Kakšen postopek je to? Tehnika elektroencefalografije

Elektroencefalografija (EEG) je metoda beleženja električne aktivnosti možganov z uporabo elektrod, nameščenih na lasišču.

Po analogiji z delovanjem računalnika od delovanja posameznega tranzistorja do delovanja računalniški programi in aplikacijah lahko električno aktivnost možganov obravnavamo na različnih ravneh: na eni strani akcijske potenciale posameznih nevronov, na drugi pa splošno bioelektrično aktivnost možganov, ki jo beležimo z EEG.

Rezultati EEG se uporabljajo tako za klinična diagnostika, in v znanstvene namene. Obstaja intrakranialni EEG (icEEG), imenovan tudi subduralni EEG (sdEEG) in elektrokortikografija (ECoG). Pri izvajanju teh vrst EEG se električna aktivnost beleži neposredno s površine možganov in ne iz lasišča. Za ECoG je značilna večja prostorska ločljivost v primerjavi s površinskim (transkutanim) EEG, saj kosti lobanje in lasišča nekoliko »zmehčajo« električne signale.

Veliko pogosteje pa se uporablja transkranialna elektroencefalografija. Ta metoda je ključna pri diagnostiki epilepsije in zagotavlja dodatne dragocene informacije tudi pri številnih drugih nevroloških motnjah.

Zgodovinska referenca

Leta 1875 je zdravnik iz Liverpoola, Richard Caton (1842-1926), v British Medical Journalu predstavil rezultate študije električnih pojavov, ki jih je opazil med študijo možganskih polobel zajcev in opic. Leta 1890 je Beck objavil študijo o spontani električni aktivnosti v možganih kuncev in psov, ki se je pokazala v obliki ritmičnega nihanja, ki se je spreminjalo, ko je bilo izpostavljeno svetlobi. Leta 1912 je ruski fiziolog Vladimir Vladimirovič Pravdič-Neminski objavil prvi EEG in evocirane potenciale sesalca (psa). Leta 1914 sta druga znanstvenika (Cybulsky in Jelenska-Macieszyna) fotografirala EEG posnetek umetno povzročenega napada.

Nemški fiziolog Hans Berger (1873-1941) je začel EEG študiječloveka leta 1920. Napravi je dal sodobno ime in, čeprav so drugi znanstveniki pred tem izvedli podobne poskuse, je Berger tisti, ki ga včasih pripisujejo odkritelju EEG. Njegove ideje je kasneje razvil Edgar Douglas Adrian.

Leta 1934 je bil prvič dokazan vzorec epileptiformne aktivnosti (Fisher in Lowenback). Za začetek klinične encefalografije štejemo leto 1935, ko so Gibbs, Davis in Lennox opisali interiktalno aktivnost in vzorec petit malnega napada. Pozneje, leta 1936, sta Gibbs in Jasper označila interiktalno aktivnost kot osrednjo značilnost epilepsije. Istega leta so v splošni bolnišnici Massachusetts odprli prvi EEG laboratorij.

Franklin Offner (1911-1999), profesor biofizike na univerzi Northwestern, je razvil prototip elektroencefalografa, ki je vključeval piezoelektrični snemalnik (celotna naprava se je imenovala Offnerjev dinograf).

Leta 1947 je v povezavi z ustanovitvijo Ameriškega združenja za EEG potekal prvi mednarodni kongres o EEG. In že leta 1953 (Aserinsky in Kleitmean) sta odkrila in opisala fazo spanja s hitrimi gibi oči.

V 50. letih dvajsetega stoletja je angleški zdravnik William Gray Walter razvil metodo, imenovano EEG topografija, ki je omogočila preslikavo električne aktivnosti možganov na površino možganov. Ta metoda ni uporabna v klinična praksa, uporablja se samo za znanstvene raziskave. Metoda je pridobila posebno popularnost v 80. letih 20. stoletja in je bila zanimiva predvsem za raziskovalce na področju psihiatrije.

Fiziološke osnove EEG

pri izvajanje EEG merijo se skupni postsinaptični tokovi. Akcijski potencial (AP, kratkotrajna sprememba potenciala) v presinaptični membrani aksona povzroči sproščanje nevrotransmiterja v sinaptično špranjo. Nevrotransmiter ali nevrotransmiter, - Kemična snov, ki izvaja prenos živčnih impulzov skozi sinapse med nevroni. Po prehodu skozi sinaptično špranjo se nevrotransmiter veže na receptorje na postsinaptični membrani. To povzroči ionske tokove v postsinaptični membrani. Posledično nastanejo kompenzacijski tokovi v zunajceličnem prostoru. Prav ti zunajcelični tokovi tvorijo EEG potenciale. EEG je neobčutljiv na aksonski akcijski potencial.

Čeprav so postsinaptični potenciali odgovorni za generiranje EEG signala, površinski EEG ne more zabeležiti aktivnosti posameznega dendrita ali nevrona. Bolj pravilno je reči, da je površinski EEG vsota sinhrone aktivnosti več sto nevronov z enako orientacijo v prostoru, ki se nahajajo radialno glede na lasišče. Tokovi, usmerjeni tangencialno na lasišče, niso zabeleženi. Tako se med EEG zabeleži aktivnost apikalnih dendritov, ki se radialno nahajajo v skorji. Ker se poljska napetost zmanjšuje sorazmerno z razdaljo do svojega izvora na četrto potenco, je aktivnost nevronov v globokih plasteh možganov veliko težje zaznati kot tokove neposredno v bližini kože.

Za tokove, zabeležene na EEG, so značilne različne frekvence, prostorske porazdelitve in razmerja z različnimi stanji možganov (npr. spanje ali budnost). Takšna potencialna nihanja predstavljajo sinhronizirano aktivnost celotne mreže nevronov. Identificiranih je bilo le nekaj nevronskih mrež, ki so odgovorne za zabeležena nihanja (na primer talamokortikalna resonanca, ki je v ozadju spalnih vreten – hitri alfa ritmi med spanjem), medtem ko mnoge druge (na primer sistem, ki tvori okcipitalni temeljni ritem) še niso bile ugotovljene. identificiran .

EEG tehnika

Za pridobitev tradicionalnega površinskega EEG se snemanje izvede z uporabo elektrod, nameščenih na lasišču z uporabo električno prevodnega gela ali mazila. Običajno se pred namestitvijo elektrod po možnosti odstranijo odmrle kožne celice, ki povečajo odpornost. Tehniko je mogoče izboljšati z uporabo ogljikovih nanocevk, ki prodrejo v zgornje plasti kože in pomagajo izboljšati električni stik. Ta senzorski sistem se imenuje ENOBIO; vendar predstavljena metodologija v splošne medicine(ni notri znanstvena raziskava, še manj pa v ambulanti) še ne uporabljajo. Običajno mnogi sistemi uporabljajo elektrode, vsaka z ločeno žico. Nekateri sistemi uporabljajo posebne pokrovčke ali mrežaste strukture, podobne čeladi, ki obdajajo elektrode; najpogosteje se ta pristop upraviči, ko je komplet z velik znesek gosto razporejene elektrode.

Za večino kliničnih in raziskovalnih aplikacij (z izjemo kompletov z velikim številom elektrod) sta lokacija in ime elektrod določena z mednarodnim sistemom "10-20". Uporaba tega sistema zagotavlja, da so imena elektrod med različnimi laboratoriji strogo skladna. Klinično se uporablja najpogostejši komplet 19 svinčenih elektrod (ter ozemljitvena in referenčna elektroda). Za snemanje EEG pri novorojenčkih se običajno uporablja manj elektrod. Za pridobitev EEG določene možganske regije z večjo prostorsko ločljivostjo lahko uporabimo dodatne elektrode. Komplet z velikim številom elektrod (običajno v obliki kape ali mrežaste čelade) lahko vsebuje do 256 elektrod, ki se nahajajo na glavi na približno enaki medsebojni razdalji.

Vsaka elektroda je povezana z enim vhodom diferencialnega ojačevalnika (to je en ojačevalnik na par elektrod); v standardnem sistemu je referenčna elektroda povezana z drugim vhodom vsakega diferencialnega ojačevalnika. Takšen ojačevalnik poveča potencial med merilno elektrodo in referenčno elektrodo (običajno 1.000-100.000-krat ali napetostni dobiček 60-100 dB). V primeru analognega EEG gre signal nato skozi filter. Na izhodu signal posname snemalnik. Vendar pa je dandanes veliko snemalnikov digitalnih in ojačen signal (po prehodu skozi filter za zmanjšanje hrupa) se pretvori z analogno-digitalnim pretvornikom. Za klinični površinski EEG se frekvenca analogno-digitalne pretvorbe pojavi pri 256–512 Hz; pretvorbena frekvenca do 10 kHz se uporablja v znanstvene namene.

Pri digitalnem EEG se signal shrani v v elektronski obliki; gre tudi skozi filter za prikaz. Tipične nastavitve za nizkopasovni filter in visokofrekvenčni filter so 0,5–1 Hz oziroma 35–70 Hz. Nizkoprepustni filter običajno odstrani artefakte počasnih valov (npr. artefakte gibanja), medtem ko visokofrekvenčni filter zmanjša občutljivost kanala EEG na visokofrekvenčna nihanja (npr. elektromiografske signale). Dodatno je mogoče uporabiti izbirni zarezni filter za odpravo motenj, ki jih povzročajo daljnovodi (60 Hz v ZDA in 50 Hz v mnogih drugih državah). Zarezni filter se pogosto uporablja, če se na oddelku izvaja snemanje EEG intenzivna nega, torej v izjemno neugodnih tehničnih pogojih za EEG.

Da bi ocenili možnost kirurškega zdravljenja epilepsije, je treba elektrode namestiti na površino možganov, pod dura mater. Za izvedbo te različice EEG se izvede kraniotomija, to je, da se oblikuje luknja. To različico EEG imenujemo intrakranialni ali intrakranialni EEG (intrakranialni EEG, icEEG), ali subduralni EEG (subduralni EEG, sdEEG) ali elektrokortikografija (ECoG ali elektrokortikografija, ECoG). Elektrode lahko potopimo v možganske strukture, na primer v amigdalo ali hipokampus - dele možganov, v katerih nastajajo žarišča epilepsije, vendar katerih signalov med površinskim EEG ni mogoče zabeležiti. Signal elektrokortikograma se obdeluje na enak način kot digitalni signal rutinskega EEG (glej zgoraj), vendar obstaja več razlik. Običajno se ECoG snema pri višjih frekvencah kot površinski EEG, saj po Nyquistovem izreku prevladuje subduralni signal visoke frekvence. Poleg tega številni artefakti, ki vplivajo na površinske rezultate EEG, ne vplivajo na ECoG, zato pogosto ni potreben filter na izhodnem signalu. Običajno je amplituda EEG signala pri odraslem približno 10-100 μV, če se meri na lasišču, in približno 10-20 mV, če se meri subduralno.

Ker signal EEG predstavlja potencialno razliko med dvema elektrodama, rezultati EEG je mogoče prikazati na več načinov. Vrstni red hkratnega prikaza določenega števila odvodov pri snemanju EEG se imenuje montaža.

Bipolarna montaža

Vsak kanal (to je ločena krivulja) predstavlja potencialno razliko med dvema sosednjima elektrodama. Namestitev je zbirka takih kanalov. Na primer, kanal "Fp1-F3" je potencialna razlika med elektrodo Fp1 in elektrodo F3. Naslednji montažni kanal, "F3-C3", odraža potencialno razliko med elektrodama F3 in C3 in tako naprej za celoten sklop elektrod. Skupne elektrode za vse odvode ni.

Referenčna montaža

Vsak kanal predstavlja potencialno razliko med izbrano elektrodo in referenčno elektrodo. Za referenčno elektrodo ni standardne lokacije; vendar se njegova lokacija razlikuje od lokacije merilnih elektrod. Elektrode so pogosto nameščene v območju projekcij sredinske strukture možganov na površino lobanje, saj v tem položaju ne ojačajo signala iz obeh hemisfer. Drug priljubljen sistem za pritrditev elektrod je pritrditev elektrod na ušesne mečice ali mastoidne izrastke.

Laplaceova montaža

Pri digitalnem snemanju EEG je vsak kanal potencialna razlika elektrode in tehtano povprečje okoliških elektrod. Povprečeni signal se nato imenuje povprečni referenčni potencial. Pri uporabi analognega EEG med snemanjem specialist preklopi z ene vrste urejanja na drugo, da bi čim bolj odražal vse značilnosti EEG. V primeru digitalnega EEG se vsi signali shranijo v skladu z določen tip montaža (običajno referenčna); Ker je katero koli vrsto montaže mogoče matematično sestaviti iz katere koli druge, lahko specialist opazuje EEG v kateri koli vrsti montaže.

Normalna aktivnost EEG

EEG je običajno opisan z izrazi, kot so (1) ritmična aktivnost in (2) kratkoročne komponente. Ritmična aktivnost se spreminja v frekvenci in amplitudi, zlasti pri oblikovanju alfa ritma. Toda nekatere spremembe parametrov ritmične aktivnosti imajo lahko klinični pomen.

Večina znanih signalov EEG ustreza frekvenčnemu območju od 1 do 20 Hz (pri standardnih pogojih snemanja so ritmi, katerih frekvenca je zunaj tega območja, najverjetneje artefakti).

Delta valovi (δ ritem)

Frekvenca delta ritma je do približno 3 Hz. Za ta ritem so značilni počasni valovi z visoko amplitudo. Običajno prisoten pri odraslih med počasnim spanjem. Običajno se pojavi tudi pri otrocih. Delta ritem se lahko pojavi v zaplatah na območju subkortikalnih lezij ali se razširi povsod z difuznimi lezijami, presnovno encefalopatijo, hidrocefalusom ali globokimi lezijami srednjih struktur možganov. Običajno je ta ritem najbolj opazen pri odraslih v čelnem predelu (frontalna intermitentna ritmična delta aktivnost ali FIRDA - Frontal Intermittent Rhythmic Delta) in pri otrocih v okcipitalnem predelu (okcipitalna intermitentna ritmična delta aktivnost ali OIRDA - Occipital Intermittent Rhythmic Delta).

Theta valovi (θ ritem)

Za theta ritem je značilna frekvenca od 4 do 7 Hz. Običajno opazimo pri otrocih mlajši starosti. Lahko se pojavi pri otrocih in odraslih v stanju spanja ali med aktivacijo, pa tudi v stanju globoke misli ali meditacije. Prekomerni theta ritmi pri starejših bolnikih kažejo na patološko aktivnost. Lahko se opazi kot žariščna motnja z lokalnimi subkortikalnimi lezijami; poleg tega pa se lahko razširi na posplošen način, ko difuzne motnje, presnovna encefalopatija, lezije globokih možganskih struktur in v nekaterih primerih hidrocefalus.

Alfa valovi (α ritem)

Alfa ritem ima značilno frekvenco od 8 do 12 Hz. Ime te vrste ritma je dal njegov odkritelj, nemški fiziolog Hans Berger. Alfa valove opazimo na zatilju na obeh straneh, pri čemer je njihova amplituda večja v dominantnem delu. Ta vrsta ritma se zazna, ko subjekt zapre oči ali je v sproščenem stanju. Opazili so, da alfa ritem zbledi, če odprete oči, pa tudi v stanju duševnega stresa. Ta vrsta dejavnosti se zdaj imenuje »osnovni ritem«, »okcipitalni dominantni ritem« ali »okcipitalni alfa ritem«. V resnici ima osnovni ritem pri otrocih frekvenco manjšo od 8 Hz (kar pomeni, da tehnično spada v območje theta ritma). Poleg glavnega okcipitalnega alfa ritma je običajno prisotnih še več normalnih variant: mu ritem (μ ritem) in temporalni ritmi - kapa in tau ritmi (κ in τ ritmi). Alfa ritmi se lahko pojavijo tudi v patoloških situacijah; denimo, če je v komi za Bolnikov EEG Obstaja difuzni alfa ritem, ki se pojavi brez zunanje stimulacije; ta ritem se imenuje "alfa koma".

Senzomotorični ritem (μ-ritem)

Za ritem mu je značilna frekvenca alfa ritma in ga opazimo v senzomotoričnem korteksu. Premikanje nasprotne roke (ali predstavljanje takega gibanja) povzroči upad mu ritma.

Beta valovi (β ritem)

Frekvenca beta ritma je od 12 do 30 Hz. Običajno ima signal simetrično porazdelitev, vendar je najbolj očiten v čelni regiji. Beta ritem nizke amplitude z različno frekvenco je pogosto povezan z nemirnim in nemirnim razmišljanjem ter aktivno koncentracijo. Povezani so ritmični beta valovi s prevladujočim nizom frekvenc različne patologije in ukrepanje zdravila, zlasti benzodiazepini. Ritem s frekvenco nad 25 Hz, opažen pri površinskem EEG, je najpogosteje artefakt. Lahko je odsoten ali blag na območjih kortikalne poškodbe. Beta ritem prevladuje v EEG pri bolnikih, ki so v stanju tesnobe ali nemira ali pri bolnikih z odprtimi očmi.

Gama valovi (γ ritem)

Frekvenca gama valov je 26-100 Hz. Ker imajo lasišče in lobanjske kosti filtrirne lastnosti, se gama ritmi zaznajo le z elektrokortigrafijo ali morda magnetoencefalografijo (MEG). Domneva se, da so gama ritmi posledica delovanja različnih populacij nevronov, združenih v mrežo za opravljanje določene motorične funkcije oz. duševno delo.

Za raziskovalne namene se uporablja enosmerni ojačevalnik za snemanje dejavnosti, ki je blizu enosmernemu toku ali za katero so značilni izjemno počasni valovi. Običajno tak signal ni registriran v klinične nastavitve, saj je signal s takimi frekvencami izjemno občutljiv na številne artefakte.

Nekatere aktivnosti EEG so lahko prehodne in se ne ponavljajo. Konice in ostri valovi so lahko posledica napadov ali interiktalne aktivnosti pri bolnikih z epilepsijo ali nagnjenostjo k njej. Drugi začasni pojavi (verteksni potenciali in spalna vretena) veljajo za normalne različice in jih opazimo med normalnim spanjem.

Omeniti velja, da obstajajo nekatere vrste dejavnosti, ki so statistično zelo redke, vendar njihov pojav ni povezan z nobeno boleznijo ali motnjo. To so tako imenovane "normalne različice" EEG. Primer te možnosti je mu ritem.

Parametri EEG so odvisni od starosti. EEG novorojenčka se zelo razlikuje od EEG odraslega. EEG otroka običajno vključuje nižje frekvenčne oscilacije v primerjavi z EEG pri odraslih.

Tudi parametri EEG se razlikujejo glede na stanje. EEG se posname skupaj z drugimi meritvami (elektrookulogram, EOG in elektromiogram, EMG), da se med polisomnografsko študijo določijo faze spanja. Za prvo fazo spanja (zaspanost) na EEG je značilno izginotje okcipitalnega temeljnega ritma. V tem primeru lahko opazimo povečanje števila theta valov. Obstaja cel katalog različnih možnosti EEG med dremežem (Joan Santamaria, Keith H. Chiappa). V drugi fazi spanja se pojavijo spalna vretena - kratkotrajne serije ritmičnih aktivnosti v frekvenčnem območju 12-14 Hz (včasih imenovane "sigma pas"), ki jih je najlažje zabeležiti v čelni regiji. Frekvenca večine valov v drugi fazi spanja je 3-6 Hz. Za tretjo in četrto fazo spanja je značilna prisotnost delta valov in se običajno imenujejo " počasno spanje" Faze od ena do četrta obsegajo tako imenovano spanje s počasnim gibanjem zrkla (NonRapid Eye Movements, non-REM, NREM). EEG med spanjem s hitrim gibanjem oči (REM) je po svojih parametrih podoben EEG med budnostjo.

Rezultati EEG, opravljeni pod splošna anestezija, odvisno od vrste uporabljenega anestetika. Pri dajanju halogeniranih anestetikov, kot je halotan, ali snovi, ki intravensko dajanje, na primer propofol, v skoraj vseh odvodih, zlasti v čelni regiji, opazimo poseben "hiter" vzorec EEG (alfa in šibki beta ritmi). V skladu s prejšnjo terminologijo se je ta tip EEG imenoval frontalni, razširjeni hitri (Widespread Anterior Rapid, WAR) vzorec, v nasprotju z razširjenim počasnim vzorcem (Widespread Slow, WAIS), ki se pojavi, ko velikih odmerkih opiati. Šele pred kratkim so znanstveniki razumeli mehanizme vpliva anestetikov na EEG signale (na ravni interakcije snovi z različne vrste sinapse in razumevanje vezja, ki omogoča sinhronizirano nevronsko aktivnost).

Artefakti

Biološki artefakti

Artefakti so signali EEG, ki niso povezani z aktivnostjo. možgani. Takšni signali so skoraj vedno prisotni na EEG. Zato pravilna razlaga EEG zahteva bogate izkušnje. Najpogostejše vrste artefaktov so:

• artefakte, ki nastanejo zaradi premikanja oči (vključno z zrklom, očesnimi mišicami in vekami);
• artefakti EKG;
• artefakti iz EMG;
• artefakte, ki nastanejo zaradi premikanja jezika (glosokinetični artefakti).

Artefakti, ki jih povzročajo gibi oči, izhajajo iz potencialnih razlik med roženico in mrežnico, ki so precej velike v primerjavi z možganskimi potenciali. Težave ne nastanejo, če je oko v stanju popolnega mirovanja. Skoraj vedno pa so prisotni refleksni gibi oči, ki ustvarjajo potencial, ki ga nato posnamejo frontopolarni in frontalni odvodi. Gibanje oči – navpično ali vodoravno (sakade – hitro skokovito gibanje oči) – nastane zaradi krčenja. očesne mišice, ki ustvarjajo elektromiografski potencial. Ne glede na to, ali je mežikanje z očmi zavestno ali refleksno, povzroči nastanek elektromiografskih potencialov. Vendar pa v v tem primeru Pri mežikanju so pomembnejši refleksni gibi zrkla, saj povzročajo pojav številnih značilnih artefaktov na EEG.

Artefakti značilen videz, ki nastanejo kot posledica tresenja vek, so prej imenovali kappa ritem (ali kappa valovi). Običajno jih posnamejo prefrontalni odvodi, ki se nahajajo neposredno nad očmi. Včasih jih je mogoče zaznati med duševnim delom. Običajno imajo frekvenco theta (4-7 Hz) ali alfa (8-13 Hz). Ta vrsta dejavnosti je dobila ime, ker so verjeli, da je posledica delovanja možganov. Kasneje so ugotovili, da ti signali nastanejo kot posledica gibov vek, včasih tako subtilnih, da jih je zelo težko opaziti. Pravzaprav jih ne bi smeli imenovati ritem ali val, ker so šum ali "artefakt" EEG. Zato se izraz kapa ritem v elektroencefalografiji ne uporablja več, indicirani signal pa je treba opisati kot artefakt, ki ga povzroča tresenje vek.

Vendar se nekateri od teh artefaktov izkažejo za uporabne. Analiza očesnih gibov je izjemno pomembna pri polisomnografiji in je uporabna tudi pri tradicionalnem EEG za oceno možnih sprememb v stanjih tesnobe, budnosti ali spanja.

Artefakti EKG so zelo pogosti in jih je mogoče zamenjati s skokovito aktivnostjo. Sodoben način EEG snemanje običajno vključuje en EKG kanal, ki prihaja iz udov, kar omogoča razlikovanje EKG ritma od koničastih valov. Ta metoda omogoča tudi določitev različne možnosti aritmije, ki lahko skupaj z epilepsijo povzročijo sinkopo (omedlevico) ali druge epizodne motnje in napade. Glosokinetični artefakti so posledica potencialnih razlik med dnom in konico jezika. Majhni gibi jezika "zamašijo" EEG, zlasti pri bolnikih s parkinsonizmom in drugimi boleznimi, za katere je značilen tremor.

Artefakti zunanjega izvora

Poleg artefaktov notranjega izvora obstaja veliko artefaktov, ki so zunanji. Premikanje po bolniku in celo prilagajanje položaja elektrod lahko povzroči motnje na EEG, izbruhe aktivnosti, ki nastanejo zaradi kratkotrajne spremembe upora pod elektrodo. Slaba ozemljitev EEG elektrod lahko povzroči znatne artefakte (50-60 Hz), odvisno od parametrov lokalnega elektroenergetskega sistema. Intravenozno kapljanje je lahko tudi vir motenj, ker lahko naprava proizvede ritmične, hitre nizkonapetostne izbruhe aktivnosti, ki jih je zlahka zamenjati z resničnimi potenciali.

Popravek artefaktov

Nedavno je bila za popravljanje in odpravo artefaktov EEG uporabljena metoda razgradnje, ki je sestavljena iz razgradnje EEG signalov na več komponent. Obstaja veliko algoritmov za razgradnjo signala na dele. Vsaka metoda temelji na naslednjem načelu: potrebno je izvesti takšne manipulacije, ki bodo omogočile pridobitev "čistega" EEG zaradi nevtralizacije (nastavitve na nič) neželenih komponent.

Patološka aktivnost

Patološko aktivnost lahko v grobem razdelimo na epileptiformno in neepileptiformno. Poleg tega ga lahko razdelimo na lokalno (žariščno) in difuzno (generalizirano).

Za žariščno epileptiformno aktivnost so značilni hitri, sinhroni potenciali velikega števila nevronov v določenem možganskem predelu. Pojavi se lahko izven napada in kaže na območje korteksa (območje povečane razdražljivosti), ki je nagnjeno k pojavu epileptičnih napadov. Beleženje interiktalne aktivnosti ne zadošča niti za ugotovitev, ali ima bolnik dejansko epilepsijo, niti za lokalizacijo območja, kjer izvira napad v primeru žariščne ali patchy epilepsije.

Največjo generalizirano (difuzno) epileptiformno aktivnost opazimo v čelni coni, lahko pa jo opazimo tudi v vseh drugih projekcijah možganov. Prisotnost takšnih signalov na EEG kaže na prisotnost generalizirane epilepsije.

Fokalno neepileptiformno patološko aktivnost je mogoče opaziti na mestih poškodbe skorje ali bele snovi možganov. Vsebuje več nizkofrekvenčnih ritmov in/ali je zanj značilna odsotnost običajnih visokofrekvenčnih ritmov. Poleg tega se lahko takšna aktivnost kaže kot žariščno ali enostransko zmanjšanje amplitude signala EEG. Difuzna neepileptiformna nenormalna aktivnost se lahko kaže kot difuzni nenormalno počasni ritmi ali dvostranska upočasnitev normalnih ritmov.

Prednosti metode

EEG kot orodje za raziskovanje možganov ima več pomembnih prednosti, na primer ima EEG zelo visoko časovno ločljivost (na ravni ene milisekunde). Za druge metode preučevanja možganske aktivnosti, kot sta pozitronska emisijska tomografija (PET) in funkcionalna MRI (fMRI ali funkcionalno magnetnoresonančno slikanje, fMRI), je časovna ločljivost med sekundami in minutami.

EEG neposredno meri električno aktivnost možganov, medtem ko druge metode beležijo spremembe v hitrosti pretoka krvi (na primer emisija enega fotona pregled z računalniško tomografijo, SPECT ali enofotonska emisijska računalniška tomografija, SPECT; in fMRI), ki sta posredna pokazatelja možganske aktivnosti. EEG se lahko izvaja sočasno s fMRI za skupno snemanje podatkov pri visoki časovni in visoki prostorski ločljivosti. Ker pa se dogodki, zabeleženi z vsako metodo, zgodijo v različnih časovnih obdobjih, nabor podatkov ne odraža nujno iste možganske aktivnosti. Obstajajo tehnične težave pri kombiniranju teh dveh metod, ki vključujejo potrebo po odstranitvi artefaktov radiofrekvenčnih impulzov in utripajočega gibanja krvi iz EEG. Poleg tega lahko nastanejo tokovi v žicah EEG elektrod zaradi magnetno polje, ustvarjen z MRI.

EEG lahko snemamo sočasno z magnetoencefalografijo, zato lahko rezultate teh komplementarnih raziskovalnih metod z visoko časovno ločljivostjo primerjamo med seboj.

Omejitve metode

Metoda EEG ima več omejitev, med katerimi je najpomembnejša slaba prostorska ločljivost. EEG je še posebej občutljiv na določen sklop postsinaptičnih potencialov: tiste, ki se tvorijo v zgornjih plasteh skorje, na vrhovih vijug neposredno ob lobanji, usmerjenih radialno. Dendriti, ki se nahajajo globlje v korteksu, znotraj brazd, ki se nahajajo v globokih strukturah (na primer cingularni girus ali hipokampus) ali katerih tokovi so usmerjeni tangencialno na lobanjo, imajo bistveno manjši učinek na EEG signal.

Možganske ovojnice, cerebrospinalna tekočina in lobanjske kosti "razmažejo" signal EEG in prikrijejo njegov intrakranialni izvor.

Za dani signal EEG ni mogoče matematično poustvariti enega samega intrakranialnega vira toka, ker nekateri tokovi proizvajajo potenciale, ki se med seboj izničijo. Opravljenega je veliko znanstvenega dela za lokalizacijo virov signala.

Klinična uporaba

Standardni EEG posnetek običajno traja od 20 do 40 minut. Poleg budnega stanja se lahko študija izvaja v stanju spanja ali pod vplivom različne vrste dražilne snovi. To spodbuja nastanek ritmov, ki se razlikujejo od tistih, ki jih lahko opazujemo v stanju sproščene budnosti. Takšni ukrepi vključujejo periodično svetlobno stimulacijo s svetlobnimi bliski (fotostimulacija), okrepljeno globoko dihanje(hiperventilacija) ter odpiranje in zapiranje oči. Pri ocenjevanju bolnika, ki ima ali je v nevarnosti za epilepsijo, se EEG vedno pregleda za prisotnost interiktalnih izcedkov (tj. nenormalne aktivnosti zaradi " epileptična aktivnost možganov", kar kaže na nagnjenost k epileptični napadi, lat. inter - med, med, ictus - prileganje, napad).

V nekaterih primerih se izvaja video-EEG monitoring (hkratno snemanje EEG in video/avdio signalov), bolnik pa je hospitaliziran za obdobje od nekaj dni do nekaj tednov. V bolnišnici bolnik ne jemlje antiepileptikov, kar omogoča snemanje EEG v obdobju napada. V mnogih primerih snemanje začetka epileptičnega napada specialistu pove veliko bolj specifične informacije o bolnikovi bolezni kot interiktalni EEG. Neprekinjeno spremljanje EEG vključuje uporabo prenosnega elektroencefalografa, priključenega na pacienta v enoti intenzivne nege, za spremljanje aktivnosti napadov, ki niso klinično očitni (to pomeni, da jih ni mogoče zaznati z opazovanjem pacienta ali gibanja njegovega telesa). duševno stanje). Ko bolnik pade v komo zaradi zdravil, lahko vzorec EEG pokaže globino kome in odvisno od Indikatorji EEG zdravila se titrirajo. »Amplitudno integrirani EEG« uporablja posebno vrsto predstavitve signala EEG in se uporablja v povezavi z neprekinjenim spremljanjem delovanja možganov pri novorojenčkih v enoti intenzivne nege.

Različne vrste EEG se uporabljajo v naslednjih kliničnih situacijah:

• za razlikovanje epileptičnega napada od drugih vrst napadov, na primer od psihogenih napadov neepileptične narave, sinkope (omedlevica), motenj gibanja in variant migrene;
• opisati naravo napadov z namenom izbire zdravljenja;
• lokalizirati območje možganov, v katerem izvira napad, izvesti kirurški poseg;
• za spremljanje nekonvulzivnih napadov/nekonvulzivne variante epilepsije;
• za razlikovanje organske encefalopatije ali delirija (akutnega duševna motnja z elementi vznemirjenja) zaradi primarnih duševnih bolezni, kot je katatonija;
• spremljati globino anestezije;
• kot posredni pokazatelj cerebralne perfuzije med karotidno endarterektomijo (odstranitev notranje stene karotidne arterije);
• kako dodatne raziskave za potrditev možganske smrti;
• v nekaterih primerih za prognostične namene pri bolnikih v komi.

Uporaba kvantitativnega EEG (matematična interpretacija EEG signalov) za oceno primarnih duševnih, vedenjskih in učnih motenj se zdi precej sporna.

Uporaba EEG v znanstvene namene

Uporaba EEG v nevrobioloških raziskavah ima vrsto prednosti pred drugimi instrumentalne metode. Prvič, EEG je neinvaziven način preučevanja predmeta. Drugič, ni tako stroge potrebe, da ostanemo nepremični kot med funkcionalno MRI. Tretjič, EEG beleži spontano možgansko aktivnost, zato subjektu ni treba komunicirati z raziskovalcem (kot se na primer zahteva pri vedenjskem testiranju kot delu nevropsihološke študije). Poleg tega ima EEG visoko časovno ločljivost v primerjavi s tehnikami, kot je funkcionalna MRI, in se lahko uporablja za prepoznavanje milisekundnih nihanj v električni aktivnosti možganov.

Številne EEG študije kognitivnih sposobnosti uporabljajo z dogodki povezane potenciale (ERP). Večina modelov tovrstnega raziskovanja temelji na naslednji trditvi: ko je subjekt pod vplivom, reagira bodisi odprto, eksplicitno bodisi prikrito. Med študijo bolnik prejme nekaj dražljajev in posname se EEG. Potenciali, povezani z dogodki, so izolirani s povprečenjem signala EEG v vseh poskusih v določenem stanju. Povprečne vrednosti za različne pogoje lahko nato primerjate med seboj.

Druge možnosti EEG

EEG se izvaja ne le kot del tradicionalne preiskave za klinično diagnozo in proučevanje delovanja možganov z nevrobiološkega vidika, ampak tudi za številne druge namene. Možnost nevrofeedback terapije (Neurofeedback) je še vedno pomembna dodatna aplikacija EEG, ki v svoji najnaprednejši obliki velja za osnovo za razvoj možganskih računalniških vmesnikov. Obstajajo številni komercialni izdelki, ki temeljijo predvsem na EEG. Na primer, 24. marca 2007 je ameriško podjetje (Emotiv Systems) predstavilo miselno vodeno video igrico, ki temelji na metodi elektroencefalografije.

ElektroencefalologAfiya(iz elektro..., grško enkephalos - možgani in...grafija), metoda za preučevanje delovanja možganov živali in ljudi; temelji na sumarni registraciji bioelektrične aktivnosti posameznih con, regij in režnjev možganov.

Leta 1929 Berger (N. Berger) z uporabo strunskega galvanometra posnel bioelektrično aktivnost človeške možganske skorje. Ko je pokazal možnost preusmeritve bioelektrične aktivnosti z nepoškodovane površine glave, je odkril možnost uporabe te metode pri pregledu bolnikov z motnjami možganske aktivnosti. Vendar pa je električna aktivnost možganov zelo šibka (vrednost biopotencialov je v povprečju 5-500 μV). Nadaljnji razvoj teh študij in njihova praktična uporaba sta postala možna po izdelavi ojačevalne elektronske opreme. Omogočila je znatno povečanje biopotencialov in zaradi svoje narave brez vztrajnosti omogočila opazovanje vibracij brez popačenja njihove oblike.

Za registracijo bioelektrične aktivnosti uporabite elektroencefalograf, ki vsebuje elektronske ojačevalnike z dovolj visokim ojačanjem, nizka stopnja inherentni šum in frekvenčni pas od 1 do 100 Hz ali več. Poleg tega elektroencefalograf vključuje snemalni del, ki je oscilografski sistem z izhodom na črnilno pero, elektronski žarek ali zančni osciloskop. Svinčene elektrode, ki povezujejo preučevani predmet z vhodom ojačevalnika, se lahko namestijo na površino glave ali vsajijo za bolj ali manj dolgo časovno obdobje v predelih možganov, ki se preučujejo. Trenutno se začenja razvijati teleelektroencefalografija, ki omogoča snemanje električne aktivnosti možganov na razdalji od predmeta. V tem primeru bioelektrična aktivnost modulira frekvenco oddajnika ultrakratkih valov, ki se nahaja na glavi osebe ali živali, in vhodna naprava elektroencefalografa sprejema te signale. Snemanje bioelektrične aktivnosti možganov se imenuje elektroencefalogram (EEG),če je posnet iz nepoškodovane lobanje, in elektrokortikogram (ECoG) pri snemanju neposredno iz možganske skorje. V slednjem primeru se imenuje metoda snemanja možganskih biotokov elektrokortikografija. EEG predstavlja skupne krivulje sprememb potencialnih razlik, ki nastanejo pod elektrodami, skozi čas. Za ovrednotenje EEG so bili razviti instrumenti - analizatorji, ki samodejno razgradijo te kompleksne krivulje na njihove sestavne frekvence. Večina analizatorjev vsebuje številne zarezne filtre, nastavljene na določene frekvence. Bioelektrična aktivnost se tem filtrom dovaja iz izhoda elektroencefalografa. Rezultati frekvenčne analize se prikazujejo s snemalno napravo, običajno vzporedno s potekom eksperimenta (analizatorja Walter in Kozhevnikov). Za analizo EEG in ECoG se uporabljajo tudi integratorji, ki dajejo skupno oceno intenzivnosti nihanj v določenem časovnem obdobju. Njihovo delovanje temelji na merjenju potencialov kondenzatorja, ki je napolnjen s tokom, sorazmernim s trenutnimi vrednostmi proučevanega procesa.

Namen EEG:

Odkrivanje epileptične aktivnosti in določanje vrste epileptičnih napadov.

Diagnoza intrakranialnih lezij (absces, tumorji).

Ocena električne aktivnosti možganov pri boleznih metabolizem, cerebralna ishemija, možganske poškodbe, meningitis, encefalitis, duševna zaostalost, mentalna bolezen in zdravljenje z različnimi zdravili.

Ocena stopnje možganske aktivnosti, diagnoza možganske smrti.

Priprava bolnika:

Pacientu je treba pojasniti, da študija omogoča oceno električne aktivnosti možganov.

Pacientu in njegovi družini je treba razložiti bistvo študije in odgovoriti na njihova vprašanja.

Pred študijo se mora bolnik vzdržati uživanja pijač, ki vsebujejo kofein; Druge omejitve glede prehrane ali prehrane niso potrebne. Bolnika je treba opozoriti, da bo, če pred testom ne bo zajtrkoval, doživel hipoglikemijo, kar bo vplivalo na rezultat testa.

Pacient si mora temeljito umiti in posušiti lase, da odstrani ostanke razpršil, krem ​​ali olj.

EEG se posname, ko bolnik leže ali leži na hrbtu. Elektrode pritrdimo na lasišče s posebno pasto. Pacienta je treba pomiriti in mu pojasniti, da elektrode ne povzročajo električnega udara.

Pogosteje se uporabljajo ploščate elektrode, če pa se test izvaja z igelnimi elektrodami, je treba bolnika opozoriti, da bo ob vstavitvi elektrod čutil zbadanje.

Če je le mogoče, je treba odpraviti bolnikov strah in tesnobo, saj pomembno vplivata na EEG.

Ugotoviti morate, katera zdravila bolnik jemlje. Na primer, antikonvulzive, pomirjevala, barbiturate in druge pomirjevala je treba opustiti 24-48 ur pred preiskavo. Za otroke, ki med študijo pogosto jokajo, in za nemirne bolnike je priporočljivo predpisati pomirjevala, čeprav lahko vplivajo na izid študije.

Pri bolniku z epilepsijo bo morda potrebno EEG v spanju. V takih primerih mora na predvečer študije preživeti neprespano noč, pred študijo pa mu dajo pomirjevalo (na primer kloralhidrat), da med snemanjem EEG zaspi.

Če se za potrditev diagnoze možganske smrti posname EEG, je treba psihološko podpreti bolnikove svojce.

Postopek in naknadna nega:

Pacienta položimo v ležeč ali ležeč položaj in elektrode pritrdimo na lasišče.

Pred začetkom snemanja EEG bolnika prosimo, da se sprosti, zapre oči in se ne premika. Med postopkom registracije morate na papir označiti trenutek, ko je bolnik pomežiknil, pogoltnil ali naredil druge gibe, saj se to odraža v EEG in lahko povzroči njegovo napačno interpretacijo.

Registracijo lahko po potrebi začasno ustavite, da se pacient spočije in se počuti bolj udobno. To je pomembno, ker lahko tesnoba in utrujenost bolnika negativno vplivata na kakovost EEG.

Po začetnem obdobju snemanja bazalnega EEG se snemanje nadaljuje v ozadju različnih obremenitvenih testov, tj. dejanj, ki jih običajno ne izvaja v mirnem stanju. Tako bolnika prosimo, naj hitro in globoko diha 3 minute, kar povzroči hiperventilacijo, ki lahko izzove tipičen epileptični napad ali druge motnje. Ta test se običajno uporablja za diagnosticiranje napadov absence. Podobno fotostimulacija omogoča preučevanje odziva možganov na močno svetlobo; poveča patološko aktivnost, ko epileptični napadi kot so absenčni ali mioklonični napadi. Fotostimulacijo izvajamo s stroboskopskim svetlobnim virom, ki utripa s frekvenco 20 na sekundo. EEG se posname z zaprtimi in odprtimi očmi bolnika.

Zagotoviti je treba, da bolnik nadaljuje z jemanjem antikonvulzivov in drugih zdravil, ki jih je prekinil pred študijo.

Po študiji so možni epileptični napadi, zato je bolniku predpisan nežen režim in pozorna nega.

Pacientu je treba pomagati odstraniti ostanke elektrodne paste z lasišča.

Če je bolnik pred študijo vzel pomirjevala, morate zagotoviti njegovo varnost, na primer dvigniti stranice postelje.

Če EEG pokaže možgansko smrt, je treba moralno podpreti bolnikove svojce.

Če se zdi, da napadi niso epileptični, mora bolnika pregledati psiholog.

Podatki EEG se pri zdravi in ​​bolni osebi razlikujejo. V mirovanju EEG odraslega zdravega človeka kaže ritmična nihanja dveh vrst biopotencialov. Večja nihanja, s povprečno frekvenco 10 na 1 sek. in z napetostjo enako 50 µV se imenujejo alfa valovi. Druga, manjša nihanja, s povprečno frekvenco 30 na 1 sek. in napetost, ki je enaka 15-20 μV, se imenujejo beta valovi. Če se človekovi možgani premaknejo iz stanja relativnega počitka v stanje aktivnosti, potem alfa ritem oslabi in beta ritem se poveča. Med spanjem se zmanjšata tako alfa kot beta ritem in pojavijo se počasnejši biopotenciali s frekvenco 4-5 ali 2-3 tresljajev na 1 sekundo. in frekvenco 14-22 tresljajev na 1 sekundo. Pri otrocih se EEG razlikuje od rezultatov preučevanja električne aktivnosti možganov pri odraslih in se jim približuje, ko možgani popolnoma dozorijo, to je do 13-17 let življenja. Pri različnih možganskih boleznih se na EEG pojavijo različne nepravilnosti. Upoštevajo se znaki patologije na EEG v mirovanju: vztrajno pomanjkanje alfa aktivnosti (desinhronizacija alfa ritma) ali, nasprotno, njegovo močno povečanje (hipersinhronizacija); kršitev pravilnosti nihanj biopotencialov; kot tudi pojav patoloških oblik biopotencialov - počasnih visokih amplitud (theta in delta valovi, ostri valovi, kompleksi vrhov in paroksizmičnih izpustov itd. Na podlagi teh motenj lahko nevrolog določi resnost in do določene mere obseg, narava možganske bolezni.Če je na primer v možganih tumor ali je prišlo do možganske krvavitve, elektroencefalografske krivulje zdravniku pokažejo, kje (v katerem delu možganov) se ta poškodba nahaja. .Pri epilepsiji lahko EEG, tudi v interiktalnem obdobju, opazuje pojav ostrih valov na ozadju normalne bioelektrične aktivnosti ali kompleksov vrhovnega vala.Elektroencefalografija je še posebej pomembna, ko se pojavi vprašanje o potrebi po operaciji možganov za odstranitev tumor, absces oz tuje telo. Podatki elektroencefalografije v kombinaciji z drugimi raziskovalnimi metodami se uporabljajo za načrtovanje prihodnje operacije. V vseh primerih, ko pri pregledu bolnika z boleznijo centralnega živčnega sistema nevrolog sumi na strukturne lezije možganov, je priporočljivo opraviti elektroencefalografsko študijo.V ta namen je priporočljivo napotiti bolnike v specializirane ustanove, kjer delujejo sobe za elektroencefalografijo.

Dejavniki, ki vplivajo na rezultat študije

Motnje električnih naprav, gibi oči, glave, jezika, telesa (prisotnost artefaktov na EEG).

Jemanje antikonvulzivov in pomirjeval, pomirjeval in barbituratov lahko prikrije epileptično aktivnost. Akutna zastrupitev narkotična zdravila ali huda hipotermija povzroči zmanjšanje stopnje zavesti.

Druge metode

Računalniška tomografija možganov .

CT možganov vam omogoča, da na zaslonu monitorja z računalnikom dobite serijske odseke (tomograme) možganov v različnih ravninah: vodoravni, sagitalni in frontalni. Za pridobitev slik anatomskih rezov različnih debelin se uporabljajo informacije, pridobljene z obsevanjem možganskega tkiva na sto tisočih nivojih. Specifičnost in zanesljivost študije naraščata z naraščajočo ločljivostjo, ki je odvisna od računalniško izračunane gostote obsevanja živčnega tkiva. Kljub dejstvu, da je MRI boljši od CT v smislu kakovosti vizualizacije možganskih struktur v normalnih in patoloških stanjih, je CT našel širšo uporabo, zlasti v akutnih primerih, in je stroškovno učinkovitejši.

Tarča

Diagnoza možganskih lezij.

Spremljanje uspešnosti kirurško zdravljenje, obsevanje in kemoterapija možganskih tumorjev.

Operacija možganov pod nadzorom CT.

Oprema

CT skener, osciloskop, kontrastno sredstvo (megluminiotalamat ali natrijev diatrizoat), 60-mililitrska brizga, igla velikosti 19 ali 21, IV kateter in IV linija, če je potrebno.

Postopek in naknadna nega

Pacienta položimo na hrbet na rentgensko mizo, glavo mu po potrebi pritrdimo s trakovi in ​​prosimo, naj se ne premika.

Glava mize je potisnjena v skener, ki se vrti okoli pacientove glave in proizvaja radiografijo v korakih po 1 cm vzdolž loka 180°.

Po pridobitvi te serije rezov se 50 do 100 ml kontrastnega sredstva intravensko injicira v 1-2 minutah. Bolnika natančno spremljajte, da zgodaj prepoznate znake alergijska reakcija(koprivnica, oteženo dihanje), ki se običajno pojavi v prvih 30 minutah.

Po injiciranju kontrastnega sredstva se naredi še en niz rezov. Podatki o rezinah so shranjeni na magnetnih trakovih, ki se vnesejo v računalnik, ki te podatke pretvori v slike, prikazane na osciloskopu. Po potrebi posamezne odseke fotografiramo za naknadni pregled.

Če je bil opravljen kontrastni CT, preverite, ali ima bolnik kakršne koli preostale znake intolerance na kontrastno sredstvo ( glavobol, slabost, bruhanje) in ga opomnite, da lahko preide na običajno prehrano.

Previdnostni ukrepi

CT možganov s kontrastom je kontraindiciran pri bolnikih z intoleranco za jod ali kontrastno sredstvo.

Dajanje jodiranega kontrastnega sredstva lahko škodljivo vpliva na plod, zlasti v prvem trimesečju nosečnosti.

Normalna slika

Količina sevanja, ki prodre v tkivo, je odvisna od njegove gostote. Gostota tkanine je izražena v beli in črni ter različnih odtenkih sive. Kost kot najgostejše tkivo je na CT-ju videti bela. Cerebrospinalna tekočina, ki zapolnjuje možganske prekate in subarahnoidni prostor, je najmanj gosta in je na fotografijah črne barve. Možganska snov ima različne odtenke sive. Stanje možganskih struktur se oceni glede na njihovo gostoto, velikost, obliko in lokacijo.

Odstopanje od norme

Spremembe gostote v obliki svetlejših ali temnejših območij na slikah, premikanje krvnih žil in drugih struktur opazimo pri možganskih tumorjih, intrakranialnih hematomih, atrofiji, infarktu, edemu, pa tudi pri prirojenih anomalijah razvoja možganov, zlasti pri hidrokeli.

Možganski tumorji se med seboj bistveno razlikujejo po svojih značilnostih. Metastaze običajno povzročijo znatno otekanje v v zgodnji fazi in ga je mogoče prepoznati s kontrastnim CT.

Običajno možganske žile niso vidne na CT slikah. Toda z arteriovensko malformacijo imajo lahko žile povečano gostoto. Injiciranje kontrastnega sredstva omogoča boljšo vizualizacijo prizadetega območja, vendar je MRI trenutno prednostna metoda za diagnosticiranje žilnih lezij možganov. Druga tehnika slikanja možganov je pozitronska emisijska tomografija.

TKEAM- topografsko preslikavo električne aktivnosti možganov - področje elektrofiziologije, ki deluje z različnimi kvantitativnimi metodami za analizo elektroencefalograma in evociranih potencialov (glej video). Široka uporaba te metode je postala mogoča s pojavom razmeroma poceni in hitrih osebnih računalnikov. Topografsko kartiranje bistveno poveča učinkovitost metode EEG. TKEAM omogoča zelo subtilno in diferencirano analizo sprememb funkcionalnih stanj možganov na lokalni ravni v skladu z vrstami duševne dejavnosti subjekta. Vendar je treba poudariti, da metoda možganskega kartiranja ni nič drugega kot zelo priročna oblika prikaza statistične analize EEG in EP na zaslonu.

Samo metodo preslikave možganov lahko razdelimo na tri glavne komponente:

• registracija podatkov;

  Analiza podatkov;

  predstavitev podatkov.

Beleženje podatkov.Število elektrod, ki se uporabljajo za snemanje EEG in EP, se praviloma giblje v razponu od 16 do 32, v nekaterih primerih pa doseže 128 ali celo več. Hkrati večje število elektrod izboljša prostorsko ločljivost pri snemanju električnih polj možganov, vendar je povezano s premagovanjem večjih tehničnih težav. Za pridobitev primerljivih rezultatov se uporablja sistem "10-20" in se uporablja predvsem monopolarna registracija. Pomembno je, da pri velikem številu aktivnih elektrod lahko uporabimo le eno referenčno elektrodo, t.j. elektroda, proti kateri se posname EEG vseh drugih točk namestitve elektrod. Mesto namestitve referenčne elektrode so ušesne mečice, nosni most ali nekatere točke na površini lasišča (tilnik, verteks). Obstajajo modifikacije te metode, ki omogočajo, da referenčne elektrode sploh ne uporabite in jo nadomestite s potencialnimi vrednostmi, izračunanimi na računalniku.

Analiza podatkov. Obstaja več glavnih metod kvantitativne analize EEG: časovna, frekvenčna in prostorska. Začasno je različica prikaza podatkov EEG in EP na grafu, pri čemer je čas prikazan na vodoravni osi in amplituda na navpični osi. Časovna analiza se uporablja za oceno skupnih potencialov, vrhov EP in epileptičnih izpustov. Pogostost analiza je sestavljena iz združevanja podatkov po frekvenčnih območjih: delta, theta, alfa, beta. Prostorsko analiza vključuje uporabo različnih metod statistične obdelave pri primerjavi EEG iz različnih odvodov. Najpogosteje uporabljena metoda je izračun koherence.

Metode predstavljanja podatkov. Najsodobnejša računalniška orodja za možgansko kartiranje omogočajo enostaven prikaz vseh stopenj analize na zaslonu: »surovi podatki« EEG in EP, spektri moči, topografske karte- tako statistične kot dinamične v obliki karikatur, različnih grafov, diagramov in tabel ter na zahtevo raziskovalca tudi različnih kompleksnih predstavitev. Posebej je treba poudariti, da nam uporaba različnih oblik vizualizacije podatkov omogoča boljše razumevanje značilnosti kompleksnih možganskih procesov.

Jedrska magnetna resonanca možganov. Računalniška tomografija je postala prednik številnih drugih, še naprednejših raziskovalnih metod: tomografija z učinkom jedrske magnetne resonance (NMR tomografija), pozitronska emisijska tomografija (PET), funkcionalna magnetna resonanca (FMR). Te metode so med najbolj obetavnimi metodami za neinvazivno kombinirano proučevanje strukture, metabolizma in krvnega pretoka možganov. pri NMR tomografija pridobivanje slike temelji na določanju porazdelitve gostote vodikovih jeder (protonov) v možganski snovi in ​​snemanju nekaterih njihovih značilnosti z uporabo močnih elektromagnetov, ki se nahajajo okoli človeškega telesa. Slike, pridobljene z NMR tomografijo, zagotavljajo informacije o preučevanih možganskih strukturah ne samo anatomske, temveč tudi fizikalno-kemijske narave. Poleg tega je prednost jedrske magnetne resonance odsotnost ionizirajočega sevanja; v možnosti multiplanarnih raziskav, ki se izvajajo izključno z elektronskimi sredstvi; v večji ločljivosti. Z drugimi besedami, s to metodo je mogoče dobiti jasne slike "rezin" možganov v različnih ravninah. Pozitronska emisijska transaksialna tomografija ( PET skenerji) združuje zmogljivosti CT in radioizotopske diagnostike. Uporablja ultra kratkotrajne izotope, ki oddajajo pozitron (»barvila«), ki so del naravnih možganskih metabolitov, ki jih vnašamo v človeško telo skozi Airways ali intravenozno. Aktivna področja možganov potrebujejo večji pretok krvi, zato se v delovnih predelih možganov kopiči več radioaktivnega "barvila". Emisije iz tega "barvila" se pretvorijo v slike na zaslonu. PET skeniranje meri regionalni možganski krvni pretok in presnovo glukoze ali kisika v določenih predelih možganov. PET omogoča intravitalno kartiranje regionalnega metabolizma in krvnega pretoka na "rezinah" možganov. Trenutno se razvijajo nove tehnologije za preučevanje in merjenje procesov, ki se dogajajo v možganih, zlasti na podlagi kombinacije NMR z merjenjem možganskega metabolizma z emisijo pozitronov. Te tehnologije se imenujejo metoda funkcionalne magnetne resonance (FMR).

Snemalne elektrode so nameščene tako, da so na večkanalnem posnetku predstavljeni vsi glavni deli možganov, označeni z začetnimi črkami. latinska imena. V klinični praksi se uporabljata dva glavna sistema odvodov EEG: mednarodni sistem "10-20" in modificirano vezje z zmanjšanim številom elektrod. Če je treba pridobiti podrobnejšo sliko EEG, je boljša shema "10-20".

Vodnik se imenuje referenca, ko se potencial uporabi za "vhod 1" ojačevalnika iz elektrode, ki se nahaja nad možgani, in na "vhod 2" - iz elektrode na razdalji od možganov. Elektroda, ki se nahaja nad možgani, se najpogosteje imenuje aktivna. Elektroda, odstranjena iz možganskega tkiva, se imenuje referenčna elektroda. Kot taka se uporabljata leva (A 1) in desna (A 2) ušesna mečica. Aktivna elektroda je povezana z "vhodom 1" ojačevalnika, pri čemer se uporabi negativni premik potenciala, ki povzroči, da se snemalno pero odkloni navzgor. Referenčna elektroda je priključena na "vhod 2". V nekaterih primerih se kot referenčna elektroda uporabi vodnik iz dveh kratkostičnih elektrod (AA), nameščenih na ušesnih mečicah. Ker EEG beleži potencialno razliko med dvema elektrodama, bodo na položaj točke na krivulji enako vplivale spremembe potenciala pod vsakim parom elektrod, vendar v nasprotni smeri. V referenčnem vodu pod aktivno elektrodo se ustvari izmenični možganski potencial. Pod referenčno elektrodo, ki se nahaja stran od možganov, je konstanten potencial, ki ne prehaja v AC ojačevalnik in ne vpliva na vzorec snemanja. Potencialna razlika odraža brez popačenja nihanja električnega potenciala, ki ga ustvarjajo možgani pod aktivno elektrodo. Vendar pa je območje glave med aktivno in referenčno elektrodo del električnega tokokroga ojačevalnik-objekt in prisotnost na tem območju dovolj intenzivnega potencialnega vira, ki se nahaja asimetrično glede na elektrode, bo bistveno vplivala na odčitke . Posledično z referenčnim odvodom presoja o lokalizaciji potencialnega vira ni povsem zanesljiva.

Bipolarni je vod, v katerem so elektrode, ki se nahajajo nad možgani, povezane z "vhodom 1" in "vhodom 2" ojačevalnika. Na položaj točke snemanja EEG na monitorju enako vplivajo potenciali pod vsakim od para elektrod, posneta krivulja pa odraža potencialno razliko vsake od elektrod. Zato je nemogoče presoditi obliko nihanja pod vsakim od njih na podlagi enega bipolarnega odvoda. Istočasno analiza EEG, posnetega iz več parov elektrod v različnih kombinacijah, omogoča določitev lokalizacije virov potencialov, ki sestavljajo komponente kompleksne skupne krivulje, pridobljene z bipolarnim svincem.

Na primer, če obstaja lokalni vir počasnih nihanj v posteriornem temporalnem predelu, se pri priključitvi sprednje in posteriorne temporalne elektrode (Ta, Tr) na priključke ojačevalnika dobi posnetek, ki vsebuje počasno komponento, ki ustreza počasni aktivnosti v posteriorna temporalna regija (Tr), s superponiranimi hitrejšimi nihanji, ki jih ustvarja normalna medula sprednje temporalne regije (Ta). Za razjasnitev vprašanja, katera elektroda registrira to počasno komponento, se pari elektrod preklopijo na dva dodatna kanala, v vsakem od njih pa je ena elektroda iz prvotnega para, to je Ta ali Tr. drugi pa ustreza nekemu nečasovnemu vodilu, na primer F in O.

Jasno je, da bo v novonastalem paru (Tr-O), vključno s posteriorno temporalno elektrodo Tr, ki se nahaja nad patološko spremenjeno medulo, spet prisotna počasna komponenta. V paru, katerega vhodi so vhodni iz dveh elektrod, ki se nahajajo nad relativno nedotaknjenimi možgani (Ta-F), bo zabeležen normalen EEG. Tako v primeru lokalnega patološkega kortikalnega žarišča povezava elektrode, ki se nahaja nad tem žariščem, v paru s katerim koli drugim, vodi do pojava patološke komponente na ustreznih kanalih EEG. To nam omogoča določitev lokacije vira patoloških vibracij.

Dodatno merilo za določitev lokalizacije vira zanimivega potenciala na EEG je pojav popačenja faze nihanja. Če priključite tri elektrode na vhode dveh kanalov elektroencefalografa, kot sledi: elektroda 1 - na "vhod 1", elektroda 3 - na "vhod 2" ojačevalnika B in elektroda 2 - hkrati na "vhod 2" ojačevalnika A in "vhod 1" ojačevalnika B; predpostavimo, da je pod elektrodo 2 pozitiven premik v električnem potencialu glede na potencial preostalih možganov (označen z znakom "+"), potem je očitno, da elektrika, ki ga povzroči ta premik potenciala, bo imela v tokokrogih ojačevalcev A in B nasprotno smer, kar se bo odrazilo v nasprotno usmerjenih premikih potencialne razlike - antifazah - v ustreznih EEG zapisih. Tako bodo električna nihanja pod elektrodo 2 v posnetkih na kanalih A in B predstavljena s krivuljami, ki imajo enake frekvence, amplitude in obliko, vendar nasprotne faze. Pri preklapljanju elektrod vzdolž več kanalov elektroencefalografa v obliki verige bodo antifazna nihanja preučevanega potenciala zabeležena vzdolž teh dveh kanalov, na katerih nasprotna vhoda je povezana ena skupna elektroda, ki stoji nad virom tega potenciala.

Pravila za snemanje elektroencefalograma in funkcionalnih testov

Med pregledom mora biti pacient v svetlo in zvočno izolirani sobi na udobnem stolu z zaprte oči. Predmet se opazuje neposredno ali s pomočjo video kamere. Med snemanjem so pomembni dogodki in funkcionalni testi označeni z markerji.

Pri testiranju odpiranja in zapiranja oči se na EEG pojavijo značilni elektrookulogramski artefakti. Nastale spremembe EEG vam omogočajo, da ugotovite stopnjo kontakta subjekta, stopnjo njegove zavesti in grobo ocenite reaktivnost EEG.

Za prepoznavanje odziva možganov na zunanji vplivi posamični dražljaji se uporabljajo v obliki kratkega bliska svetlobe ali zvočnega signala. Pri bolnikih v komatozen Dovoljeno je uporabljati nociceptivne dražljaje s pritiskom nohta na dno nohtne posteljice pacientovega kazalca.

Za fotostimulacijo se uporabljajo kratki (150 μs) svetlobni utripi s spektrom, ki je blizu bele, in dokaj visoko intenzivnostjo (0,1-0,6 J). Fotostimulatorji omogočajo predstavitev serije bliskov, ki se uporabljajo za preučevanje reakcije pridobivanja ritma - sposobnosti elektroencefalografskih nihanj za reprodukcijo ritma zunanjih dražljajev. Običajno je reakcija asimilacije ritma dobro izražena pri frekvenci utripanja, ki je blizu naravni EEG ritmi. Ritmični valovi asimilacije imajo največjo amplitudo v okcipitalnih regijah. Med fotosenzitivnimi epileptičnimi napadi ritmična fotostimulacija razkrije fotoparoksizmalni odziv - generalizirano izločanje epileptiformne aktivnosti.

Hiperventilacija se izvaja predvsem za induciranje epileptiformne aktivnosti. Osebo prosimo, naj globoko ritmično diha 3 minute. Hitrost dihanja naj bo 16-20 na minuto. Snemanje EEG se začne vsaj 1 minuto pred začetkom hiperventilacije in se nadaljuje ves čas hiperventilacije in še vsaj 3 minute po njenem koncu.

Stran 2 od 37

Tehnična sredstva, namenjena snemanju EEG.

Elektroencefalograf

Nizka vrednost uporabnega signala (po vrstnem redu enot in desetin mikrovoltov - µV) in njegova slaba odpornost na hrup določata metodološke težave, ki nastanejo pri snemanju EEG. Za njihovo premagovanje se uporabljajo zelo občutljivi nizkošumni ojačevalniki izmeničnega toka, ki so glavni elementi elektroencefalografov, in proti hrupu odporna vodilna vezja.

Slika 1.

1. - glava subjekta z razelektritvenimi elektrodami ( pogled od zgoraj),
2. - patch panel,
3. - priključne kable,
4. - izbirni blok s stikali za vsak kanal.
5. - ojačevalna enota s krmiljenjem visoko- in nizkofrekvenčnega filtra (F) ter grobim in gladkim nadzorom ojačanja (U),
6. - registracijski blok.

Kvota po L. R. Zenkov in M. Ronkin, 1991.

Blokovni diagram elektrofiziološkega stojala, namenjenega snemanju EEG pri ljudeh, je prikazan na SLINI 1. Njegova glavna elementa sta preklopna plošča in elektroencefalograf. Stikalna plošča je zasnovana za povezavo elektrod, nameščenih na človeški glavi, z vhodi ojačevalnikov, ki so glavni elementi elektroencefalografa. Skupaj z ojačevalniki, ki zagotavljajo ojačanje vhodnih signalov, običajno 100.000-krat ali več, so glavni elementi vseh vrst encefalografov frekvenčni filtri, ki omogočajo omejitev obsega posnetih signalov v frekvenci zgoraj in spodaj. Prisotnost frekvenčnih filtrov nekoliko popači obliko pravokotnih kalibracijskih signalov (SLIKA 2), ki se uporabljajo za oceno dejanske velikosti signalov na vhodih ojačevalnika. Serijsko izdelani elektroencefalografi imajo postopno in gladko prilagajanje, kar jim omogoča konfiguracijo za snemanje EEG v območju od 0,5 do 30 ali več števcev/s. Standardna sredstva za vizualizacijo posnetih signalov so galvanometri s črnilom, ki so vključeni tudi v elektroencefalografe.
Trenutno uporabljeni diferencialni ojačevalniki so kritični za vrednost vhodne impedance pod elektrodami. V zvezi s tem je merjenje vhodnega upora obvezen postopek pri snemanju EEG. Da bi zagotovili sprejemljivo (običajno od nekaj do nekaj deset kOhmov) vhodno upornost, se mesta namestitve elektrod na površini kože predhodno obdelajo z raztopinami za razmaščevanje (zlasti z alkoholom ali etrom), nato pa se nanese prevodna pasta. uporabili zanje. Pogosto se za isti namen uporabljajo posebne blazinice, namočene v pasto. Nekatere vrste elektrod (SLIKA 3) so zasnovane tako, da vsebujejo te distančnike.



Slika 2.
Registracija pravokotnega kalibracijskega signala pri različne pomene visoko in nizkoprepustni filtri. Prvi trije kanali imajo enako nizkofrekvenčno pasovno širino pri časovni konstanti 0,3 s. Spodnji trije kanali imajo enako zgornjo pasovno širino, omejeno na 75 Hz. Kanali 1–4 ustrezajo običajnemu načinu snemanja EEG.
Kvota po L. R. Zenkovu in M. A. Ronkinu, 1991.

Namestitev nekaterih vrst elektrod zahteva uporabo posebnih čelad, ki omogočajo njihovo pritrditev zgoraj podane točke. V nekaterih primerih, zlasti pri dolgotrajnem snemanju EEG, so elektrode prilepljene na kožo s posebnim lepilom (medicinski kolodij).



Slika 3.
Vrste elektrod in načini pritrditve na glavo, a - mostična elektroda, b - iglasta elektroda, c - čašasta elektroda (1 - kovina, 2 - lepilni trak, 3 - elektrodna pasta), d - pritrditev elektrod na glavo z uporabo gumijaste kapice
Kvota po L. R. Zenkovu in M. A. Ronkinu, 1991.

Slika 4.
Shema sodobne naprave za snemanje EEG pri ljudeh. 1 - subjekt, 2 - patch panel, 3 - povezovalni kabli, 4 - ojačevalniki (elektroencefalograf), 5 - monitor, 6 - analogno-digitalni pretvornik, 7 - digitalno-analogni pretvornik, 8 - nadzorna plošča subjekta , 9 - računalnik.

Struktura sodobnega elektroencefalografskega stojala (pa tudi stojala za snemanje kakršnih koli bioelektričnih signalov) se nekoliko razlikuje od zgoraj opisanega (SLIKA 4). Praviloma poleg bioojačevalnikov (ozko- ali širokopasovnih) vključuje večkanalni analogno-digitalni pretvornik in osebni računalnik, kot je IBM PC/AT. S precejšnjo hitrostjo, obsežnim pomnilnikom (tako RAM kot na posebnih nosilcih) in orodji za vizualizacijo je sodobni osebni računalnik praktično nadomestil analogne medije za shranjevanje in posebne (mehanske - kot so galvanometri s črnilom ali elektronske - kot so indikatorji elektronskega žarka) vizualizacijske naprave z elektroencefalografskega stojala.

Diagrami postavitve elektrod in diagrami izpeljave EEG.

Pri snemanju EEG pri ljudeh se najpogosteje uporablja postavitev elektrod, ki jo je predlagal RR Jasper (1958). To je znano kot sistem "10x20" in ga priporoča Mednarodna zveza društev za elektroencefalografijo in klinično nevrofiziologijo (SLIKA 5).
Lokacijske točke aktivnih elektrod v sistemu "10x20" so določene na naslednji način. Izmeri se razdalja vzdolž sagitalne črte od iniona do naziona, ki se vzame za 100 %. Druga glavna linija poteka med obema ušesni kanali prek vrha. Njegova dolžina je prav tako vzeta za 100 %. Na vsaki od teh črt so najprej na razdalji 10 % od ustreznih polov (inion, nasion, oba ušesna kanala) spodnja čelna (Fp), okcipitalna (O) in spodnja temporalna (T3 in T4) elektroda. nameščeno oz. Nato na obeh linijah postavimo razdalje 20% in elektrode Fz, Cz in Pz namestimo vzdolž sagitalne črte, elektrode SZ, Cz in C4 pa namestimo vzdolž biuralne črte. Skozi točke T3, S3, C4 in T4 iz iniona in nasiona narišemo črte in vzdolž njih postavimo preostale elektrode (R3, P4, T5, Tb, F3, F4, F7, F8, Fp in Fpz). Referenčne (indiferentne) elektrode, označene z A1 oziroma A2, se namestijo na ušesne mečice (ali nad mastoidne kosti lobanje). Črkovni simboli predstavljajo glavne možganske regije in mejnike na glavi; O - occipitalis, C - centralis, F - frontalis, A - auricularis. Neparni digitalni indeksi ustrezajo elektrodam nad levo, parni pa desni hemisferi možganov.
Obstajajo tudi drugi sistemi za namestitev elektrod, ki se uporabljajo pri snemanju EEG, na primer sistem Young, pa tudi različne modifikacije sistema "10x20".
Glede na naloge, ki jih rešujemo, se trenutno uporabljajo različne metode izpeljave EEG (SLIKI 6 in 7). Pri bipolarnih odvodih sta obe elektrodi aktivni in se nahajata na površini glave. Pri monopolarnem snemanju EEG je aktivna samo ena od elektrod, druga pa je nameščena na električno relativno nevtralni točki (npr. na ušesni mečici, na mastoidnem procesu ipd.) ali pa se uporablja elektroda, ki je kombinacija vseh aktivnih elektrod. Slednje je dopustno pri velikem številu aktivnih elektrod, saj se procesi pod vsako od njih odvijajo le relativno neodvisno v času. Zato se danes v večini primerov uporabljajo bipolarni odvodi ali odvodi glede na izoelektrično točko. Prednosti bipolarnega vezja vključujejo dokaj visoko odpornost proti hrupu, monopolarno vezje pa ima jasno lokalizacijo procesa pod aktivno elektrodo.



Slika 5.
Mednarodna ureditev elektrod, ki jo je predlagal N.N. Jasper, 1957.
Podatki, pridobljeni pri uporabi metode z mono- ali bipolarnimi elektrodami, se zelo razlikujejo (SLIKA 7), kar je treba upoštevati pri interpretaciji rezultatov preiskave. V prvem primeru je rezultat potencialna razlika pod dvema aktivnima elektrodama, v drugem pa dejanske spremembe električnih potencialov možganov pod aktivno elektrodo.

Slika 7.
Shema različne metode EEG vodi. 1 - mono(uni)polarni, 2 - bipolarni par,
3 - bipolarna veriga, 4 - bipolarna triangulacija.
Kvota avtor L.I.Sandrigailo, 1986.