследованием ЭЭГ считается для людей, перенёсших травмы головы, нейрохирургические оперативные вмешательства, или страдающих припадками эпилепсии.

Как подготовиться к исследованию

Мониторинг электрической активности головного мозга требует несложной подготовки. Для достоверности результатов важно выполнить основные рекомендации врача.

  1. Не употреблять противосудорожные, седативные лекарства, а также транквилизаторы за 3 суток до процедуры.
  2. За 24 часа до исследования не пить любые газированные напитки, чай, кофе и энергетики. Исключить шоколад. Не курить.
  3. Накануне процедуры тщательно вымыть волосяную часть головы. Исключить использование косметических средств (гели, лаки, пенки, мусс).
  4. Перед началом исследования нужно снять все металлические украшения (серьги, цепочку, клипсы, заколки)
  5. Волосы должны быть распущенные – разного рода плетения необходимо расплести.
  6. Нужно сохранять спокойствие до процедуры (не допускать стрессов и нервных срывов за 2–3 дня) и во время её проведения (не бояться шумов и вспышек света).

За час до обследования нужно хорошо покушать – исследование не проводится на голодный желудок.

За сутки до обследования нельзя есть шоколад

Как проводится электроэнцефалограмма

Оценка электрической активности мозговых клеток проводится с помощью энцефалографа. Он состоит из датчиков (электродов), которые напоминают шапочку для бассейна, блока и монитора, куда передаются результаты мониторинга. Исследование проводится в небольшой комнате, которая изолирована от света и звука.

Метод ЭЭГ занимает немного времени и включает несколько этапов:

  1. Подготовка. Пациент принимает удобную позу – усаживается на стул или ложиться на кушетку. Затем происходит наложение электродов. На голову человека специалист надевает «шапочку» с датчиками, проводки которых подключаются к аппарату, что фиксирует биоэлектрические импульсы мозга.
  2. Исследование. После включения энцефалографа, аппарат начинает считывать информацию, передавая её на монитор в виде графика. В это время может фиксироваться мощность электрических полей и её распределение разными участками мозга.
  3. Использование функциональных проб. Это выполнение несложных упражнений – поморгать, глянуть на световые вспышки, редко или глубоко подышать, послушать резкие звуки.
  4. Завершение процедуры. Специалист снимает электроды и распечатывает полученные результаты.

Во время ЭЭГ пациент примите удобную позу и расслабтесь

Если исследование требует более глубокого изучения (дневной мониторинг), возможны перерывы в процедуре. Датчики отсоединяются от проводов, и пациент может сходить в туалет, перекусить, пообщаться с родственниками.

Особенности проведения ЭЭГ у детей

Мониторинг мозговой деятельности у детей имеет свои нюансы. Если ребёнок до года, то исследование проводится в состоянии сна. Для этого малыша следует покормить, а затем укачать. После года детей обследуют в состоянии бодрствования.

Чтобы процедура прошла успешно, важно ребёнка подготовить:

  1. Накануне обследования с ребёнком рекомендуется поговорить, рассказать о предстоящей процедуре. Можно придумать игру, чтобы малыш быстрее адаптировался, назвав его супергероем или космонавтом.
  2. Взять с собой любимые игрушки. Это поможет отвлечь непоседу и успокоить его в нужный момент.
  3. Накормить ребёнка перед началом исследования.
  4. Оговорить с врачом время манипуляции и подобрать удобные часы, когда ребёнок бодрствует и его не клонит в сон.
  5. Накануне обследования хорошо вымыть голову малышу. Если это девочка, волосы расплести, убрать все украшения (непосредственно перед мониторингом).

Если малыш принимает определённые лекарства на постоянной основе, не стоит от них отказываться. Достаточно об этом проинформировать врача.

Сколько длится процедура

Обычная энцефалограмма – это рутинная ЭЭГ или диагностика пароксизмального состояния. Длительность такого метода зависит от исследуемого участка и применения в мониторинге функциональных проб. В среднем процедура не занимает больше 20–30 минут.

За это время специалист успевает провести:

  • ритмичную фотостимуляцию разной частоты;
  • гипервентиляцию (вдохи глубоки и редкие);
  • нагрузку в виде медленного моргания (в нужные моменты открывать и закрывать глаза);
  • обнаружить ряд функциональных изменений скрытого характера.

В случае недостаточности полученной информации, специалисты могут прибегнуть к более глубокому обследованию.

Есть несколько вариантов:

  1. Энцефалограмма ночного сна. Изучается длительный участок – бодрствование перед сном, дремота, отхождение ко сну и утреннее пробуждение.
  2. ЭЭГ с депривацией. Метод заключается в том, что пациента лишают ночного сна. Он должен проснуться на 2–3 часа раньше, чем обычно и не спать следующую ночь.
  3. Продолжительная электроэнцефалограмма. Мониторинг биоэлектрической активности мозга происходит во время дневного сна. Способ очень эффективен при подозрении на пароксизм (припадок) или выявлении причин нарушений сна.

Исходя из метода ЭЭГ, длительность такого исследования может варьироваться от 20 минут до 8–15 часов.

Расшифровка показателей ЭЭГ

Интерпретацией результатов энцефалограммы занимается квалифицированный диагност.

При расшифровке учитываются клинические симптомы пациента и основные показатели ЭЭГ:

  • состояние ритмов;
  • симметричность полушарий;
  • изменения в сером веществе при использовании функциональных проб.

Полученные результаты сравниваются с установленными нормами, и отклонения (дизритмия) фиксируются в заключении.

Таблица «Расшифровка ЭЭГ»

Показатели Норма Отклонения Возможные патологические процессы
У взрослых У ребёнка
Альфа ритм 8–15 Гц – ритм отличается регулярностью, наблюдается в состоянии покоя или при закрытых глазах. Максимальное сосредоточение импульсов в зоне задней части черепа и темечка Появление альфа волн в лобной части мозга. Ритм становиться пароксизмальным. Нарушение стабильности частоты и симметричности полушарий (выше 30%) Развитие опухолевых процессов, появление кист. Состояние инсульта или инфаркта. Наличие серьёзных повреждений черепа травм Неврозы разной степени

Психопатия

Задержка психомоторного развития – нейрофизиологическая незрелость мозговых клеток
Бета ритм 12–30 Гц – отражает волнение, тревогу нервозность и депрессию. Чувствительный к седативным препаратам. Локализуется в надлобных долях Диффузные бета-волны

Повышение амплитуды

Нарушения симметрии полушарий

Пароксизмальные разряды

 Сотрясение мозга

Энцефалит
Дельта ритм 0,5–3 Гц – фиксирует состояние естественного сна. Не превышает 15% от всех ритмов. Амплитуда не выше 40 мкВ Высокая амплитуда

Появление дельта и тета-волн вне сна, локализация во всех частях мозга

Высокая частота ритмов

 Раздражение структурных центров серого вещества (ирритация)

Приобретённое слабоумие
Тета ритм 3,5–8 Гц – отражает нормальное состояние во время сна у взрослых. У детей такой показатель является доминирующим

На основе изучения ритмов делается заключение о биоэлектрической активности головного мозга. В нормальном состоянии она должна быть без приступов (пароксизмов), иметь регулярную ритмичность и синхронность. Диффузные (умеренные) изменения при этом допустимы, если не выявлены другие патологические нарушения (раздражение частей мозга, дисфункция систем регуляторных, дезорганизация ритмов). В таком случае специалист может назначить корректирующее лечение и наблюдать за пациентов.

Важно учитывать, что умеренные изменения в ритмах (дельта и тета), появление пароксизмальных разрядов и эпилептической активности на ЭЭГ у детей и людей до 21 года является нормой и не относится к отклонениям в структурах жизненно важного органа.

Срок действия электроэнцефалографии

Результаты энцефалограммы действительны от 1 до 6 месяцев.

Сроки могут отличаться в зависимости от:

  • заболевания;
  • терапии (повторная ЭЭГ нужна при корректировки лечения или оценки эффективности назначенных препаратов);
  • информативности выбранного метода ЭЭГ.

Если человек здоров или электроэнцефалограмма имеет лёгкие изменения, заключения действует полгода. В случае серьёзных отклонений или необходимости регулярного контроля мозговой активности (особенно у детей) срок ЭЭГ может быть месяц или неделя.

Использование электроэнцефалографии для оценки состояния мозговой активности позволяет выявить ряд патологий на ранних стадиях. Метод ЭЭГ даёт возможность определить у детей задержку развития ещё до первых проявлений. К тому же процедура совершенно безвредна, её можно делать неограниченное количество раз, даже в раннем детстве. Энцефалограмму используют не только для выявления отклонений, но и в качестве инструмента для наблюдения за эффективностью лечения.
КАТЕГОРИИ
Скрининг
УЗИ конечностей
Виды УЗИ
УЗИ брюшной полости
УЗИ грудной клетки

ПОПУЛЯРНЫЕ СТАТЬИ
Курсы 1с бюджетный учет. Рабочая программа. «1с: бухгалтерия» дополнительной образовательной программы. Стандартная методология бюджетного учета

Курсы 1с бюджетный учет. Рабочая программа. «1с: бухгалтерия» дополнительной образовательной программы. Стандартная методология бюджетного учета
Отравление персиком Причины отравления персиками

Отравление персиком Причины отравления персиками
Энергетическая помощь рода… Укрепление древа рода и отчитка рода Альтернативные методы призыва духов и махинации с ними

Энергетическая помощь рода… Укрепление древа рода и отчитка рода Альтернативные методы призыва духов и махинации с ними
Точечный массаж при гипертонии для снижения давления

Точечный массаж при гипертонии для снижения давления
Биография протопопа аввакума Протопоп аввакум был кем

Биография протопопа аввакума Протопоп аввакум был кем

© 2024 «kingad.ru» — УЗИ исследование органов человека