Pentru prima dată am înregistrat un EEG la un om. Tema: Electroencefalografia

Electroencefalografia (EEG) este o metodă de studiere a activității creierului prin înregistrarea impulsurilor electrice emanate din diferite zone ale creierului. Această metodă de diagnosticare este efectuată folosind un dispozitiv special, un electroencefalograf și este foarte informativă cu privire la multe boli ale sistemului central. sistem nervos. Veți afla despre principiul electroencefalografiei, indicațiile și contraindicațiile pentru implementarea acesteia, precum și regulile de pregătire pentru studiu și metodologia de efectuare a acestuia în articolul nostru.

Toată lumea știe că creierul nostru este format din milioane de neuroni, fiecare dintre care este capabil să genereze în mod independent impulsuri nervoase și să le transmită celulelor nervoase învecinate. De fapt, activitatea electrică a creierului este foarte mică, însumând milioane de volt. Prin urmare, pentru a-l evalua, este necesar să folosiți un amplificator, ceea ce este un electroencefalograf.

În mod normal, impulsurile care emană din diferite părți ale creierului sunt consecvente în zone mici ale creierului; în diferite condiții, ele se slăbesc sau se întăresc reciproc. Amplitudinea și puterea lor variază, de asemenea, în funcție de conditii externe sau starea de activitate şi sănătatea subiectului.

Toate aceste modificări sunt destul de capabile să fie înregistrate de un dispozitiv electroencefalograf, care constă dintr-un anumit număr de electrozi conectați la un computer. Electrozii instalați pe scalpul pacientului preiau impulsurile nervoase, le transmit unui computer, care, la rândul său, amplifică aceste semnale și le afișează pe un monitor sau pe hârtie sub forma mai multor curbe, așa-numitele unde. Fiecare val este o reflectare a funcționării unei anumite părți a creierului și este desemnată prin prima literă a numelui său latin. În funcție de frecvența, amplitudinea și forma vibrațiilor, curbele sunt împărțite în unde α- (alfa), β- (beta), δ- (delta), θ- (theta) și μ- (mu).

Electroencefalografele pot fi staționare (permițând efectuarea cercetărilor exclusiv într-o cameră special echipată) și portabile (permițând diagnosticarea direct la patul pacientului). Electrozii, la rândul lor, sunt împărțiți în electrozi cu plăci (seamănă cu plăci metalice cu un diametru de 0,5-1 cm) și electrozi cu ac.

De ce sa faci un EEG?

Electroencefalografia înregistrează unele afecțiuni și oferă specialistului posibilitatea de a:

• detectează și evaluează natura disfuncției creierului;
• determinați în ce zonă a creierului este localizat focarul patologic;
• găsit într-una sau alta parte a creierului;
• evaluează funcția creierului între crize;
• aflați cauzele leșinului și atacurilor de panică;
• efectuarea unui diagnostic diferențial între patologia organică a creierului și tulburările sale funcționale dacă pacientul prezintă simptome caracteristice acestor afecțiuni;
• evalua eficacitatea terapiei în cazul anterior diagnostic stabilit prin compararea EEG înainte și în timpul tratamentului;
• evaluează dinamica procesului de reabilitare după o anumită boală.

Indicatii si contraindicatii

Electroencefalografia face posibilă clarificarea multor situații legate de diagnosticul și diagnosticul diferențial al bolilor neurologice, prin urmare această metodă de cercetare este utilizată pe scară largă și evaluată pozitiv de către neurologi.

Deci, EEG este prescris pentru:

• tulburări de somn și somn (insomnie, sindrom de somn obstructiv) apnee de somn, treziri frecvente în timpul somnului);
• convulsii;
• dureri de cap frecvente și amețeli;
• boli ale mucoasei creierului: , ;
• recuperare după neuro operatii chirurgicale;
• leșin (mai mult de 1 episod în istorie);
• senzație constantă de oboseală;
• crize diencefalice;
• autism;
• dezvoltarea întârziată a vorbirii;
• retard mintal;
• bâlbâială;
• ticuri la copii;
• Sindromul Down;
• moarte cerebrală suspectată.

Nu există contraindicații pentru electroencefalografia ca atare. Diagnosticele sunt limitate de prezența defectelor cutanate în zona în care ar trebui să fie instalați electrozii ( răni deschise), leziuni traumatice, aplicate recent, suturi postoperatorii nevindecate, erupții cutanate, procese infecțioase.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

INTRODUCERE

CONCLUZIE

INTRODUCERE

Relevanța temei de cercetare. În prezent, în întreaga lume există un interes crescut pentru studiul organizării ritmice a proceselor din organism, atât în ​​condiții normale, cât și în cele patologice. Interesul pentru problemele cronobiologiei se datorează faptului că ritmurile domină în natură și acoperă toate manifestările viețuitoarelor - de la activitatea structurilor subcelulare și a celulelor individuale până la forme complexe de comportament ale organismului și chiar populațiile și sistemele ecologice. Periodicitatea este o proprietate integrală a materiei. Fenomenul ritmului este universal. Fapte despre sens ritmuri biologice căci viața unui organism viu s-au acumulat de mult timp, dar abia în ultimii ani a început studiul lor sistematic. În prezent, cercetarea cronobiologică este una dintre direcțiile principale în fiziologia adaptării umane.

CAPITOLUL I. Idei generale despre fundamentele metodologice ale electroencefalografiei

Electroencefalografia este o metodă de studiu a creierului bazată pe înregistrarea potențialelor sale electrice. Prima publicație despre prezența curenților în sistemul nervos central a fost făcută de Du Bois Reymond în 1849. În 1875, datele despre prezența activității electrice spontane și evocate în creierul câinelui au fost obținute independent de R. Caton în Anglia și V. Da. Danilevsky în Rusia. Cercetările neurofiziologilor ruși de la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea au adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea fundamentelor electroencefalografiei. V. Ya. Danilevsky nu numai că a arătat posibilitatea înregistrării activității electrice a creierului, dar a subliniat și legătura strânsă cu procesele neurofiziologice. În 1912, P. Yu. Kaufman a descoperit legătura dintre potențialele electrice ale creierului și „ activitati interne creier” și dependența lor de modificările metabolismului creierului, expunerea la stimuli externi, anestezie și crize epileptice. O descriere detaliată a potențialelor electrice ale creierului câinelui cu determinarea parametrilor lor principali a fost dată în 1913 și 1925. V. V. Pravdici-Neminsky.

Psihiatrul austriac Hans Berger în 1928 a fost primul care a înregistrat potențialele electrice ale creierului uman folosind electrozi cu ac pentru scalp (Berger H., 1928, 1932). Lucrările sale descriau principalul Ritmuri EEG si schimbarile lor cu teste funcționale ah și modificări patologice la nivelul creierului. Dezvoltarea metodei a fost foarte influențată de publicațiile lui G. Walter (1936) privind importanța EEG în diagnosticul tumorilor cerebrale, precum și de lucrările lui F. Gibbs, E. Gibbs, W. G. Lennox (1937), F. Gibbs, E. Gibbs (1952, 1964), care au oferit semiotica electroencefalografică detaliată a epilepsiei.

În anii următori, munca cercetătorilor a fost dedicată nu numai fenomenologiei electroencefalografiei în diferite boli și afecțiuni ale creierului, ci și studiului mecanismelor de generare a activității electrice. Contribuții semnificative în acest domeniu au avut lucrările lui E.D. Adrian, B. Metthews (1934), G. Walter (1950), V.S. Rusinov (1954), V.E. Mayorchik (1957), N.P. Bekhtereva (1960) , L.A.Novikova (1962). ), H.Jasper (1954).

Mare importanță Pentru a înțelege natura oscilațiilor electrice ale creierului, studiile neurofiziologiei neuronilor individuali folosind metoda microelectrodului au relevat acele subunități structurale și mecanisme care alcătuiesc EEG-ul total (Kostyuk P.G., Shapovalov A.I., 1964, Eccles J., 1964).

EEG este un proces electric oscilator complex care poate fi înregistrat prin plasarea electrozilor pe creier sau pe suprafața scalpului și este rezultatul însumării electrice și al filtrării proceselor elementare care au loc în neuronii creierului.

Numeroase studii arată că potențialele electrice ale neuronilor individuali din creier sunt strâns și destul de precis legate cantitativ de procesele informaționale. Pentru ca un neuron să genereze un potențial de acțiune care transmite un mesaj altor neuroni sau organe efectoare, este necesar ca propria sa excitare să atingă o anumită valoare de prag.

Nivelul de excitație al unui neuron este determinat de suma influențelor excitatorii și inhibitorii exercitate asupra acestuia la un moment dat prin sinapse. Dacă suma influențelor excitatoare este mai mare decât suma influențelor inhibitoare cu o cantitate care depășește nivelul pragului, neuronul generează un impuls nervos, care apoi se răspândește de-a lungul axonului. Procesele inhibitorii și excitatorii descrise în neuron și procesele sale corespund unei anumite forme a potențialelor electrice.

Membrana - învelișul neuronului - are rezistență electrică. Datorită energiei metabolice, concentrația ionilor pozitivi în lichidul extracelular se menține la un nivel mai ridicat decât în ​​interiorul neuronului. Ca rezultat, există o diferență de potențial care poate fi măsurată prin introducerea unui microelectrod în interiorul celulei și plasarea celui de-al doilea extracelular. Această diferență de potențial se numește potențial de repaus al celulei nervoase și este de aproximativ 60-70 mV, iar mediul intern este încărcat negativ în raport cu spațiul extracelular. Prezența unei diferențe de potențial între mediul intracelular și extracelular se numește polarizare a membranei neuronului.

O creștere a diferenței de potențial se numește hiperpolarizare, iar o scădere se numește depolarizare. Prezența unui potențial de repaus este o condiție necesară pentru funcționarea normală a unui neuron și pentru generarea sa de activitate electrică. Când metabolismul se oprește sau scade sub un nivel acceptabil, diferențele în concentrațiile de ioni încărcați de pe ambele părți ale membranei sunt netezite, ceea ce este asociat cu încetarea activității electrice în cazul morții cerebrale clinice sau biologice. Potențialul de repaus este nivelul inițial la care apar modificări asociate cu procesele de excitație și inhibiție - activitatea impulsului de vârf și modificări treptate mai lente ale potențialului. Activitatea spike (din engleză spike - vârf) este caracteristică corpurilor și axonilor celulelor nervoase și este asociată cu transferul non-decremental al excitației de la o celulă nervoasă la alta, de la receptori la părțile centrale ale sistemului nervos sau de la sistemul nervos central către organele executive. Potențialele de vârf apar atunci când membrana neuronului atinge un anumit nivel critic de depolarizare, la care are loc defalcarea electrică a membranei și începe un proces auto-susținut de propagare a excitației în fibra nervoasă.

Când este înregistrat intracelular, vârful apare ca un vârf pozitiv rapid, scurt și de amplitudine mare.

Trăsăturile caracteristice ale vârfurilor sunt amplitudinea lor mare (aproximativ 50-125 mV), durata scurtă (aproximativ 1-2 ms), apariția lor se limitează la o stare electrică destul de strict limitată a membranei neuronului (nivel critic de depolarizare) și stabilitatea relativă a amplitudinii vârfului pentru un neuron dat (legea totul sau nimic).

Reacțiile electrice treptate sunt inerente în principal dendritelor din soma unui neuron și reprezintă potențiale postsinaptice (PSP) care apar ca răspuns la sosirea potențialelor de vârf la neuron de-a lungul căilor aferente de la alte celule nervoase. În funcție de activitatea sinapselor excitatorii sau inhibitorii, se disting potențialele postsinaptice excitatorii (EPSP) și, respectiv, potențialele postsinaptice inhibitorii (IPSP).

EPSP se manifestă printr-o abatere pozitivă a potențialului intracelular, iar IPSP printr-o deviație negativă, care este denumită respectiv depolarizare și hiperpolarizare. Aceste potențiale se disting prin localitate, propagare decrementală pe distanțe foarte scurte pe zonele adiacente de dendrite și soma, amplitudine relativ mică (de la unități la 20-40 mV) și durată lungă (până la 20-50 ms). Spre deosebire de un vârf, PSP-urile apar în majoritatea cazurilor indiferent de nivelul de polarizare a membranei și au amplitudini diferite în funcție de volumul mesajului aferent care ajunge la neuron și dendritele acestuia. Toate aceste proprietăți oferă posibilitatea însumării potențialelor graduale în timp și spațiu, reflectând activitatea integrativă a unui anumit neuron (Kostyuk P.G., Shapovalov A.I., 1964; Eccles, 1964).

Procesele de însumare a IPSP și EPSP sunt cele care determină nivelul de depolarizare a neuronului și, în consecință, probabilitatea ca neuronul să genereze un vârf, adică să transmită informațiile acumulate către alți neuroni.

După cum puteți vedea, ambele procese se dovedesc a fi strâns legate: dacă nivelul de bombardament cu vârfuri, cauzat de sosirea vârfurilor de-a lungul fibrelor aferente către neuron, determină fluctuații ale potențialului membranei, atunci nivelul potențialului membranei ( reacții graduale) determină, la rândul său, probabilitatea de generare a spike de către un neuron dat.

După cum rezultă din cele de mai sus, activitatea vârfurilor este un eveniment mult mai rar decât fluctuațiile treptate ale potențialului somatodendritic. O relație aproximativă între distribuția temporală a acestor evenimente poate fi obținută prin compararea următoarelor cifre: piroanele sunt generate de neuronii creierului cu o frecvență medie de 10 pe secundă; în același timp, o medie de 10 influențe sinaptice pe secundă curg de-a lungul fiecărei terminații sinaptice către cdendrite și, respectiv, soma. Dacă luăm în considerare că până la câteva sute și mii de sinapse se pot termina pe suprafața dendritelor și a somei unui neuron cortical, atunci volumul bombardamentului sinaptic al unui neuron și, în consecință, reacțiile treptate, va fi de câteva sute. sau o mie pe secundă. Prin urmare, raportul dintre frecvența vârfului și răspunsul gradual al unui neuron este de 1-3 ordine de mărime.

Raritatea relativă a activității spike și durata scurtă a impulsurilor, ducând la atenuarea lor rapidă datorită capacității electrice mari a cortexului, determină absența unei contribuții semnificative la EEG total din activitatea neuronală a spike.

Astfel, activitatea electrică a creierului reflectă fluctuații treptate ale potențialelor somatodendritice corespunzătoare EPSP-urilor și IPSP-urilor.

Legătura dintre EEG și procesele electrice elementare la nivel neuronal este neliniară. În prezent, conceptul de afișare statistică a activității potențialelor neuronale multiple în EEG total pare a fi cel mai adecvat. Acesta sugerează că EEG este rezultatul unei însumări complexe a potențialelor electrice ale multor neuroni care funcționează în mare măsură independent. Deviațiile de la distribuția aleatorie a evenimentelor din acest model vor depinde de stare functionala creier (somn, veghe) și asupra naturii proceselor care provoacă potențiale elementare (activitate spontană sau evocată). În cazul unei sincronizări temporale semnificative a activității neuronale, așa cum se observă în anumite stări funcționale ale creierului sau când neuronii corticali primesc un mesaj foarte sincronizat de la un stimul aferent, se va observa o abatere semnificativă de la distribuția aleatorie. Acest lucru se poate realiza prin creșterea amplitudinii potențialelor totale și creșterea coerenței dintre procesele elementare și totale.

După cum se arată mai sus, activitatea electrică a celulelor nervoase individuale reflectă activitatea lor funcțională în procesarea și transmiterea informațiilor. Din aceasta putem concluziona că EEG-ul total și într-o formă preformată reflectă activitatea funcțională, dar nu a celulelor nervoase individuale, ci a populațiilor lor uriașe, adică, cu alte cuvinte, activitatea funcțională a creierului. Această poziție, care a primit numeroase dovezi incontestabile, pare extrem de importantă pentru analiza EEG, deoarece oferă cheia înțelegerii ce sisteme cerebrale determină aspectul și organizarea internă a EEG.

La diferite niveluri ale trunchiului cerebral și în părțile anterioare ale sistemului limbic există nuclei, a căror activare duce la o schimbare globală a nivelului de activitate funcțională a aproape întregului creier. Printre aceste sisteme se numără așa-numitele sisteme de activare ascendente, situate la nivelul formării reticulare a mezencefalului și în nucleii preoptici ai creierului anterior, și sisteme supresoare sau inhibitoare, somnogene, localizate în principal în nucleii talamici nespecifici, în părţile inferioare ale puţului şi medular oblongata. Comun pentru ambele sisteme sunt organizarea reticulară a mecanismelor lor subcorticale și proiecțiile corticale difuze, bilaterale. Această organizare generală contribuie la faptul că activarea locală a unei părți a sistemului subcortical nespecific, datorită structurii sale de rețea, duce la implicarea întregului sistem în proces și la răspândirea aproape simultană a influențelor sale la întregul creier ( Fig. 3).

CAPITOLUL II. Principalele elemente ale sistemului nervos central implicate în generarea activității electrice în creier

Principalele elemente ale sistemului nervos central sunt neuronii. Un neuron tipic este format din trei părți: arborele dendritic, corpul celular (soma) și axonul. Corpul foarte ramificat al arborelui dendritic are o suprafață mai mare decât restul acestuia și este zona sa perceptivă receptivă. Numeroase sinapse de pe corpul arborelui dendritic asigură contact direct între neuroni. Toate părțile neuronului sunt acoperite cu o membrană. La repaus partea interioară neuronul – protoplasma – are semn negativ în raport cu spațiul extracelular și are aproximativ 70 mV.

Acest potențial se numește potențial de repaus (RP). Este cauzată de diferența dintre concentrațiile ionilor Na+, care predomină în mediul extracelular, și ionilor K+ și Cl-, care predomină în protoplasma neuronului. Dacă membrana unui neuron se depolarizează de la -70 mV la -40 mV, atunci când se atinge un anumit prag, neuronul răspunde cu un impuls scurt în care potențialul membranei se schimbă la +20 mV și apoi înapoi la -70 mV. Acest răspuns neuron se numește potențial de acțiune (AP).

Orez. 4. Tipuri de potențiale înregistrate în sistemul nervos central, relațiile lor de timp și amplitudine.

Durata acestui proces este de aproximativ 1 ms (Fig. 4). Una dintre proprietățile importante ale AP este că este mecanismul principal prin care axonii neuronali transportă informații pe distanțe lungi. Impulsul se propagă de-a lungul fibrelor nervoase în felul următor. Potențialul de acțiune care apare într-o locație fibra nervoasa, depolarizează zonele învecinate și, fără scădere, datorită energiei celulei, se răspândește de-a lungul fibrei nervoase. Conform teoriei propagării impulsurilor nervoase, această depolarizare extinsă a curenților locali este principalul factor responsabil pentru propagarea impulsurilor nervoase (Brazier, 1979). La om, lungimea axonului poate ajunge la un metru. Această lungime a axonului permite transmiterea informațiilor pe distanțe semnificative.

La capătul distal, axonul se împarte în numeroase ramuri care se termină la sinapse. Potențialul de membrană generat pe dendrite se propagă pasiv în soma celulară, unde are loc însumarea descărcărilor de la alți neuroni și descărcările neuronale inițiate în axon sunt controlate.

Un centru nervos (NC) este un grup de neuroni uniți spațial și organizați într-o structură funcțională și morfologică specifică. În acest sens, pot fi considerate NC: nuclei de comutare a căilor aferente și eferente, nuclei subcortical și stem și ganglioni ai formării reticulare a trunchiului cerebral, zone specializate funcțional și citoarhitectonic ale cortexului cerebral. Deoarece neuronii din cortex și nuclei sunt orientați paralel unul cu celălalt și radial față de suprafață, se poate aplica modelul unui dipol - o sursă punctuală de curent, ale cărei dimensiuni sunt mult mai mici decât distanța până la puncte. la un astfel de sistem, precum şi la un neuron individual.dimensiuni (Brazier, 1978; Gutman, 1980). Când NC este excitat, apare un potențial total de tip dipol cu ​​o distribuție de sarcină neechilibrată, care se poate propaga pe distanțe lungi datorită potențialelor de câmp îndepărtate (Fig. 5) (Egorov, Kuznetsova, 1976; Hosek și colab., 1978; Gutman). , 1980; Zhadin, 1984)

Orez. 5. Reprezentarea fibrei nervoase excitate și a centrului nervos ca un dipol electric cu linii de câmp într-un conductor volumetric; proiectarea unei caracteristici de potențial trifazat în funcție de locația relativă a sursei în raport cu electrodul de ieșire.

Principalele elemente ale sistemului nervos central care contribuie la generarea EEG și EP.

A. Reprezentarea schematică a proceselor de la generare până la răpirea potențialului evocat al scalpului.

B. Răspunsul unui neuron în Tractus opticus după stimularea electrică a Chiasma opticum. Pentru comparație, răspunsul spontan este afișat în colțul din dreapta sus.

B. Răspunsul aceluiași neuron la un fulger de lumină (secvență de descărcări AP).

D. Relația dintre histograma activității neuronale și potențialele EEG.

Acum este recunoscut că activitatea electrică a creierului, înregistrată pe scalp sub formă de EEG și EP, se datorează în principal apariției sincrone a unui număr mare de microgeneratoare sub influența proceselor sinaptice asupra membranei neuronilor și a flux pasiv de curenți extracelulari în zona de înregistrare. Această activitate este o reflectare mică, dar semnificativă a proceselor electrice din creier însuși și este asociată cu structura capului uman (Gutman, 1980; Nunes, 1981; Zhadin, 1984). Creierul este înconjurat de patru straturi principale de țesut care diferă semnificativ în ceea ce privește conductivitatea electrică și influențează măsurarea potențialelor: lichidul cefalorahidian (LCR), dura mater, osul craniului și pielea scalpului (Fig. 7).

Valorile conductivității electrice (G) alternează: țesutul cerebral - G = 0,33 Ohm m)-1, CSF cu o conductivitate electrică mai bună - G = 1 (Ohm m) -1, osul slab conductiv de deasupra acestuia - G = 0 , 04 (Ohm m)-1. Scalpul are o conductivitate relativ bună, aproape aceeași cu cea a țesutului cerebral - G = 0,28-0,33 (Ohm m)-1 (Fender, 1987). Grosimea straturilor durei mater, osului și scalpului, după un număr de autori, variază, dar dimensiunile medii sunt, respectiv: 2, 8, 4 mm cu o rază de curbură a capului de 8 - 9 cm ( Blinkov, 1955; Egorov, Kuznetsova, 1976 și alții) .

Această structură conductoare electric reduce semnificativ densitatea curenților care curg în scalp. În plus, netezește variațiile spațiale ale densității curentului, adică neomogenitățile locale ale curenților cauzate de activitatea din sistemul nervos central se reflectă puțin pe suprafața scalpului, unde modelul potențial conține relativ puține detalii de înaltă frecvență (Gutman , 1980).

Un fapt important este, de asemenea, că imaginea potențialelor de suprafață (Fig. 8) se dovedește a fi mai „pătată” decât distribuția potențialelor intracerebrale care determină această imagine (Baumgartner, 1993).

CAPITOLUL III. Echipamente pentru studii electroencefalografice

Din cele de mai sus rezultă că EEG este un proces cauzat de activitatea unui număr imens de generatoare și, în conformitate cu aceasta, câmpul pe care aceștia îl creează pare a fi foarte eterogen în întreg spațiul creierului și se modifică în timp. În acest sens, între două puncte ale creierului, precum și între creier și țesuturile corpului îndepărtate de acesta, apar diferențe de potențial variabile, a căror înregistrare este sarcina electroencefalografiei. În electroencefalografia clinică, EEG este înregistrat cu ajutorul electrozilor amplasați pe scalpul intact și în unele puncte extracraniene. Cu un astfel de sistem de înregistrare, potențialele generate de creier sunt semnificativ distorsionate din cauza influenței tegumentului creierului și a particularităților orientării câmpurilor electrice cu diferite poziții relative ale electrozilor de ieșire. Aceste modificări se datorează parțial însumării, medierii și slăbirii potențialelor din cauza proprietăților de șunt ale mediilor din jurul creierului.

EEG-ul înregistrat de electrozii scalpului este de 10-15 ori mai mic în comparație cu EEG-ul înregistrat de la cortex. Componentele de înaltă frecvență, când trec prin tegumentul creierului, sunt slăbite mult mai mult decât componentele lente (Vorontsov D.S., 1961). În plus, pe lângă distorsiunile de amplitudine și frecvență, diferențele de orientare a electrozilor de plumb provoacă și modificări ale fazei activității înregistrate. Toți acești factori trebuie ținți cont atunci când se înregistrează și se interpretează EEG. Diferența de potențial electric de pe suprafața scalpului intact are o amplitudine relativ mică, care în mod normal nu depășește 100-150 μV. Pentru a înregistra astfel de potențiale slabe, se folosesc amplificatoare cu un câștig mare (aproximativ 20.000-100.000). Având în vedere că înregistrarea EEG se realizează aproape întotdeauna în încăperi echipate cu dispozitive pentru transmiterea și operarea curentului alternativ industrial, creând câmpuri electromagnetice puternice, se folosesc amplificatoare diferențiale. Au proprietăți de amplificare doar în raport cu diferența de tensiune la cele două intrări și neutralizează tensiunea de mod comun acționând în mod egal pe ambele intrări. Avand in vedere ca capul este un conductor volumetric, suprafata lui este practic echipotentiala fata de sursa de interferenta care actioneaza din exterior. Astfel, zgomotul este aplicat intrărilor amplificatorului sub formă de tensiune de mod comun.

O caracteristică cantitativă a acestei caracteristici a unui amplificator diferențial este coeficientul de suprimare a interferenței în mod comun (coeficientul de respingere), care este definit ca raportul dintre valoarea semnalului de mod comun la intrare și valoarea acestuia la ieșire.

În electroencefalografele moderne, coeficientul de respingere ajunge la 100 000. Utilizarea unor astfel de amplificatoare permite înregistrarea EEG în majoritatea camerelor de spital, cu condiția ca în apropiere să nu funcționeze dispozitive electrice puternice, cum ar fi transformatoare de distribuție, echipamente cu raze X sau dispozitive fizioterapeutice.

În cazurile în care este imposibil să se evite apropierea de surse puternice de interferență, se folosesc camere ecranate. Cea mai bună metodă de ecranare este acoperirea pereților camerei în care se află subiectul cu foi de metal sudate între ele, urmată de împământare autonomă folosind un fir lipit de scut și celălalt capăt conectat la o masă metalică îngropată în pământ. la nivelul de contact cu apele subterane.

Electroencefalografele moderne sunt dispozitive de înregistrare cu mai multe canale care combină de la 8 la 24 sau mai multe unități (canale) de amplificare-înregistrare identice, permițând astfel înregistrarea simultană a activității electrice din numărul corespunzător de perechi de electrozi instalați pe capul subiectului.

În funcție de forma în care EEG este înregistrat și prezentat electroencefalografului pentru analiză, electroencefalografele sunt împărțite în hârtie tradițională (pen) și altele mai moderne fără hârtie.

În primul EEG, după amplificare, este alimentat în bobinele galvanometrelor de înregistrare electromagnetică sau termică și scris direct pe bandă de hârtie.

Electroencefalografele de al doilea tip convertesc EEG în formă digitală și îl introduc într-un computer, pe ecranul căruia este afișat procesul continuu de înregistrare EEG, care este înregistrat simultan în memoria computerului.

Electroencefalografele pe bază de hârtie au avantajul ușurinței în utilizare și sunt ceva mai ieftin de cumpărat. Fără hârtie au avantajul înregistrării digitale cu toate facilitățile de înregistrare, arhivare și procesare secundară computerizată.

După cum sa indicat deja, EEG înregistrează diferența de potențial dintre două puncte de pe suprafața capului subiectului. În consecință, fiecare canal de înregistrare este alimentat cu tensiuni furnizate de doi electrozi: unul la intrarea pozitivă, celălalt la intrarea negativă a canalului de amplificare. Electrozii pentru electroencefalografie sunt plăci sau tije metalice de diferite forme. De obicei, diametrul transversal al unui electrod în formă de disc este de aproximativ 1 cm. Cele mai răspândite sunt două tipuri de electrozi - punte și cupă.

Electrodul punte este o tijă metalică fixată într-un suport. Capătul inferior al tijei, în contact cu scalpul, este acoperit cu un material higroscopic, care este umezit cu o soluție izotonică de clorură de sodiu înainte de instalare. Electrodul este atașat folosind o bandă de cauciuc astfel încât capătul inferior de contact al tijei metalice să fie apăsat pe scalp. Firul de ieșire este conectat la capătul opus al tijei folosind o clemă sau un conector standard. Avantajul unor astfel de electrozi este viteza și ușurința conectării lor, absența necesității de a utiliza pastă specială pentru electrozi, deoarece materialul de contact higroscopic ține mult timp și eliberează treptat o soluție izotonă de clorură de sodiu pe suprafața pielii. Utilizarea electrozilor de acest tip este de preferat atunci când se examinează pacienții de contact care sunt capabili să se așeze sau să se încline.

Când se înregistrează EEG pentru a monitoriza anestezia și starea sistemului nervos central în timpul operațiilor chirurgicale, este permisă descărcarea potențialelor folosind electrozi cu ac injectați în scalp. După îndepărtare, potențialele electrice sunt furnizate la intrările dispozitivelor de amplificare și înregistrare. Cutia de intrare a electroencefalografului conține 20-40 sau mai multe prize de contact numerotate, cu ajutorul cărora numărul corespunzător de electrozi poate fi conectat la electroencefalograf. În plus, cutia are o priză pentru electrod neutru conectată la împământarea instrumentului amplificatorului și, prin urmare, este indicată printr-un semn de împământare sau un simbol cu ​​literă adecvat, cum ar fi „Gnd” sau „N”. În consecință, electrodul instalat pe corpul subiectului și conectat la această priză se numește electrod de împământare. Servește la egalizarea potențialelor corpului pacientului și ale amplificatorului. Cu cât este mai mică impedanța sub-electrodului electrodului neutru, cu atât potențialele sunt mai bine egalizate și, în consecință, tensiunea de interferență în modul comun mai mică va fi aplicată intrărilor diferențiale. Acest electrod nu trebuie confundat cu împământarea dispozitivului.

CAPITOLUL IV. derivație ECG și înregistrare

Înainte de înregistrarea unui EEG, se verifică și se calibra funcționarea electroencefalografului. Pentru a face acest lucru, comutatorul modului de funcționare este setat în poziția „calibrare”, motorul de antrenare a benzii și pixurile galvanometrului sunt pornite și un semnal de calibrare este furnizat de la dispozitivul de calibrare la intrările amplificatoarelor. Cu reglarea corectă a amplificatorului diferenţial, o lăţime de bandă superioară peste 100 Hz şi o constantă de timp de 0,3 s, semnalele de calibrare de polaritate pozitivă şi negativă au o formă complet simetrică şi aceleaşi amplitudini. Semnalul de calibrare are o creștere bruscă și o decădere exponențială, a căror rată este determinată de constanta de timp selectată. La frecvența superioară a benzii de trecere sub 100 Hz, vârful semnalului de calibrare devine oarecum rotunjit de la ascuțit, iar rotunjimea este mai mare, cu cât banda superioară a amplificatorului este mai mică (Fig. 13). Este clar că oscilațiile electroencefalografice în sine vor suferi aceleași modificări. Folosind aplicarea repetată a semnalului de calibrare, nivelul câștigului este ajustat pentru toate canalele.

Orez. 13. Înregistrarea unui semnal dreptunghiular de calibrare la diferite valori ale filtrelor trece-jos și trece-înalt.

Primele trei canale au aceeași lățime de bandă de joasă frecvență; constanta de timp este de 0,3 s. Cele trei canale de jos au aceeași lățime de bandă superioară, limitată la 75 Hz. Canalele 1 și 4 corespund modului normal de înregistrare EEG.

4.1 Principii metodologice generale ale studiului

Pentru a obține informații corecte în timpul unui studiu electroencefalografic, este necesar să se respecte câteva reguli generale. Deoarece, așa cum sa menționat deja, EEG reflectă nivelul activității funcționale a creierului și este foarte sensibil la modificările nivelului de atenție, starea emoțională și influența factorilor externi, pacientul ar trebui să fie într-o lumină și sunet. camera de probe in timpul studiului. Poziția preferată este ca persoana examinată să se încline pe un scaun confortabil, cu mușchii relaxați. Capul se sprijină pe o tetieră specială. Nevoia de relaxare, pe lângă asigurarea unei odihne maxime pentru subiect, este determinată de faptul că tensiunea musculară, în special cea a capului și a gâtului, este însoțită de apariția artefactelor EMG în înregistrare. Ochii pacientului trebuie închiși în timpul studiului, deoarece aici se observă cea mai mare expresie a ritmului alfa normal pe EEG, precum și unele fenomene patologice la pacienți. În plus, cu ochii deschiși, subiecții, de regulă, își mișcă globii oculari și fac mișcări care clipesc, care sunt însoțite de apariția artefactelor oculomotorii pe EEG. Înainte de a efectua studiul, pacientului i se explică esența sa, i se spune despre inofensivitatea și lipsa de durere a acestuia, subliniază procedura generală a procedurii și indică durata aproximativă a acesteia. Foto și fonostimulatoare sunt folosite pentru a aplica stimularea luminii și a sunetului. Pentru fotostimulare se folosesc de obicei flash-uri scurte (aproximativ 150 μs) de lumină cu un spectru apropiat de alb și o intensitate destul de mare (0,1-0,6 J). Unele sisteme de fotostimulare vă permit să schimbați intensitatea fulgerelor luminii, ceea ce, desigur, este o comoditate suplimentară. Pe lângă blițuri unice de lumină, fotostimulatoarele vă permit să prezentați, după bunul plac, o serie de blițuri identice cu frecvența și durata dorite.

Pentru a studia reacția de achiziție a ritmului se utilizează o serie de fulgerări de o anumită frecvență - capacitatea oscilațiilor electroencefalografice de a reproduce ritmul stimulilor externi. În mod normal, reacția de asimilare a ritmului este bine exprimată la o frecvență de pâlpâire apropiată de ritmurile EEG naturale. Propagându-se difuz și simetric, undele ritmice de asimilare au cea mai mare amplitudine în regiunile occipitale.

electroencefalograma activității nervoase a creierului

4.2 Principii de bază ale analizei EEG

Analiza EEG nu este o procedură selectată în timp, ci este efectuată în esență în timpul procesului de înregistrare. Analiza EEG în timpul înregistrării este necesară pentru a monitoriza calitatea acestuia, precum și pentru a dezvolta o strategie de cercetare în funcție de informațiile primite. Datele din analiza EEG în timpul procesului de înregistrare determină necesitatea și posibilitatea efectuării anumitor teste funcționale, precum și durata și intensitatea acestora. Astfel, separarea analizei EEG într-un paragraf separat este determinată nu de izolarea acestei proceduri, ci de specificul problemelor care sunt rezolvate.

Analiza EEG constă din trei componente interdependente:

1. Evaluarea calității înregistrării și diferențierea artefactelor de fenomenele electroencefalografice în sine.

2. Caracteristicile de frecvență și amplitudine ale EEG, identificarea elementelor grafice caracteristice pe EEG (fenomene sharp wave, spike, spike-wave etc.), determinarea distribuției spațiale și temporale a acestor fenomene pe EEG, evaluarea prezența și natura fenomenelor tranzitorii pe EEG, cum ar fi flash-uri, descărcări, perioade etc., precum și determinarea localizării surselor de diferite tipuri de potențiale în creier.

3. Interpretarea fiziologică și fiziopatologică a datelor și formularea unei concluzii diagnostice.

Artefactele EEG, după originea lor, pot fi împărțite în două grupe - fizice și fiziologice. Artefactele fizice sunt cauzate de încălcări ale regulilor tehnice de înregistrare EEG și sunt reprezentate de mai multe tipuri de fenomene electrografice. Cel mai comun tip de artefact este interferența din câmpurile electrice create de dispozitivele pentru transmiterea și operarea curentului electric industrial. În înregistrare, ele sunt destul de ușor de recunoscut și arată ca oscilații regulate de formă sinusoidală regulată cu o frecvență de 50 Hz, suprapuse EEG-ului curent sau (în lipsa acestuia) reprezentând singurul tip de oscilații înregistrate în înregistrare.

Motivele acestei interferențe sunt următoarele:

1. Prezența surselor puternice de câmpuri electromagnetice de curent de rețea, cum ar fi stații de transformare de distribuție, echipamente cu raze X, echipamente de fizioterapie etc., în absența unei ecranări adecvate a spațiilor laboratorului.

2. Lipsa de împământare a aparatelor și echipamentelor electroencefalografice (electroencefalograf, stimulator, scaun sau pat metalic pe care se află subiectul etc.).

3. Contact slab între electrodul de ieșire și corpul pacientului sau între electrodul de masă și corpul pacientului, precum și între acești electrozi și cutia de intrare a electroencefalografului.

Pentru a identifica caracteristicile semnificative ale EEG, acesta este analizat. Ca pentru orice proces oscilator, principalele concepte pe care se bazează caracteristica EEG sunt frecvența, amplitudinea și faza.

Frecvența este determinată de numărul de oscilații pe secundă, se scrie cu numărul corespunzător și se exprimă în herți (Hz). Întrucât EEG este un proces probabilistic, în fiecare secțiune de înregistrare există, strict vorbind, unde de frecvențe diferite, de aceea, în concluzie, este dată frecvența medie a activității evaluate. De obicei, se prelevează 4-5 segmente EEG cu durata de 1 s și se numără numărul de unde din fiecare dintre ele. Media datelor obținute va caracteriza frecvența activității corespunzătoare pe EEG

Amplitudinea este intervalul de fluctuații ale potențialului electric pe EEG, se măsoară de la vârful undei anterioare până la vârful undei ulterioare în faza opusă (vezi Fig. 18); amplitudinea este estimată în microvolți (µV). Un semnal de calibrare este utilizat pentru a măsura amplitudinea. Deci, dacă semnalul de calibrare corespunzător unei tensiuni de 50 μV are o înălțime de înregistrare de 10 mm (10 celule), atunci, în consecință, 1 mm (1 celulă) de deviație a stiloului va însemna 5 μV. Măsurând amplitudinea undei EEG în milimetri și înmulțind-o cu 5 μV, obținem amplitudinea acestei unde. În dispozitivele computerizate, valorile amplitudinii pot fi obținute automat.

Faza determină Starea curenta proces și indică direcția vectorului modificărilor acestuia. Unele fenomene EEG sunt evaluate după numărul de faze pe care le conţin. Monofazicul este o oscilație într-o direcție de la linia izoelectrică cu revenire la nivelul inițial, bifazicul este o astfel de oscilație atunci când, după terminarea unei faze, curba trece de nivelul inițial, deviază în direcția opusă și revine la izoelectric. linia. Oscilațiile care conțin trei sau mai multe faze se numesc polifaze (Fig. 19). Într-un sens mai restrâns, termenul „undă polifazică” definește o secvență de unde a- și lente (de obicei d-).

Orez. 18. Măsurarea frecvenței (I) și a amplitudinii (II) pe EEG. Frecvența este măsurată ca număr de unde pe unitatea de timp (1 s). A - amplitudine.

Orez. 19. Spike monofazic (1), oscilație bifazică (2), trifazic (3), polifazic (4).

Conceptul de „ritm” în EEG se referă la un anumit tip de activitate electrică corespunzător unei anumite stări a creierului și asociată cu anumite mecanisme cerebrale.

În consecință, atunci când descrieți un ritm, este indicată frecvența acestuia, tipică pentru o anumită stare și regiune a creierului, amplitudinea și unele trăsături caracteristice ale modificărilor sale în timp cu modificări ale activității funcționale a creierului. În acest sens, atunci când descriem ritmurile EEG de bază, pare oportun să le asociem cu anumite stări umane.

CONCLUZIE

Rezumat scurt. Esența metodei EEG.

Electroencefalografia este utilizată pentru toate tulburările neurologice, mentale și de vorbire. Folosind datele EEG, puteți studia ciclul somn-veghe, puteți determina partea leziunii, locația leziunii, puteți evalua eficacitatea tratamentului și puteți monitoriza dinamica procesului de reabilitare. EEG este de mare importanță în studiul pacienților cu epilepsie, deoarece doar o electroencefalogramă poate dezvălui activitatea epileptică a creierului.

Curba înregistrată care reflectă natura biocurenților din creier se numește electroencefalogramă (EEG). Electroencefalograma reflectă activitatea totală a unui număr mare de celule cerebrale și constă din multe componente. Analiza electroencefalogramei face posibilă identificarea undelor pe ea care sunt diferite ca formă, constanță, perioade de oscilație și amplitudine (tensiune).

LISTA DE REFERINȚE UTILIZATE

1. Akimov G. A. Tulburări tranzitorii circulatia cerebrala. L. Medicină, 1974.p. 168.

2. Bekhtereva N.P., Kambarova D.K., Pozdeev V.K. Starea patologică stabilă în bolile creierului. L. Medicină, 1978.p. 240.

3. Boeva ​​​​E. M. Eseuri despre fiziopatologia leziunilor cerebrale închise. M. Medicină, 1968.

4. Boldyreva G. N. Rolul structurilor diencefalice în organizarea activității electrice a creierului uman. In carte. Studiu electrofiziologic al activității creierului în starea de echilibru. M. Știință, 1983.p. 222-223.

5. Boldyreva G. N., Bragina N. N., Dobrokhotova K. A., Wichert T. M. Reflectarea în EEG uman a unei leziuni focale a regiunii talamosubtuberculare. In carte. Probleme de bază ale electrofiziologiei creierului. M. Știință, 1974.p. 246-261.

6. Bronzov I. A., Boldyrev A. I. Indicatori electroencefalografici la pacienții cu reumatism visceral și paroxisme de origine reumatică. In carte. Conferința întregii ruse despre problema epilepsiei M. 1964.p. 93-94

7. Brezhe M. Studiu electrofiziologic al talamusului și hipocampului la om. Jurnalul fiziologic al URSS, 1967, v. 63, N 9, p. 1026-1033.

8. Vein A. M. Prelegeri despre neurologia sistemelor cerebrale nespecifice, M. 1974.

9. Vena A. M., Solovyova A. D., Kolosova O. A. Distonie vegetativ-vasculară M. Medicină, 1981, p. 316.

10. Verishchagin N.V. Patologia sistemului vertebrobazilar și a accidentelor cerebrovasculare M. Medicină, 1980, p. 308.

11. Georgievsky M. N. Examen medical și de travaliu pentru nevroze. M. 1957.

Postat pe Allbest.ru

...

Documente similare

Idei generale despre fundamentele metodologice ale electroencefalografiei. Elemente ale sistemului nervos central implicate în generarea activității electrice în creier. Echipamente pentru studii electroencefalografice. Electrozi și filtre pentru înregistrarea ECG.

test, adaugat 04.08.2015


Caracteristicile esențiale ale activității neuronale și studiul activității neuronilor creierului. Analiza electroencefalografiei, care evaluează biopotențialele care apar atunci când celulele creierului sunt excitate. Procesul de magnetoencefalografie.

test, adaugat 25.09.2011


Schema internațională pentru plasarea electrozilor la efectuarea unei encefalograme (EEG). Tipuri de EEG ritmic după frecvență și amplitudine. Aplicarea EEG în practica clinică în diagnosticarea bolilor cerebrale. Metoda potențialelor evocate și magnetoencefalografie.

prezentare, adaugat 13.12.2013


Electrografia și sarcinile ei. Evaluarea stării funcționale a unui organ prin activitatea sa electrică. Exemple de utilizare a metodei generatorului echivalent. O metodă pentru înregistrarea activității biologice a creierului prin înregistrarea biopotențialelor.

prezentare, adaugat 30.09.2014


Potențialele evocate - o metodă de studiere a activității bioelectrice țesut nervos folosind stimularea vizuală și sonoră pentru creier, stimularea electrică pentru nervii periferici (trigemen, ulnar) și sistemul nervos autonom.

prezentare, adaugat 27.03.2014


Studiul stării funcționale a sistemului nervos central cu ajutorul electroencefalografiei. Formarea unui protocol de examinare. Cartografierea activității electrice a creierului. Studiul circulației cerebrale și periferice cu ajutorul reografiei.

lucrare curs, adăugată 02.12.2016


Începutul studiului proceselor electrice ale creierului de către D. Ramon, care i-a descoperit proprietățile electrogenice. Electroencefalografia ca metodă modernă neinvazivă pentru studierea stării funcționale a creierului prin înregistrarea activității bioelectrice.

prezentare, adaugat 09.05.2016


Caracteristicile utilizării metodei stereotactice în neurochirurgie pentru tratamentul bolilor severe ale sistemului nervos central uman: parkinsonism, distonie, tumori cerebrale. Descrieri ale dispozitivelor moderne pentru studiul structurilor profunde ale creierului.

lucrare curs, adaugat 16.06.2011


Utilizarea electroencefalogramei pentru a studia funcția creierului și în scopuri de diagnostic. Metode de eliminare a biopotenţialelor. Existenţa unor procese ritmice caracteristice determinate de activitatea electrică spontană a creierului. Esența metodei componentelor principale.

lucrare de curs, adăugată 17.01.2015


Principalele forme clinice de leziune cerebrală traumatică: comoție, ușoară, moderată și severă, compresia creierului. Tomografia computerizată a creierului. Simptomele, tratamentul, consecințele și complicațiile TBI.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru

Introducere

Electroencefalografia (EEG - diagnostic) este o metodă de studiere a activității funcționale a creierului, care presupune măsurarea potențialelor electrice ale celulelor creierului, care sunt ulterior supuse analizei computerizate.

Electroencefalografia face posibilă analiza calitativă și cantitativă a stării funcționale a creierului și a reacțiilor sale sub influența stimulilor și, de asemenea, ajută în mod semnificativ la diagnosticarea epilepsiei, tumorii, ischemice, degenerative și boli inflamatorii creier. Electroencefalografia vă permite să evaluați eficacitatea tratamentului dacă diagnosticul a fost deja stabilit.

Metoda EEG este promițătoare și orientativă, ceea ce îi permite să fie luată în considerare în domeniul diagnosticării tulburărilor psihice. Utilizarea metodelor matematice de analiză EEG și implementarea lor în practică face posibilă automatizarea și simplificarea muncii medicilor. EEG este o parte integrantă a criteriilor obiective pentru evoluția bolii studiate în sistemul general de evaluare dezvoltat pentru un computer personal.

1. Metoda electroencefalografiei

Utilizarea electroencefalogramei pentru a studia funcția creierului și în scopuri de diagnostic se bazează pe cunoștințele acumulate din observațiile pacienților cu diverse leziuni creier, precum și pe rezultatele studiilor experimentale pe animale. Întreaga experiență a dezvoltării electroencefalografiei, începând cu primele studii ale lui Hans Berger în 1933, indică faptul că anumite fenomene sau modele electroencefalografice corespund anumitor stări ale creierului și sistemelor sale individuale. Activitatea bioelectrică totală înregistrată de la suprafața capului caracterizează starea cortexului cerebral, atât în ​​ansamblu, cât și zonele sale individuale, precum și starea funcțională a structurilor profunde la diferite niveluri.

Fluctuațiile potențialelor înregistrate de la suprafața capului sub formă de EEG se bazează pe modificări ale potențialelor membranei intracelulare (MP) ale neuronilor piramidali corticali. Când MP intracelular al unui neuron se modifică în spațiul extracelular în care sunt localizate celulele gliale, apare o diferență de potențial - potențialul focal. Potențialele care apar în spațiul extracelular într-o populație de neuroni sunt suma acestor potențiale focale individuale. Potențialele focale totale pot fi înregistrate folosind senzori conductivi electric din diferite structuri ale creierului, de pe suprafața cortexului sau de pe suprafața craniului. Tensiunea curenților din creier este de aproximativ 10-5 volți. EEG este o înregistrare a activității electrice totale a celulelor emisferelor cerebrale.

1.1 Plumb și înregistrarea electroencefalogramei

Electrozii de înregistrare sunt poziționați astfel încât înregistrarea multicanal să reprezinte toate părțile principale ale creierului, desemnate prin literele inițiale ale numelor lor latine. În practica clinică, sunt utilizate două sisteme principale de derivații EEG: sistemul internațional „10-20” (Fig. 1) și o schemă modificată cu un număr redus de electrozi (Fig. 2). Dacă este necesar să obțineți o imagine mai detaliată a EEG, este de preferat schema „10-20”.

Orez. 1. Aranjament internațional de electrozi „10-20”. Indicii literelor înseamnă: O - plumb occipital; P - plumb parietal; C - plumb central; F - plumb frontal; t - abducție temporală. Indicii digitali specifică poziția electrodului în zona corespunzătoare.

Orez. Fig. 2. Schema înregistrării EEG cu o derivație monopolară (1) cu un electrod de referință (R) pe lobul urechii și cu derivații bipolare (2). Într-un sistem cu un număr redus de derivații, indicii literelor înseamnă: O - plumb occipital; P - plumb parietal; C - plumb central; F - plumb frontal; Ta - derivație temporală anterioară, Tr - derivație temporală posterioară. 1: R - tensiune sub electrodul urechii de referință; O - tensiune sub electrodul activ, R-O - înregistrare obținută cu un cablu monopolar din regiunea occipitală dreaptă. 2: Tr - tensiune sub electrod în zona focarului patologic; Ta este tensiunea de sub electrod plasat deasupra țesutului cerebral normal; Ta-Tr, Tr-O și Ta-F - înregistrări obținute cu derivații bipolare de la perechile corespunzătoare de electrozi

Un cablu de referință este numit atunci când un potențial este aplicat la „intrarea 1” a amplificatorului de la un electrod situat deasupra creierului și la „intrarea 2” - de la un electrod la distanță de creier. Electrodul situat deasupra creierului este cel mai adesea numit activ. Electrodul scos din țesutul cerebral se numește electrod de referință.

Lobii urechii stâng (A1) și dreapta (A2) sunt utilizați ca atare. Electrodul activ este conectat la „intrarea 1” a amplificatorului, aplicând o deplasare negativă a potențialului care face ca stiloul de înregistrare să se devieze în sus.

Electrodul de referință este conectat la „input 2”. În unele cazuri, un cablu de la doi electrozi în scurtcircuit (AA) localizați pe lobii urechii este folosit ca electrod de referință. Deoarece EEG înregistrează diferența de potențial dintre doi electrozi, poziția unui punct pe curbă va fi afectată în mod egal, dar în sens opus, de modificările potențialului sub fiecare pereche de electrozi. Un potențial cerebral alternativ este generat în cablul de referință sub electrodul activ. Sub electrodul de referință, situat departe de creier, există un potențial constant care nu trece în amplificatorul de curent alternativ și nu afectează modelul de înregistrare.

Diferența de potențial reflectă, fără distorsiuni, fluctuațiile potențialului electric generate de creier sub electrodul activ. Cu toate acestea, zona capului dintre electrozii activi și de referință face parte din circuitul electric amplificator-obiect, iar prezența în această zonă a unei surse de potențial suficient de intense situată asimetric față de electrozi va afecta semnificativ citirile. . În consecință, cu o pistă de referință, judecata cu privire la localizarea sursei potențiale nu este complet de încredere.

Bipolar este un cablu în care electrozii situati deasupra creierului sunt conectați la „intrarea 1” și la „intrarea 2” a amplificatorului. Poziția punctului de înregistrare EEG pe monitor este influențată în mod egal de potențialele de sub fiecare pereche de electrozi, iar curba înregistrată reflectă diferența de potențial a fiecăruia dintre electrozi.

Prin urmare, este imposibil să se judece forma oscilației sub fiecare dintre ele pe baza unui cablu bipolar. Totodată, analiza EEG înregistrată de la mai multe perechi de electrozi în diverse combinații face posibilă determinarea localizării surselor de potențiale care alcătuiesc componentele curbei totale complexe obținute cu plumb bipolar.

De exemplu, dacă în spate regiune temporală există o sursă locală de oscilații lente (Tr în Fig. 2), la conectarea electrozilor temporali anterior și posterior (Ta, Tr) la bornele amplificatorului se obține o înregistrare care conține o componentă lentă corespunzătoare activității lente în temporalul posterior. regiune (Tr), cu oscilații mai rapide suprapuse generate de medulara normală a regiunii temporale anterioare (Ta).

Pentru a clarifica întrebarea care electrod înregistrează această componentă lentă, perechile de electrozi sunt pornite pe două canale suplimentare, în fiecare dintre care unul este reprezentat de un electrod din perechea originală, adică Ta sau Tr, iar al doilea corespunde unora. plumb non-temporal, de exemplu F și O.

Este clar că în perechea nou formată (Tr-O), inclusiv electrodul temporal posterior Tr, situat deasupra medulului alterat patologic, va fi din nou prezentă o componentă lentă. Într-o pereche ale cărei intrări sunt alimentate cu activitate de la doi electrozi situati deasupra unui creier relativ intact (Ta-F), va fi înregistrat un EEG normal. Astfel, în cazul unui focar cortical patologic local, conectarea unui electrod situat deasupra acestui focar, asociat cu oricare altul, duce la apariția unei componente patologice pe canalele EEG corespunzătoare. Acest lucru ne permite să determinăm locația sursei de vibrații patologice.

Un criteriu suplimentar pentru determinarea localizării sursei potențialului de interes pe EEG este fenomenul de distorsiune a fazei de oscilație.

Orez. 3. Relația de fază a înregistrărilor la diverse localizari sursa potentiala: 1, 2, 3 - electrozi; A, B - canale electroencefalograf; 1 - sursa diferenței de potențial înregistrată se află sub electrodul 2 (înregistrările pe canalele A și B sunt în antifază); II - sursa diferenței de potențial înregistrată este situată sub electrodul I (înregistrările sunt în fază)

Săgețile indică direcția curentului în circuitele canalului, ceea ce determină direcțiile corespunzătoare de abatere ale curbei de pe monitor.

Dacă conectați trei electrozi la intrările a două canale ale electroencefalografului, după cum urmează (Fig. 3): electrodul 1 - la „intrarea 1”, electrodul 3 - la „intrarea 2” a amplificatorului B și electrodul 2 - simultan la „ intrarea 2” a amplificatorului A și „intrarea 1” a amplificatorului B; presupunem că sub electrodul 2 există o schimbare pozitivă a potențialului electric în raport cu potențialul restului creierului (indicat prin semnul „+”), atunci este evident că electricitate, cauzată de această deplasare de potențial, va avea direcția opusă în circuitele amplificatoarelor A și B, care se va reflecta în deplasări direcționate opus ale diferenței de potențial - antifaze - în înregistrările EEG corespunzătoare. Astfel, oscilațiile electrice sub electrodul 2 în înregistrările pe canalele A și B vor fi reprezentate prin curbe care au aceleași frecvențe, amplitudini și formă, dar opuse ca fază. La comutarea electrozilor de-a lungul mai multor canale ale unui electroencefalograf sub formă de lanț, se vor înregistra oscilații antifază ale potențialului studiat de-a lungul acelor două canale la ale căror intrări opuse este conectat un electrod comun, aflat deasupra sursei acestui potențial.

1.2 Electroencefalograma. Ritmuri

Natura EEG este determinată de starea funcțională a țesutului nervos, precum și de procesele care au loc în acesta. procesele metabolice. Aportul de sânge afectat duce la suprimarea activității bioelectrice a cortexului cerebral. O caracteristică importantă a EEG este natura sa spontană și autonomia. Activitatea electrică a creierului poate fi înregistrată nu numai în timpul stării de veghe, ci și în timpul somnului. Chiar și cu comă profundă și anestezie, se observă un model caracteristic special al proceselor ritmice (unde EEG). În electroencefalografie, există patru intervale principale: unde alfa, beta, gamma și theta (Fig. 4).

Orez. 4. Procese unde EEG

Existența proceselor ritmice caracteristice este determinată de activitatea electrică spontană a creierului, care este determinată de activitatea totală a neuronilor individuali. Ritmurile electroencefalogramei diferă unele de altele ca durată, amplitudine și formă. Componentele principale ale EEG ale unei persoane sănătoase sunt prezentate în tabelul 1. Împărțirea în grupuri este mai mult sau mai puțin arbitrară, nu corespunde niciunei categorii fiziologice.

Tabelul 1 - Componentele principale ale electroencefalogramei

· Ritm alfa (b): frecvență 8-13 Hz, amplitudine până la 100 µV. Este înregistrată la 85-95% dintre adulții sănătoși. Cel mai bine se exprimă în regiunile occipitale. Ritmul b are cea mai mare amplitudine într-o stare de veghe calmă, relaxată în timpul ochi inchisi. Pe lângă modificările asociate cu starea funcțională a creierului, în cele mai multe cazuri se observă modificări spontane ale amplitudinii ritmului b, exprimate într-o creștere și scădere alternativă odată cu formarea de „Fusuri” caracteristice, care durează 2-8 s. . Odată cu creșterea nivelului de activitate funcțională a creierului (atenție intensă, frică), amplitudinea ritmului b scade. Pe EEG apare activitate neregulată de înaltă frecvență, de amplitudine mică, reflectând desincronizarea activității neuronale. Cu o iritație externă de scurtă durată, bruscă (în special o fulger de lumină), această desincronizare se produce brusc, iar dacă iritația nu este de natură emoțională, ritmul b este restabilit destul de repede (după 0,5-2 s). Acest fenomen se numește „reacție de activare”, „reacție de orientare”, „reacție de extincție a ritmului b”, „reacție de desincronizare”.

· Ritm beta(b): frecventa 14-40 Hz, amplitudine pana la 25 μV. Ritmul b este cel mai bine înregistrat în zona girusului central, dar se extinde și la girul central posterior și frontal. În mod normal, se exprimă foarte slab și în majoritatea cazurilor are o amplitudine de 5-15 μV. Ritmul β este asociat cu mecanismele corticale somatice senzoriale și motorii și produce un răspuns de extincție la activarea motorie sau stimularea tactilă. Activitatea cu o frecvență de 40-70 Hz și o amplitudine de 5-7 μV este uneori numită ritm-g; nu are semnificație clinică.

· Ritm Mu(m): frecventa 8-13 Hz, amplitudine pana la 50 μV. Parametrii ritmului-m sunt similari cu cei ai ritmului-b normal, dar ritmul-m diferă de acesta din urmă prin proprietăți fiziologice și topografie. Vizual, ritmul m este observat doar la 5-15% dintre subiecții din regiunea rolandică. Amplitudinea m-ritmului (în cazuri rare) crește odată cu activarea motorie sau stimularea somatosenzorială. În analiza de rutină, ritmul m nu are semnificație clinică.

Activitate Theta (I): frecvența 4-7 Hz, amplitudinea activității patologice I? 40 μV și cel mai adesea depășește amplitudinea ritmuri normale creier, ajungând la 300 μV sau mai mult în unele condiții patologice.

· Activitate Delta (d): frecvență 0,5-3 Hz, amplitudine aceeași cu cea a activității I. Oscilațiile I și d pot fi prezente în cantități mici pe EEG-ul unui adult treaz și sunt normale, dar amplitudinea lor nu o depășește pe cea a ritmului b. Un EEG este considerat patologic dacă conține oscilații i- și d cu o amplitudine de 40 μV și ocupând mai mult de 15% din timpul total de înregistrare.

Activitatea epileptiformă este un fenomen observat în mod obișnuit pe EEG la pacienții cu epilepsie. Ele apar din schimbările de depolarizare paroxistică extrem de sincronizate în populații mari de neuroni, însoțite de generarea potențialelor de acțiune. Ca urmare a acestui fapt, apar potențiale de amplitudine mare, în formă acută, care au denumiri adecvate.

· Spike (în engleză spike - vârf, vârf) - un potențial negativ al unei forme acute, care durează mai puțin de 70 ms, cu o amplitudine de 50 μV (uneori până la sute sau chiar mii de μV).

· O undă acută diferă de un vârf prin faptul că este prelungită în timp: durata ei este de 70-200 ms.

· Undele ascuțite și vârfurile se pot combina cu undele lente pentru a forma complexe stereotipe. Spike-unda lentă este un complex de un spike și un val lent. Frecvența complexelor spike-undă lentă este de 2,5-6 Hz, iar perioada, respectiv, este de 160-250 ms. Unda acută-lentă este un complex de undă acută urmată de o undă lentă, perioada complexului este de 500-1300 ms (Fig. 5).

O caracteristică importantă a vârfurilor și a valurilor ascuțite este lor apariție bruscăși dispariție, și o diferență clară față de activitatea de fond, pe care o depășesc în amplitudine. Fenomenele acute cu parametri adecvați care nu se disting clar de activitatea de fundal nu sunt desemnate ca valuri ascuțite sau vârfuri.

Orez. 5 . Principalele tipuri de activitate epileptiformă: 1- vârfuri; 2 - valuri ascuțite; 3 - unde ascuțite în banda P; 4 - spike-undă lentă; 5 - polyspike-undă lentă; 6 - val acut-lent. Valoarea semnalului de calibrare pentru „4” este de 100 µV, pentru alte intrări - 50 µV.

O explozie este un termen care desemnează un grup de unde cu apariție și dispariție bruscă, clar diferit de activitatea de fundal ca frecvență, formă și/sau amplitudine (Fig. 6).

Orez. 6. Blituri și descărcări: 1 - flash-uri de unde b de amplitudine mare; 2 - flash-uri de unde b de amplitudine mare; 3 - fulgerări (descărcări) de unde ascuțite; 4 - rafale de oscilații polifazice; 5 - flash-uri de unde d; 6 - flash-uri de i-waves; 7 - flash-uri (descărcări) de complexe spike-undă lentă

· Descărcare - o fulgerare de activitate epileptiformă.

· Model de convulsii - o descărcare de activitate epileptiformă care coincide de obicei cu o criză epileptică clinică.

2. Electroencefalografia pentru epilepsie

Epilepsia este o boală manifestată prin două sau mai multe crize epileptice (crize). O criză de epilepsie este o tulburare stereotipă scurtă, de obicei neprovocată, a conștiinței, comportamentului, emoțiilor, funcțiilor motorii sau senzoriale, care, chiar și în manifestările clinice, poate fi asociată cu descărcarea unui număr în exces de neuroni în cortexul cerebral. Definirea unei crize epileptice prin conceptul de descărcare neuronală determină cea mai importantă semnificație a EEG în epileptologie.

Clarificarea formei de epilepsie (mai mult de 50 de opțiuni) include componenta obligatorie descrierea modelului EEG caracteristic acestei forme. Valoarea EEG este determinată de faptul că descărcări epileptice și, în consecință, activitate epileptiformă, sunt observate pe EEG în afara unui atac epileptic.

Semnele de încredere ale epilepsiei sunt descărcări ale activității epileptiforme și tipare de crize epileptice. În plus, exploziile de amplitudine mare (mai mult de 100-150 μV) de activitate b-, I- și d sunt caracteristice, dar în sine nu pot fi considerate dovezi ale prezenței epilepsiei și sunt evaluate în contextul tablou clinic. Pe lângă diagnosticul de epilepsie, EEG joacă un rol important în determinarea formei bolii epileptice, care determină prognosticul și alegerea medicamentului. EEG vă permite să selectați doza de medicament prin evaluarea scăderii activității epileptiforme și să preziceți efectele secundare prin apariția unei activități patologice suplimentare.

Pentru a detecta activitatea epileptiformă asupra EEG se utilizează stimularea ritmică luminoasă (în special în timpul crizelor fotogenice), hiperventilația sau alte influențe, pe baza informațiilor despre factorii care provoacă atacurile. Înregistrarea pe termen lung, în special în timpul somnului, ajută la identificarea secrețiilor epileptiforme și a tiparelor de convulsii.

Provocarea descărcărilor epileptiforme pe EEG sau criza în sine este facilitată de privarea de somn. Activitatea epileptiformă confirmă diagnosticul de epilepsie, dar este posibilă și în alte afecțiuni, în timp ce la unii pacienți cu epilepsie nu poate fi înregistrată.

Înregistrarea pe termen lung a electroencefalogramei și monitorizarea video EEG, cum ar fi crizele epileptice, activitatea epileptiformă pe EEG nu este înregistrată în mod constant. În unele forme de tulburări epileptice, se observă numai în timpul somnului, uneori provocat de anumite situatii de viata sau modele de activitate a pacientului. În consecință, fiabilitatea diagnosticării epilepsiei depinde direct de posibilitatea înregistrării EEG pe termen lung în condițiile unui comportament suficient de liber al subiectului. În acest scop, au fost dezvoltate sisteme portabile speciale pentru înregistrarea EEG pe termen lung (12-24 ore sau mai mult) în condiții similare activităților normale de viață.

Sistemul de înregistrare constă dintr-un capac elastic cu electrozi special proiectați încorporați, permițând înregistrarea EEG de înaltă calitate pe termen lung. Activitatea electrică de ieșire a creierului este amplificată, digitizată și înregistrată pe carduri flash de un reportofon de dimensiunea unei cutii de țigări care se potrivește pacientului într-o pungă convenabilă. Pacientul poate efectua activități normale la domiciliu. La finalizarea înregistrării, informațiile de pe cardul flash din laborator sunt transferate într-un sistem informatic pentru înregistrarea, vizualizarea, analizarea, stocarea și tipărirea datelor electroencefalografice și sunt procesate ca un EEG obișnuit. Cele mai fiabile informații sunt furnizate de monitorizarea EEG-video - înregistrarea simultană a EEG și înregistrarea video a pacientului în timpul unui atac. Utilizarea acestor metode este necesară în diagnosticul epilepsiei, atunci când EEG de rutină nu evidențiază activitate epileptiformă, precum și în determinarea formei de epilepsie și a tipului de criză epileptică, pentru diagnosticul diferențial al crizelor epileptice și non-epileptice, si sa clarifice scopurile interventiei chirurgicale pentru tratament chirurgical, diagnosticul tulburărilor epileptice non-paroxistice asociate cu activitatea epileptiformă în timpul somnului, monitorizarea alegerii corecte și a dozei de medicament, efectele secundare ale terapiei, fiabilitatea remisiunii.

2.1. Caracteristicile electroencefalogramei în cele mai frecvente forme de epilepsie și sindroame epileptice

· Epilepsie benignă copilărie cu vârfuri centrotemporale (epilepsie rolandică benignă).

Orez. 7. EEG al unui pacient de 6 ani cu epilepsie infantilă idiopatică cu vârfuri centrotemporale

Complexele regulate de unde ascuțite-lent, cu o amplitudine de până la 240 μV sunt vizibile în regiunea centrală dreaptă (C4) și în regiunea temporală anterioară (T4), formând o distorsiune de fază în derivațiile corespunzătoare, indicând generarea lor de către un dipol în părțile inferioare. a girusului precentral la limita cu temporalul superior.

În afara unei convulsii: vârfuri focale, unde ascuțite și/sau complexe spike-undă lentă într-o emisferă (40-50%) sau în două cu predominanță unilaterală în derivațiile temporale centrale și mediale, formând antifaze peste regiunile rolandică și temporală ( Fig. 7).

Uneori, activitatea epileptiformă este absentă în timpul stării de veghe, dar apare în timpul somnului.

În timpul unui atac: descărcare epileptică focală în derivațiile temporale centrale și mediale sub formă de vârfuri de amplitudine mare și unde ascuțite, combinate cu unde lente, cu posibilă răspândire dincolo de localizarea inițială.

· Epilepsie occipitală benignă a copilăriei cu debut precoce (forma Panayotopoulos).

În afara unui atac: la 90% dintre pacienți se observă în principal complexe multifocale de unde acut-lentă de amplitudine mare sau mică, adesea descărcări generalizate sincrone bilateral. În două treimi din cazuri se observă aderențe occipitale, într-o treime din cazuri - extraoccipitale.

Complexele apar în serie la închiderea ochilor.

Se observă blocarea activității epileptiforme prin deschiderea ochilor. Activitatea epileptiformă asupra EEG și uneori crizele sunt provocate de fotostimulare.

În timpul unui atac: o descărcare epileptică sub formă de vârfuri de amplitudine mare și unde ascuțite, combinate cu unde lente, în una sau ambele derivații occipitale și parietale posterioare, răspândindu-se de obicei dincolo de localizarea inițială.

Epilepsie generalizată idiopatică. Modele EEG caracteristice epilepsiei idiopatice din copilărie și adolescență cu

· crizele de absență, precum și pentru epilepsia mioclonică juvenilă idiopatică, sunt date mai sus.

Caracteristicile EEG în epilepsia idiopatică generalizată primară cu crize tonico-clonice generalizate sunt următoarele.

În afara unui atac: uneori în limite normale, dar de obicei cu modificări moderate sau pronunțate cu unde I, D, explozii de complexe spike-undă lentă bilateral sincrone sau asimetrice, vârfuri, unde ascuțite.

În timpul unui atac: o descărcare generalizată sub formă de activitate ritmică de 10 Hz, crescând treptat în amplitudine și scăzând frecvența în faza clonică, unde ascuțite de 8-16 Hz, complexe spike-undă lentă și polispike-undă lentă, grupuri de unde I- și d- de amplitudine mare, neregulate, asimetrice, în faza tonică I- și d-activitate, terminand uneori cu perioade de inactivitate sau activitate lentă de amplitudine mică.

· Epilepsii focale simptomatice: se observă descărcări focale epileptiforme caracteristice mai rar decât la cele idiopatice. Chiar și convulsiile pot să nu se manifeste ca activitate epileptiformă tipică, ci mai degrabă explozii de unde lente sau chiar desincronizare și aplatizare legată de convulsii a EEG.

În epilepsia lobului temporal limbic (hipocampal), modificările pot fi absente în perioada interictală. În mod obișnuit, complexele focale ale unei unde acute-lente sunt observate în derivațiile temporale, uneori sincron bilateral cu dominanța unilaterală a amplitudinii (Fig. 8.). În timpul unui atac - fulgerări de unde lente „abrupte” ritmice de mare amplitudine, sau unde ascuțite sau complexe de unde ascuțite-lent în derivațiile temporale, răspândindu-se la cele frontale și posterioare. La debut (uneori în timpul) o criză, se poate observa aplatizarea unilaterală a EEG. Pentru epilepsia temporală laterală cu auditive și mai rar iluzii vizuale, halucinații și stări de vis, tulburări de vorbire și orientare, activitate epileptiformă pe EEG se observă mai des. Descărcările sunt localizate în derivațiile temporale medii și posterioare.

În crizele non-convulsive de lob temporal care apar ca automatisme, este posibilă o imagine a unei descărcări epileptice sub formă de activitate I ritmică primară sau secundară generalizată de mare amplitudine, fără fenomene acute, iar în cazuri rare - sub formă de desincronizare difuză. , manifestată prin activitate polimorfă cu o amplitudine mai mică de 25 μV.

Orez. 8. Epilepsia lobului temporal la un pacient de 28 de ani cu crize parțiale complexe

Complexele de unde ascuțite-lente bilaterale-sincrone în părțile anterioare ale regiunii temporale cu predominanță de amplitudine în dreapta (electrozii F8 și T4) indică localizarea sursei de activitate patologică în părțile mediobazale anterioare ale lobului temporal drept.

EEG în cazul epilepsiei lobului frontal în perioada interictală nu evidențiază patologia focală în două treimi din cazuri. În prezența oscilațiilor epileptiforme, acestea sunt înregistrate în derivațiile frontale pe una sau ambele părți; se observă complexe sincrone bilaterale spike-undă lentă, adesea cu predominanță laterală în regiunile frontale. În timpul unei convulsii, pot fi observate descărcări bilaterale sincrone spike-undă lentă sau unde I sau D regulate de amplitudine mare, predominant în derivațiile frontale și/sau temporale și uneori desincronizare difuză bruscă. Cu focarele orbitofrontale, localizarea tridimensională dezvăluie locația corespunzătoare a surselor undelor ascuțite inițiale ale modelului de criză epileptică.

2.2 Interpretarea rezultatelor

Analiza EEG este efectuată în timpul înregistrării și, în final, la finalizarea acesteia. În timpul înregistrării, se evaluează prezența artefactelor (inducerea câmpurilor de curent de la rețea, artefacte mecanice ale mișcării electrozilor, electromiogramă, electrocardiogramă etc.) și se iau măsuri pentru eliminarea acestora. Se evaluează frecvența și amplitudinea EEG, se identifică elementele grafice caracteristice și se determină distribuția lor spațială și temporală. Analiza se completează cu interpretarea fiziologică și fiziopatologică a rezultatelor și formularea unei concluzii diagnostice cu corelație clinico-electroencefalografică.

Orez. 9. Răspuns fotoparoxistic la EEG în epilepsie cu convulsii generalizate

EEG de fond este în limite normale. Odată cu creșterea frecvenței de la 6 la 25 Hz a stimulării ritmice luminoase, se observă o creștere a amplitudinii răspunsurilor la o frecvență de 20 Hz odată cu dezvoltarea de descărcări generalizate de vârfuri, unde ascuțite și complexe spike-undă lentă. d - emisfera dreaptă; s - emisfera stângă.

Documentul medical principal despre EEG este un raport clinic electroencefalografic scris de un specialist pe baza analizei EEG-ului „brut”.

Concluzia EEG trebuie formulată în conformitate cu anumite reguli și constă din trei părți:

1) descrierea principalelor tipuri de activitate și elemente grafice;

2) rezumatul descrierii și interpretarea ei fiziopatologică;

3) corelarea rezultatelor celor două părți anterioare cu datele clinice.

Termenul descriptiv de bază în EEG este „activitate”, care definește orice secvență de unde (activitate b, activitate a undelor ascuțite etc.).

· Frecvența este determinată de numărul de vibrații pe secundă; se notează cu numărul corespunzător și se exprimă în herți (Hz). Descrierea oferă frecvența medie a activității evaluate. De obicei, se prelevează 4-5 segmente EEG cu durata de 1 s și se calculează numărul de unde din fiecare dintre ele (Fig. 10).

· Amplitudine - intervalul de fluctuații ale potențialului electric pe EEG; măsurată de la vârful undei precedente până la vârful undei ulterioare în faza opusă, exprimat în microvolți (µV). Un semnal de calibrare este utilizat pentru a măsura amplitudinea. Deci, dacă semnalul de calibrare corespunzător unei tensiuni de 50 μV are o înălțime de 10 mm în înregistrare, atunci, în consecință, 1 mm de deformare a stiloului va însemna 5 μV. Pentru a caracteriza amplitudinea activității în descrierea EEG, sunt luate cele mai caracteristice valori maxime, excluzând valorile aberante.

· Faza determină starea curentă a procesului și indică direcția vectorului modificărilor acestuia. Unele fenomene EEG sunt evaluate după numărul de faze pe care le conţin. Monofazicul este o oscilație într-o direcție de la linia izoelectrică cu revenire la nivelul inițial, bifazicul este o astfel de oscilație atunci când, după terminarea unei faze, curba trece de nivelul inițial, deviază în direcția opusă și revine la izoelectric. linia. Vibrațiile care conțin trei sau mai multe faze sunt numite polifazice. într-un sens mai restrâns, termenul „undă polifazică” definește o secvență de unde b- și lente (de obicei d).

Orez. 10. Măsurarea frecvenței (1) și a amplitudinii (II) pe EEG

Frecvența este măsurată ca număr de unde pe unitatea de timp (1 s). A - amplitudine.

Concluzie

electroencefalografie epileptiform cerebral

Folosind EEG, se obțin informații despre starea funcțională a creierului la diferite niveluri de conștiință ale pacientului. Avantajul acestei metode este inofensivitatea, lipsa de durere și neinvazivitatea sa.

Electroencefalografia găsită aplicare largăîntr-o clinică neurologică. Datele EEG sunt deosebit de importante în diagnosticul epilepsiei; ele pot juca un anumit rol în recunoașterea tumorilor cu localizare intracraniană, a bolilor vasculare, inflamatorii, degenerative ale creierului și a stărilor comatoase. EEG folosind fotostimularea sau stimularea sonoră poate ajuta la diferențierea dintre adevărat și tulburări isterice vederea și auzul sau simularea unor astfel de tulburări. EEG poate fi folosit pentru monitorizarea pacientului. Absența semnelor de activitate bioelectrică a creierului pe EEG este unul dintre cele mai importante criterii pentru moartea sa.

EEG este ușor de utilizat, ieftin și nu implică niciun impact asupra subiectului, adică. neinvaziv. EEG poate fi înregistrat lângă patul pacientului și utilizat pentru a monitoriza stadiul epilepsiei și monitorizarea pe termen lung a activității creierului.

Dar există un alt avantaj, nu atât de evident, dar foarte valoros al EEG. De fapt, PET și fMRI se bazează pe măsurarea modificărilor metabolice secundare în țesutul cerebral, nu pe cele primare (adică procesele electrice din celulele nervoase). Un EEG poate arăta unul dintre principalii parametri ai sistemului nervos - proprietatea ritmului, care reflectă consistența activității diferitelor structuri ale creierului. În consecință, prin înregistrarea unei encefalograme electrice (precum și magnetice), neurofiziologul are acces la mecanismele reale de procesare a informațiilor din creier. Acest lucru ajută la dezvăluirea tiparului proceselor implicate în creier, arătând nu numai „unde”, ci și „cum” sunt procesate informațiile în creier. Această posibilitate este cea care face EEG o metodă de diagnostic unică și, desigur, valoroasă.

Examinările electroencefalografice relevă modul în care creierul uman își folosește rezervele funcționale.

Bibliografie

1. Zenkov, L.R. Electroencefalografia clinică (cu elemente de epileptologie). Un ghid pentru medici - ed. a III-a. - M.: MEDpress-inform, 2004. - 368 p.

2. Chebanenko A.P., Manual pentru studenții Facultății de Fizică, Departamentul de Fizică Medicală, Termo- și Electrodinamică Aplicată în Medicină - Odesa - 2008. - 91 p.

3. Kratin Yu.G., Guselnikov, V.N. Tehnici și metode de electroencefalografie. - L.: Știință, 1971, p. 71.

Postat pe Allbest.ru

...

Documente similare

Începutul studiului proceselor electrice ale creierului de către D. Ramon, care i-a descoperit proprietățile electrogenice. Electroencefalografia ca metodă modernă neinvazivă pentru studierea stării funcționale a creierului prin înregistrarea activității bioelectrice.

prezentare, adaugat 09.05.2016


Studiul stării funcționale a sistemului nervos central cu ajutorul electroencefalografiei. Formarea unui protocol de examinare. Cartografierea activității electrice a creierului. Studiul circulației cerebrale și periferice cu ajutorul reografiei.

lucrare curs, adăugată 02.12.2016


Conceptul și principiile electroencefalografiei (EEG). Posibilități de utilizare a EEG în studiul proceselor de adaptare umană. Caracteristici tipologice individuale ale proceselor de reglare ale sistemului nervos central la persoanele cu semne inițiale de distonie neurocirculatoare.

prezentare, adaugat 14.11.2016


Evaluarea stării funcționale a creierului copiilor nou-născuți din grupurile de risc. Elemente grafice ale electroencefalografiei neonatale, ontogeneză normativă și patologică. Dezvoltarea și rezultatul tiparelor: suprimarea exploziei, theta, „perii” delta, paroxisme.

articol, adăugat 18.08.2017


Idei generale despre epilepsie: descrierea bolii în medicină, trăsăturile de personalitate ale pacientului. Neuropsihologia copilăriei. Tulburări cognitive la copiii cu epilepsie. Deteriorarea memoriei mediate și a componentei motivaționale la pacienți.

lucrare curs, adaugat 13.07.2012


Caracteristicile esențiale ale activității neuronale și studiul activității neuronilor creierului. Analiza electroencefalografiei, care evaluează biopotențialele care apar atunci când celulele creierului sunt excitate. Procesul de magnetoencefalografie.

test, adaugat 25.09.2011


Evaluarea activității limfocitelor ucigașe. Determinarea activității funcționale a fagocitelor, concentrația imunoglobulinelor, componentele complementului. Metode imunologice bazate pe reacția antigen-anticorp. Domenii de utilizare ale imunodiagnosticului.

tutorial, adăugat 04/12/2014


Etiologia, patogeneza și tratamentul necrozei pancreatice. Neutrofile: ciclul de viață, morfologie, funcții, metabolism. Metodă bioluminiscentă pentru determinarea activității dehidrogenazelor dependente de NAD(P) în neutrofile. Activitatea lactat dehidrogenazei neutrofilelor din sânge.

lucrare de curs, adăugată 06.08.2014


Caracteristicile metodelor de cercetare activitate mecanică inima - apexcardiografie, balistocardiografie, kimografie cu raze X și ecocardiografie. Semnificația lor principală, precizia măsurării și caracteristicile aplicației. Principiul și modurile de funcționare ale unui aparat cu ultrasunete.

prezentare, adaugat 13.12.2013


Caracteristici fiziopatologice la pacienții neurochirurgical și la pacienții cu leziuni cerebrale traumatice. Circulație slabă a sângelui în creier. Aspecte terapeutice în terapia cu perfuzie. Caracteristicile nutriției pacienților cu leziuni cerebrale traumatice.

11.02.2002

Momot T.G.

Ce determină necesitatea unui studiu electroencefalografic?

Necesitatea utilizării EEG se datorează faptului că datele sale trebuie luate în considerare atât la persoanele sănătoase în timpul selecției profesionale, în special la persoanele care lucrează în situații stresante sau în condiții dăunătoare de muncă, cât și la examinarea pacienților pentru rezolvarea problemelor de diagnostic diferențial, care este deosebit de important în stadiile incipiente ale bolii pentru a selecta cel mai mult metode eficiente tratamentul și monitorizarea terapiei.

Care sunt indicațiile electroencefalografiei?

Indicații neîndoielnice pentru examinare ar trebui să fie luate în considerare prezența pacientului: epilepsie, stări de criză non-epileptică, migrenă, proces volumetric, leziune vasculară a creierului, leziune cerebrală traumatică, boală inflamatorie a creierului.

În plus, în alte cazuri care prezintă dificultăți pentru medicul curant, pacientul poate fi trimis și pentru un examen electroencefalografic; Adesea, se efectuează mai multe examinări EEG repetate pentru a monitoriza efectul medicamentelor și pentru a clarifica dinamica bolii.

Ce include pregătirea unui pacient pentru o examinare?

Prima cerință atunci când se efectuează examinări EEG este o înțelegere clară de către electrofiziolog a obiectivelor sale. De exemplu, dacă un medic trebuie doar să evalueze starea funcțională generală a sistemului nervos central, examinarea se efectuează conform unui protocol standard; dacă este necesar să se identifice activitatea epileptiformă sau prezența unor modificări locale, timpul de examinare și sarcinile funcționale variază individual, poate fi utilizată o înregistrare de monitorizare pe termen lung. Prin urmare, medicul curant, atunci când trimite un pacient pentru un studiu electroencefalografic, trebuie să colecteze istoricul medical al pacientului, să asigure, dacă este necesar, o examinare preliminară de către un radiolog și oftalmolog și să formuleze în mod clar principalele sarcini ale căutării diagnostice către neurofiziolog. Atunci când efectuează un studiu standard, un neurofiziolog în etapa evaluării primare a electroencefalogramei trebuie să aibă date despre vârsta și starea de conștiență a pacientului, iar informațiile clinice suplimentare pot influența evaluarea obiectivă a anumitor elemente morfologice.

Cum să obțineți o calitate impecabilă a înregistrării EEG?

Eficacitatea analizei computerizate a electroencefalogramei depinde de calitatea înregistrării acesteia. O înregistrare EEG impecabilă este cheia analizei sale corecte ulterioare.

Înregistrarea EEG se efectuează numai pe un amplificator pre-calibrat. Amplificatorul este calibrat conform instrucțiunilor furnizate împreună cu electroencefalograful.

Pentru a efectua examinarea, pacientul este așezat confortabil pe un scaun sau așezat pe o canapea, i se pune o cască de cauciuc pe cap și se aplică electrozi, care sunt conectați la un amplificator electroencefalografic. Această procedură este descrisă mai detaliat mai jos.

Diagrama de aranjare a electrozilor.

Fixarea și aplicarea electrozilor.

Îngrijirea electrozilor.

Condiții pentru înregistrarea EEG.

Artefacte și eliminarea lor.

Procedura de înregistrare EEG.

A. Dispunerea electrozilor

Pentru înregistrarea EEG, se folosește un sistem de aranjare a electrozilor „10-20%”, care include 21 de electrozi, sau un sistem modificat „10-20%”, care conține 16 electrozi activi cu un total mediu de referință. O caracteristică a celui mai recent sistem, care este utilizat de compania DX Systems, este prezența unui electrod occipital nepereche Oz și a unui electrod central nepereche Cz. Unele versiuni ale programului oferă un sistem de aranjare a 16 electrozi cu două derivații occipitale O1 și O2, în absența Cz și Oz. Electrodul de împământare este situat în centrul regiunii frontale anterioare. Literele și denumirile numerice ale electrozilor corespund aranjamentului internațional „10-20%. Îndepărtarea potențialelor electrice se realizează în mod monopolar cu un total mediu. Avantajul acestui sistem este un proces mai puțin intensiv de muncă de aplicare a electrozilor cu conținut suficient de informații și capacitatea de a se converti în orice cabluri bipolare.

B. Fixarea și aplicarea electrozilor se efectuează în următoarea ordine:

Electrozii sunt conectați la amplificator. Pentru a face acest lucru, mufele electrozilor sunt introduse în prizele de electrozi ale amplificatorului.

Pacientul poartă cască. În funcție de mărimea capului pacientului, dimensiunile căștii sunt ajustate prin strângerea și slăbirea benzilor de cauciuc. Locațiile electrozilor sunt determinate în funcție de sistemul de aranjare a electrozilor, iar hamurile de căști sunt instalate la intersecția cu aceștia. Trebuie amintit că casca nu trebuie să provoace disconfort pacientului.

Utilizați un tampon de bumbac înmuiat în alcool pentru a degresa zonele destinate plasării electrozilor.

În conformitate cu denumirile indicate pe panoul amplificatorului, electrozii sunt instalați în locurile prevăzute de sistem, electrozii perechi sunt amplasați simetric. Imediat înainte de plasarea fiecărui electrod, se aplică gel pentru electrozi pe suprafața în contact cu pielea. Trebuie reținut că gelul folosit ca conductor trebuie să fie destinat electrodiagnosticului.

C. Îngrijirea electrozilor.

O atenție deosebită trebuie acordată îngrijirii electrozilor: după terminarea lucrului cu pacientul, electrozii trebuie spălați cu apă caldă și uscați cu un prosop curat, evitați îndoirea și tensiunea excesivă a cablurilor electrozilor, precum și apă și soluție salină. ajungând pe conectorii cablului electrodului.

D. Condiții pentru înregistrarea EEG.

Condițiile pentru înregistrarea unei electroencefalograme ar trebui să asigure pacientului o stare de veghe relaxată: un scaun confortabil; cameră luminoasă și izolată fonic; aplicarea corectă a electrozilor; amplasarea fonofotostimulatorului la o distanță de 30-50 cm de ochii subiectului.

După aplicarea electrozilor, pacientul trebuie să stea confortabil pe un scaun special. Mușchii centurii scapulare superioare trebuie relaxați. Calitatea înregistrării poate fi verificată atunci când electroencefalograful este pornit în modul de înregistrare. Cu toate acestea, un electroencefalograf poate înregistra nu numai potențialele electrice ale creierului, ci și semnalele străine (așa-numitele artefacte).

E. Artefacte și eliminarea lor.

Cel mai etapa importanta Utilizarea computerelor în electroencefalografia clinică este pregătirea semnalului electroencefalografic inițial, care este stocat în memoria computerului. Principala cerință aici este de a asigura intrarea EEG fără artefacte (Zenkov L.R., Ronkin M.A., 1991).

Pentru a elimina artefactele, este necesar să se determine cauza lor. În funcție de cauza apariției lor, artefactele sunt împărțite în fizice și fiziologice.

Artefactele fizice sunt cauzate de motive tehnice, care includ:

Calitatea nesatisfăcătoare a împământului;

Posibilă influență a diferitelor echipamente care lucrează în medicină (radiografie, fizioterapie etc.);

Amplificator de semnal electroencefalografic necalibrat;

Aplicare slabă a electrodului;

Deteriorarea electrodului (partea în contact cu suprafața capului și firul de legătură);

Intrare de la un fonofotostimulator funcțional;

Conductivitate electrică deteriorată atunci când apa și soluția salină ajung pe conectorii cablurilor electrozilor.

Pentru a elimina defecțiunile asociate cu o calitate nesatisfăcătoare a legăturii la pământ, interferența de la echipamentele care funcționează în apropiere și un fono-fotostimulator funcțional, este necesară asistența unui inginer instalator pentru împământarea corectă a echipamentului medical și instalarea sistemului.

Dacă electrozii sunt aplicați prost, reinstalați-i conform paragrafului B. aceste recomandari.

Un electrod deteriorat trebuie înlocuit.

Curăţaţi conectorii cablurilor electrodului cu alcool.

Artefactele fiziologice care sunt cauzate de procesele biologice ale corpului subiectului includ:

Electromiograma - artefacte ale mișcării musculare;

Electrooculograma - artefacte de mișcare a ochilor;

Artefacte asociate cu înregistrarea activității electrice a inimii;

Artefacte asociate cu pulsația vasculară (când vasul este aproape de electrodul de înregistrare;

Artefacte legate de respirație;

Artefacte asociate cu modificări ale rezistenței pielii;

Artefacte asociate cu comportamentul neliniștit al pacientului;

Nu este întotdeauna posibilă evitarea completă a artefactelor fiziologice, prin urmare, dacă acestea sunt de scurtă durată (clipirea rar a ochilor, tensiunea mușchilor masticatori, neliniștea de scurtă durată), se recomandă îndepărtarea lor folosind un mod special oferit de programul. Sarcina principală a cercetătorului în această etapă este să recunoască corect și să elimine în timp util artefactele. În unele cazuri, filtrele sunt folosite pentru a îmbunătăți calitatea EEG.

Înregistrarea electromiogramei poate fi asociată cu tensiunea în mușchii masticatori și este reprodusă sub formă de oscilații de mare amplitudine în domeniul beta în zona derivațiilor temporale. Modificări similare se găsesc la înghițire. Anumite dificultăți apar și la examinarea pacienților cu crize tiroidiene, deoarece există o stratificare a electromiogramei pe electroencefalogramă, în aceste cazuri este necesară aplicarea filtrării antimusculare sau prescrierea terapiei medicamentoase adecvate.

Dacă pacientul clipește mult timp, îi puteți cere să-și apese independent degetul arătător și degetul mare pentru a-și menține pleoapele închise. Această procedură poate fi, de asemenea, efectuată asistent medical. Oculograma se înregistrează în derivațiile frontale sub formă de oscilații sincrone bilaterale ale intervalului deltă, depășind nivelul de fond în amplitudine.

Activitatea electrică a inimii poate fi înregistrată în principal în derivațiile temporale și occipitale posterioare stângi, coincide ca frecvență cu pulsul și este reprezentată de oscilații unice în domeniul theta, depășind ușor nivelul activității de fond. Nu provoacă nicio eroare vizibilă în timpul analizei automate.

Artefactele asociate cu pulsația vasculară sunt reprezentate de oscilații predominant în intervalul deltă, depășesc nivelul activității de fond și sunt eliminate prin mutarea electrodului într-o zonă adiacentă care nu este situată deasupra vasului.

În cazul artefactelor asociate cu respirația pacientului, se înregistrează oscilații regulate cu undă lentă, care coincid în ritm cu mișcările respiratorii și cauzate de mișcări mecanice ale toracelui, manifestate mai des în timpul unui test cu hiperventilație. Pentru a o elimina, se recomandă să se ceară pacientului să treacă la respirația diafragmatică și să evite mișcările străine în timpul respirației.

Pentru artefactele asociate cu modificări ale rezistenței pielii, care pot fi cauzate de o perturbare a stării emoționale a pacientului, sunt înregistrate oscilații neregulate ale undelor lente. Pentru a le elimina, este necesar să calmați pacientul, să ștergeți din nou zonele de piele de sub electrozi cu alcool și să le scarificați cu cretă.

Problema fezabilității studiului și a posibilității utilizării medicamentelor la pacienții aflați în stare de agitație psihomotorie se decide împreună cu medicul curant individual pentru fiecare pacient.

În cazurile în care artefactele sunt unde lente greu de eliminat, se poate efectua înregistrarea cu o constantă de timp de 0,1 sec.

F. Ce este procedura de înregistrare EEG?

Procedura de înregistrare a unui EEG în timpul unei examinări de rutină durează aproximativ 15-20 de minute și include înregistrarea unei „curbe de fundal” și înregistrarea unui EEG în diferite stări funcționale. Este convenabil să aveți mai multe protocoale de înregistrare pre-create, inclusiv teste funcționale de diferite durate și secvențe. Dacă este necesar, se poate folosi înregistrarea de monitorizare pe termen lung, a cărei durată este inițial limitată doar de rezervele de hârtie sau de spațiul liber pe discul pe care se află baza de date. înregistrarea conform protocolului. O intrare de protocol poate conține mai multe teste funcționale. Se selectează individual un protocol de cercetare sau se creează unul nou, care indică succesiunea probelor, tipul și durata acestora. Protocolul standard include un test de deschidere a ochilor, hiperventilație de 3 minute, fotostimulare la o frecvență de 2 și 10 Hz. Dacă este necesar, fono- sau foto-stimularea se efectuează la frecvențe de până la 20 Hz, declanșează stimularea de-a lungul unui canal dat. În cazuri speciale, se mai folosesc următoarele: strângerea degetelor într-un pumn, stimuli sonori, luarea diferitelor medicamente farmacologice și teste psihologice.

Ce sunt testele funcționale standard?

Testul „ochi deschis-închiși” se efectuează de obicei timp de aproximativ 3 secunde, cu intervale între teste succesive de 5 până la 10 secunde. Se crede că deschiderea ochilor caracterizează trecerea la activitate (inerția mai mare sau mai mică a proceselor de inhibiție); iar închiderea ochilor caracterizează trecerea la repaus (inerția mai mare sau mai mică a proceselor de excitație).

În mod normal, când ochii se deschid, există o suprimare a activității alfa și o creștere (nu întotdeauna) a activității beta. Închiderea ochilor crește indicele, amplitudinea și regularitatea activității alfa.

Perioada de latentă a răspunsului cu ochii deschiși și închiși variază între 0,01-0,03 secunde și, respectiv, 0,4-1 secunde. Se crede că răspunsul la deschiderea ochilor este o tranziție de la o stare de repaus la o stare de activitate și caracterizează inerția proceselor de inhibiție. Iar răspunsul la închiderea ochilor este o tranziție de la o stare de activitate la repaus și caracterizează inerția proceselor de excitație. Parametrii de răspuns pentru fiecare pacient sunt de obicei stabili în timpul testelor repetate.

Atunci când se efectuează un test cu hiperventilație, pacientul trebuie să respire rar, profunde și expirații timp de 2-3 minute, uneori mai mult. La copiii cu vârsta sub 12-15 ani, hiperventilația până la sfârșitul primului minut duce în mod natural la o încetinire a EEG, care crește în procesul de hiperventilație ulterioară simultan cu frecvența oscilațiilor. Efectul hipersincronizării EEG în timpul hiperventilației este mai pronunțat cu cât subiectul este mai tânăr. În mod normal, o astfel de hiperventilație la adulți nu provoacă modificări speciale ale EEG sau duce uneori la o creștere a contribuției procentuale a ritmului alfa la activitatea electrică totală și amplitudinile activității alfa. Trebuie remarcat faptul că la copiii cu vârsta sub 15-16 ani, apariția unei activități generalizate regulate, lente, de mare amplitudine, în timpul hiperventilației, este norma. Aceeași reacție se observă la adulții tineri (sub 30 de ani). Atunci când se evaluează reacția la un test de hiperventilație, trebuie să se țină cont de gradul și natura modificărilor, de momentul apariției lor după debutul hiperventilației și de durata persistenței lor după încheierea testului. Nu există un consens în literatură cu privire la cât de mult persistă modificările EEG după terminarea hiperventilației. Conform observațiilor lui N.K. Blagosklonova, persistența modificărilor EEG mai mult de 1 minut ar trebui să fie considerată un semn de patologie. Cu toate acestea, în unele cazuri, hiperventilația duce la apariția unei forme speciale de activitate electrică a creierului - paroxistică. În 1924, O. Foerster a arătat că intensiv respirație adâncăîn câteva minute provoacă apariția unei aure sau a unei crize epileptice în general la pacienții cu epilepsie. Odată cu introducerea examenului electroencefalografic în practica clinică, a fost relevat că la un număr mare de pacienți cu epilepsie, activitatea epileptiformă apare și se intensifică deja în primele minute de hiperventilație.

Stimulare ritmică ușoară.

În practica clinică, se analizează apariția pe EEG a răspunsurilor ritmice de diferite grade de severitate, repetând ritmul pâlpâirilor luminoase. Ca urmare a proceselor neurodinamice la nivelul sinapselor, pe lângă repetarea fără ambiguitate a ritmului de pâlpâire, pe EEG pot fi observate fenomene de conversie a frecvenței de stimulare, când frecvența răspunsurilor EEG este mai mare sau mai mică decât frecvența de stimulare, de obicei un număr par de ori. Este important ca în orice caz să existe un efect de sincronizare a activității creierului cu un senzor de ritm extern. În mod normal, frecvența optimă de stimulare pentru identificarea reacției maxime de asimilare se află în regiunea frecvențelor naturale ale EEG, în valoare de 8-20 Hz. Amplitudinea potențialelor în timpul reacției de asimilare nu depășește de obicei 50 μV și cel mai adesea nu depășește amplitudinea activității dominante spontane. Reacția de asimilare a ritmului este cel mai bine exprimată în regiunile occipitale, ceea ce se datorează în mod evident proiecției corespunzătoare a analizorului vizual. Reacția normală de asimilare a ritmului se oprește nu mai târziu de 0,2-0,5 secunde după oprirea stimulării. Trăsătură caracteristică creierul în epilepsie este o tendință crescută la reacții excitatorii și sincronizarea activității neuronale. În acest sens, la anumite frecvențe, individuale pentru fiecare persoană examinată, creierul unui pacient cu epilepsie dă răspunsuri hipersincrone de mare amplitudine, numite uneori reacții fotoconvulsive. În unele cazuri, răspunsurile la stimularea ritmică cresc în amplitudine și iau o formă complexă de vârfuri, unde ascuțite, complexe de vârf-undă și alte fenomene epileptice. În unele cazuri, activitatea electrică a creierului în epilepsie sub influența luminii pâlpâitoare dobândește caracterul autorritmic al unei descărcări epileptice autosusținute, indiferent de frecvența stimulării care a provocat-o. Descărcarea activității epileptice poate continua după încetarea stimulării și, uneori, poate evolua într-o criză petit mal sau grand mal. Aceste tipuri de crize epileptice sunt numite fotogenice.

În unele cazuri, sunt utilizate teste speciale cu adaptare la întuneric (starea într-o cameră întunecată până la 40 de minute), privarea de somn parțială și completă (24 până la 48 de ore), precum și monitorizarea EEG și ECG articulară și monitorizarea somnului nocturn.

Cum apare o electroencefalogramă?

Despre originea potențialelor electrice din creier.

De-a lungul anilor, ideile teoretice despre originea potențialelor cerebrale s-au schimbat în mod repetat. Sarcina noastră nu include o analiză teoretică profundă a mecanismelor neurofiziologice de generare a activității electrice. Afirmația figurativă a lui Gray Walter despre semnificația biofizică a informațiilor primite de electrofiziolog este dată în următorul citat: „Modificările electrice care provoacă curenții alternativi de diferite frecvențe și amplitudini pe care le înregistrăm apar în celulele creierului însuși. fără îndoială că aceasta este singura lor sursă.Creierul ar trebui descris ca o unitate vastă de elemente electrice la fel de numeroase ca populația stelară a Galaxiei.În oceanul creierului se ridică mareele neliniştite ale fiinţei noastre electrice, de mii de ori relativ mai mult. puternic decât mareele oceanelor pământului.Acest lucru se produce prin excitația combinată a milioane de elemente, ceea ce face posibilă măsurarea ritmului descărcărilor repetate ale acestora în frecvență și amplitudine.

Nu se știe ce cauzează aceste milioane de celule să acționeze împreună și ce cauzează descărcarea unei singure celule. Suntem încă foarte departe de a explica aceste mecanisme de bază ale creierului. Cercetările viitoare ar putea deschide o perspectivă dinamică a descoperirilor uimitoare, similară cu cea care s-a deschis fizicienilor în încercările lor de a înțelege structura atomică a ființei noastre. Poate, ca și în fizică, aceste descoperiri pot fi descrise în termeni de limbaj matematic. Dar astăzi, pe măsură ce ne îndreptăm către idei noi, caracterul adecvat al limbajului pe care îl folosim și definirea clară a ipotezelor pe care le facem sunt de o importanță tot mai mare. Aritmetica este un limbaj adecvat pentru a descrie înălțimea și timpul valului, dar dacă vrem să prezicem creșterea și scăderea acesteia, trebuie să folosim un alt limbaj, limbajul algebrei cu simbolurile și teoremele sale speciale. La fel, undele electrice și mareele din creier pot fi descrise în mod adecvat prin numărare, aritmetică; dar când solicitările noastre cresc și dorim să înțelegem și să prezicem comportamentul creierului, există multe X și I necunoscute ale creierului. Prin urmare, este necesar să avem algebra lui. Unii oameni consideră acest cuvânt intimidant. Dar nu înseamnă nimic altceva decât „a pune laolaltă bucățile din ceea ce a fost spart”.

Înregistrările EEG pot fi deci considerate particule, fragmente ale oglinzii creierului, speculum speculorum al acestuia. Încercările de a le conecta cu fragmente de altă origine trebuie precedate de o sortare atentă. Informațiile electroencefalografice vin, ca un raport obișnuit, în formă criptată. Puteți rezolva codul, dar asta nu înseamnă că informațiile pe care le obțineți vor fi neapărat de mare importanță...

Funcția sistemului nervos este de a percepe, aduna, stoca și genera multe semnale. Creierul uman nu este doar o mașină mult mai complexă decât oricare alta, ci și o mașină cu o lungă istorie individuală. În acest sens, a studia doar frecvențele și amplitudinile componentelor unei linii ondulate pe o perioadă limitată de timp ar fi cel puțin o simplificare excesivă.” (Walter Gray. Living Brain. M., Mir, 1966).

De ce este necesară analiza computerizată a unei electroencefalograme?

Din punct de vedere istoric, electroencefalografia clinică s-a dezvoltat pe baza analizei fenomenologice vizuale a EEG. Cu toate acestea, deja la începutul dezvoltării electroencefalografiei, fiziologii au avut dorința de a evalua EEG folosind indicatori obiectivi cantitativi și de a aplica metode de analiză matematică.

La început, procesarea EEG și calcularea diferiților săi parametri cantitativi au fost efectuate manual prin digitizarea curbei și calculul spectrelor de frecvență, diferența în care în diferite zone a fost explicată prin citoarhitectura zonelor corticale.

Metodele cantitative de evaluare a EEG ar trebui să includă și metode planimetrice și histografice de analiză EEG, care au fost efectuate și prin măsurarea manuală a amplitudinii oscilațiilor. Studiul relațiilor spațiale ale activității electrice a cortexului cerebral uman a fost realizat cu ajutorul unui toposcop, care a făcut posibilă studierea dinamicii intensității semnalului, relațiile de fază ale activității și izolarea ritmului selectat. Utilizarea metodei de corelare pentru analiza EEG a fost propusă și dezvoltată pentru prima dată de N. Wiener în anii 30, iar cea mai detaliată justificare pentru aplicarea analizei de corelație spectrală la EEG este dată în lucrarea lui G. Walter.

Odată cu introducerea computerelor digitale în practica medicală, a devenit posibilă analiza activității electrice la un nivel calitativ nou. În prezent, cea mai promițătoare direcție în studiul proceselor electrofiziologice este electroencefalografia digitală. Metodele moderne de procesare computerizată a electroencefalogramelor fac posibilă efectuarea unei analize detaliate a diferitelor fenomene EEG, vizualizarea oricărei secțiuni a curbei într-o formă mărită, efectuarea analizei amplitudinii-frecvenței, prezentarea datelor obținute sub formă de hărți, figuri. , grafice, diagrame și obțineți caracteristici probabilistice ale distribuției spațiale a factorilor care determină apariția activității electrice pe suprafața convexită.

Analiza spectrală, care a devenit cea mai răspândită în analiza electroencefalogramelor, a fost utilizată pentru a evalua caracteristicile standard de fundal ale EEG în diferite grupuri de patologii (Ponsen L., 1977), efectul cronic al medicamentelor psihotrope (Saito M., 1981). ), și prognosticul accidentelor cerebrovasculare (Saimo K. și colab., 1983), cu encefalopatie hepatogenă (Van der Rijt C.S. și colab., 1984). O caracteristică a analizei spectrale este că reprezintă EEG nu ca o secvență temporală de evenimente, ci ca un spectru de frecvențe pe o anumită perioadă de timp. Evident, spectrele vor reflecta caracteristicile stabile ale fundalului EEG într-o măsură mai mare cu cât perioada de analiză este mai lungă în care sunt înregistrate în situații experimentale similare. Epocile lungi de analiză sunt de preferat și datorită faptului că au abateri mai puțin pronunțate în spectru cauzate de artefacte pe termen scurt, dacă nu au o amplitudine semnificativă.

Atunci când evaluează caracteristicile generale ale EEG de fond, majoritatea cercetătorilor aleg epoci de analiză de 50 - 100 sec, deși conform J. Mocks și T. Jasser (1984), o epocă de 20 sec oferă și rezultate destul de bine reproductibile dacă este selectată. după criteriul activităţii minime în banda 1,7 - 7,5 Hz în derivaţia EEG. În ceea ce privește fiabilitatea rezultatelor analizei spectrale, opiniile autorilor variază în funcție de componența problemelor studiate și de problemele specifice rezolvate prin această metodă. R. John și colaboratorii (1980) au ajuns la concluzia că spectrele EEG absolute la copii sunt nesigure și doar spectrele relative înregistrate cu ochii închiși ai subiectului sunt foarte reproductibile. În același timp, G. Fein și colaboratorii (1983), studiind spectrele EEG ale copiilor normali și dislexici, au ajuns la concluzia că spectrele absolute sunt mai informative și mai valoroase, dând nu numai distribuția puterii pe frecvențe, ci și de asemenea, valoarea sa reală. La evaluarea reproductibilității spectrelor EEG la adolescenți în timpul studiilor repetate, primul dintre care a fost efectuat la vârsta de 12,2 ani, iar al doilea la 13 ani, corelații de încredere au fost găsite numai în alfa1 (0,8) și alfa2 (0,72). benzi, în timp ce timpul, ca și pentru alte benzi spectrale, reproductibilitatea este mai puțin sigură (Gasser T. și colab., 1985). În accidentul vascular cerebral ischemic, din 24 de parametri cantitativi obținuți pe baza spectrelor de la 6 derivații EEG, doar puterea absolută a undelor delta locale a fost un predictor de încredere al prognosticului (Sainio K. și colab., 1983).

Datorită sensibilității EEG la modificările fluxului sanguin cerebral, o serie de lucrări sunt dedicate analizei spectrale a EEG în timpul atacurilor ischemice tranzitorii, când modificările detectate prin analiza manuală par nesemnificative. V. Kopruner și colab.(1984) au examinat EEG la 50 de pacienți sănătoși și 32 de pacienți cu accidente cerebrovasculare în repaus și la strângerea unei mingi cu mâna dreaptă și stângă. EEG a fost supus analizei computerizate cu calculul puterii în principalele benzi spectrale. Pe baza acestor date inițiale, obținem 180 de parametri, care au fost procesați folosind metoda analizei discriminante liniară multivariată. Pe această bază, a fost obținut un indice de asimetrie multiparametrică (MPA), care a făcut posibilă diferențierea grupurilor de pacienți sănătoși și bolnavi în funcție de severitatea defectului neurologic și de prezența și dimensiunea unei leziuni pe tomograma computerizată. Cea mai mare contribuție la MPA a fost adusă de raportul dintre puterea theta și puterea delta. Alți parametri semnificativi de asimetrie au fost puterea theta și delta, frecvența de vârf și desincronizarea legată de evenimente. Autorii au remarcat gradul ridicat de simetrie a parametrilor la persoanele sănătoase și rolul principal al asimetriei în diagnosticul patologiei.

Un interes deosebit este utilizarea analizei spectrale în studiul ritmului mu, care este detectată prin analiza vizuală doar la un procent mic de indivizi. Analiza spectrală în combinație cu tehnica medierii spectrelor obținute pe mai multe epoci face posibilă identificarea acesteia la toate subiecții.

Deoarece distribuția ritmului mu coincide cu zona de alimentare cu sânge a arterei cerebrale medii, modificările acesteia pot servi ca indice de tulburări în zona corespunzătoare. Criteriile de diagnosticare sunt diferențele în frecvența de vârf și puterea ritmului mu în cele două emisfere (Pfurtschillir G., 1986).

Metoda de calcul a puterii spectrale pe EEG este foarte apreciată de C.C. Van der Rijt şi colab.(1984) la determinarea stadiului encefalopatiei hepatice. Un indicator al severității encefalopatiei este o scădere a frecvenței dominante medii în spectru, iar gradul de corelare este atât de apropiat încât face posibilă clasificarea encefalopatiilor în funcție de acest indicator, care se dovedește a fi mai fiabil decât cel clinic. imagine. La controale, frecvența dominantă medie este mai mare sau egală cu 6,4 Hz, iar procentul theta este mai mic de 35; în encefalopatia stadiul I, frecvența dominantă medie este în același interval, dar cantitatea de teta este egală cu sau mai mare de 35%; în stadiul II, frecvența dominantă medie este sub 6,4 Hz, conținutul undelor theta este în același interval și numărul de unde delta nu depășește 70 %; în stadiul III numărul undelor deltă este mai mare de 70%.

Un alt domeniu de aplicare a analizei matematice a electroencefalogramei folosind metoda transformării rapide Fourier se referă la monitorizarea modificărilor pe termen scurt ale EEG sub influența anumitor factori externi și interni. Astfel, această metodă este utilizată pentru a monitoriza starea fluxului sanguin cerebral în timpul endaterectomiei sau intervenției chirurgicale pe cord, având în vedere sensibilitatea mare a EEG la tulburările circulației cerebrale. În lucrarea lui M. Myers și colaboratorii (1977), EEG, trecut anterior printr-un filtru cu restricții în intervalul 0,5 - 32 Hz, a fost convertit în formă digitală și supus transformării rapide Fourier în epoci succesive cu durata de 4 secunde. . Diagramele spectrale ale epocilor succesive au fost plasate una sub alta pe ecran. Imaginea rezultată a fost un grafic tridimensional, unde axa X corespunde frecvenței, Y timpului de înregistrare și o coordonată imaginară corespunzătoare înălțimii vârfurilor afișată puterea spectrală. Metoda oferă o afișare demonstrativă a fluctuațiilor în timp ale compoziției spectrale în EEG, care, la rândul său, este foarte corelată cu fluctuațiile fluxului sanguin cerebral, determinate de diferența de presiune arteriovenoasă din creier. Potrivit concluziei autorilor, datele EEG ar putea fi utilizate eficient pentru a corecta tulburările de circulație cerebrală în timpul intervenției chirurgicale de către un anestezist care nu s-a specializat în analiza EEG.

Metoda puterii spectrale EEG prezintă interes atunci când se evaluează influența anumitor influențe psihoterapeutice, stresul mental și testele funcționale. R.G. Biniaurishvili et al.(1985) au observat o creștere a puterii totale și mai ales a puterii în benzile de frecvență delta și theta în timpul hiperventilației la pacienții cu epilepsie. În studiile asupra insuficienței renale, tehnica de analiză a spectrelor EEG în timpul stimulării luminoase ritmice s-a dovedit eficientă. Subiecților li s-au prezentat serii succesive de fulgere de 10 secunde de la 3 la 12 Hz cu înregistrare continuă simultană a spectrelor de putere succesive pe epoci de 5 secunde. Spectrele au fost plasate sub forma unei matrice pentru a obține o imagine pseudo-tridimensională, în care timpul este reprezentat de-a lungul axei departe de observator când este privit de sus, frecvența de-a lungul axei X și amplitudinea de-a lungul axei Y. În mod normal, a fost observat un vârf clar definit pe armonica dominantă și un vârf mai puțin clar pe stimularea subarmonică, deplasându-se treptat la dreapta pe măsură ce frecvența de stimulare crește. Cu uremie s-a observat o scădere bruscă a puterii la armonica fundamentală, o predominanță a vârfurilor la frecvențe joase cu o dispersie generală a puterii. În termeni cantitativi mai precis, aceasta s-a manifestat printr-o scădere a activității la armonici de frecvență mai joasă sub fundamentală, care s-a corelat cu deteriorarea stării pacienților. Restaurarea modelului normal al spectrelor de asimilare a ritmului a fost observată atunci când starea s-a îmbunătățit datorită dializei sau transplantului de rinichi (Amel B. și colab., 1978). Unele studii folosesc o metodă pentru izolarea unei frecvențe specifice de interes asupra EEG.

Când se studiază schimbările dinamice în EEG, se folosesc de obicei epoci scurte de analiză: de la 1 la 10 secunde. Transformata Fourier are unele caracteristici care fac oarecum dificilă reconcilierea datelor obținute cu ajutorul ei cu datele analizei vizuale. Esența lor constă în faptul că pe EEG fenomenele lente au o amplitudine și o durată mai mare decât cele de înaltă frecvență. În acest sens, în spectrul construit folosind algoritmul clasic Fourier, există o anumită predominanță a frecvențelor lente.

Evaluarea componentelor frecvenței EEG este utilizată pentru diagnosticul local, deoarece această caracteristică EEG este unul dintre criteriile principale în căutarea vizuală a leziunilor cerebrale locale. În acest caz, se pune problema alegerii parametrilor semnificativi pentru evaluarea EEG.

Într-un studiu clinic experimental, încercările de aplicare a analizei spectrale la clasificarea nosologică a leziunilor cerebrale, așa cum era de așteptat, au fost eșuate, deși utilitatea acesteia ca metodă de identificare a patologiei și de localizare a leziunii a fost confirmată (Mies G., Hoppe G., Hossman). K.A..., 1984). În modul program curent, matricea spectrală este afișată cu în diferite grade suprapunerea (50-67%) reprezintă intervalul de modificări ale valorilor amplitudinii echivalente (scara de codificare a culorilor) în µV. Capacitățile modului vă permit să afișați 2 matrice spectrale simultan, pe 2 canale sau emisfere pentru comparație. Scara histogramei este calculată automat, astfel încât albul să corespundă valorii maxime echivalente a amplitudinii. Parametrii scării de codare a culorilor plutitoare vă permit să prezentați orice date din orice interval fără a depăși scara, precum și să comparați un canal fix cu alții.

Ce metode de analiză matematică a EEG sunt cele mai comune?

Analiza matematică a EEG se bazează pe transformarea datelor sursă folosind metoda transformării rapide Fourier. Electroencefalograma originală, după ce o transformă în formă discretă, este împărțită în segmente succesive, fiecare dintre ele fiind folosită pentru a construi numărul corespunzător de semnale periodice, care sunt apoi supuse analizei armonice. Formele de ieșire sunt prezentate sub formă de valori numerice, grafice, hărți grafice, domenii spectrale comprimate, tomograme EEG etc. (J. Bendat, A. Piersol, 1989, Applied Random Data Analysis, Cap. 11)

Care sunt principalele aspecte ale utilizării EEG computerizat?

În mod tradițional, EEG este utilizat pe scară largă în diagnosticul epilepsiei, ceea ce se datorează criteriilor neurofiziologice incluse în definiția crizei epileptice ca o descărcare electrică patologică a neuronilor din creier. Este posibil să se înregistreze în mod obiectiv modificările corespunzătoare ale activității electrice în timpul unei convulsii numai prin metode electroencefalografice. Cu toate acestea, vechea problemă a diagnosticării epilepsiei rămâne relevantă în cazurile în care observarea directă a unei convulsii este imposibilă, datele anamnezei sunt inexacte sau nesigure, iar datele EEG de rutină nu oferă indicații directe sub forma unor descărcări epileptice specifice sau modele ale unui epileptic. convulsii. În aceste cazuri, utilizarea metodelor de diagnostic statistic multiparametric permite nu numai obținerea unui diagnostic fiabil al epilepsiei din date clinice și electroencefalografice nesigure, ci și rezolvarea problemelor legate de necesitatea tratamentului cu anticonvulsivante în caz de leziuni cerebrale traumatice, crize epileptice izolate. , convulsii febrile etc. Astfel, utilizarea metodelor automate de procesare EEG în epileptologie reprezintă în prezent domeniul cel mai interesant și promițător. Obiectivizarea evaluării stării funcționale a creierului în prezența crizelor paroxistice de origine non-epileptică la un pacient, patologia vasculară, boli inflamatorii ale creierului etc., cu posibilitatea de a efectua studii longitudinale, permite să se observe dinamica dezvoltării bolii și eficacitatea terapiei.

Principalele direcții de analiză matematică a EEG pot fi reduse la câteva aspecte principale:

Transformarea datelor electroencefalografice primare într-o formă mai rațională adaptată sarcinilor specifice de laborator;

Analiza automată a caracteristicilor de frecvență și amplitudine ale EEG și elemente de analiză EEG folosind metode de recunoaștere a modelelor, reproducând parțial operațiunile efectuate de oameni;

Conversia datelor de analiză în formă de grafice sau hărți topografice (Rabending Y., Heydenreich C., 1982);

O metodă de tomografie EEG probabilistică, care face posibilă studierea, cu un anumit grad de probabilitate, a locației factorului care a provocat activitatea electrică pe EEG-ul scalpului.

Ce moduri principale de procesare conține programul practic DX 4000?

Atunci când se analizează diferite metode de analiză matematică a electroencefalogramei, este posibil să se arate ce informații oferă o anumită metodă unui neurofiziolog. Cu toate acestea, niciuna dintre metodele disponibile în arsenal nu poate lumina pe deplin toate aspectele unui proces atât de complex precum activitatea electrică a creierului uman. Doar un complex de metode diferite face posibilă analiza modelelor EEG, descrierea și cuantificarea totalității diferitelor sale aspecte.

Metode precum analiza de frecvență, spectrală și corelație sunt utilizate pe scară largă, permițând estimarea parametrilor spațiu-temporal ai activității electrice. Printre cele mai recente dezvoltări software ale companiei DX-Systems se numără un analizor EEG automat care determină modificări ritmice locale care diferă de imaginea tipică pentru fiecare pacient, flash-uri sincrone cauzate de influența structurilor liniei mediane, activitate paroxistică cu afișarea focalizării sale și căi de distribuție. Metoda tomografiei EEG probabilistice s-a dovedit bine, permițând, cu un anumit grad de fiabilitate, afișarea pe o secțiune funcțională a locației factorului care a determinat activitatea electrică pe EEG-ul scalpului. În prezent, se testează un model tridimensional al focalizării funcționale a activității electrice cu afișări spațiale și strat cu strat ale acesteia în planuri și combinație cu secțiuni luate în studiul structurilor anatomice ale creierului folosind imagistica prin rezonanță magnetică nucleară. metode. Această metodă este utilizată în versiunea software „DX 4000 Research”.

Metoda analizei matematice a potentialelor evocate sub forma cartografierii, spectrale si metode de corelare analiză.

Astfel, dezvoltarea EEG-ului digital este cea mai promițătoare metodă de studiere a proceselor neurofiziologice ale creierului.

Utilizarea analizei spectrale de corelație permite studierea relațiilor spațio-temporale ale potențialelor EEG.

Analiza morfologică a diferitelor modele EEG este evaluată vizual de către utilizator, dar capacitatea de a o vizualiza la viteze și scări diferite poate fi făcută programatic. Mai mult, evoluțiile recente fac posibilă supunerea înregistrărilor electroencefalogramei unui mod de analizor automat, care evaluează activitatea ritmică de fundal caracteristică fiecărui pacient, urmărește perioadele de hipersincronizare EEG, localizarea anumitor modele patologice, activitatea paroxistică, sursa apariției acesteia și calea de distribuție. Înregistrarea EEG oferă informații obiective despre starea creierului în diferite stări funcționale.

Principalele metode de analiză computerizată a electroencefalogramei prezentate în programul DX 4000 PRACTIC sunt tomografia EEG, cartografierea EEG și prezentarea caracteristicilor activității electrice a creierului sub formă de regiuni spectrale comprimate, date digitale, histograme, tabele de corelare și spectrale. și hărți.

Modele electroencefalografice de scurtă durată (de la 10 ms) și relativ constante („sindroame electroencefalografice”), precum și modelul electroencefalografic caracteristic fiecărei persoane și modificările acestuia asociate cu vârsta și (în mod normal) și în patologie în funcție de gradul de implicare, au valoare diagnostică în studiile EEG.în procesul patologic al diferitelor părți ale structurilor creierului. Astfel, neurofiziologul trebuie să analizeze modelele EEG care diferă ca durată, dar nu ca semnificație, și să obțină cele mai multe informatii complete despre fiecare dintre ele și despre tabloul electroencefalografic în ansamblu. În consecință, atunci când se analizează un model EEG, este necesar să se țină cont de momentul existenței acestuia, întrucât perioada de timp analizată trebuie să fie proporțională cu fenomenul EEG studiat.

Tipurile de prezentare rapidă a datelor cu transformată Fourier depind de domeniul de aplicare a acestei metode, precum și de interpretarea datelor.

tomografie EEG.

Autorul acestei metode este A.V. Kramarenko. Primele dezvoltări software ale laboratorului de probleme „DX-system” au fost echipate cu un mod de tomograf EEG, iar acum este deja utilizat cu succes în peste 250 de instituții medicale. Entitate și zone aplicație practică Această metodă este descrisă în lucrarea autorului.

cartografiere EEG.

Pentru electroencefalografia digitală a devenit tradițională transformarea informațiilor primite sub formă de hărți: frecvență, amplitudine. Hărțile topografice reflectă distribuția puterii spectrale a potențialelor electrice. Avantajele acestei abordări sunt că unele sarcini de recunoaștere, potrivit psihologilor, sunt rezolvate mai bine de oameni pe baza percepției vizual-spațiale. În plus, prezentarea informațiilor sub forma unei imagini care reproduce relații spațiale reale în creierul subiectului este, de asemenea, evaluată ca mai adecvată cu punct clinic viziunea prin analogie cu metodele de cercetare precum RMN etc.

Pentru a obține o hartă de distribuție a puterii într-un anumit interval spectral, spectrele de putere sunt calculate pentru fiecare dintre cabluri, iar apoi toate valorile care se află în spațiu între electrozi sunt calculate prin metoda de interpolare multiplă; Puterea spectrală dintr-o anumită bandă este codificată pentru fiecare punct de intensitatea culorii într-o scară de culori dată pe un afișaj color. Ecranul produce o imagine a capului subiectului (vedere de sus), în care variațiile de culoare corespund puterii benzii spectrale în zona corespunzătoare (Veno S., Matsuoka S., 1976; Ellingson R.J.; Peters J.F., 1981). Buchsbaum M.S. şi colab., 1982; Matsuoka S., Nedermeyer E., Lopes de Silva F., 1982; Ashida H. şi colab., 1984). K. Nagata et al., (1982), folosind un sistem de reprezentare a puterii spectrale în principalele benzi spectrale ale EEG sub formă de hărți de culoare, au ajuns la concluzia că este posibil să se obțină informații utile suplimentare folosind această metodă atunci când studierea pacienţilor cu accidente cerebrovasculare ischemice cu afazie.

Aceiași autori, într-un studiu pe pacienți care au suferit atacuri ischemice tranzitorii, au descoperit că hărțile topografice oferă informații despre prezența modificărilor reziduale în EEG chiar și la mult timp după un atac ischemic și reprezintă un oarecare avantaj față de analiza vizuală convențională a EEG. Autorii notează că asimetriile subiectiv patologice din hărțile topografice au fost percepute mai convingător decât în ​​EEG convențional, iar modificările benzii de ritm alfa, despre care se știe că sunt cele mai puțin susținătoare în analiza EEG convențională, au avut valori diagnostice (Nagata K. et. . al., 1984).

Hărțile topografice de amplitudine sunt utile numai atunci când se studiază potențialele cerebrale legate de evenimente, deoarece aceste potențiale au caracteristici de fază, amplitudine și spațiale suficient de stabile care pot fi reflectate în mod adecvat pe o hartă topografică. Deoarece EEG spontan în orice punct al înregistrării este un proces stocastic, orice distribuție instantanee a potențialelor înregistrate de o hartă topografică se dovedește a fi nereprezentativă. Prin urmare, construcția hărților de amplitudine pentru benzi spectrale date corespunde mai adecvat sarcinilor de diagnosticare clinică (Zenkov L.R., 1991).

Modul de normalizare mediană implică potrivirea scării de culori cu valorile medii de amplitudine pe 16 canale (50 µV de la vârf la vârf).

Normalizarea prin culori minime a valorilor amplitudinii minime cu cea mai rece culoare a scalei, iar restul cu aceeași treaptă a scalei de culori.

Normalizarea maximă presupune colorarea zonelor cu valorile maxime de amplitudine cu cea mai caldă culoare și colorarea zonelor rămase cu tonuri mai reci în trepte de 50 μV.

Scalele de gradație ale hărților de frecvență sunt construite în consecință.

În modul de cartografiere, este posibilă animarea hărților topografice pe intervalele de frecvență alfa, beta, theta, delta; frecvența medie a spectrului și abaterea acestuia. Capacitatea de a vizualiza hărți topografice secvențiale vă permite să determinați localizarea sursei activității paroxistice și calea răspândirii acesteia cu o comparație vizuală și temporală (folosind un cronometru automat) cu curbele EEG tradiționale. La înregistrarea unei electroencefalograme conform unui protocol de cercetare dat, vizualizarea hărților rezumative corespunzătoare fiecărui test în patru intervale de frecvență face posibilă evaluarea rapidă și figurativă a dinamicii activității electrice a creierului sub sarcini funcționale, identificând constant, dar nu întotdeauna pronunțat. asimetrie.

Diagramele sectoriale arată clar, cu caracteristicile digitale afișate, contribuția procentuală a fiecărui interval de frecvență la activitatea electrică totală pentru fiecare dintre cele șaisprezece canale EEG. Acest mod vă permite să evaluați în mod obiectiv predominanța oricăruia dintre intervalele de frecvență și nivelul de asimetrie interemisferică.

Reprezentarea EEG sub forma unei legi de distribuție diferențială bidimensională a frecvenței și amplitudinii medii a semnalului. Datele de analiză Fourier sunt prezentate pe un plan, a cărui axă orizontală este frecvența mediană a spectrului în Hz, iar axa verticală este amplitudinea în μV. Gradația de culoare caracterizează probabilitatea ca un semnal să apară la o frecvență selectată cu o amplitudine selectată. Aceeași informație poate fi reprezentată sub forma unei figuri tridimensionale, de-a lungul axei Z a cărei probabilitate este reprezentată grafic. Suprafața ocupată de cifră ca procent din suprafața totală este indicată lângă aceasta. O lege diferențială bidimensională pentru distribuția frecvenței medii și a amplitudinii semnalului este, de asemenea, construită pentru fiecare emisferă separat. Pentru a compara aceste imagini, diferența absolută dintre aceste două legi de distribuție este calculată și afișată pe planul frecvenței. Acest mod vă permite să evaluați activitatea electrică totală și asimetria interemisferică brută.

Reprezentarea EEG sub formă de valori digitale. Reprezentarea electroencefalogramei în formă digitală vă permite să obțineți următoarele informații despre studiu: valori echivalente ale amplitudinii medii a undei a fiecărui interval de frecvență, corespunzătoare densității sale spectrale de putere (acestea sunt estimări ale așteptărilor matematice ale compoziției spectrale). a semnalului bazat pe implementări Fourier, epoca de analiză 640 ms, suprapunere 50%); valori ale frecvenței mediane (medie efectivă) a spectrului, calculate din implementarea medie Fourier, exprimate în Hz; abaterea frecvenței medii a spectrului în fiecare canal de la valoarea sa medie, adică din așteptarea matematică (exprimată în Hz); deviație standard valori echivalente ale amplitudinii medii canal cu canal în intervalul de curent din așteptările matematice (valori în implementarea medie Fourier, exprimate în μV).

Histograme. Una dintre cele mai comune și vizuale modalități de a prezenta datele de analiză ale implementărilor Fourier este histogramele distribuției valorilor echivalente ale amplitudinii medii a undei a fiecărui interval de frecvență și histogramele frecvenței medii a tuturor canalelor. În acest caz, valorile echivalente ale amplitudinii medii a undei a fiecărui interval de frecvență sunt tabulate în 70 de intervale cu o lățime de 1,82 în intervalul de la 0 la 128 μV. Cu alte cuvinte, se numără numărul de valori (respectiv, realizări) aparținând fiecărui interval (frecvența loviturilor). Această matrice de numere este netezită de un filtru Hamming și normalizată în raport cu valoarea maximă (atunci maximul din fiecare canal este 1,0). Când se determină frecvența medie efectivă (mediană) a densității spectrale de putere, valorile pentru implementările Fourier sunt tabulate în 70 de intervale cu o lățime de 0,2 Hz în intervalul de la 2 la 15 Hz. Valorile sunt netezite cu un filtru Hamming și normalizate în raport cu maximul. În același mod, este posibil să se construiască histograme emisferice și o histogramă generală. Pentru histogramele emisferice, se iau 70 de intervale cu o lățime de 1,82 μV pentru intervale și 0,2 Hz pentru frecvența medie efectivă a spectrului; pentru histograma generală, se folosesc valori în toate canalele, iar pentru construirea histogramelor emisferice sunt utilizate numai valorile în canalele unei emisfere (canalele Cz și Oz nu sunt luate în considerare pentru nicio emisferă). Histogramele marchează intervalul cu valoarea frecvenței maxime și indică ceea ce îi corespunde în μV sau Hz.

Regiuni spectrale comprimate. Regiunile spectrale comprimate reprezintă una dintre metodele tradiționale de procesare EEG. Esența sa constă în faptul că electroencefalograma originală, după transformarea ei în formă discretă, este împărțită în segmente succesive, fiecare dintre acestea fiind folosită pentru a construi numărul corespunzător de semnale periodice, care sunt apoi supuse analizei armonice. Ieșirea sunt curbele de putere spectrală, unde axa X reprezintă frecvențele EEG, iar axa Y reprezintă puterea eliberată la o anumită frecvență pentru perioada de timp analizată. Durata epocilor este de 1 secundă Spectrele de putere EEG sunt afișate secvenţial, desenate una sub alta cu valorile maxime colorate în culori calde. Ca rezultat, pe afișaj este construit un peisaj pseudo-tridimensional de spectre succesive, ceea ce permite cuiva să se vadă în mod clar schimbările în compoziția spectrală a EEG-ului de-a lungul timpului. Cel mai adesea, metoda de evaluare a puterii spectrale a EEG este utilizată pentru caracteristicile generale ale EEG în cazurile de leziuni cerebrale difuze nespecifice, cum ar fi defecte de dezvoltare, diferite tipuri de encefalopatii, tulburări de conștiență și unele boli psihiatrice.
A doua zonă de aplicare a acestei metode este observarea pe termen lung a pacienților aflați în comă sau cu efecte terapeutice(Fedin A.I., 1981).

Analiza bispectrală cu normalizare este unul dintre modurile speciale de procesare a unei electroencefalograme folosind metoda transformării rapide Fourier și este o analiză spectrală repetată a rezultatelor analizei spectrale a EEG într-un interval dat pe toate canalele. Rezultatele analizei spectrale EEG sunt prezentate pe histograme de timp ale densității spectrale de putere (PSD) pe intervalul de frecvență selectat. Acest mod este conceput pentru a studia spectrul oscilațiilor PSD și dinamica acestuia. Analiza bispectrală este efectuată pentru frecvențe de la 0,03 la 0,540 Hz cu un pas de 0,08 Hz pe întreaga matrice SPM. Deoarece PSD este o valoare pozitivă, datele de intrare pentru analiza respectală conțin o componentă constantă, care apare în rezultatele sale la frecvențe joase. Adesea maximul este acolo. Pentru a elimina componenta constantă, este necesară centrarea datelor. Modul de analiză bispectrală cu centrare este conceput în acest scop. Esența metodei este că valoarea lor medie este scăzută din datele originale pentru fiecare canal.

Analiza corelației. O matrice a coeficientului de corelație a valorilor densității spectrale de putere într-un interval dat este construită pentru toate perechile de canale și, pe baza acesteia, un vector de coeficienți de corelație medii ai fiecărui canal cu celelalte. Matricea are un aspect triunghiular superior. Dispunerea rândurilor și coloanelor sale oferă toate perechile posibile pentru 16 canale. Coeficienții pentru un canal dat sunt localizați în rândul și coloana cu numărul acestuia. Valorile coeficienților de corelație variază de la -1000 la +1000. Semnul coeficientului este scris în celula matricei deasupra valorilor. Legătura de corelație a canalelor i, j este estimată prin valoarea absolută a coeficientului de corelație Rij, iar celula matricei este codificată în culoarea corespunzătoare: celula coeficientului cu maximul este codificată în alb. valoare absolută, și negru - cu un minim. Pe baza matricei, pentru fiecare canal se calculează coeficientul mediu de corelație cu celelalte 15 canale. Vectorul rezultat de 16 valori este afișat sub matrice conform acelorași principii.

Electroencefalografia (EEG) este o metodă de înregistrare a activității electrice a creierului folosind electrozi plasați pe scalp.

Prin analogie cu funcționarea unui computer, de la funcționarea unui tranzistor individual la funcționarea programelor și aplicațiilor de calculator, activitatea electrică a creierului poate fi luată în considerare la diferite niveluri: pe de o parte, potențialele de acțiune ale neuronilor individuali, pe de altă parte, activitatea bioelectrică generală a creierului, care este înregistrată folosind EEG.

Rezultatele EEG sunt utilizate atât pentru diagnosticul clinic, cât și în scopuri științifice. Există EEG intracranian (icEEG), numit și EEG subdural (sdEEG) și electrocorticografie (ECoG). La efectuarea acestor tipuri de EEG, activitatea electrică este înregistrată direct de la suprafața creierului, și nu de la scalp. ECoG se caracterizează printr-o rezoluție spațială mai mare în comparație cu EEG de suprafață (transcutanat), deoarece oasele craniului și scalpului „înmoaie” oarecum semnalele electrice.

Cu toate acestea, electroencefalografia transcraniană este mult mai des utilizată. Această metodă este cheia în diagnosticul epilepsiei și oferă, de asemenea, informații valoroase suplimentare într-o varietate de alte tulburări neurologice.

Referință istorică

În 1875, un medic practicant din Liverpool, Richard Caton (1842-1926), a prezentat în British Medical Journal rezultatele unui studiu al fenomenelor electrice observate în timpul studiului său asupra emisferelor cerebrale ale iepurilor și maimuțelor. În 1890, Beck a publicat un studiu al activității electrice spontane din creierul iepurilor și câinilor, care s-a manifestat sub forma unor oscilații ritmice care se schimbau atunci când sunt expuse la lumină. În 1912, fiziologul rus Vladimir Vladimirovici Pravdich-Neminsky a publicat primul EEG și a evocat potențialele unui mamifer (câine). În 1914, alți oameni de știință (Cybulsky și Jelenska-Macieszyna) au fotografiat înregistrarea EEG a unei crize induse artificial.

Fiziologul german Hans Berger (1873-1941) a început să cerceteze EEG uman în 1920. El a dat dispozitivului nume modernși, deși alți oameni de știință au efectuat anterior experimente similare, Berger este uneori creditat că a fost descoperitorul EEG. Ideile sale au fost dezvoltate ulterior de Edgar Douglas Adrian.

În 1934, a fost demonstrat pentru prima dată un model de activitate epileptiformă (Fisher și Lowenback). Începutul encefalografiei clinice este considerat a fi anul 1935, când Gibbs, Davis și Lennox au descris activitatea interictală și tiparul crizei mici mal. Ulterior, în 1936, Gibbs și Jasper au caracterizat activitatea interictală ca o trăsătură focală a epilepsiei. În același an, primul laborator EEG a fost deschis la Spitalul General din Massachusetts.

Franklin Offner (1911-1999), profesor de biofizică la Universitatea Northwestern, a dezvoltat un prototip de electroencefalograf care includea un înregistrator piezoelectric (întregul dispozitiv a fost numit Offner Dinograph).

În 1947, în legătură cu înființarea Societății Americane de EEG, a avut loc primul Congres Internațional de EEG. Și deja în 1953 (Aserinsky și Kleitmean) au descoperit și descris faza de somn cu mișcarea rapidă a ochilor.

În anii 50 ai secolului XX, medicul englez William Gray Walter a dezvoltat o metodă numită topografie EEG, care a făcut posibilă cartografierea activității electrice a creierului pe suprafața creierului. Această metodă nu este utilizată în practica clinică; este folosită doar în cercetarea științifică. Metoda a câștigat o popularitate deosebită în anii 80 ai secolului XX și a fost de interes deosebit pentru cercetătorii din domeniul psihiatriei.

Bazele fiziologice ale EEG

La efectuarea unui EEG, se măsoară curenții postsinaptici totali. Un potențial de acțiune (AP, modificarea pe termen scurt a potențialului) în membrana presinaptică a axonului determină eliberarea unui neurotransmițător în fanta sinaptică. Neurotransmițător sau neurotransmițător, - Substanta chimica, care transmite impulsurile nervoase prin sinapsele dintre neuroni. După ce a trecut prin fanta sinaptică, neurotransmițătorul se leagă de receptorii de pe membrana postsinaptică. Acest lucru determină curenți ionici în membrana postsinaptică. Ca urmare, în spațiul extracelular apar curenți compensatori. Acești curenți extracelulari formează potențialele EEG. EEG este insensibil la potențialul de acțiune axonal.

Deși potențialele postsinaptice sunt responsabile pentru generarea semnalului EEG, EEG de suprafață nu este capabil să înregistreze activitatea unei singure dendrite sau neuron. Este mai corect să spunem că EEG-ul de suprafață este suma activității sincrone a sute de neuroni cu aceeași orientare în spațiu, localizați radial față de scalp. Curenții direcționați tangențial către scalp nu sunt înregistrați. Astfel, în timpul EEG, se înregistrează activitatea dendritelor apicale situate radial în cortex. Deoarece tensiunea câmpului scade proporțional cu distanța până la sursa sa până la a patra putere, activitatea neuronilor din straturile profunde ale creierului este mult mai dificil de detectat decât curenții direct în apropierea pielii.

Curenții înregistrați pe EEG sunt caracterizați prin frecvențe diferite, distribuții spațiale și relații cu diferite stări ale creierului (de exemplu, somn sau veghe). Astfel de potențiale fluctuații reprezintă activitatea sincronizată a unei întregi rețele de neuroni. Doar câteva dintre rețelele neuronale responsabile pentru oscilațiile înregistrate au fost identificate (de exemplu, rezonanța talamocorticală care stau la baza fusurilor de somn - ritmuri alfa rapide în timpul somnului), în timp ce multe altele (de exemplu, sistemul care formează ritmul fundamental occipital) nu au fost identificate. a fost încă identificat.

Tehnica EEG

Pentru a obține un EEG de suprafață tradițional, înregistrarea se face folosind electrozi plasați pe scalp folosind gel sau unguent conductiv electric. De obicei, înainte de plasarea electrozilor, celulele moarte ale pielii, care cresc rezistența, sunt îndepărtate dacă este posibil. Tehnica poate fi îmbunătățită prin utilizarea nanotuburilor de carbon, care pătrund în straturile superioare ale pielii și ajută la îmbunătățirea contactului electric. Acest sistem de senzori se numește ENOBIO; cu toate acestea, metodologia prezentată în practică generală(nu în cercetare științifică, cu atât mai puțin în clinică) nu este încă folosit. De obicei, multe sisteme folosesc electrozi, fiecare cu un fir separat. Unele sisteme folosesc capace speciale sau structuri de plasă asemănătoare unei căști care înglobează electrozii; Cel mai adesea, această abordare se justifică atunci când se utilizează un set cu un număr mare de electrozi distanțați dens.

Pentru majoritatea aplicațiilor clinice și de cercetare (cu excepția seturilor cu un număr mare de electrozi), locația și numele electrozilor sunt determinate de sistemul internațional „10-20”. Utilizarea acestui sistem asigură că numele electrozilor sunt strict consecvente între diferitele laboratoare. Cel mai comun set de 19 electrozi de plumb (plus electrozi de împământare și de referință) este utilizat clinic. De obicei, se folosesc mai puțini electrozi pentru înregistrarea EEG la nou-născuți. Pentru a obține un EEG al unei anumite regiuni a creierului cu rezoluție spațială mai mare, pot fi utilizați electrozi suplimentari. Un set cu un număr mare de electrozi (de obicei sub formă de șapcă sau cască de plasă) poate conține până la 256 de electrozi amplasați pe cap la mai mult sau mai puțin la aceeași distanță unul de celălalt.

Fiecare electrod este conectat la o intrare a unui amplificator diferenţial (adică un amplificator per pereche de electrozi); într-un sistem standard, electrodul de referință este conectat la cealaltă intrare a fiecărui amplificator diferențial. Un astfel de amplificator crește potențialul dintre electrodul de măsurare și electrodul de referință (de obicei de 1.000-100.000 de ori, sau un câștig de tensiune de 60-100 dB). În cazul EEG analogic, semnalul trece apoi printr-un filtru. La ieșire, semnalul este înregistrat de un reportofon. Cu toate acestea, în zilele noastre, multe recordere sunt digitale, iar semnalul amplificat (după trecerea printr-un filtru de reducere a zgomotului) este convertit folosind un convertor analog-digital. Pentru EEG de suprafață clinică, frecvența conversiei analog-digital are loc la 256-512 Hz; frecvența de conversie de până la 10 kHz este utilizată în scopuri științifice.

Cu EEG digital, semnalul este stocat electronic; trece și printr-un filtru pentru a fi afișat. Setările tipice pentru filtrul trece jos și filtrul trece înalt sunt 0,5-1 Hz și, respectiv, 35-70 Hz. Un filtru trece-jos îndepărtează de obicei artefactele cu undă lentă (de exemplu, artefactele de mișcare), în timp ce un filtru trece-înalt reduce sensibilitatea canalului EEG la fluctuațiile de înaltă frecvență (de exemplu, semnalele electromiografice). În plus, un filtru de crestătură opțional poate fi utilizat pentru a elimina interferențele cauzate de liniile electrice (60 Hz în SUA și 50 Hz în multe alte țări). Un filtru notch este adesea folosit dacă înregistrarea EEG este efectuată într-o unitate de terapie intensivă, adică în condiții tehnice extrem de nefavorabile pentru EEG.

Pentru a evalua posibilitatea tratarii chirurgicale a epilepsiei, devine necesara amplasarea electrozilor pe suprafata creierului, sub dura mater. Pentru a efectua această versiune de EEG, se efectuează o craniotomie, adică se formează o gaură de bavură. Această versiune de EEG se numește EEG intracranian sau intracranian (EEG intracranian, icEEG) sau EEG subdural (EEG subdural, sdEEG) sau electrocorticografie (ECoG sau electrocorticografie, ECoG). Electrozii pot fi scufundați în structurile creierului, de exemplu, amigdala sau hipocampul - părți ale creierului în care se formează focare de epilepsie, dar ale căror semnale nu pot fi înregistrate în timpul unui EEG de suprafață. Semnalul electrocorticogramei este procesat în același mod ca semnalul digital al unui EEG de rutină (vezi mai sus), dar există mai multe diferențe. De obicei, ECoG este înregistrat la frecvențe mai mari decât EEG de suprafață deoarece, conform teoremei Nyquist, semnalul subdural este dominat de frecvențe înalte. În plus, multe dintre artefactele care afectează rezultatele EEG de suprafață nu afectează ECoG și, prin urmare, adesea nu necesită un filtru pentru semnalul de ieșire. De obicei, amplitudinea semnalului EEG la un adult este de aproximativ 10-100 μV când este măsurată pe scalp și de aproximativ 10-20 mV când este măsurată subdural.

Deoarece semnalul EEG reprezintă diferența de potențial dintre doi electrozi, rezultatele EEG pot fi afișate în mai multe moduri. Ordinea de afișare simultană a unui anumit număr de derivații la înregistrarea unui EEG se numește montaj.

Montaj bipolar

Fiecare canal (adică o curbă separată) reprezintă diferența de potențial dintre doi electrozi adiacenți. Instalarea este o colecție de astfel de canale. De exemplu, canalul „Fp1-F3” este diferența de potențial dintre electrodul Fp1 și electrodul F3. Următorul canal de montaj, „F3-C3”, reflectă diferența de potențial dintre electrozii F3 și C3 și așa mai departe pentru întregul set de electrozi. Nu există un electrod comun pentru toate cablurile.

Montaj referenţial

Fiecare canal reprezintă diferența de potențial dintre electrodul selectat și electrodul de referință. Nu există o locație standard pentru electrodul de referință; cu toate acestea, locația sa este diferită de locația electrozilor de măsurare. Electrozii sunt adesea plasați în zona proiecțiilor structurilor liniei mediane ale creierului pe suprafața craniului, deoarece în această poziție nu amplifică semnalul din nicio emisferă. Un alt sistem popular de fixare a electrozilor este atașarea electrozilor la lobii urechii sau la procesele mastoide.

Montaj Laplace

Folosit în înregistrarea digitală EEG, fiecare canal reprezintă diferența de potențial a unui electrod și o medie ponderată a electrozilor din jur. Semnalul mediat se numește atunci potențialul de referință medie. Când se utilizează EEG analogic, în timpul înregistrării, specialistul trece de la un tip de editare la altul pentru a reflecta la maximum toate caracteristicile EEG. In cazul EEG-ului digital, toate semnalele sunt stocate in functie de un anumit tip de montaj (de obicei referential); Deoarece orice tip de montaj poate fi construit matematic din oricare altul, un specialist poate observa EEG-ul în orice tip de montaj.

Activitate EEG normală

EEG este de obicei descris folosind termeni precum (1) activitate ritmică și (2) componente pe termen scurt. Activitatea ritmică se modifică în frecvență și amplitudine, în special formând ritmul alfa. Dar unele modificări ale parametrilor activității ritmice pot avea semnificație clinică.

Cele mai cunoscute semnale EEG corespund intervalului de frecvență de la 1 la 20 Hz (în condiții standard de înregistrare, ritmurile a căror frecvență se încadrează în afara acestui interval sunt cel mai probabil artefacte).

Unde delta (ritm δ)

Frecvența ritmului delta este de până la aproximativ 3 Hz. Acest ritm este caracterizat de unde lente de amplitudine mare. Prezentă de obicei la adulți în timpul somnului cu unde lente. În mod normal, apare și la copii. Ritmul delta poate apărea în pete în zona leziunilor subcorticale sau răspândit peste tot cu leziuni difuze, encefalopatie metabolică, hidrocefalie sau leziuni profunde ale structurilor de linie mediană a creierului. De obicei, acest ritm este cel mai vizibil la adulții din regiunea frontală (activitate delta ritmică intermitentă frontală, sau FIRDA - Frontal Intermittent Rhythmic Delta) și la copiii din regiunea occipitală (activitate delta ritmică intermitentă occipitală sau OIRDA - Occipital Intermittent Rhythmic Delta).

Unde Theta (ritm θ)

Ritmul theta este caracterizat de o frecvență de 4 până la 7 Hz. Se observă de obicei la copii vârstă mai tânără. Poate apărea la copii și adulți în stare de somn sau în timpul activării, precum și în stare de gândire profundă sau meditație. Ritmurile theta excesive la pacienții vârstnici indică activitate patologică. Poate fi observată ca o tulburare focală cu leziuni subcorticale locale; și în plus, se poate răspândi în mod generalizat cu tulburări difuze, encefalopatie metabolică, leziuni ale structurilor profunde ale creierului și, în unele cazuri, cu hidrocefalie.

Unde alfa (ritm α)

Ritmul alfa are o frecvență caracteristică de 8 până la 12 Hz. Numele acestui tip de ritm a fost dat de descoperitorul său, fiziologul german Hans Berger. Undele alfa sunt observate în partea din spate a capului pe ambele părți, amplitudinea lor fiind mai mare în partea dominantă. Acest tip de ritm este detectat atunci când subiectul închide ochii sau se află într-o stare relaxată. S-a observat că ritmul alfa se estompează dacă deschizi ochii, precum și într-o stare de stres mental. Acest tip de activitate se numește acum „ritmul de bază”, „ritmul dominant occipital” sau „ritmul alfa occipital”. În realitate, la copii, ritmul fundamental are o frecvență mai mică de 8 Hz (adică se încadrează din punct de vedere tehnic în intervalul de ritm theta). Pe lângă ritmul alfa occipital principal, sunt prezente în mod normal câteva variante mai normale: ritmul mu (ritmul μ) și ritmurile temporale - ritmurile kappa și tau (ritmurile κ și τ). Ritmurile alfa pot apărea și în situații patologice; de exemplu, dacă în stare de comă se observă un ritm alfa difuz pe EEG al pacientului, care apare fără stimulare externă, acest ritm se numește „comă alfa”.

Ritm senzoriomotor (μ-ritm)

Ritmul mu se caracterizează prin frecvența ritmului alfa și se observă în cortexul senzoriomotor. Mișcarea mâinii opuse (sau imaginarea unei astfel de mișcări) determină scăderea ritmului mu.

unde beta (ritm β)

Frecvența ritmului beta este de la 12 la 30 Hz. De obicei, semnalul are o distribuție simetrică, dar este cel mai evident în regiunea frontală. Ritmul beta de amplitudine scăzută cu frecvență variabilă este adesea asociat cu gândirea agitată și agitată și concentrarea activă. Undele beta ritmice cu un set dominant de frecvențe sunt asociate cu diverse patologii și efectele medicamentelor, în special ale benzodiazepinelor. Un ritm cu o frecvență mai mare de 25 Hz, observat la efectuarea unui EEG de suprafață, reprezintă cel mai adesea un artefact. Poate fi absentă sau ușoară în zonele cu leziuni corticale. Ritmul beta domină EEG la pacienții aflați într-o stare de anxietate sau neliniște sau la pacienții cu ochii deschiși.

unde gamma (ritm γ)

Frecvența undelor gamma este de 26-100 Hz. Deoarece scalpul și oasele craniului au proprietăți de filtrare, ritmurile gamma sunt detectate doar prin electrocortigrafie sau, eventual, magnetoencefalografie (MEG). Se crede că ritmurile gamma sunt rezultatul activității diferitelor populații de neuroni uniți într-o rețea pentru a îndeplini o anumită sarcină. functia motorie sau muncă mentală.

În scopuri de cercetare, un amplificator de curent continuu este utilizat pentru a înregistra activitatea care este apropiată de curentul continuu sau care este caracterizată de unde extrem de lente. De obicei, un astfel de semnal nu este înregistrat într-un cadru clinic, deoarece un semnal la astfel de frecvențe este extrem de sensibil la un număr de artefacte.

O anumită activitate EEG poate fi tranzitorie și nu se repetă. La pacienții cu sau predispuși la epilepsie, pot apărea țepi și unde ascuțite ca urmare a convulsiilor sau a activității interictale. Alte fenomene temporare (potenţialele de vârf şi fusurile de somn) sunt considerate variante normale şi se observă în timpul somnului normal.

Este de remarcat faptul că există unele tipuri de activitate care sunt statistic foarte rare, dar apariția lor nu este asociată cu nicio boală sau tulburare. Acestea sunt așa-numitele „variante normale” ale EEG. Un exemplu al acestei opțiuni este ritmul mu.

Parametrii EEG depind de vârstă. EEG-ul unui nou-născut este foarte diferit de EEG-ul unui adult. EEG-ul unui copil include de obicei oscilații cu frecvență mai scăzută în comparație cu EEG-ul unui adult.

De asemenea, parametrii EEG variază în funcție de afecțiune. EEG este înregistrat împreună cu alte măsurători (electrooculograma, EOG și electromiograma, EMG) pentru a determina etapele somnului în timpul unui studiu polisomnografic. Prima etapă de somn (somnolență) pe EEG se caracterizează prin dispariția ritmului fundamental occipital. În acest caz, se poate observa o creștere a numărului de unde teta. Există un întreg catalog de opțiuni EEG diferite în timpul somnului (Joan Santamaria, Keith H. Chiappa). În timpul celei de-a doua etape a somnului apar fusurile de somn - serii de activitate ritmică pe termen scurt în intervalul de frecvență de 12-14 Hz (numite uneori „banda sigma”), care se înregistrează cel mai ușor în regiunea frontală. Frecvența majorității undelor din a doua etapă a somnului este de 3-6 Hz. Etapele trei și patru ale somnului sunt caracterizate prin prezența undelor delta și sunt de obicei denumite somn cu unde lente. Etapele unu până la patru cuprind așa-numitul somn cu mișcare lentă a globilor oculari (NonRapid Eye Movements, non-REM, NREM). EEG în timpul somnului cu mișcare rapidă a ochilor (REM) este similar în parametrii săi cu EEG în timpul stării de veghe.

Rezultatele unui EEG efectuat sub anestezie generală depind de tipul de anestezic utilizat. Când se administrează anestezice halogenate, cum ar fi halotanul sau substanțe intravenoase, cum ar fi propofolul, se observă un model EEG special „rapid” (ritmuri alfa și beta slabe) în aproape toate derivațiile, în special în regiunea frontală. Conform terminologiei anterioare, acest tip de EEG a fost numit model frontal, larg răspândit rapid (Widespread Anterior Rapid, WAR), spre deosebire de modelul larg răspândit lent (Widespread Slow, WAIS), care apare atunci când se administrează doze mari de opiacee. Abia recent oamenii de știință au ajuns să înțeleagă mecanismele efectului substanțelor anestezice asupra semnalelor EEG (la nivelul interacțiunii substanței cu diferite tipuri de sinapse și o înțelegere a circuitelor prin care are loc activitatea neuronală sincronizată).

Artefacte

Artefacte biologice

Artefactele sunt semnale EEG care nu au legătură cu activitatea creierului. Astfel de semnale sunt aproape întotdeauna prezente pe EEG. Prin urmare, interpretarea corectă a EEG necesită o experiență vastă. Cele mai comune tipuri de artefacte sunt:

• artefacte cauzate de mișcarea ochilor (inclusiv globul ocular, mușchii oculari și pleoapa);
• artefacte ECG;
• artefacte din EMG;
• artefacte cauzate de mișcarea limbii (artefacte glosocinetice).

Artefactele cauzate de mișcările ochilor provin din diferențele de potențial dintre cornee și retină, care sunt destul de mari în comparație cu potențialele creierului. Nu apar probleme dacă ochiul este într-o stare de repaus complet. Cu toate acestea, mișcările reflexe ale ochilor sunt aproape întotdeauna prezente, generând un potențial, care este apoi înregistrat de derivațiile frontopolare și frontale. Mișcările oculare - verticale sau orizontale (sacadele - mișcări rapide de sărituri ale ochilor) - apar din cauza contracției mușchilor oculari, care creează un potențial electromiografic. Indiferent dacă clipirea ochilor este conștientă sau reflexă, aceasta duce la apariția potențialelor electromiografice. Cu toate acestea, în acest caz, atunci când clipește, mișcările reflexe ale globului ocular sunt cele mai importante, deoarece provoacă apariția unui număr de artefacte caracteristice pe EEG.

Artefacte aspectul caracteristic, apărute ca urmare a tremurului pleoapelor, au fost numite anterior ritmul kappa (sau undele kappa). Ele sunt de obicei înregistrate de derivațiile prefrontale, care sunt situate direct deasupra ochilor. Uneori pot fi detectate în timpul muncii mentale. De obicei, au o frecvență theta (4-7 Hz) sau alfa (8-13 Hz). Această specie activității a primit un nume deoarece se credea că este rezultatul activității creierului. Ulterior s-a descoperit că aceste semnale sunt generate ca urmare a mișcărilor pleoapelor, uneori atât de subtile încât sunt foarte greu de observat. Ele nu ar trebui să fie numite cu adevărat un ritm sau undă pentru că sunt zgomot sau un „artefact” al EEG. Prin urmare, termenul de ritm kappa nu mai este folosit în electroencefalografie, iar semnalul indicat trebuie descris ca un artefact cauzat de tremorul pleoapelor.

Cu toate acestea, unele dintre aceste artefacte se dovedesc a fi utile. Analiza mișcării ochilor este extrem de importantă în polisomnografie și este utilă și în EEG tradițional pentru a evalua posibilele modificări ale stărilor de anxietate, veghe sau somn.

Artefactele ECG sunt foarte frecvente și pot fi confundate cu activitatea de vârf. Metoda modernă de înregistrare EEG include de obicei un canal ECG care vine de la membre, ceea ce face posibilă distingerea ritmului ECG de undele de vârf. Această metodă face posibilă, de asemenea, identificarea diferitelor tipuri de aritmii, care, împreună cu epilepsia, pot provoca sincopă (leșin) sau alte tulburări episodice și atacuri. Artefactele glosocinetice sunt cauzate de diferențele de potențial dintre baza și vârful limbii. Mișcările mici ale limbii „înfunda” EEG, în special la pacienții care suferă de parkinsonism și alte boli caracterizate prin tremor.

Artefacte de origine externă

Pe lângă artefactele de origine internă, există multe artefacte care sunt externe. Deplasarea în jurul pacientului și chiar ajustarea poziției electrozilor poate provoca interferențe asupra EEG, explozii de activitate care apar din cauza unei modificări pe termen scurt a rezistenței sub electrod. Împământarea defectuoasă a electrozilor EEG poate cauza artefacte semnificative (50-60 Hz) în funcție de parametrii sistemului de alimentare local. O picurare intravenoasă poate fi, de asemenea, o sursă de interferență, deoarece dispozitivul poate produce explozii de activitate ritmice, rapide, de joasă tensiune, care pot fi ușor confundate cu potențialele reale.

Corectarea artefactelor

Recent, pentru corectarea și eliminarea artefactelor EEG s-a folosit o metodă de descompunere, care constă în descompunerea semnalelor EEG într-un număr de componente. Există mulți algoritmi pentru descompunerea unui semnal în părți. Fiecare metodă se bazează pe următorul principiu: este necesar să se efectueze astfel de manipulări care să permită obținerea unui EEG „curat” ca urmare a neutralizării (reducerea la zero) a componentelor nedorite.

Activitate patologică

Activitatea patologică poate fi împărțită în general în epileptiformă și non-epileptiformă. În plus, poate fi împărțit în local (focal) și difuz (generalizat).

Activitatea epileptiformă focală este caracterizată prin potențiale rapide și sincrone ale unui număr mare de neuroni dintr-o anumită regiune a creierului. Poate apărea în afara unei convulsii și poate indica o zonă a cortexului (o zonă de excitabilitate crescută) care este predispusă la apariția crizelor epileptice. Înregistrarea activității interictale nu este suficientă nici pentru a stabili dacă pacientul are de fapt epilepsie, nici pentru a localiza zona din care provine criza în cazul epilepsiei focale sau neregulate.

Activitatea epileptiformă generalizată (difuză) maximă este observată în zona frontală, dar poate fi observată și în toate celelalte proiecții ale creierului. Prezența semnalelor de această natură pe EEG sugerează prezența epilepsiei generalizate.

Activitatea patologică focală nonepileptiformă poate fi observată în locurile de afectare a cortexului sau a substanței albe a creierului. Conține mai multe ritmuri de joasă frecvență și/sau se caracterizează prin absența ritmurilor normale de înaltă frecvență. În plus, o astfel de activitate se poate manifesta ca o scădere focală sau unilaterală a amplitudinii semnalului EEG. Activitatea anormală difuză nonepileptiformă se poate manifesta ca ritmuri difuze anormal de lente sau încetinirea bilaterală a ritmurilor normale.

Avantajele metodei

EEG ca instrument pentru studierea creierului are mai multe beneficii semnificative, de exemplu, EEG se caracterizează printr-o rezoluție în timp foarte mare (la nivelul unei milisecunde). Pentru alte metode de studiere a activității creierului, cum ar fi tomografia cu emisie de pozitroni (PET) și RMN funcțional (fMRI sau Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională, fMRI), rezoluția în timp este între secunde și minute.

EEG măsoară activitatea electrică în creier în mod direct, în timp ce alte metode măsoară modificările fluxului sanguin (cum ar fi tomografia computerizată cu emisie de foton unic, SPECT și fMRI), care sunt indicatori indirecti ai activității creierului. EEG poate fi efectuat simultan cu fMRI pentru a înregistra în comun date atât la rezoluție temporală ridicată, cât și la rezoluție spațială mare. Cu toate acestea, deoarece evenimentele înregistrate prin fiecare metodă au loc pe perioade diferite de timp, setul de date nu reflectă neapărat aceeași activitate a creierului. Există dificultăți tehnice în combinarea acestor două metode, care includ necesitatea de a elimina artefactele pulsurilor de radiofrecvență și mișcarea sângelui pulsatoriu din EEG. În plus, pot apărea curenți în firele electrozilor EEG din cauza camp magnetic, creat de RMN.

EEG poate fi înregistrat simultan cu magnetoencefalografia, astfel încât rezultatele acestor metode de cercetare complementare cu rezoluție în timp mare pot fi comparate între ele.

Limitele metodei

Metoda EEG are mai multe limitări, dintre care cea mai importantă este rezoluția spațială slabă. EEG-ul este deosebit de sensibil la un anumit set de potențiale postsinaptice: cele care se formează în straturile superioare ale cortexului, la vârfurile girului direct adiacente craniului, îndreptate radial. Dendritele situate mai adânc în cortex, în interiorul șanțurilor, situate în structuri profunde (de exemplu, girusul cingulat sau hipocampus), sau ai căror curenți sunt direcționați tangențial la craniu, au un efect semnificativ mai mic asupra semnalului EEG.

membrane ale creierului, fluid cerebrospinal iar oasele craniului „untează” semnalul EEG, ascunzându-i originea intracraniană.

Nu este posibil să se recreeze matematic o singură sursă de curent intracranian pentru un anumit semnal EEG, deoarece unii curenți produc potențiale care se anulează reciproc. Există o mare munca stiintifica privind localizarea surselor de semnal.

Aplicație clinică

O înregistrare standard EEG durează de obicei între 20 și 40 de minute. Pe lângă starea de veghe, studiul poate fi efectuat în stare de somn sau sub influența diferitelor tipuri de stimuli asupra subiectului. Acest lucru favorizează apariția unor ritmuri care sunt diferite de cele care pot fi observate într-o stare de veghe relaxată. Aceste acțiuni includ stimularea periodică a luminii cu fulgere (fotostimulare), creșterea respirației profunde (hiperventilație) și deschiderea și închiderea ochilor. Atunci când se evaluează un pacient care are sau este expus riscului de epilepsie, EEG este întotdeauna revizuit pentru prezența descărcărilor interictale (adică, activitate anormală rezultată din „activitatea creierului epileptic” care indică o predispoziție la Crize de epilepsie, lat. inter - între, printre, ictus - potrivire, atac).

În unele cazuri, se efectuează monitorizare video-EEG (înregistrare simultană a semnalelor EEG și video/audio), iar pacientul este internat pe o perioadă de la câteva zile până la câteva săptămâni. În timpul spitalului, pacientul nu ia medicamente antiepileptice, ceea ce face posibilă înregistrarea unui EEG în perioada de atac. În multe cazuri, înregistrarea debutului unei crize îi spune specialistului informații mult mai specifice despre boala pacientului decât un EEG interictal. Monitorizarea continuă EEG presupune utilizarea unui electroencefalograf portabil conectat la pacient în secția de terapie intensivă pentru a monitoriza activitatea convulsivă care nu este evidentă clinic (adică nedetectabilă prin observarea pacientului sau a mișcărilor corpului său). stare mentala). Atunci când un pacient este plasat într-o comă indusă de medicamente, modelul EEG poate fi utilizat pentru a aprecia profunzimea comei, iar medicamentele sunt titrate pe baza citirilor EEG. „EEG-ul integrat în amplitudine” folosește un tip special de reprezentare a semnalului EEG și este utilizat împreună cu monitorizarea continuă a funcției creierului la nou-născuți în secția de terapie intensivă.

Diferite tipuri de EEG sunt utilizate în următoarele situații clinice:

• pentru a distinge o criză epileptică de alte tipuri de crize, de exemplu, de crize psihogene de natură non-epileptică, sincopă (leșin), tulburări de mișcare și variante de migrenă;
• pentru a descrie natura atacurilor în scopul selectării tratamentului;
• pentru a localiza zona creierului în care are originea atacul pentru intervenție chirurgicală;
• pentru monitorizarea crizelor non-convulsive/varianta non-convulsivă a epilepsiei;
• pentru a diferenția encefalopatia organică sau delirul (tulburare psihică acută cu elemente de agitație) de cele primare boală mintală, de exemplu catatonia;
• pentru a monitoriza profunzimea anesteziei;
• ca indicator indirect al perfuziei cerebrale în timpul endarterectomiei carotide (înlăturarea peretelui interior al arterei carotide);
• ca un studiu suplimentar pentru a confirma moartea cerebrală;
• în unele cazuri în scop de prognostic la pacienții în coma.

Utilizarea EEG cantitativ (interpretarea matematică a semnalelor EEG) pentru a evalua tulburările mentale, comportamentale și de învățare primare pare a fi destul de controversată.

Utilizarea EEG în scopuri științifice

Utilizarea EEG în cercetarea neurobiologică are o serie de avantaje față de alte metode instrumentale. În primul rând, EEG este o modalitate neinvazivă de a studia un obiect. În al doilea rând, nu există o nevoie atât de strictă de a rămâne nemișcat ca în timpul RMN-ului funcțional. În al treilea rând, EEG înregistrează activitatea spontană a creierului, astfel încât subiectul nu este obligat să interacționeze cu cercetătorul (așa cum, de exemplu, este necesar în testarea comportamentală ca parte a unui studiu neuropsihologic). În plus, EEG are o rezoluție temporală mare în comparație cu tehnici precum RMN funcțional și poate fi folosit pentru a identifica fluctuațiile în milisecunde în activitatea electrică a creierului.

Multe studii EEG ale abilităților cognitive folosesc potențiale legate de evenimente (ERP). Cele mai multe modele ale acestui tip de cercetare se bazează pe următoarea afirmație: atunci când un subiect este influențat, el reacționează fie într-o formă deschisă, explicită, fie într-o manieră voalată. În timpul studiului, pacientul primește niște stimuli și se înregistrează un EEG. Potențialele legate de evenimente sunt izolate prin medierea semnalului EEG în toate încercările într-o anumită stare. Apoi valorile medii pentru diverse conditii pot fi comparate între ele.

Alte caracteristici EEG

EEG este efectuat nu numai ca parte a unei examinări tradiționale pentru diagnosticul clinic și studierea funcționării creierului din punct de vedere neurobiologic, ci și în multe alte scopuri. Opțiunea terapiei cu neurofeedback (Neurofeedback) este încă o aplicație suplimentară importantă a EEG, care, în forma sa cea mai avansată, este considerată ca bază pentru dezvoltarea interfețelor computerizate pentru creier. Există o serie de produse comerciale care se bazează în principal pe EEG. De exemplu, pe 24 martie 2007, o companie americană (Emotiv Systems) a introdus un dispozitiv de joc video controlat de gândire, bazat pe metoda electroencefalografiei.