Det er mange mysterier i menneskekroppen, og ikke alle er underlagt leger ennå. Den mest komplekse og forvirrende av dem er kanskje hjernen. Ulike metoder for hjerneforskning, som elektroencefalografi, hjelper leger med å løfte sløret av hemmelighold. Hva er det og hva kan pasienten forvente av prosedyren?
Hvem er kvalifisert for en elektroencefalografitest?
Elektroencefalografi (EEG) lar deg avklare mange diagnoser knyttet til infeksjoner, skader og hjernesykdommer.
Legen kan henvise deg til undersøkelse dersom:
- Det er en mulighet for epilepsi. Hjernebølgene i dette tilfellet viser en spesiell epileptiform aktivitet, som uttrykkes i den modifiserte formen av grafene.
- Det er nødvendig å fastslå den nøyaktige plasseringen av den skadde delen av hjernen eller svulsten.
- Det er noen genetiske sykdommer.
- Det er alvorlige brudd på søvn og våkenhet.
- Arbeidet til hjernens kar er forstyrret.
- En vurdering av effektiviteten av behandlingen er nødvendig.
Elektroencefalografimetoden er anvendelig for både voksne og barn, den er ikke-traumatisk og smertefri. Et klart bilde av arbeidet til hjerneneuroner i dens forskjellige deler gjør det mulig å klargjøre arten og årsakene til nevrologiske lidelser.
Metode for hjerneforskning elektroencefalografi - hva er det?
En slik undersøkelse er basert på registrering av bioelektriske bølger som sendes ut av nevronene i hjernebarken. Ved hjelp av elektroder fanges aktiviteten til nerveceller, forsterkes, og enheten oversettes til en grafisk form.
Den resulterende kurven karakteriserer arbeidsprosessen til forskjellige deler av hjernen, dens funksjonelle tilstand. I normal tilstand har den en viss form, og avvik diagnostiseres under hensyntagen til endringer i grafens utseende.
EEG kan utføres på ulike måter. Rommet for ham er isolert fra fremmede lyder og lys. Prosedyren tar vanligvis 2-4 timer og utføres på klinikk eller laboratorium. I noen tilfeller krever elektroencefalografi med søvnmangel mer tid.
Metoden gjør at leger kan få objektive data om hjernens tilstand, selv når pasienten er bevisstløs.
Hvordan utføres et EEG?
Hvis en lege foreskriver elektroencefalografi, hva er det for pasienten? Han vil bli tilbudt å sitte i en komfortabel stilling eller legge seg ned, sette på hodet en hjelm laget av elastisk materiale som fester elektrodene. Hvis opptaket er ment å være langt, påføres en spesiell ledende pasta eller kollosjon ved kontaktpunktene mellom elektrodene og huden. Elektrodene forårsaker ikke ubehag.
EEG antyder ikke noe brudd på hudens integritet eller introduksjonen medisiner(premedisinering).
Rutinemessig registrering av hjerneaktivitet skjer for en pasient i en tilstand av passiv våkenhet, når han ligger stille eller sitter med lukkede øyne. Det er ganske vanskelig, tiden går sakte og du må kjempe mot søvnen. Laboratorieassistenten sjekker med jevne mellomrom pasientens tilstand, ber om å åpne øynene og utføre visse oppgaver.
Under studien bør pasienten minimere all motorisk aktivitet som kan forstyrre. Det er bra hvis laboratoriet klarer å fikse nevrologiske manifestasjoner av interesse for leger (kramper, tics, epileptiske anfall). Noen ganger provoseres et angrep hos epileptikere målrettet for å forstå dens type og opphav.
Forberedelse til EEG
På tampen av studien er det verdt å vaske håret. Det er bedre å ikke flette håret og ikke bruke noen stylingprodukter. La hårnåler og klips være hjemme, og samle langt hår i en hestehale om nødvendig.
Metallsmykker bør også stå hjemme: øredobber, kjeder, leppe- og øyenbrynspiercinger. Før du går inn på kontoret, slå av mobiltelefonen (ikke bare lyden, men helt) for ikke å forstyrre sensitive sensorer.
Før undersøkelsen må du spise for ikke å føle deg sulten. Det anbefales å unngå uro og sterke følelser, men du bør ikke ta noen beroligende midler.
Du kan trenge et serviett eller et håndkle for å tørke av gjenværende fikseringsgel.
Tester under EEG
For å spore reaksjonen til hjerneneuroner i forskjellige situasjoner, og for å utvide metodens demonstrasjonsevne, inkluderer elektroencefalografiundersøkelsen flere tester:
1. Øyeåpning-lukketest. Laboratorieassistenten sørger for at pasienten er ved bevissthet, hører ham og følger instruksjonene. Fraværet av mønstre på diagrammet på tidspunktet for åpning av øynene indikerer patologi.
2. Test med fotostimulering, når det sendes blits til pasientens øyne under opptak sterkt lys. Dermed avsløres epileptimorf aktivitet.
3. En test med hyperventilering, når forsøkspersonen puster dypt frivillig i flere minutter. Hyppigheten av åndedrettsbevegelser på dette tidspunktet avtar litt, men oksygeninnholdet i blodet stiger, og følgelig øker tilførselen av oksygenert blod til hjernen.
4. Søvnmangel, når pasienten er nedsenket i en kort søvn ved hjelp av beroligende midler eller blir liggende på sykehuset for daglig observasjon. Dette lar deg få viktige data om aktiviteten til nevroner på tidspunktet for oppvåkning og innsovning.
5. Stimulering av mental aktivitet består i å løse enkle problemer.
6. Stimulering av manuell aktivitet, når pasienten blir bedt om å utføre en oppgave med en gjenstand i hendene.
Alt dette gir et mer fullstendig bilde. funksjonell tilstand hjernen og merke lidelser som har en liten ytre manifestasjon.
Varigheten av elektroencefalogrammet
Tidspunktet for prosedyren kan variere avhengig av målene satt av legen og forholdene til et bestemt laboratorium:
- 30 minutter eller mer hvis du raskt kan registrere aktiviteten du leter etter;
- 2-4 timer i standardversjonen, når pasienten undersøkes liggende i en stol;
- 6 eller flere timer på EEG med mangel på søvn på dagtid;
- 12-24 timer, når alle faser av nattesøvnen undersøkes.
Det planlagte tidspunktet for prosedyren kan endres etter skjønn fra legen og laboratorieassistenten i alle retninger, fordi hvis det ikke er noen karakteristiske mønstre som tilsvarer diagnosen, må EEG-en gjentas, bruke ekstra tid og penger. Og hvis alle nødvendige journaler er innhentet, er det ingen vits i å plage pasienten med tvungen passivitet.
Hva er videoovervåking under et EEG?
Noen ganger dupliseres hjernens elektroencefalografi av et videoopptak, som registrerer alt som skjer under studien med pasienten.
Videoovervåking er foreskrevet for pasienter med epilepsi for å korrelere hvordan atferd under et angrep korrelerer med hjerneaktivitet. Tidsbestemt matching av karakteristiske bølger med bildet kan avklare hull i diagnosen og hjelpe klinikeren å forstå tilstanden til pasienten for mer nøyaktig behandling.
Resultatet av elektroencefalografi
Når pasienten gjennomgikk elektroencefalografi, deles konklusjonen ut sammen med utskrifter av alle grafer over bølgeaktiviteten til ulike deler av hjernen. I tillegg, hvis videoovervåking også ble utført, lagres opptaket på en disk eller flash-stasjon.
Ved en konsultasjon med en nevrolog er det bedre å vise alle resultatene slik at legen kan vurdere funksjonene til pasientens tilstand. Elektroencefalografi av hjernen er ikke grunnlaget for diagnosen, men tydeliggjør sykdomsbildet betydelig.
For å sikre at alle de minste tennene er godt synlige på grafene, anbefales det å lagre utskriftene flatet i en hard mappe.
Kryptering fra hjernen: typer rytmer
Når en elektroencefalografi er bestått, som hver graf viser, er det ekstremt vanskelig å forstå på egen hånd. Legen vil stille en diagnose basert på studiet av endringer i aktiviteten til områder av hjernen under studien. Men hvis EEG ble foreskrevet, var årsakene gode, og det ville ikke skade å bevisst nærme seg resultatene dine.
Så vi har i våre hender en utskrift av en slik undersøkelse, som elektroencefalografi. Hva er disse - rytmer og frekvenser - og hvordan bestemme grensene for normen? Hovedindikatorene som vises i konklusjonen:
1. Alfarytme. Frekvensen varierer normalt fra 8-14 Hz. Mellom hjernehalvdelene kan det observeres en forskjell på opptil 100 μV. Patologien til alfarytmen er preget av asymmetri mellom halvkulene som overstiger 30%, amplitudeindeksen er over 90 μV og under 20.
2. Beta-rytme. Den er hovedsakelig festet på de fremre ledningene (i frontallappene). For de fleste er en typisk frekvens 18-25 Hz med en amplitude på ikke mer enn 10 μV. Patologien indikeres ved en økning i amplitude over 25 μV og en vedvarende spredning av betaaktivitet til de bakre ledningene.
3. Delta rytme og Theta rytme. Rettes kun under søvn. Utseendet til disse aktivitetene i perioden med våkenhet signaliserer en underernæring av hjernevevet.
5. Bioelektrisk aktivitet (BEA). En normal indikator viser synkroni, rytme og fravær av paroksysmer. Avvik manifesteres i tidlig barndom epilepsi, disposisjon for kramper og depresjon.
For at resultatene av studien skal være veiledende og informative, er det viktig å følge det foreskrevne behandlingsregimet nøyaktig, uten å avbryte medikamentene før studien. Alkohol eller energidrikker tatt dagen før kan forvrenge bildet.
Hva brukes elektroencefalografi til?
For pasienten er fordelene med studien åpenbare. Legen kan kontrollere riktigheten av den foreskrevne behandlingen og endre den om nødvendig.
Hos personer med epilepsi, når en periode med remisjon er etablert ved observasjon, kan EEG vise anfall som ikke er overfladisk observerbare og fortsatt krever medisinsk intervensjon. Eller unngå urimelige sosiale begrensninger, spesifisere funksjonene i sykdomsforløpet.
Studien kan også bidra til tidlig diagnose av neoplasmer, vaskulære patologier, betennelser og hjernedegenerasjon.
Metoder for å studere hjernens arbeid
TEMA 2. PSYKOFYSIOLOGISKE METODER
- 2.1. Metoder for å studere hjernens arbeid
- 2.2. Elektrisk aktivitet i huden
- 2.3. Ytelsesindikatorer av det kardiovaskulære systemet
- 2.4. Indikatorer for aktiviteten til muskelsystemet
- 2.5. Indikatorer for aktiviteten til luftveiene
- 2.6. Øynereaksjoner
- 2.7. Løgndetektor
- 2.8. Valg av metoder og indikatorer
Denne delen vil presentere systematikken, metodene for registrering og betydningen av fysiologiske indikatorer knyttet til menneskelig mental aktivitet. Psykofysiologi er en eksperimentell disiplin, derfor er tolkningsmulighetene til psykofysiologisk forskning i stor grad bestemt av perfeksjonen og variasjonen av metodene som brukes. Riktig valg av metodikk, tilstrekkelig bruk av dens indikatorer og tolkning av resultatene som er oppnådd i samsvar med løsningsevnen til metodikken er betingelsene som er nødvendige for en vellykket psykofysiologisk studie.
- 2.1.1. Elektroencefalografi
- 2.1.2. fremkalte potensialer i hjernen
- 2.1.3. Topografisk kartlegging av elektrisk aktivitet i hjernen (TCEAM)
- 2.1.4. Computertomografi (CT)
- 2.1.5. neuronal aktivitet
- 2.1.6. Metoder for å påvirke hjernen
Den sentrale plassen i en rekke metoder for psykofysiologisk forskning er okkupert av ulike metoder for å registrere den elektriske aktiviteten til sentralnervesystemet, og først og fremst hjernen.
Elektroencefalografi- metode for registrering og analyse av elektroencefalogrammet (EEG), dvs. total bioelektrisk aktivitet hentet både fra hodebunnen og fra de dype strukturene i hjernen. Den siste på personen er bare mulig under kliniske forhold.
I 1929 oppdaget den østerrikske psykiateren H. Berger at "hjernebølger" kunne registreres fra overflaten av hodeskallen. Han fant ut at de elektriske egenskapene til disse signalene avhenger av tilstanden til motivet. De mest merkbare var synkrone bølger med relativt stor amplitude med en karakteristisk frekvens på omtrent 10 sykluser per sekund. Berger kalte dem alfabølger og kontrasterte dem med de høyfrekvente "betabølgene" som oppstår når en person går inn i en mer aktiv tilstand. Bergers oppdagelse førte til opprettelsen av en elektroencefalografisk metode for å studere hjernen, som består i å registrere, analysere og tolke biostrømmene i hjernen til dyr og mennesker.
En av de mest slående egenskapene til EEG er dens spontane, autonome natur. Regelmessig elektrisk aktivitet i hjernen kan registreres allerede i fosteret (det vil si før fødselen av organismen) og stopper først med begynnelsen av døden. Selv med dyp koma og anestesi observeres et spesielt karakteristisk mønster av hjernebølger.
I dag er EEG den mest lovende, men fortsatt minst dechiffrerte datakilden for psykofysiologen.
Registreringsforhold og metoder for EEG-analyse. Det stasjonære komplekset for registrering av EEG og en rekke andre fysiologiske parametere inkluderer et lydisolert skjermet kammer, et utstyrt sted for testpersonen, monokanalforsterkere, opptaksutstyr (blekkencefalograf, flerkanalsbåndopptaker). Vanligvis brukes fra 8 til 16 EEG-opptakskanaler samtidig fra forskjellige deler av hodeskalloverflaten. EEG-analyse utføres både visuelt og ved hjelp av en datamaskin. I sistnevnte tilfelle kreves spesiell programvare.
- I henhold til frekvensen i EEG skilles følgende typer rytmiske komponenter ut:
- delta rytme (0,5-4 Hz);
- theta-rytme (5-7 Hz);
- alfa rytme(8-13 Hz) - hovedrytmen til EEG, rådende i hvile;
- mu-rytme - når det gjelder frekvens-amplitude-karakteristikker, ligner den alfa-rytmen, men råder i de fremre delene av hjernebarken;
- beta-rytme (15-35 Hz);
- gammarytme (over 35 Hz).
Det skal understrekes at en slik inndeling i grupper er mer eller mindre vilkårlig, den samsvarer ikke med noen fysiologiske kategorier. Langsommere frekvenser av elektriske potensialer i hjernen ble også registrert opp til perioder i størrelsesorden flere timer og dager. Opptak ved disse frekvensene utføres ved hjelp av en datamaskin.
| Grunnleggende rytmer og parametere for encefalogrammet. 1. Alfabølge - en enkelt to-fase oscillasjon av potensialforskjellen med en varighet på 75-125 ms., Den nærmer seg en sinusformet form. 2. Alfarytme - rytmisk fluktuasjon av potensialer med en frekvens på 8-13 Hz, uttrykt oftere i de bakre delene av hjernen med lukkede øyne i en tilstand av relativ hvile, den gjennomsnittlige amplituden er 30-40 μV, vanligvis modulert til spindler. 3. Beta-bølge - en enkelt to-fase oscillasjon av potensialer med en varighet på mindre enn 75 ms. og en amplitude på 10-15 μV (ikke mer enn 30). 4. Beta-rytme - rytmisk oscillasjon av potensialer med en frekvens på 14-35 Hz. Det kommer bedre til uttrykk i de fronto-sentrale områdene av hjernen. 5. Deltabølge - en enkelt to-fase oscillasjon av potensialforskjellen med en varighet på mer enn 250 ms. 6. Deltarytme - rytmisk oscillasjon av potensialer med en frekvens på 1-3 Hz og en amplitude på 10 til 250 μV eller mer. 7. Theta-bølge - en enkelt, oftere to-fase oscillasjon av potensialforskjellen med en varighet på 130-250 ms. 8. Theta-rytme - rytmisk oscillasjon av potensialer med en frekvens på 4-7 Hz, oftere bilateral synkron, med en amplitude på 100-200 μV, noen ganger med spindelformet modulering, spesielt i frontalregionen av hjernen. |
En annen viktig egenskap ved de elektriske potensialene i hjernen er amplituden, dvs. mengden av fluktuasjoner. Amplituden og frekvensen til oscillasjoner er relatert til hverandre. Amplituden til høyfrekvente betabølger hos samme person kan være nesten 10 ganger lavere enn amplituden til langsommere alfabølger.
Plasseringen av elektrodene er viktig ved EEG-registrering, mens den elektriske aktiviteten som registreres samtidig fra forskjellige punkter på hodet kan variere mye. Ved registrering av EEG brukes to hovedmetoder: bipolar og monopolar. I det første tilfellet er begge elektrodene plassert i elektrisk aktive punkter i hodebunnen, i det andre tilfellet er en av elektrodene plassert på et punkt som konvensjonelt anses som elektrisk nøytralt (øreflipp, neserygg). Med bipolar registrering registreres et EEG, som representerer resultatet av interaksjonen mellom to elektrisk aktive poeng(for eksempel de frontale og oksipitale ledningene), med monopolar registrering - aktiviteten til en hvilken som helst ledning i forhold til et elektrisk nøytralt punkt (for eksempel den frontale eller oksipitale ledningen i forhold til øreflippen). Valget av et eller annet opptaksalternativ avhenger av målene for studien. I forskningspraksis er den monopolare varianten av registrering mer utbredt, siden den gjør det mulig å studere det isolerte bidraget fra et eller annet område av hjernen til prosessen som studeres.
International Federation of Societies for Electroencephalography har tatt i bruk det såkalte "10-20"-systemet for nøyaktig å angi plasseringen av elektrodene. I samsvar med dette systemet måles avstanden mellom midten av neseryggen (nasjon) og den harde benknollen på baksiden av hodet (inion), samt mellom venstre og høyre øret fossae, nøyaktig i hvert emne. De mulige plasseringene av elektrodene er atskilt med intervaller på 10 % eller 20 % av disse avstandene på skallen. Samtidig, for enkelhets skyld, er hele skallen delt inn i regioner angitt med bokstavene: F - frontal, O - occipital region, P - parietal, T - temporal, C - region av den sentrale sulcus. Oddetall av abduksjonssteder refererer til venstre hjernehalvdel, og partall til høyre hjernehalvdel. Bokstaven Z - betegner oppgaven fra toppen av skallen. Dette stedet kalles toppunktet og brukes spesielt ofte (se Leser 2.2).
Kliniske og statiske metoder for å studere EEG. Siden starten har to tilnærminger til EEG-analyse skilt seg ut og fortsetter å eksistere som relativt uavhengige: visuell (klinisk) og statistisk.
Visuell (klinisk) EEG-analyse vanligvis brukt til diagnostiske formål. Elektrofysiologen, som stoler på visse metoder for en slik analyse av EEG, løser følgende spørsmål: samsvarer EEG med generelt aksepterte standarder for normen; hvis ikke, hva er graden av avvik fra normen, om pasienten har tegn på fokal hjerneskade og hva er lokaliseringen av lesjonen. Klinisk analyse av EEG er alltid strengt individuell og er overveiende kvalitativ. Til tross for at det finnes allment aksepterte metoder for å beskrive EEG i klinikken, avhenger den kliniske tolkningen av EEG i stor grad av erfaringen til elektrofysiologen, hans evne til å "lese" elektroencefalogrammet, fremheve skjulte og ofte svært varierende patologiske tegn i den.
Det bør imidlertid understrekes at grove makrofokale forstyrrelser eller andre distinkte former for EEG-patologi er sjeldne i bred klinisk praksis. Oftest (70-80 % av tilfellene) er det diffuse endringer i hjernens bioelektriske aktivitet med symptomer som er vanskelig å formelt beskrive. I mellomtiden er det nettopp denne symptomatologien som kan være av spesiell interesse for analysen av kontingenten av forsøkspersoner som inngår i gruppen såkalt «mindre» psykiatri – tilstander som grenser til den «gode» normen og åpenbare patologi. Det er av denne grunn at det nå gjøres en spesiell innsats for å formalisere og til og med utvikle dataprogrammer for klinisk EEG-analyse.
Statistiske forskningsmetoder elektroencefalogrammer går ut fra det faktum at bakgrunns-EEG er stasjonært og stabilt. Videre prosessering i det overveldende flertallet av tilfeller er basert på Fourier-transformasjonen, hvis betydning er at en bølge av en hvilken som helst kompleks form er matematisk identisk med summen av sinusformede bølger med forskjellige amplituder og frekvenser.
Fourier-transformasjonen lar deg transformere bølgen mønster bakgrunns-EEG til frekvens og still inn strømfordelingen for hver frekvenskomponent. Ved å bruke Fourier-transformasjonen kan de mest komplekse EEG-oscillasjonene reduseres til en serie sinusbølger med forskjellige amplituder og frekvenser. På dette grunnlaget skilles det ut nye indikatorer som utvider den meningsfulle tolkningen av den rytmiske organiseringen av bioelektriske prosesser.
For eksempel er en spesiell oppgave å analysere bidraget, eller relativ kraft, til forskjellige frekvenser, som avhenger av amplitudene til de sinusformede komponentene. Det løses ved å konstruere effektspektre. Sistnevnte er et sett med alle kraftverdier av EEG-rytmiske komponenter beregnet med et visst diskretiseringstrinn (i en mengde tideler av en hertz). Spektra kan karakterisere den absolutte kraften til hver rytmisk komponent eller relativ, dvs. alvorlighetsgraden av kraften til hver komponent (i prosent) i forhold til den totale kraften til EEG i det analyserte segmentet av posten.
EEG-effektspektra kan utsettes for videre prosessering, for eksempel korrelasjonsanalyse, mens man beregner auto- og krysskorrelasjonsfunksjoner, samt sammenheng
, som karakteriserer målet for synkronisme av EEG-frekvensbånd i to forskjellige avledninger. Koherens varierer fra +1 (fullstendig samsvarende bølgeformer) til 0 (helt forskjellige bølgeformer). En slik vurdering utføres ved hvert punkt av det kontinuerlige frekvensspekteret eller som et gjennomsnitt innenfor frekvensunderbåndene.
Ved å bruke koherensberegningen kan man bestemme arten av de intra- og interhemisfæriske relasjonene til EEG-parametere i hvile og under ulike typer aktivitet. Spesielt ved å bruke denne metoden er det mulig å etablere den ledende halvkulen for en bestemt aktivitet til subjektet, tilstedeværelsen av stabil interhemisfærisk asymmetri, etc. På grunn av dette er spektral-korrelasjonsmetoden for å vurdere spektralkraften (tettheten) til EEG rytmiske komponenter og deres sammenheng er for tiden en av de vanligste.
Kilder til generering av EEG. Paradoksalt nok, men selve impulsaktiviteten nevroner reflekteres ikke i svingningene i det elektriske potensialet registrert fra overflaten av menneskeskallen. Årsaken er at impulsaktiviteten til nevroner ikke er sammenlignbar med EEG når det gjelder tidsparametere. Varigheten av impulsen (aksjonspotensialet) til nevronet er ikke mer enn 2 ms. Tidsparametrene til de rytmiske komponentene i EEG beregnes i titalls og hundrevis av millisekunder.
Det er generelt akseptert at elektriske prosesser registrert fra overflaten av en åpen hjerne eller hodebunn reflekterer synaptisk nevronaktivitet. Det handler om om potensialene som oppstår i den postsynaptiske membranen til nevronet som mottar impulsen. Eksitatoriske postsynaptiske potensialer har en varighet på mer enn 30 ms, og hemmende postsynaptiske potensialer i cortex kan nå 70 ms eller mer. Disse potensialene (i motsetning til aksjonspotensialet til et nevron, som oppstår i henhold til "alt eller ingenting"-prinsippet) er gradvis av natur og kan oppsummeres.
For å forenkle bildet noe kan vi si at positive potensialsvingninger på overflaten av cortex er assosiert enten med eksitatoriske postsynaptiske potensialer i dens dype lag, eller med hemmende postsynaptiske potensialer i overflatelagene. Negative potensielle fluktuasjoner på overflaten av jordskorpen reflekterer antagelig det motsatte forholdet mellom kilder til elektrisk aktivitet.
Den rytmiske naturen til den bioelektriske aktiviteten til cortex, og spesielt alfarytmen, skyldes hovedsakelig påvirkningen fra subkortikale strukturer, først og fremst thalamus (interhjerne). Det er i thalamus den viktigste, men ikke den eneste, pacemakere eller pacemakere. Ensidig fjerning av thalamus eller dens kirurgiske isolasjon fra neocortex fører til fullstendig forsvinning av alfarytmen i områdene av cortex på den opererte halvkule. Samtidig endres ingenting i den rytmiske aktiviteten til selve thalamus. Nevronene til den uspesifikke thalamus har egenskapen til autoritativitet. Disse nevronene, gjennom passende eksitatoriske og hemmende forbindelser, er i stand til å generere og opprettholde rytmisk aktivitet i hjernebarken. En viktig rolle i dynamikken til den elektriske aktiviteten til thalamus og cortex spilles av retikulær formasjon hjernestamme. Det kan ha en synkroniserende effekt, dvs. bidrar til å generere en jevn rytmikk mønster, og dissynkronisering, brudd på den koordinerte rytmiske aktiviteten (se Leser 2.3).
 |
| Synaptisk aktivitet av nevroner |
Den funksjonelle betydningen av EKG og dets komponenter. Spørsmålet om den funksjonelle betydningen av individuelle komponenter i EEG er av stor betydning. Den største oppmerksomheten til forskere her har alltid tiltrukket seg alfa rytme er den dominerende hvile-EEG-rytmen hos mennesker.
Det er mange antakelser om alfarytmens funksjonelle rolle. Grunnleggeren av kybernetikk N. Wiener og etter ham en rekke andre forskere mente at denne rytmen utfører funksjonen som tidsmessig skanning ("lesing") av informasjon og er nært knyttet til mekanismene for persepsjon og hukommelse. Det antas at alfarytmen reflekterer gjenklangen av eksitasjoner som koder for intracerebral informasjon og skaper en optimal bakgrunn for prosessen med å motta og behandle. afferent signaler. Dens rolle består i en slags funksjonell stabilisering av hjernens tilstander og sikre beredskap til å reagere. Det antas også at alfarytmen er assosiert med virkningen av hjerneselektive mekanismer som fungerer som et resonansfilter og dermed regulerer strømmen av sanseimpulser.
I hvile kan andre rytmiske komponenter være tilstede i EEG, men deres betydning avklares best når funksjonstilstandene i kroppen endres ( Danilova, 1992). Så delta-rytmen hos en sunn voksen i hvile er praktisk talt fraværende, men den dominerer EEG på det fjerde søvnstadiet, som har fått navnet sitt fra denne rytmen (saktebølgesøvn eller deltasøvn). Tvert imot er theta-rytmen nært forbundet med følelsesmessig og mentalt stress. Det blir noen ganger referert til som stressrytmen eller spenningsrytmen. Hos mennesker er et av EEG-symptomene på emosjonell opphisselse en økning i theta-rytmen med en oscillasjonsfrekvens på 4-7 Hz, som følger med opplevelsen av både positive og negative følelser. Når du utfører mentale oppgaver, kan både delta- og theta-aktiviteten øke. Dessuten er styrkingen av den siste komponenten positivt korrelert med suksessen med å løse problemer. I sin opprinnelse er theta-rytmen assosiert med kortiko-limbisk interaksjon. Det antas at økningen i theta-rytmen under følelser reflekterer aktiveringen av hjernebarken fra det limbiske systemet.
Overgangen fra hviletilstand til spenning er alltid ledsaget av en desynkroniseringsreaksjon, hvis hovedkomponent er høyfrekvent betaaktivitet. Mental aktivitet hos voksne er ledsaget av en økning i kraften til beta-rytmen, og en betydelig økning i høyfrekvent aktivitet observeres under mental aktivitet som inkluderer elementer av nyhet, mens stereotype, repeterende mentale operasjoner er ledsaget av dens nedgang. Det ble også funnet at suksessen med å utføre verbale oppgaver og tester for visuell-romlige relasjoner er positivt assosiert med høy aktivitet av EEG beta-området i venstre hjernehalvdel. I følge noen antakelser er denne aktiviteten assosiert med en refleksjon av aktiviteten til mekanismene for å skanne strukturen til stimulus, utført av nevrale nettverk som produserer høyfrekvent EEG-aktivitet (se Leser 2.1; Leser 2.5).
Magnetoencefalografi - registrering av magnetfeltparametere bestemt av hjernens bioelektriske aktivitet. Disse parametrene registreres ved hjelp av superledende kvanteinterferenssensorer og et spesielt kamera som isolerer hjernens magnetiske felt fra sterkere ytre felt. Metoden har en rekke fordeler i forhold til registrering av et tradisjonelt elektroencefalogram. Spesielt de radielle komponentene av magnetiske felt registrert fra hodebunnen gjennomgår ikke så sterke forvrengninger som EEG. Dette gjør det mulig å mer nøyaktig beregne posisjonen til generatorene av EEG-aktivitet registrert fra hodebunnen.
Elektroencefalografi er en metode for å studere hjernen ved å registrere forskjellen i elektriske potensialer som oppstår i løpet av dens levetid. Opptakselektroder er plassert i visse områder av hodet slik at alle hoveddelene av hjernen er representert på opptaket.
Den resulterende registreringen - et elektroencefalogram (EEG) - er den totale elektriske aktiviteten til mange millioner nevroner, hovedsakelig representert av potensialene til dendrittene og nervecellene: eksitatoriske og hemmende postsynaptiske potensialer og delvis av handlingspotensialene til kroppene til nevroner og aksoner. Dermed gjenspeiler EEG den funksjonelle aktiviteten til hjernen. Tilstedeværelsen av en vanlig rytme på EEG indikerer at nevroner synkroniserer aktiviteten deres.
Normalt bestemmes denne synkroniseringen hovedsakelig av den rytmiske aktiviteten til pacemakere (pacemakere) av de uspesifikke kjernene i thalamus og deres thalamokortikale projeksjoner.
Siden nivået funksjonell aktivitet bestemmes av uspesifikke medianstrukturer (den retikulære dannelsen av stammen og forhjernen), bestemmer de samme systemene rytmen, utseendet, den generelle organiseringen og dynamikken til EEG.
Den symmetriske og diffuse organiseringen av forbindelser mellom uspesifikke medianstrukturer og cortex bestemmer den bilaterale symmetrien og relative homogeniteten til EEG for hele hjernen (fig. 6-1 og 6-2).
METODOLOGI
I normal praksis tas EEG ved hjelp av elektroder plassert på hodets intakte integument. Elektriske potensialer forsterkes og registreres. I elektroencefalografer er 16-24 eller flere identiske forsterker-opptaksenheter (kanaler) gitt, slik at du samtidig kan registrere elektrisk aktivitet fra det tilsvarende antall par elektroder installert på pasientens hode. Moderne elektroencefalografer er laget på grunnlag av datamaskiner. Forsterkede potensialer digitaliseres; kontinuerlig EEG-opptak vises på monitoren og skrives samtidig til disken.
Etter bearbeiding kan EEG skrives ut på papir. Potensialfjernende elektroder er metallplater eller stenger ulike former med en kontaktflatediameter på 0,5-1 cm Elektriske potensialer mates til inngangsboksen til elektroencefalografen, som har 20-40 eller flere nummererte kontaktkontakter, som du kan koble passende antall elektroder til enheten med. I moderne elektroencefalografer kombinerer inngangsboksen en elektrodebryter, en forsterker og en EEG analog-til-digital-omformer. Fra inngangsboksen føres det konverterte EEG-signalet til en datamaskin, som kontrollerer enhetens funksjoner, registrerer og behandler EEG.
Ris. 6-1. Stigende retikulo-kortikalt ikke-spesifikt system for regulering av nivået av funksjonell aktivitet i hjernen: D 1 og D 2 - desynkronisering av aktiverende systemer i henholdsvis mellom- og forhjernen; C 1 og C 2 - synkroniserende inhiberende somnogene systemer av henholdsvis medulla oblongata og pons og uspesifikke kjerner i diencephalon.
Ris. 6-2. EEG av en våken voksen: en vanlig α-rytme registreres, modulert til spindler, best uttrykt i de oksipitale områdene; aktiveringsrespons på et lysglimt
EEG registrerer potensialforskjellen mellom to punkter på hodet. Følgelig påføres spenninger til hver kanal i elektroencefalografen, tatt bort av to elektroder: en til "Input 1", den andre til "Input 2" av forsterkningskanalen.
Flerkontaktbryteren av EEG-avledninger gjør det mulig å bytte elektrodene for hver kanal i ønsket kombinasjon. Ved å stille inn, for eksempel på en hvilken som helst kanal, korrespondansen til oksipitalelektroden til kontakten til inngangsboksen "1", og den tidsmessige elektroden til kontakten til boksen "5", og dermed oppnå muligheten til å registrere potensialforskjellen mellom de tilsvarende elektrodene gjennom denne kanalen. Før arbeidet starter, skriver forskeren ved hjelp av passende programmer flere ledende ordninger, som brukes i analysen av de mottatte postene. For å stille inn båndbredden til forsterkeren brukes analoge og digitale høy- og lavpassfiltre. Standard båndbredde for EEG-opptak er 0,5-70 Hz.
Lede og registrere et elektroencefalogram
Opptakselektrodene er plassert på en slik måte at alle hoveddelene av hjernen er representert på flerkanalsopptaket, angitt med de første bokstavene i deres latinske navn. I klinisk praksis brukes to hoved-EEG-ledningssystemer: det internasjonale "10-20"-systemet (fig. 6-3) og et modifisert skjema med redusert antall elektroder (fig. 6-4). Hvis det er nødvendig å få et mer detaljert bilde av EEG, er "10-20" ordningen å foretrekke.
Ris. 6-3. Internasjonal elektrodelayout "1 0-20". Bokstavindekser betyr: O - occipital abduksjon; P - parietal bly; C - sentral ledning; F - frontal ledning; t - tidsmessig bortføring. Numeriske indekser spesifiserer plasseringen av elektroden innenfor det tilsvarende området.
Ris. 6-4. Skjema for EEG-registrering med monopolare ledninger (1) med en referanseelektrode (R) på øreflippen og med bipolare ledninger (2). I et system med redusert antall avledninger betyr bokstavindeksene: O - occipital bly; P - parietal bly; C - sentral ledning; F - frontal ledning; Ta - anterior temporal ledning, Tr - posterior temporal ledning. 1: R - spenning under referanseøreelektroden; O - spenning under den aktive elektroden, R-O - registrering oppnådd med monopolar ledning fra høyre occipital region. 2: Tr - spenning under elektroden i området med det patologiske fokuset; Ta - spenning under elektroden, stående over det normale hjernevevet; Ta-Tr, Tr-O og Ta-F - registreringer oppnådd med bipolar bly fra de tilsvarende elektrodeparene.
En slik ledning kalles en referanseledning når et potensial påføres "inngang 1" på forsterkeren fra en elektrode plassert over hjernen, og til "inngang 2" - fra en elektrode i avstand fra hjernen. Elektroden plassert over hjernen kalles oftest aktiv. Elektroden fjernet fra hjernevevet kalles referanseelektroden.
Som sådan brukes venstre (A1) og høyre (A2) øreflipper. Den aktive elektroden er koblet til "inngang 1" på forsterkeren, tilførselen av et negativt potensialskifte som får opptakspennen til å bøye seg oppover.
Referanseelektroden kobles til "inngang 2". I noen tilfeller brukes en ledning fra to kortsluttede elektroder (AA) plassert på øreflippene som referanseelektrode. Siden potensialforskjellen mellom de to elektrodene registreres på EEG, vil posisjonen til punktet på kurven være lik, men i motsatt retning, påvirket av endringer i potensialet under hvert av elektrodeparet. I referanseledningen under den aktive elektroden genereres et vekslende potensial i hjernen. Under referanseelektroden, som er borte fra hjernen, er det et konstant potensial som ikke går inn i AC-forsterkeren og ikke påvirker opptaksmønsteret.
Potensialforskjellen reflekterer uten forvrengning fluktuasjonene i det elektriske potensialet generert av hjernen under den aktive elektroden. Imidlertid er området av hodet mellom den aktive og referanseelektroden en del av den elektriske "forsterker-objekt"-kretsen, og tilstedeværelsen av en tilstrekkelig intens potensialkilde i dette området, plassert asymmetrisk i forhold til elektrodene, vil påvirke betydelig avlesningene. Derfor, i tilfelle av en referanseoppdrag, er dommen om lokaliseringen av den potensielle kilden ikke helt pålitelig.
Bipolar kalles en ledning, der elektroder over hjernen er koblet til "inngang 1" og "inngang 2" på forsterkeren. Plasseringen av EEG-registreringspunktet på monitoren påvirkes like mye av potensialene under hvert av elektrodeparet, og den registrerte kurven reflekterer potensialforskjellen til hver av elektrodene.
Derfor er bedømmelsen av svingningsformen under hver av dem på grunnlag av en bipolar tilordning umulig. Samtidig gjør analysen av EEG registrert fra flere elektrodepar i forskjellige kombinasjoner det mulig å bestemme lokaliseringen av potensielle kilder som utgjør komponentene i en kompleks totalkurve oppnådd med bipolar avledning.
For eksempel, hvis det er en lokal kilde til langsomme oscillasjoner i den posteriore temporale regionen (Tr i fig. 6-4), vil tilkobling av de fremre og bakre temporale elektrodene (Ta, Tr) til forsterkerterminalene resultere i et opptak som inneholder en langsom komponent som tilsvarer langsom aktivitet i det bakre temporale området (Tr), med overlagret raskere oscillasjoner generert av den normale medulla i den fremre temporale regionen (Ta).
For å avklare spørsmålet om hvilken elektrode som registrerer denne langsomme komponenten, kobles elektrodepar på to ekstra kanaler, i hver av dem er representert av en elektrode fra det opprinnelige paret, det vil si Ta eller Tr, og den andre tilsvarer noen ikke-tidsbestemt bly, for eksempel F og O.
Det er klart at i det nydannede paret (Tr-O), inkludert posterior temporalelektrode Tr, plassert over den patologisk endrede medulla, vil det igjen være en langsom komponent. I et par hvis innganger mates med aktivitet fra to elektroder plassert over en relativt intakt hjerne (Ta-F), vil et normalt EEG bli registrert. Således, i tilfelle av et lokalt patologisk kortikalt fokus, fører tilkoblingen av en elektrode plassert over dette fokuset, sammen med en hvilken som helst annen, til utseendet av en patologisk komponent i de tilsvarende EEG-kanalene. Dette lar deg bestemme lokaliseringen av kilden til patologiske svingninger.
Et ekstra kriterium for å bestemme lokaliseringen av kilden til potensialet av interesse på EEG er fenomenet oscillasjonsfaseforvrengning. Hvis du kobler tre elektroder til inngangene til to kanaler til elektroencefalografen som følger (fig. 6-5): elektrode 1 - til "inngang 1", elektrode 3 - til "inngang 2" på forsterkeren.
Ris. 6-5. Faseforhold av poster ved forskjellig lokalisering av potensiell kilde: 1, 2, 3 - elektroder; A, B - kanaler til elektroencefalografen; 1 - kilden til den registrerte potensialforskjellen er plassert under elektroden 2 (postene på kanalene A og B er i motfase); II - kilden til den registrerte potensialforskjellen er plassert under elektroden I (postene er i fase). Pilene indikerer retningen til strømmen i kanalkretsene, som bestemmer de tilsvarende retningene for avviket til kurven på skjermen.
B, og elektrode 2 - samtidig til "inngang 2" til forsterker A og "inngang 1" til forsterker B; anta at det under elektrode 2 er en positiv forskyvning av det elektriske potensialet i forhold til potensialet til de gjenværende delene av hjernen (indikert med tegnet "+"), så er det åpenbart at den elektriske strømmen på grunn av dette potensialskiftet vil ha motsatt retning i kretsene til forsterkerne A og B, som vil gjenspeiles i motsatt rettede forskyvninger av potensialforskjellen - motfaser - på de tilsvarende EEG-postene. Dermed vil de elektriske oscillasjonene under elektrode 2 i postene på kanalene A og B representeres av kurver med samme frekvenser, amplituder og form, men motsatt i fase. Når du bytter elektroder gjennom flere kanaler i elektroencefalografen i form av en kjede, vil antifaseoscillasjoner av det undersøkte potensialet bli registrert gjennom disse to kanalene, til de motsatte inngangene som en felles elektrode er koblet til, stående over kilden til dette potensialet.
Regler for registrering av elektroencefalogram og funksjonstester
Pasienten under studien bør være i et lyst og lydtett rom i en komfortabel stol med lukkede øyne. Observasjon av studien utføres direkte eller ved hjelp av et videokamera. Under opptak merkes betydelige hendelser og funksjonelle forsøk med markører.
Under testen for å åpne og lukke øynene vises karakteristiske elektrookulogramartefakter på EEG. De resulterende endringene i EEG gjør det mulig å identifisere graden av kontakt til subjektet, bevissthetsnivået og foreløpig vurdere reaktiviteten til EEG.
For å identifisere hjernens respons på ytre påvirkninger, brukes enkeltstimuli i form av et kort lysglimt, et lydsignal. Hos pasienter i koma er det tillatt å bruke nociseptive stimuli ved å trykke på bunnen av neglesengen til pasientens pekefinger med en negl.
For fotostimulering brukes korte (150 μs) lysglimt, nært i spektrum til hvitt, med tilstrekkelig høy intensitet (0,1-0,6 J).
Fotostimulatorer gjør det mulig å presentere en serie blinker som brukes til å studere reaksjonen til rytmeassimilering - evnen til elektroencefalografiske svingninger til å reprodusere rytmen til ytre stimuli. Normalt er rytmeassimileringsreaksjonen godt uttrykt ved en flimmerfrekvens nær de iboende EEG-rytmene. Rytmiske assimileringsbølger har den høyeste amplituden i de oksipitale områdene. Ved fotosensitive epileptiske anfall avslører rytmisk fotostimulering en fotoparoksysmal respons - en generalisert utflod av epileptiform aktivitet (fig. 6-6).
Hyperventilering utføres hovedsakelig for å indusere epileptiform aktivitet. Personen blir bedt om å puste dypt rytmisk i 3 minutter. Respirasjonsfrekvensen bør være i området 16-20 per minutt. EEG-registrering begynner minst 1 minutt før hyperventileringen starter og fortsetter gjennom hele hyperventileringen og minst 3 minutter etter at den er avsluttet.
TOLKNING AV RESULTATENE
EEG-analyse utføres under registreringen og til slutt etter at den er fullført. Under opptak vurderes tilstedeværelsen av artefakter (induksjon av nettstrømfelt, mekaniske artefakter av elektrodebevegelse, elektromyogram, elektrokardiogram, etc.), og tiltak iverksettes for å eliminere dem. EEG-frekvens og amplitude vurderes, karakteristiske grafelementer identifiseres og deres romlige og tidsmessige fordeling bestemmes. Analysen fullføres med fysiologisk og patofysiologisk tolkning av resultatene og formulering av en diagnostisk konklusjon med klinisk og elektroencefalografisk korrelasjon.
Ris. 6-6. Fotoparoksysmal EEG-respons ved epilepsi med generaliserte anfall. Bakgrunns-EEG var innenfor normale grenser. Med økende frekvens fra 6 til 25 Hz av lys rytmisk stimulering, observeres en økning i amplituden av responser ved en frekvens på 20 Hz med utvikling av generaliserte piggutladninger, skarpe bølger og pigg-langsomme bølgekomplekser. d - høyre hjernehalvdel; s - venstre hjernehalvdel.
Det medisinske hoveddokumentet om EEG er en klinisk og elektroencefalografisk rapport skrevet av en spesialist basert på analysen av det "rå" EEG.
EEG-konklusjonen bør formuleres iht visse regler og består av tre deler:
1) beskrivelse av hovedtyper av aktivitet og grafelementer;
2) et sammendrag av beskrivelsen og dens patofysiologiske tolkning;
3) korrelasjon av resultatene fra de to foregående delene med kliniske data.
Det grunnleggende beskrivende begrepet i EEG er "aktivitet", som definerer enhver sekvens av bølger (α-aktivitet, aktivitet av skarpe bølger, etc.).
Frekvensen bestemmes av antall svingninger per sekund; e e skrives med riktig tall og uttrykkes i hertz (Hz). Beskrivelsen gir gjennomsnittlig frekvens av den estimerte aktiviteten. Ta vanligvis 4-5 segmenter av EEG med en varighet på 1. s og beregne antall bølger på hver av dem (fig. 6-7).
Amplitude - rekkevidde av elektriske potensialsvingninger på EEG; målt fra toppen av den foregående bølgen til toppen av den påfølgende bølgen i motsatt fase, uttrykt i mikrovolt (µV) (se fig. 6-7). Et kalibreringssignal brukes til å måle amplituden. Så hvis kalibreringssignalet som tilsvarer en spenning på 50 µV har en høyde på 10 mm på posten, vil følgelig 1 mm pennavbøyning bety 5 µV. For å karakterisere aktivitetsamplituden i beskrivelsen av EEG, tas de mest karakteristisk forekommende maksimalverdiene av den, unntatt pop-up
Fasen bestemmer den nåværende tilstanden til prosessen og indikerer retningen til vektoren for endringene. Noen EEG-fenomener blir evaluert etter antall faser de inneholder. Monofasisk er en oscillasjon i én retning fra den isoelektriske linjen med retur til utgangsnivået, bifasisk er en slik svingning når kurven etter fullføring av en fase passerer startnivået, avviker i motsatt retning og går tilbake til isoelektrisk linje. Polyfasiske vibrasjoner er vibrasjoner som inneholder tre eller flere faser. i en smalere forstand definerer begrepet "polyfasebølge" sekvensen av α - og langsomme (vanligvis δ ) bølger.
Ris. 6-7. Måling av frekvens (1) og amplitude (II) på EEG. Frekvens måles som antall bølger per tidsenhet (1 s). A er amplituden.
Rytmer av elektroencefalogrammet til en voksen våken person
Begrepet "rytme" på EEG refererer til en viss type elektrisk aktivitet som tilsvarer en viss tilstand i hjernen og assosiert med visse cerebrale mekanismer. Når du beskriver rytmen, er dens frekvens indikert, som er typisk for en viss tilstand og region av hjernen, amplituden og noen karakteristiske trekk ved dens endringer over tid med endringer i hjernens funksjonelle aktivitet.
Alfa( α ) -rytme: frekvens 8-13 Hz, amplitude opp til 100 μV. Registrert hos 85-95 % av friske voksne. Det kommer best til uttrykk i de oksipitale regionene. Den største amplitude α -Rhythm er i en tilstand av rolig avslappet våkenhet med lukkede øyne. I tillegg til endringer knyttet til hjernens funksjonelle tilstand, observeres i de fleste tilfeller spontane endringer i amplituden. α -rytme, uttrykt i vekslende økning og reduksjon med dannelsen av karakteristiske "spindler", som varer 2-8 s. Med en økning i nivået av funksjonell aktivitet i hjernen (intens oppmerksomhet, frykt), reduseres amplituden til α-rytmen. Høyfrekvent uregelmessig aktivitet med lav amplitude vises på EEG, noe som gjenspeiler desynkronisering av nevronal aktivitet. Ved en kortvarig, plutselig ytre stimulus (spesielt et lysglimt), skjer denne desynkroniseringen brått, og hvis stimulansen ikke er av følelsesmessig karakter, gjenopprettes α-rytmen ganske raskt (etter 0,5-2 s) (se Fig. 6-2). Dette fenomenet kalles "aktiveringsreaksjon", "orienterende reaksjon", "slukkingsreaksjon". α -rytme", "desynkroniseringsreaksjon".
Beta (β)-rytme: frekvens 14-40 Hz, amplitude opp til 25 μV (Fig. 6-8). Det beste av alt er at β-rytmen registreres i regionen til den sentrale gyri, men den strekker seg også til den bakre sentrale og frontale gyri. Normalt er det svært svakt uttrykt og har i de fleste tilfeller en amplitude på 5-15 μV. β-Rhythm er assosiert med somatiske sensoriske og motoriske kortikale mekanismer og gir en ekstinksjonsrespons på motorisk aktivering eller taktil stimulering. Aktivitet med en frekvens på 40-70 Hz og en amplitude på 5-7 μV kalles noen ganger γ-rytmen, klinisk signifikans han har ikke.
Mu(μ) -rytme: frekvens 8-13 Hz, amplitude opp til 50 μV. Parametrene til μ-rytmen er lik de for den normale α-rytmen, men μ-rytmen skiller seg fra sistnevnte i sine fysiologiske egenskaper og topografi. Visuelt observeres μ-rytmen kun hos 5-15% av forsøkspersonene i den rolandiske regionen. Amplituden til μ-rytmen (i sjeldne tilfeller) øker med motorisk aktivering eller somatosensorisk stimulering. I rutineanalyse har μ-rytmen ingen klinisk betydning. Typer av aktivitet som er patologisk for en voksen våken person
Theta (θ) -aktivitet: frekvens 4-7 Hz, amplitude av patologisk θ-aktivitet er større enn eller = 40 μV og overskrider oftest amplituden til normale hjernerytmer, og når 300 μV eller mer under noen patologiske tilstander (fig. 6) -9).
Ris. 6-8. Variant av EEG til en voksen våken person. I alle avledninger registreres β-aktivitet med en viss overvekt i parietale (P) og sentrale (C) seksjoner.
Ris. 6-9. EEG av en 28 år gammel pasient med inflammatorisk okklusjon på nivå med bakre kraniale fossa og intern hydrocephalus. Generaliserte bilateralt synkrone θ-bølger med en frekvens på 4-4,5 Hz, dominerende i de bakre seksjonene.
Ris. 6-1 0. EEG av en 38 år gammel pasient med en svulst i de mediobasale delene av venstre hjernehalvdel med involvering av thalamuskjernene (soporøs tilstand). Generaliserte δ-bølger (frekvens 1-3 Hz, amplitude opp til 200 μV), noen ganger dominerende i amplitude i venstre hjernehalvdel.
Delta (δ) - aktivitet: frekvens 0,5-3 Hz, amplitude er den samme som for e-aktivitet (fig. 6-10). θ - og δ -oscillasjoner kan være til stede i en liten mengde på EEG av en voksen våken person og er normale, men deres amplitude overstiger ikke α-rytmen. Et EEG anses som patologisk hvis det inneholder θ - og δ - oscillasjoner med en amplitude på mer enn eller = 40 μV og opptar mer enn 15 % av den totale opptakstiden.
Epileptiform aktivitet er et fenomen som vanligvis observeres på EEG hos pasienter med epilepsi. De oppstår som et resultat av svært synkroniserte paroksysmale depolarisasjonsskifter i store populasjoner av nevroner, ledsaget av generering av aksjonspotensialer. Som et resultat oppstår skarpformede potensialer med høy amplitude, som har de passende navnene.
Spike (engelsk spike - tip, peak) - et negativt potensial av en akutt form, som varer mindre enn 70 ms, amplitude ≥ 50 μV (noen ganger opptil hundrevis eller til og med tusenvis av μV).
En akutt bølge skiller seg fra en pigg i sin forlengelse i tid: dens varighet er 70–200 ms.
Skarpe bølger og pigger kan kombineres med langsomme bølger for å danne stereotype komplekser. Pigg-langsom bølge - et kompleks av en pigg og en langsom bølge. Frekvensen av pigg-langsomme bølgekomplekser er 2,5-6 Hz, og perioden er henholdsvis 160-250 ms. En akutt-langsom bølge er et kompleks av en akutt bølge og en langsom bølge som følger den, perioden for komplekset er 500-1300 ms (fig. 6-11).
Et viktig kjennetegn ved pigger og skarpe bølger er deres plutselige opptreden og forsvinning og en klar forskjell fra bakgrunnsaktiviteten, som de overskrider i amplitude. Akutte fenomener med passende parametere som ikke tydelig skiller seg fra bakgrunnsaktivitet er ikke utpekt som skarpe bølger eller pigger.
Kombinasjoner av de beskrevne fenomenene er angitt med noen tilleggsuttrykk.
Ris. 6-1 1 . Hovedtyper av epileptiform aktivitet: - adhesjoner; 2 - skarpe bølger; 3 - skarpe bølger i P-båndet; 4 - pigg-langsom bølge; 5 - polyspike-langsom bølge; 6 - skarp-langsom bølge. Verdien av kalibreringssignalet for "4" er 100 µV, for resten av postene - 50 µV.
En fakkel er en betegnelse for en gruppe bølger med plutselig innsettende og forsvinnende, klart forskjellig fra bakgrunnsaktivitet i frekvens, form og/eller amplitude (Figur 6-12).
Ris. 6-12. Blinker og utladninger: 1 - blinker av α-bølger med høy amplitude; 2 - blink av β-bølger med høy amplitude; 3 - blinker (utladninger) av skarpe bølger; 4 - blinker av polyfaseoscillasjoner; 5 - blink av δ-bølger; 6 - blink av θ-bølger; 7 - blinker (utladninger) av pigg-langsomme bølgekomplekser.
Ris. 6-13 Papir om typisk fravær. Utladning av generaliserte bilaterale synkrone pigg-langsomme bølgekomplekser med en frekvens på 3,5 Hz.
En utflod er et glimt av epileptiform aktivitet.
Et epileptisk anfallsmønster er en utflod av epileptiform aktivitet som typisk faller sammen med et klinisk epileptisk anfall.
Påvisning av slike fenomener, selv om det ikke er mulig å klart vurdere pasientens bevissthetstilstand klinisk, karakteriseres også som et «epileptisk anfallsmønster» (fig. 6-13 og 6-14).
Ris. 6-1 4. EEG under et myoklonisk anfall provosert av et flimrende lys med en frekvens på 20 Hz ved juvenil myoklonisk epilepsi.
En epileptisk utladning begynner med en serie generaliserte skarpe bølger som øker i amplitude og går over i generaliserte bilateralt synkrone og asynkrone serier av uregelmessige pigg-langsomme bølger, polyspike-langsomme bølgekomplekser, flere skarpe bølger og pigger med en amplitude på opptil 300 μV . Den horisontale linjen nederst er tidspunktet for lysstimulering.
Hypsarrhythmia (gresk "høyamplituderytme") - kontinuerlig generalisert høyamplitude (> 150 μV) langsom hypersynkron aktivitet med skarpe bølger, pigger, pigg-langsomme bølgekomplekser, polyspike-langsom bølge, synkron og asynkron. Et viktig diagnostisk tegn på West og Lennox-Gastaut syndromer (fig. 6-15).
Periodiske komplekser - aktivitetsutbrudd med høy amplitude, preget av formkonstansen for en gitt pasient. De viktigste kriteriene for deres anerkjennelse er: nær konstant intervall mellom komplekser; kontinuerlig tilstedeværelse gjennom hele opptaket, med forbehold om konstantheten av nivået av funksjonell aktivitet i hjernen; intra-individuell formstabilitet (stereotyping). Oftest er de representert av en gruppe langsomme bølger med høy amplitude, skarpe bølger, kombinert med spisse δ- eller θ-svingninger med høy amplitude, noen ganger som ligner akutte-langsomme epileptiforme komplekser (fig. 6-16). Intervallene mellom komplekser varierer fra 0,5-2 til titalls sekunder. Generaliserte bilateralt synkrone periodiske komplekser er alltid kombinert med dype bevissthetsforstyrrelser og indikerer alvorlig hjerneskade. Hvis de ikke er forårsaket av farmakologiske eller toksiske faktorer (alkoholabstinens, overdose eller plutselig abstinens av psykotrope og hypnoserende legemidler, hepatopati, karbonmonoksidforgiftning), så er de som regel et resultat av alvorlig metabolsk, hypoksisk, prion- eller viral encefalopati.
Hvis forgiftning eller metabolske forstyrrelser er utelukket, indikerer periodiske komplekser med høy sikkerhet diagnosen panencefalitt eller prionsykdom.
Ris. 6-1 5. EEG av en 3 år gammel pasient med Wests syndrom. Hypsarrhythmia: generalisert langsom aktivitet, skarpe bølger, pigger og pigg-langsomme bølgekomplekser med en amplitude på opptil 700 μV.
Ris. 6-1 6. Van-Bogarts subakutt skleroserende panencefalitt. Periodiske komplekser kombinert med myokloniske rykninger registrert på EMG og øyebevegelser registrert på et elektrookulogram. Avledning F viser vanlige øyebevegelsesartefakter.
Varianter av det normale elektroencefalogrammet til en våken voksen
EEG er stort sett homogent i hele hjernen og symmetrisk.
Den funksjonelle og morfologiske heterogeniteten til cortex bestemmer egenskapene til den elektriske aktiviteten til forskjellige områder av hjernen. Den romlige endringen i EEG-typer av individuelle hjerneregioner skjer gradvis. hos flertallet (85-90 %) av friske voksne med lukkede øyne i hvile, registrerte EEG en dominerende α-rytme med maksimal amplitude i de oksipitale områdene (se fig. 6-2).
Hos 10-15 % av friske forsøkspersoner overstiger ikke amplituden av fluktuasjoner på EEG 25 μV, høyfrekvent lavamplitudeaktivitet registreres i alle avledninger. Slike EEG kalles lavamplitude. EEG med lav amplitude indikerer overvekt av desynkroniserende påvirkninger i hjernen og er en normal variant (se fig. 6-8).
Hos noen friske forsøkspersoner, i stedet for α-rytmen, registreres aktivitet på 14-18 Hz med en amplitude på ca. 50 μV i de oksipitale områdene, og i likhet med den normale α-rytmen avtar amplituden i fremre retning. Slik aktivitet kalles "rask α-variant".
Svært sjelden (0,2 % av tilfellene) på EEG med lukkede øyne i oksipitale regioner registreres vanlige, nær sinusformede, langsomme bølger med en frekvens på 2,5-6 Hz og en amplitude på 50-80 μV. Denne rytmen har alle de andre topografiske og fysiologiske egenskapene til α-rytmen og kalles den "langsomme alfavarianten". Den er ikke assosiert med noen organisk patologi, og anses som en grense mellom normal og patologisk og kan indikere dysfunksjon av diencefaliske uspesifikke hjernesystemer.
Elektroencefalogram endringer i våkne-søvn-syklusen
Aktiv våkenhet (under mentalt stress, visuell sporing, læring og andre situasjoner som krever økt mental aktivitet) er preget av desynkronisering av nevronal aktivitet; lav-amplitude høyfrekvent aktivitet dominerer på EEG.
Avslappet våkenhet - tilstanden til motivet, hviler i en komfortabel stol eller seng med avslappede muskler og lukkede øyne, ikke engasjert i noen spesiell fysisk eller mental aktivitet. Hos de fleste friske voksne i denne tilstanden registreres en vanlig α-rytme på EEG.
Det første stadiet av søvn tilsvarer døsighet. På EEG observeres forsvinningen av α-rytmen og forekomsten av enkelt- og gruppe-lavamplitude θ- og δ-oscillasjoner og lav-amplitude høyfrekvent aktivitet. Ytre stimuli forårsaker utbrudd av α-rytmen. Etappens varighet er 1-7 minutter.
Ved slutten av dette stadiet vises langsomme oscillasjoner med en amplitude på ≤ 75 μV.
Samtidig kan det oppstå "vertex akutte transientpotensialer" I form av enkelt- eller gruppe monofasiske overfladisk negative skarpe bølger med et maksimum i kronens område er amplituden vanligvis ikke mer enn 200 μV; de regnes som normale fysiologiske fenomener. Det første stadiet er også preget av langsomme øyebevegelser.
Den andre fasen av søvn er preget av utseendet til søvnspindler og K-komplekser. Søvnige spindler - utbrudd av aktivitet med en frekvens på 1 1 - 1 5 Hz, dominerende i de sentrale ledningene. Varigheten av spindlene er 0,5-3 s, amplituden er omtrent 50 μV. De er assosiert med median subkortikale mekanismer. K-komplekset er et utbrudd av aktivitet som typisk består av en bifasisk høyamplitudebølge med en initial negativ fase, noen ganger etterfulgt av en spindel. Dens amplitude er maksimal i området av kronen, varigheten er ikke mindre enn 0,5 s. K-komplekser oppstår spontant eller som respons på sensoriske stimuli. I dette stadiet observeres også av og til utbrudd av langsomme polyfasebølger med høy amplitude. Det er ingen langsomme øyebevegelser.
Det tredje søvnstadiet: spindler forsvinner gradvis og θ- og δ-bølger med en amplitude på mer enn 75 μV vises i en mengde fra 20 til 50 % av analyseepokens tid. På dette stadiet er det ofte vanskelig å skille K-komplekser fra δ-bølger. Søvnspindler kan forsvinne helt.
Det fjerde søvnstadiet er preget av bølger med en frekvens på ≤ 2 Hz og mer enn 75 μV, som opptar mer enn 50 % av analyseepokens tid.
Under søvn opplever en person av og til perioder med desynkronisering på EEG - den såkalte søvnen med raske øyebevegelser. I disse periodene registreres polymorf aktivitet med en overvekt av høye frekvenser. Disse periodene på EEG tilsvarer opplevelsen av en drøm, et fall i muskeltonus med utseendet raske bevegelserøyeepler og noen ganger raske lemmerbevegelser. Fremveksten av dette stadiet av søvn er assosiert med arbeidet med reguleringsmekanismen på nivået av hjernebroen, dens brudd indikerer dysfunksjon av disse delene av hjernen, som er av stor diagnostisk verdi.
Aldersendringer elektroencefalogrammer
EEG av en prematur baby under alderen 24-27 uker med svangerskap representeres av blink av langsom δ- og θ-aktivitet, episodisk kombinert med skarpe bølger, som varer 2-20 s, mot bakgrunnen av lav amplitude (opp) til 20-25 μV) aktivitet.
Hos barn 28-32 uker med svangerskap blir δ - og θ -aktivitet med en amplitude på opptil 100-150 μV mer regelmessig, selv om det også kan inkludere utbrudd av høyere amplitude θ -aktivitet, ispedd perioder med utflating.
Hos barn eldre enn 32 uker med svangerskap begynner funksjonelle tilstander å spores på EEG. I rolig søvn observeres intermitterende høyamplitude (opptil 200 μV og høyere) δ-aktivitet, kombinert med θ-oscillasjoner og skarpe bølger, og intermitterende med perioder med relativt lav amplitudeaktivitet.
Hos en fullbåren nyfødt viser EEG tydelig forskjellene mellom våkenhet med åpne øyne (uregelmessig aktivitet ved en frekvens på 4-5 Hz og en amplitude på 50 μV), aktiv søvn (konstant lavamplitudeaktivitet på 4-7 Hz med et overlegg av raskere svingninger med lav amplitude) og avslappende søvn, preget av utbrudd av høyamplitude δ-aktivitet i kombinasjon med spindler av raskere høyamplitudebølger ispedd perioder med lav amplitude.
Hos friske premature babyer og fullbårne nyfødte i løpet av den første måneden av livet, observeres vekslende aktivitet under avslappende søvn. På EEG av nyfødte er fysiologiske akutte potensialer tilstede, preget av multifokalitet, sporadisk utseende og uregelmessighet i følge. Amplituden deres overstiger vanligvis ikke 100-110 μV, hyppigheten av forekomsten er i gjennomsnitt 5 per time, hovednummeret deres er begrenset til avslappende søvn. Relativt regelmessig forekommende skarpe potensialer i frontalledningene, som ikke overstiger 150 μV i amplitude, anses også som normale. Den normale EEG-en til en moden nyfødt er preget av tilstedeværelsen av en respons i form av EEG-utflating til ytre stimuli.
I løpet av den første måneden av et modent barns liv forsvinner det vekslende EEG av avslappende søvn; i den andre måneden dukker det opp søvnspindler, en organisert dominerende aktivitet i oksipitale ledninger, som når en frekvens på 4-7 Hz i en alder av 3 måneder .
I løpet av den 4-6. levemåneden øker antallet θ-bølger på EEG gradvis, og δ-bølger - avtar, slik at ved slutten av den 6. måneden dominerer rytmen med en frekvens på 5-7 Hz på EEG. Fra 7. til 12. levemåned dannes en α-rytme med en gradvis nedgang i antall δ- og θ-bølger. etter 12 måneder dominerer fluktuasjoner, noe som kan karakteriseres som en langsom α-rytme (7-8,5 Hz). Fra 1 år til 7-8 år fortsetter prosessen med gradvis forskyvning av langsomme rytmer ved raskere fluktuasjoner (α- og β-område) (tabell 6-1). Etter 8 år dominerer α-rytmen på EEG. Den endelige dannelsen av EEG skjer i alderen 16-18 år.
Tabell 6-1. Grenseverdier for frekvensen av den dominerende rytmen hos barn
EEG av friske barn kan inneholde overdreven diffuse langsomme bølger, glimt av rytmiske langsomme svingninger, utladninger av epileptiform aktivitet, slik at fra et synspunkt av den tradisjonelle vurderingen av aldersnormen, selv i åpenbart friske individer under 21 år kan kun 70-80 % av EEG klassifiseres som "normalt". Hyppigheten av enkelte typer aktivitet i barne- og ungdomsårene er gitt i tabell. 6-2.
Fra 3-4 til 12 års alder øker andelen EEG med overdreven langsomme bølger (fra 3 til 16%), og da synker denne indikatoren ganske raskt.
Reaksjonen på hyperventilering i form av fremkomsten av langsomme bølger med høy amplitude i en alder av 9-11 år er mer uttalt enn i den yngre gruppen. Det er imidlertid mulig at dette skyldes den mindre nøyaktige testen av små barn.
Tabell 6-2. Representasjon av noen EEG-varianter i en frisk populasjon avhengig av alder
Den allerede nevnte relative stabiliteten til EEG-karakteristikkene til en voksen vedvarer opptil omtrent 50 år. Siden denne perioden har det blitt observert en restrukturering av EEG-spekteret, som kommer til uttrykk i en reduksjon i amplituden og den relative mengden av α-rytmen og en økning i antall β- og θ-bølger. Den dominerende frekvensen etter 60-70 år har en tendens til å avta. I denne alderen vises θ- og δ-bølger som er synlige i visuell analyse også hos praktisk talt friske individer.
Datamaskinmetoder for elektroencefalogramanalyse
De viktigste metodene for EEG-dataanalyse brukt i klinikken inkluderer spektralanalyse ved bruk av den raske Fourier-transformasjonsalgoritmen, kartlegging av øyeblikkelig amplitude, pigger og bestemmelse av den tredimensjonale lokaliseringen av den ekvivalente dipolen i hjernerommet.
Den mest brukte spektralanalysen. Denne metoden lar deg bestemme den absolutte effekten, uttrykt i µV2 for hver frekvens. Effektspektrumdiagrammet for en gitt epoke er et todimensjonalt bilde, hvor EEG-frekvensene er plottet langs abscisseaksen, og potensene ved de tilsvarende frekvensene er plottet langs ordinataksen. EEG-spektraleffektdataene presentert i form av suksessive spektre gir en pseudo-tredimensjonal graf, der retningen langs den imaginære aksen dypt inn i figuren representerer den tidsmessige dynamikken til endringer i EEG. Slike bilder er praktiske for å spore EEG-endringer i tilfelle bevissthetsforstyrrelser eller eksponering for noen faktorer over tid (fig. 6-17).
Ved å fargekode fordelingen av potenser eller gjennomsnittlige amplituder over hovedområdene på et konvensjonelt bilde av hodet eller hjernen, oppnås et visuelt bilde av deres aktuelle representasjon (fig. 6-18). Det skal presiseres at kartleggingsmetoden ikke gir ny informasjon, men bare presenterer den i en annen, mer visuell form.
Definisjonen av den tredimensjonale lokaliseringen av den ekvivalente dipolen ligger i det faktum at ved hjelp av matematisk modellering er plasseringen av en virtuell potensiell kilde avbildet, noe som antagelig kan skape en fordeling av elektriske felt på overflaten av hjernen tilsvarende observerte en, forutsatt at de ikke genereres av kortikale nevroner i hele hjernen, men er et resultat av passiv forplantning av det elektriske feltet fra enkeltkilder. I noen spesielle tilfeller faller disse beregnede "ekvivalente kildene" sammen med reelle, som gjør det mulig, med forbehold om visse fysiske og kliniske forhold, å bruke denne metoden for å klargjøre lokaliseringen av epileptogene foci ved epilepsi (fig. 6-19).
Det bør huskes at EEG-datakart viser fordelingen av elektriske felt på abstrakte hodemodeller og derfor ikke kan oppfattes som direkte bilder, som MR. Deres intellektuelle tolkning av en EEG-spesialist i sammenheng med det kliniske bildet og data fra analysen av det "rå" EEG er nødvendig. Derfor er datatopografiske kart noen ganger knyttet til EEG-konklusjonen fullstendig ubrukelige for nevrologen, og noen ganger til og med farlige i hans egne forsøk på å tolke dem direkte. I henhold til anbefalingene fra International Federation of Societies for EEG and Clinical Neurophysiology, bør all nødvendig diagnostisk informasjon, innhentet hovedsakelig på grunnlag av direkte analyse av det "rå" EEG, presenteres av EEG-spesialisten på et språk som er forståelig for kliniker i en tekstkonklusjon. Det er uakseptabelt å gi tekster som er automatisk formulert av dataprogrammer til enkelte elektroencefalografier som en klinisk elektroencefalografisk konklusjon. For å skaffe ikke bare illustrerende materiale, men også ytterligere spesifikk diagnostisk eller prognostisk informasjon, er det nødvendig å bruke mer komplekse algoritmer for studier og databehandling av EEG, statistiske metoder for å evaluere data med et sett med passende kontrollgrupper utviklet for å løse høyt spesialiserte problemer, presentasjonen av disse går utover standard bruk av EEG i en nevrologisk klinikk., 2001; Zenkov L.R., 2004].
Ris. 6 - 1 7. Pseudo-tredimensjonalt plott av EEG-effektspekteret i området 0-32 Hz hos en frisk 14 år gammel tenåring. Abscissen er frekvensen (Hz), ordinaten er effekten i μV 2; den imaginære aksen fra betrakteren til dybden av diagrammet er tid. Hver kurve reflekterer effektspekteret over 30 s. Begynnelsen av studien er den andre kurven fra bunnen, slutten er den øvre kurven; 5 nedre kurver - øynene er åpne, og de to første kurvene (1. minutt av opptak) - teller elementene i ornamentet foran motivets øyne.
Det kan sees at etter avslutningen av tellingen dukket det opp en liten synkronisering ved frekvenser på 5,5 og 10,5 Hz. En kraftig økning i kraft ved en frekvens på 9 Hz (α-rytme) når du lukker øynene (kurvene 6-1 1 nedenfra). Kurver 1 2-20 nedenfra - 3 min hyperventilering. Man kan se en økning i effekt i området 0,5-6 Hz og en utvidelse av toppen a på grunn av en frekvens på 8,5 Hz. Kurver 2 1 -25 - øynene er lukket, så er øynene åpne; det siste minuttet av opptaket er tellingen av elementene i ornamentet. Man kan se at de lavfrekvente komponentene forsvinner ved slutten av hyperventilering og at toppen a forsvinner når øynene åpnes.
Av estetiske grunner, på grunn av toppens "off-skala", er følsomheten kraftig redusert, noe som gjør at spektrumkurvene nærmer seg null når man åpner øynene og teller.
Ris. 6-18. EEG av pasient N., 8 år gammel, med ervervet epileptisk fronto-lobar syndrom. EEG presenteres med en sveipehastighet på 60 mm/s for å identifisere formen på høyfrekvente potensialer optimalt. På bakgrunn av en regulær α-rytme på 8 Hz i de frontopolare ledningene spores stereotypiske periodiske bilaterale epileptiforme utladninger (PBLER) i form av spindler med 4-5 pigger, etterfulgt av en langsom bølge med en amplitude på 350-400 μV, følger kontinuerlig med en vanlig frekvens på 0,55 Hz. Høyre: Kartlegging av denne aktiviteten viser bilateral fordeling langs polene til frontallappene.
Ris. 6-19. EEG av en pasient med symptomatisk frontal epilepsi. Generaliserte utladninger av bilaterale synkrone komplekser akutt-langsom bølge med en frekvens på 2 Hz og en amplitude på opptil 350 μV med en klar amplitudeovervekt i høyre frontalregion. Tredimensjonal lokalisering av de innledende toppene av epileniforme utladninger demonstrerer en tett serie av to undergrupper av mobile kilder, som starter ved polen til den orbitofrontale cortex til høyre og forplanter seg bakover langs konturen av cysten mot de rostrale delene av den anterior longitudinelle forhjerne fasciculus. I nedre høyre hjørne: CT-skanning visualiserer en cyste i den orbitofrontale regionen av høyre hjernehalvdel.
ENDRINGER I ELEKTROENSEFALOGRAMET I NEUROLOGISK PATOLOGI
Nevrologiske sykdommer kan deles inn i to grupper. Førstnevnte er hovedsakelig assosiert med strukturelle hjernesykdommer. Disse inkluderer vaskulære, inflammatoriske, autoimmune, degenerative, traumatiske lesjoner. Nevroimaging spiller en avgjørende rolle i deres diagnose, og EEG har liten verdi her.
Den andre gruppen inkluderer sykdommer der symptomene hovedsakelig skyldes nevrodynamiske faktorer. I forhold til disse lidelsene har EEG en annen grad av følsomhet, som bestemmer hensiktsmessigheten av bruken. Den vanligste av denne gruppen av lidelser (og den vanligste hjernesykdommen) er epilepsi, som for tiden er hovedfeltet for klinisk anvendelse av EEG.
Generelle mønstre
Oppgavene til EEG i nevrologisk praksis er som følger: (1) å fastslå hjerneskade, (2) bestemme arten og lokaliseringen av patologiske endringer, (3) vurdere dynamikken i staten. Eksplisitt patologisk aktivitet på EEG er et pålitelig bevis på hjernens patologiske funksjon. Patologiske fluktuasjoner er assosiert med den nåværende patologiske prosessen. Ved gjenværende lidelser kan det ikke være noen EEG-forandringer til tross for et betydelig klinisk underskudd. Et av hovedaspektene ved den diagnostiske bruken av EEG er å bestemme lokaliseringen av den patologiske prosessen.
Diffus hjerneskade forårsaket av henholdsvis en inflammatorisk sykdom, dysirkulatoriske, metabolske, toksiske forstyrrelser fører til diffuse endringer i EEG. De manifesteres av polyrytmi, desorganisering og diffus patologisk aktivitet.
Polyrytme - fraværet av en vanlig dominerende rytme og overvekt av polymorf aktivitet. Desorganisering av EEG - forsvinningen av den karakteristiske gradienten til amplitudene til normale rytmer, brudd på symmetri
Diffus patologisk aktivitet er representert ved θ -, δ -, epileptiform aktivitet. Mønsteret av polyrytme skyldes en tilfeldig kombinasjon forskjellige typer normal og patologisk aktivitet. Hovedtegnet på diffuse endringer, i motsetning til fokale, er fraværet av konstant lokalitet og stabil asymmetri av aktivitet i EEG (fig. 6-20).
Skade eller dysfunksjon av midtlinjestrukturene i storhjernen, som involverer uspesifikke stigende projeksjoner, manifesteres av bilateralt synkrone utbrudd av langsomme bølger eller epileptiform aktivitet, mens sannsynligheten for utseende og alvorlighetsgrad av langsom patologisk bilateralt synkron aktivitet er jo større jo høyere lesjonen er lokalisert langs nevrale aksen. Så selv med en grov lesjon av bulbopontinstrukturene, forblir EEG i de fleste tilfeller innenfor normalområdet.
I noen tilfeller, på grunn av skade på dette nivået av den uspesifikke synkroniserende retikulære formasjonen, oppstår desynkronisering og følgelig et EEG med lav amplitude. Siden slike EEG-er observeres hos 5-15 % av friske voksne, bør de betraktes som betinget patologiske.
Bare hos et lite antall pasienter med lesjoner på nedre hjernestammenivå observeres glimt av bilateralt synkron høyamplitude (X- eller langsomme bølger). corpus callosum, orbital cortex - bilateralt synkrone θ- og δ-bølger med høy amplitude observeres på EEG (fig. 6-21).
Ris. 6-20. EEG av en 43 år gammel pasient med konsekvensene av meningoencefalitt. Diffuse endringer på EEG: diffuse θ -, δ -bølger og skarpe svingninger.
Med lateraliserte lesjoner i dypet av halvkulen, på grunn av den brede projeksjonen av dype strukturer på store områder av hjernen, observeres patologisk θ- og δ-aktivitet, henholdsvis utbredt i halvkulen. På grunn av den direkte påvirkningen av den mediale patologiske prosessen på medianstrukturene og involvering av symmetriske strukturer i den friske halvkulen, oppstår også bilateralt synkrone langsomme oscillasjoner, dominerende i amplitude på siden av lesjonen (fig. 6-22).
Ris. 6-21. EEG av en 38 år gammel pasient med falciform meningeom i de presentrale, bakre frontale regionene. Bilateralt synkrone blink av o-bølger, dominerende i de sentrale frontale ledningene, mot bakgrunnen av normal elektrisk aktivitet.
Ris. 6-22. EEG ved gliom i de mediobasale delene av venstre frontallapp. Bilateralt synkrone regulære høyamplitudeutbrudd av δ-bølger 1,5-2 Hz, dominerende i amplitude til venstre og i fremre seksjoner.
Den overfladiske plasseringen av lesjonen forårsaker en lokal endring i elektrisk aktivitet, begrenset av sonen av nevroner direkte tilstøtende fokuset for ødeleggelse. Endringer manifesteres av langsom aktivitet, hvis alvorlighetsgrad avhenger av alvorlighetsgraden av lesjonen.
Epileptisk eksitasjon kommer til uttrykk ved lokal epileptiform aktivitet (fig. 6-23).
Ris. 6-23. EEG av en pasient med konveksalt, cortex-invaderende astrocytom i høyre frontallapp. Et klart definert fokus av δ-bølger i høyre frontalregion (leder F og FTp).
Elektroencefalogramforstyrrelser ved ikke-epileptiske sykdommer
Tumorer i hjernehalvdelene forårsaker fremkomsten av langsomme bølger på EEG. Med involvering av medianstrukturer kan bilaterale synkrone lidelser slutte seg til lokale endringer (se fig. 6-22). En progressiv økning i alvorlighetsgraden av endringer med tumorvekst er karakteristisk. Ekstracerebrale godartede svulster forårsaker mindre alvorlige lidelser. Astrocytomer er ofte ledsaget av epileptiske anfall, og i slike tilfeller observeres epileptiform aktivitet av den tilsvarende lokaliseringen. Ved epilepsi vitner en regelmessig kombinasjon av epileptiform aktivitet med konstante og økende δ-bølger i fokusområdet under gjentatte studier til fordel for neoplastisk etiologi.
Cerebrovaskulære sykdommer: Alvorlighetsgraden av EEG-forstyrrelser avhenger av alvorlighetsgraden av hjerneskaden. Når skade på cerebrale kar ikke fører til alvorlig, klinisk manifestert cerebral iskemi, kan EEG-endringer være fraværende eller grense til normen. Ved dyssirkulasjonsforstyrrelser i vertebrobasilar sengen kan desynkronisering og utflating av EEG observeres.
Ved iskemiske slag i det akutte stadiet manifesteres endringer av θ- og δ-bølger. Med carotisstenose forekommer patologiske EEG hos mindre enn 50% av pasientene, med carotistrombose - hos 70%, og med trombose i den midtre cerebrale arterie - hos 95% av pasientene. Vedvarende og alvorlighetsgrad av patologiske endringer på EEG avhenger av mulighetene for sirkulasjon og alvorlighetsgraden av hjerneskade. Etter den akutte perioden viser EEG en reduksjon i alvorlighetsgraden av patologiske endringer. I noen tilfeller, i den langsiktige perioden med et slag, normaliseres EEG selv om det kliniske underskuddet vedvarer. Ved hemorragiske slag er EEG-forandringer mye mer grove, vedvarende og utbredt, noe som også tilsvarer et mer alvorlig klinisk bilde.
Traumatisk hjerneskade: EEG-endringer avhenger av alvorlighetsgraden og tilstedeværelsen av lokale og generelle endringer. Med hjernerystelse i perioden med bevissthetstap observeres generaliserte langsomme bølger. I nær fremtid kan det oppstå grove diffuse θ-bølger med en amplitude på opptil 50-60 μV. Når hjernen er forslått, knuses den i det berørte området, høyamplitude δ-bølger observeres. Med en omfattende konveksiell lesjon kan en sone med manglende elektrisk aktivitet påvises. Med et subduralt hematom observeres langsomme bølger på siden, som kan ha en relativt lav amplitude.
Noen ganger er utviklingen av et hematom ledsaget av en reduksjon i amplituden til normale rytmer i det tilsvarende området på grunn av den "skjermende" effekten av blod.
I gunstige tilfeller, i den langsiktige perioden etter skaden, normaliseres EEG.
Det prognostiske kriteriet for utvikling av posttraumatisk epilepsi er utseendet til epileptiform aktivitet. I noen tilfeller utvikles diffus utflatning av EEG i langtidsperioden etter skade. som indikerer underlegenheten til de aktiverende uspesifikke hjernesystemene.
Inflammatoriske, autoimmune, prionhjernesykdommer. Med hjernehinnebetennelse i akutt fase Grove endringer observeres i form av diffuse δ- og θ-bølger med høy amplitude, foci av epileptiform aktivitet med periodiske utbrudd av bilateralt synkrone patologiske svingninger, noe som indikerer involvering av de midtre delene av hjernen i prosessen. Vedvarende lokale patologiske foci kan indikere meningoencefalitt eller hjerneabscess.
Panencefalitt er preget av periodiske komplekser i form av stereotype generaliserte høyamplitude (opptil 1000 μV) utladninger av θ- og δ-bølger, vanligvis kombinert med korte spindler av oscillasjoner i α- eller β-rytmen, samt med skarpe bølger eller pigger. De oppstår etter hvert som sykdommen utvikler seg fra utseendet til enkeltkomplekser, som snart blir periodiske, øker i varighet og amplitude. Hyppigheten av deres utseende øker gradvis inntil de går over i kontinuerlig aktivitet (se fig. 6-16).
Ris. 6-24. Periodiske komplekser akutte-langsomme bølger og polyfasiske bølger ved Creutzfeldt-Jakobs sykdom.
Med herpes encefalitt observeres komplekser i 60-65% av tilfellene, hovedsakelig med alvorlige former sykdom med dårlig prognose.
I omtrent to tredjedeler av tilfellene er periodiske komplekser fokale, noe som ikke er tilfelle med Van Bogarts panencefalitt.
Ved Creutzfeldt-Jakobs sykdom, vanligvis etter 12 måneder fra sykdomsdebut, oppstår en kontinuerlig regelmessig rytmisk sekvens av skarpe-langsomme bølgekomplekser, som følger med en frekvens på 1,5-2 Hz (fig. 6-24).
Degenerative og desontogenetiske sykdommer: EEG-data i kombinasjon med det kliniske bildet kan hjelpe til med differensialdiagnose, overvåking av dynamikken i prosessen og til å identifisere lokaliseringen av de mest grove endringene. Hyppigheten av EEG-endringer hos pasienter med parkinsonisme varierer, i henhold til ulike kilder, fra 3 til 40 %. Oftest observeres en nedgang i hovedrytmen, noe som er spesielt typisk for akinetiske former.
Alzheimers sykdom er preget av langsomme bølger i frontale ledninger, definert som "anterior bradyrhythmia". Den er preget av en frekvens på 1-2,5 Hz, en amplitude på mindre enn 150 μV, polyrytme, distribusjon hovedsakelig i frontale og fremre temporale ledninger. Et viktig trekk ved "anterior bradyrhythmia" er dens konstanthet. Hos 50 % av pasientene med Alzheimers sykdom og hos 40 % med multiinfarktdemens er EEG innenfor aldersnormen., 2001; Zenkov L.R., 2004].
Elektroencefalografi ved epilepsi
Metodiske trekk ved elektroencefalografi i epileptologi
Epilepsi er en sykdom karakterisert ved to eller flere epileptiske anfall (anfall). Et epileptisk anfall er en kort, vanligvis uprovosert, stereotyp forstyrrelse av bevissthet, atferd, følelser, motoriske eller sensoriske funksjoner, som selv ved kliniske manifestasjoner kan være assosiert med utslipp av et overflødig antall nevroner i hjernebarken. Definisjonen av et epileptisk anfall gjennom begrepet en utladning av nevroner bestemmer den viktigste betydningen av EEG i epileptologi.
Avklaring av formen for epilepsi (mer enn 50 varianter) inkluderer en beskrivelse av EEG-mønsteret som er karakteristisk for denne formen som en obligatorisk komponent. Verdien av EEG bestemmes av at epileptiske utflod, og følgelig epileptiform aktivitet, også observeres på EEG utenfor et epileptisk anfall.
Pålitelige tegn på epilepsi er utflod av epileptiform aktivitet og epileptiske anfallsmønstre. I tillegg er høyamplitude (mer enn 100-150 μV) utbrudd av α -, θ - og δ-aktivitet karakteristiske, men de kan ikke betraktes som bevis på epilepsi i seg selv og blir evaluert i sammenheng med den kliniske bilde. I tillegg til diagnosen epilepsi, spiller EEG en viktig rolle i å bestemme formen for epileptisk sykdom, som bestemmer prognose og valg av medikament. EEG lar deg velge dosen av stoffet ved å vurdere reduksjonen i epileptiform aktivitet og forutsi bivirkninger ved utseendet av ytterligere patologisk aktivitet.
For å oppdage epileptiform aktivitet på EEG, brukes lett rytmisk stimulering (hovedsakelig ved fotogene anfall), hyperventilering eller andre påvirkninger, basert på informasjon om faktorene som provoserer anfall. Langtidsregistrering, spesielt under søvn, hjelper til med å identifisere epileptiforme utflod og epileptiske anfallsmønstre.
Søvnmangel bidrar til provokasjon av epileptiforme utflod på EEG eller selve anfallet. Epileptiform aktivitet bekrefter diagnosen epilepsi, men det er også mulig under andre forhold, samtidig kan det ikke registreres hos enkelte pasienter med epilepsi.
Langtidsopptak av elektroencefalogram og EEG-videoovervåking
I likhet med epileptiske anfall, registreres ikke epileptiform aktivitet på EEG konstant. I noen former for epileptiske lidelser observeres det bare under søvn, noen ganger provosert av visse livssituasjoner eller former for pasientaktivitet. Følgelig avhenger påliteligheten av å diagnostisere epilepsi direkte av muligheten for langsiktig EEG-registrering under forhold med ganske fri oppførsel av subjektet. For dette formålet er det utviklet spesielle bærbare systemer for langsiktig (12-24 timer eller mer) EEG-registrering under forhold nær normal levetid.
Opptakssystemet består av en elastisk hette med elektroder av en spesiell design innebygd, som gjør det mulig å oppnå høykvalitets EEG-opptak i lang tid. Den elektriske utgangsaktiviteten til hjernen forsterkes, digitaliseres og registreres på flash-kort av en sigarettboksstørrelse opptaker som får plass i en praktisk veske på pasienten. Pasienten kan utføre vanlige husholdningsaktiviteter. Etter fullført registrering overføres informasjonen fra flashkortet i laboratoriet til et datasystem for registrering, visning, analyse, lagring og utskrift av elektroencefalografiske data og behandles som et vanlig EEG. Den mest pålitelige informasjonen er gitt av EEG-videoovervåking - samtidig registrering av EEG og videoopptak av pasienten under stupaen. Bruken av disse metodene er nødvendig for diagnostisering av epilepsi, når rutinemessig EEG ikke avslører epileptiform aktivitet, samt for å bestemme formen for epilepsi og typen epileptisk anfall, for differensialdiagnose av epileptiske og ikke-epileptiske anfall, klargjøring av målene for kirurgi i kirurgisk behandling, og diagnostisering av epileptiske ikke-paroksysmale lidelser assosiert med epileptiforme anfall aktivitet under søvn, kontroll av riktig valg og dose av medikamentet, bivirkninger av terapi, pålitelighet av remisjon.
Kjennetegn ved elektroencefalogrammet i de vanligste formene for epilepsi og epileptiske syndromer
Benign barneepilepsi med sentrotemporale pigger (godartet rolandisk epilepsi).
Ris. 6-25. EEG av pasienten Sh.D. 6 år gammel med idiopatisk barneepilepsi med sentrotemporale pigger. Regelmessige komplekser av en akutt-langsom bølge med en amplitude på opptil 240 μV er synlige i høyre sentrale (C 4) og fremre temporale regioner (T 4), og danner en faseforvrengning i de tilsvarende ledningene, som indikerer generering av deres av en dipol i nedre seksjoner presentral gyrus på grensen til den overordnede temporale.
Utenfor angrepet: fokale pigger, skarpe bølger og/eller pigg-langsomme bølgekomplekser i en halvkule (40-50%) eller to med ensidig overvekt i de sentrale og midtre temporale ledningene, og danner antifaser over den rolandiske og temporale regionen (fig. 6-25).
Noen ganger er epileptiform aktivitet fraværende under våkenhet, men vises under søvn.
Under et angrep: fokal epileptisk utflod i sentrale og midtre temporale ledninger i form av høyamplitude pigger og skarpe bølger kombinert med langsomme bølger, med mulig spredning utover den opprinnelige lokaliseringen.
Benign occipital epilepsi i barndommen med tidlig debut (Panayotopoulos-form).
Utenfor et angrep: hos 90 % av pasientene observeres hovedsakelig multifokale høy- eller lavamplitude akutte-langsomme bølgekomplekser, ofte bilateral-synkrone generaliserte utladninger. I to tredjedeler av tilfellene observeres occipitale adhesjoner, i en tredjedel av tilfellene - ekstraoccipital.
Komplekser oppstår i serie når du lukker øynene.
Blokkering av epileptiform aktivitet noteres ved å åpne øynene. Epileptiform aktivitet på EEG og noen ganger anfall provoseres av fotostimulering.
Under et anfall: epileptisk utflod i form av topper med høy amplitude og skarpe bølger, kombinert med langsomme bølger, i en eller både occipitale og bakre parietale ledninger, vanligvis utover den opprinnelige lokaliseringen.
Idiapatisk generalisert epilepsi. EEG-mønstre som er karakteristiske for barndoms- og juvenil idiopatisk epilepsi med fravær, samt for idiopatisk juvenil myoklonisk epilepsi, er vist ovenfor (se fig. 6-13 og 6-14).
EEG-karakteristikker ved primær generalisert idiopatisk epilepsi med generaliserte tonisk-kloniske anfall er som følger.
Ute av angrep: noen ganger innenfor normalområdet, men vanligvis med moderate eller alvorlige endringer med θ -, δ - bølger, utbrudd av bilateralt synkrone eller asymmetriske pigg-langsomme bølgekomplekser, pigger, skarpe bølger.
Under et angrep: generalisert utladning i form av rytmisk aktivitet på 10 Hz, gradvis økende i amplitude og avtagende frekvens i den kloniske fasen, skarpe bølger på 8-16 Hz, spike-langsomme bølge- og polyspike-langsomme bølgekomplekser, grupper av høyamplitude θ - og δ - bølger, uregelmessige, asymmetriske, i tonisk fase θ - og δ - aktivitet, noen ganger kulminerte i perioder med inaktivitet eller lav amplitude langsom aktivitet.
Symptomatisk fokal epilepsi: karakteristiske epileptiforme fokale utladninger observeres mindre regelmessig enn med idiopatiske. Selv anfall kan ikke oppstå med typisk epileptiform aktivitet, men med blink av langsomme bølger eller til og med desynkronisering og utflating av EEG assosiert med anfallet.
Ved limbisk (hippocampus) temporallappepilepsi kan det ikke være noen endringer i den interiktale perioden. Vanligvis observerte fokale komplekser av en akutt-langsom bølge i de temporale ledningene, noen ganger bilateral-synkron med unilateral amplitudeovervekt (fig. 6-26). Under et angrep - utbrudd av høyamplitude rytmiske "bratte" langsomme bølger, eller skarpe bølger, eller skarpe-langsomme bølgekomplekser i de temporale fører med spredning til frontal og posterior. I begynnelsen (noen ganger under) et anfall kan en ensidig utflatning av EEG observeres. Ved lateral-temporal epilepsi med auditive og sjeldnere visuelle illusjoner, hallusinasjoner og drømmelignende tilstander, tale- og orienteringsforstyrrelser, observeres epileptiform aktivitet på EEG oftere. Utslippene er lokalisert i midtre og bakre temporale ledninger.
Med ikke-konvulsive temporale anfall, i henhold til typen automatisme, er et bilde av en epileptisk utflod mulig i form av rytmisk primær eller sekundær generalisert høyamplitude θ-aktivitet uten akutte fenomener, og i sjeldne tilfeller i form av diffus desynkronisering, manifestert av polymorf aktivitet med en amplitude på mindre enn 25 μV.
Ris. 6-26. Temporal lobar epilepsi hos en 28 år gammel pasient med komplekse partielle anfall. Bilaterale-synkrone komplekser av en akutt-langsom bølge i den fremre temporale regionen med amplitudeovervekt til høyre (elektrodene F 8 og T 4) indikerer lokaliseringen av kilden til patologisk aktivitet i de fremre mediobasale regionene i høyre temporallapp. På MR til høyre i de mediale delene av den temporale regionen (hippocampusregionen) - en avrundet formasjon (astrocytom, i henhold til postoperativ histologisk undersøkelse).
EEG ved frontallappens epilepsi i interiktalperioden avslører ikke fokal patologi i to tredjedeler av tilfellene. Ved tilstedeværelse av epileptiforme oscillasjoner registreres de i frontale ledninger fra en eller begge sider, bilateralt-synkrone pigg-langsomme bølgekomplekser observeres, ofte med en lateral overvekt i frontalregionene. Under et anfall kan bilateralt synkrone pigg-langsomme bølgeutladninger eller regulære θ- eller δ-bølger med høy amplitude observeres, hovedsakelig i frontale og/eller temporale ledninger, noen ganger plutselig diffus desynkronisering. Med orbitofrontale foci avslører 3D-lokalisering den passende plasseringen av kildene til de første akutte bølgene av det epileptiske anfallsmønsteret (se fig. 6-19).
epileptiske encefalopatier. Forslagene fra Commission on Terminology and Classification of the International Antiepileptic League introduserte en ny diagnostisk rubrikk, som inkluderer et bredt spekter av alvorlige epileptiske lidelser - epileptiske encefalopatier. Dette er permanente forstyrrelser i hjernens funksjoner forårsaket av epileptiske utflod, manifestert på EEG som epileptiform aktivitet, og klinisk - av en rekke langvarige mentale, atferdsmessige, nevropsykologiske og nevrologiske lidelser. Disse inkluderer Wests infantile spasmesyndrom, Lennox-Gastaut syndrom, andre alvorlige "katastrofale" infantile syndromer, samt et bredt spekter av psykiske og atferdsmessige lidelser som ofte oppstår uten epileptiske anfall [Engel], 2001; Mukhin K.Yu. et al., 2004; Zenkov L.R., 2007]. Diagnostisering av epileptiske encefalopatier er bare mulig ved hjelp av EEG, siden i fravær av anfall, er det bare det som kan fastslå sykdommens epileptiske natur, og i nærvær av anfall kan det avklares at sykdommen tilhører epileptisk encefalopati. Nedenfor er data om EEG-endringer i hovedformene for epileptiske encefalopatier.
Wests infantile spasmesyndrom.
Utenfor angrepet: hypsarrhythmia, det vil si kontinuerlig generalisert høyamplitude langsom aktivitet og skarpe bølger, pigger, pigg-langsomme bølgekomplekser. Det kan være lokale patologiske endringer eller vedvarende asymmetri i aktivitet (se fig. 6-15).
Under et angrep: generaliserte pigger og skarpe bølger tilsvarer den lynraske startfasen av spasmen, generaliserte pigger som øker i amplitude ved slutten av anfallet (β-aktivitet) tilsvarer toniske kramper. Noen ganger manifesteres et anfall ved en plutselig og stoppende desynkronisering (reduksjon i amplitude) av den nåværende epileptiforme aktiviteten med høy amplitude.
Lennox-Gastaut syndrom.
Utenfor angrepet: kontinuerlig generalisert høyamplitude langsom og hypersynkron aktivitet med skarpe bølger, pigg-langsomme bølgekomplekser (200-600 μV), fokale og multifokale forstyrrelser tilsvarende bildet av hypsarrhytmi.
Under et angrep: generaliserte pigger og skarpe bølger, pigg-langsomme bølgekomplekser. Med myoklonisk-astatiske anfall - spike-langsomme bølgekomplekser. Noen ganger noteres desynkronisering på bakgrunn av aktivitet med høy amplitude. Under toniske anfall - generalisert høyamplitude (≥ 50 μV) akutt β-aktivitet.
Tidlig infantil epileptisk encefalopati med burst-suppresjonsmønster på EEG (Otahara syndrom).
Utenfor angrepet: generalisert aktivitet "flash-undertrykkelse" - 3-10-sekunders perioder med høy amplitude θ -, δ - aktivitet med uregelmessige asymmetriske komplekser polyspike-langsom bølge, skarp-langsom bølge 1-3 Hz, avbrutt av perioder med lav-amplitude "40 μV) polymorf aktivitet, eller hypsarrhythmia - generalisert δ - og θ - aktivitet med pigger, skarpe bølger, pigg-sakte bølgekomplekser, polyspike-sakte bølge, skarp-sakte bølge med en amplitude på mer enn 200 μV.
Under et angrep: en økning i amplituden og antall pigger, skarpe bølger, pigg-langsomme bølgekomplekser, polyspike-langsomme bølger, skarp-sakte bølger med en amplitude på mer enn 300 μV, eller utflating av bakgrunnsopptaket.
Epileptiske encefalopatier, manifestert hovedsakelig av atferdsmessige, mentale og kognitive svekkelser. Disse formene inkluderer Landau-Kleffner epileptisk afasi, epilepsi med konstante pigg-langsomme bølgekomplekser i slow-wave søvn, fronto-lobar epileptisk syndrom (se fig. 6-18), ervervet epileptisk syndrom av utviklingsforstyrrelser i høyre hjernehalvdel og andre.
Deres hovedtrekk og et av de viktigste diagnostiske kriteriene er grov epileptiform aktivitet, som i type og lokalisering tilsvarer arten av den svekkede hjernefunksjonen. Med generelle utviklingsforstyrrelser som autisme kan bilaterale synkrone utladninger som er karakteristiske for fravær observeres, med afasi - utladninger i de temporale ledningene, etc. [Mukhin K.Yu. et al., 2004; Zenkov L.R., 2007].
11.02.2002
Momot T.G.
Hva er årsaken til behovet for en elektroencefalografisk studie?
Behovet for å bruke EEG skyldes det faktum at dets data bør tas i betraktning både hos friske mennesker under profesjonelt utvalg, spesielt hos personer som arbeider i stressende situasjoner eller med skadelige produksjonsforhold, og når man undersøker pasienter for å løse differensialdiagnostiske problemer, som er spesielt viktig i de tidlige stadiene stadier av sykdommen å velge mest effektive metoder behandling og overvåking av terapi.
Hva er indikasjonene for elektroencefalografi?
Utvilsomme indikasjoner for undersøkelsen bør vurderes tilstedeværelsen av pasienten: epilepsi, ikke-epileptiske kriser, migrene, volumetrisk prosess, vaskulære lesjoner i hjernen, traumatisk hjerneskade, inflammatorisk sykdom i hjernen.
I tillegg kan pasienten i andre tilfeller som er vanskelige for behandlende lege også henvises til elektroencefalografisk undersøkelse; ofte utføres flere gjentatte EEG-undersøkelser for å overvåke effekten av legemidler og avklare dynamikken i sykdommen.
Hva inkluderer forberedelsen av pasienten til undersøkelsen?
Det første kravet når du utfører EEG-undersøkelser er en klar forståelse av elektrofysiologen av målene hans. For eksempel, hvis en lege bare trenger en vurdering av den generelle funksjonstilstanden til CNS, utføres undersøkelsen i henhold til en standardprotokoll, hvis det er nødvendig å identifisere epileptiform aktivitet eller tilstedeværelse av lokale endringer, undersøkelsestid og funksjonell belastninger endres individuelt, kan en langtidsovervåkingsrecord brukes. Derfor må den behandlende legen, som henviser pasienten til en elektroencefalografisk studie, samle pasientens historie, gi, om nødvendig, en forundersøkelse av en radiolog og en øyelege, og klart formulere hovedoppgavene for et diagnostisk søk etter en nevrofysiolog. Når du utfører en standardstudie, må en nevrofysiolog på stadiet av den første vurderingen av elektroencefalogrammet ha data om pasientens alder og bevissthetstilstand, og ytterligere klinisk informasjon kan påvirke den objektive vurderingen av visse morfologiske elementer.
Hvordan oppnå feilfri EEG-opptakskvalitet?
Effektiviteten til datamaskinanalyse av et elektroencefalogram avhenger av kvaliteten på registreringen. Et upåklagelig EEG-opptak er nøkkelen til den påfølgende korrekte analysen.
EEG-registrering utføres kun på en forhåndskalibrert forsterker. Kalibrering av forsterkeren utføres i henhold til instruksjonene vedlagt elektroencefalografen.
For undersøkelsen blir pasienten komfortabelt sittende i en stol eller lagt ned på en sofa, en gummihjelm settes på hodet og elektroder påføres som er koblet til en elektroencefalografisk forsterker. Denne prosedyren er beskrevet mer detaljert nedenfor.
Skjema for plasseringen av elektrodene.
Montering og påføring av elektroder.
Elektrodepleie.
EEG-registreringsbetingelser.
Artefakter og fjerning av dem.
EEG registreringsprosedyre.
EN. Elektrodeoppsett
For EEG-registrering brukes "10-20%"-elektrodearrangementssystemet, som inkluderer 21 elektroder, eller det modifiserte "10-20%"-systemet, som inneholder 16 aktive elektroder med en gjennomsnittlig referanseelektrode. Et trekk ved sistnevnte system, som brukes av selskapet "DX Systems" er tilstedeværelsen av en uparet occipital elektrode Oz og en uparet sentral Cz. Noen versjoner av programmet sørger for et system med 16 elektroder med to occipitale ledninger O1 og O2, i fravær av Cz og Oz. Jordelektroden er plassert i midten av den fremre frontale regionen. Alfabetiske og digitale betegnelser for elektroder tilsvarer det internasjonale oppsettet "10-20%". Fjerning av elektriske potensialer utføres på en monopolar måte med en gjennomsnittlig total. Fordelen med dette systemet er en mindre tidkrevende prosess med å påføre elektroder med tilstrekkelig informasjonsinnhold og muligheten til å konvertere til alle bipolare ledninger.
b. Montering og påføring av elektroder utføres i følgende rekkefølge:
Elektrodene er koblet til forsterkeren. For å gjøre dette settes elektrodepluggene inn i elektrodekontaktene til forsterkeren.
Pasienten har på seg hjelm. Avhengig av størrelsen på pasientens hode, justeres dimensjonene på hjelmen ved å stramme og løsne gummibåndene. Plasseringene til elektrodene bestemmes i henhold til systemet for plassering av elektrodene, og hjelmseler er installert i krysset med dem. Det må huskes at hjelmen ikke skal forårsake ubehag for pasienten.
Med en bomullspinne dyppet i alkohol avfettes stedene som er beregnet for innstilling av elektrodene.
I henhold til betegnelsene som er angitt på forsterkerpanelet, er elektrodene installert på stedene som er levert av systemet, de sammenkoblede elektrodene er anordnet symmetrisk. Umiddelbart før hver elektrode plasseres, påføres elektrodegelen på overflaten i kontakt med huden. Det må huskes at gelen som brukes som leder må være beregnet på elektrodiagnostikk.
C. Elektrodepleie.
Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot pleie av elektrodene: etter endt arbeid med pasienten, skal elektrodene vaskes med varmt vann og tørkes med et rent håndkle, ikke tillat knekk og overdreven trekking av elektrodekablene, samt vann og saltvann på kontaktene til elektrodekablene.
D. EEG-registreringsbetingelser.
Betingelsene for å registrere et elektroencefalogram bør gi en tilstand av avslappet våkenhet for pasienten: en komfortabel stol; lys og lydisolert kammer; riktig plassering av elektroder; plasseringen av fonofotostimulatoren i en avstand på 30-50 cm fra øynene til motivet.
Etter påføring av elektrodene skal pasienten sitte komfortabelt i en spesiell stol. Musklene i det øvre skulderbeltet skal være avslappet. Kvaliteten på opptaket kan kontrolleres ved å slå på elektroencefalografen i opptaksmodus. En elektroencefalograf kan imidlertid registrere ikke bare de elektriske potensialene i hjernen, men også fremmede signaler (de såkalte artefakter).
E. Artefakter og fjerning av dem.
Det viktigste trinnet i bruken av datamaskiner i klinisk elektroencefalografi er utarbeidelsen av det originale elektroencefalografiske signalet, som er lagret i datamaskinens minne. Hovedkravet her er å sikre inndata av artefaktfri EEG (Zenkov L.R., Ronkin M.A., 1991).
For å eliminere artefakter er det nødvendig å bestemme årsaken deres. Avhengig av årsaken til forekomsten, er artefakter delt inn i fysiske og fysiologiske.
Fysiske gjenstander skyldes tekniske årsaker, som inkluderer:
Utilfredsstillende kvalitet på jording;
Mulig påvirkning fra diverse utstyr som brukes i medisin (røntgen, fysioterapi, etc.);
Ukalibrert elektroencefalografisk signalforsterker;
Plassering av elektroder av dårlig kvalitet;
Skade på elektroden (delen i kontakt med overflaten av hodet og tilkoblingsledningen);
Henting fra en fungerende fonofotostimulator;
Brudd på elektrisk ledningsevne når vann og saltvann kommer på kontaktene til elektrodekablene.
For å feilsøke problemer knyttet til utilfredsstillende jordingskvalitet, interferens fra utstyr i nærheten og en fungerende fonofotostimulator, kreves det assistanse fra en installasjonsingeniør for å jorde medisinsk utstyr på riktig måte og installere systemet.
Ved påføring av elektroder av dårlig kvalitet, installer dem igjen i henhold til p.B. de nåværende anbefalingene.
En skadet elektrode må skiftes ut.
Rengjør kontaktene til elektrodekablene med alkohol.
Fysiologiske artefakter som er forårsaket av de biologiske prosessene til individets organisme inkluderer:
Elektromyogram - artefakter av muskelbevegelse;
Elektrookulogram - øyebevegelsesartefakter;
Artefakter knyttet til registrering av hjertets elektriske aktivitet;
Artefakter forbundet med pulsering av blodkar (med en nær plassering av fartøyet fra opptakselektroden;
Artefakter relatert til pust;
Artefakter forbundet med endringer i motstanden til huden;
Artefakter knyttet til pasientens rastløse oppførsel;
Det er ikke alltid mulig å unngå fysiologiske artefakter helt, så hvis de er kortvarige (sjelden blinking med øynene, tyggemuskelspenning, kortvarig angst), anbefales det å fjerne dem ved hjelp av en spesiell modus levert av programmet. Hovedoppgaven til forskeren på dette stadiet er riktig gjenkjennelse og rettidig fjerning av gjenstander. I noen tilfeller brukes filtre for å forbedre kvaliteten på EEG.
Elektromyogramregistrering kan assosieres med tyggemuskelspenning og reproduseres i form av høyamplitude beta-range oscillasjoner i de temporale ledningene. Lignende endringer oppdages ved svelging. Visse vanskeligheter oppstår også ved undersøkelse av pasienter med ticoid rykninger, pga det er en lagdeling av elektromyogrammet på elektroencefalogrammet, i disse tilfellene er det nødvendig å bruke antimuskulær filtrering eller foreskrive passende medikamentell behandling.
Hvis pasienten blunker lenge, kan du be ham holde øyelokkene lukket ved å trykke lett på pekefingrene og tommelfingrene. Denne prosedyren kan også utføres av en sykepleier. Okulogrammet registreres i frontale ledninger i form av bilateralt synkrone oscillasjoner i deltaområdet, som overskrider bakgrunnsnivået i amplitude.
Den elektriske aktiviteten til hjertet kan registreres hovedsakelig i venstre bakre temporale og occipitale ledninger, sammenfaller i frekvens med pulsen, er representert av enkeltsvingninger i theta-området, noe som overstiger nivået av bakgrunnsaktivitet. Gir ikke en merkbar feil i automatisk analyse.
Artefakter assosiert med vaskulær pulsering er hovedsakelig representert av delta-område-oscillasjoner, overskrider nivået av bakgrunnsaktivitet og elimineres ved å flytte elektroden til et tilstøtende område som ikke er plassert over karet.
Med artefakter knyttet til pasientens pust, registreres vanlige saktebølgesvingninger, sammenfallende i rytme med respirasjonsbevegelser og på grunn av mekaniske bevegelser i brystet, som oftere manifesteres under en hyperventilasjonstest. For å eliminere det, anbefales det å be pasienten om å bytte til diafragmatisk pusting og unngå uvedkommende bevegelser under pusten.
Med artefakter forbundet med en endring i motstanden til huden, som kan skyldes et brudd på den emosjonelle tilstanden til pasienten, registreres uregelmessige svingninger av langsomme bølger. For å eliminere dem, er det nødvendig å roe pasienten, tørk hudområdene under elektrodene igjen med alkohol og scarify dem med kritt.
Spørsmålet om studiens hensiktsmessighet og muligheten for å bruke medikamenter hos pasienter i en tilstand av psykomotorisk agitasjon avgjøres i fellesskap med den behandlende legen individuelt for hver pasient.
I tilfeller der artefaktene er langsomme bølger som er vanskelige å eliminere, er det mulig å registrere med en tidskonstant på 0,1 s.
F. Hva er prosedyren for EEG-registrering?
Prosedyren for registrering av EEG under en rutineundersøkelse varer i ca. 15-20 minutter og inkluderer registrering av «bakgrunnskurven» og registrering av EEG i ulike funksjonstilstander. Det er praktisk å ha flere forhåndslagrede registreringsprotokoller, inkludert funksjonstester av ulik varighet og rekkefølge. Om nødvendig kan en langsiktig overvåkingspost brukes, hvis varighet i utgangspunktet bare er begrenset av reservene av papir eller ledig plass på disken der databasen er plassert. protokollpost. En loggoppføring kan inneholde flere funksjonelle prober. En forskningsprotokoll velges individuelt eller en ny opprettes, som angir prøvesekvensen, deres type og varighet. Standardprotokollen inkluderer en øyeåpnende test, 3-minutters hyperventilering, fotostimulering med en frekvens på 2 og 10 Hz. Om nødvendig utføres fono- eller fotostimulering ved frekvenser opp til 20 Hz, utløser stimulering på en gitt kanal. I spesielle tilfeller brukes i tillegg å knytte fingrene inn i en knyttneve, lydstimuli, ta forskjellige farmakologiske medisiner, psykologiske tester.
Hva er standard funksjonstester?
"Åpne-lukke øyne"-testen utføres vanligvis i en varighet på ca. 3 sekunder med intervaller mellom påfølgende tester fra 5 til 10 sekunder. Det antas at åpningen av øynene karakteriserer overgangen til aktivitet (mer eller mindre treghet i inhiberingsprosessene); og lukking av øynene karakteriserer overgangen til hvile (mer eller mindre treghet i eksitasjonsprosesser).
Normalt, når øynene åpnes, er det en undertrykkelse av alfa-aktivitet og en økning (ikke alltid) av beta-aktivitet. Å lukke øynene øker indeksen, amplituden og regelmessigheten til alfaaktivitet.
Den latente perioden for responsen med åpne og lukkede øyne varierer fra henholdsvis 0,01-0,03 sekunder og 0,4-1 sekunder. Det antas at responsen på å åpne øynene er en overgang fra en hviletilstand til en aktivitetstilstand og kjennetegner treghet i inhiberingsprosessene. Og responsen på å lukke øynene er en overgang fra aktivitetstilstand til hvile og kjennetegner inertheten til eksitasjonsprosessene. Responsparametere for hver pasient er vanligvis stabile ved gjentatte forsøk.
Når man gjennomfører en test med hyperventilering, må pasienten puste med sjeldne, dype pust og utåndinger i 2-3 minutter, noen ganger lenger. Hos barn under 12-15 år fører hyperventilering ved slutten av 1. minutt naturlig til en nedgang i EEG, som øker ved ytterligere hyperventilering samtidig med svingningsfrekvensen. Effekten av EEG-hypersynkronisering under hyperventilering er mer uttalt, jo yngre personen er. Normalt forårsaker slik hyperventilering hos voksne ingen spesielle endringer i EEG eller fører noen ganger til en økning i det prosentvise bidraget fra alfarytmen til den totale elektriske aktiviteten og amplituden til alfaaktiviteten. Det skal bemerkes at hos barn under 15-16 år er utseendet til vanlig langsom generalisert aktivitet med høy amplitude under hyperventilering normen. Den samme reaksjonen sees hos unge (under 30) voksne. Når man evaluerer responsen på en hyperventilasjonstest, bør man ta hensyn til graden og arten av endringene, tidspunktet for deres forekomst etter utbruddet av hyperventilering og varigheten av deres utholdenhet etter slutten av testen. Det er ingen konsensus i litteraturen om hvor lenge EEG-forandringer vedvarer etter endt hyperventilering. I følge observasjonene til N.K. Blagosklonova, bør vedvarende EEG-forandringer i mer enn 1 minutt betraktes som et tegn på patologi. Imidlertid fører hyperventilering i noen tilfeller til utseendet til en spesiell form for elektrisk aktivitet i hjernen - paroksysmal. Tilbake i 1924 viste O. Foerster at intens dyp pusting i flere minutter provoserer tilsynekomsten av en aura eller et utvidet epileptisk anfall hos pasienter med epilepsi. Med innføringen av elektroencefalografisk undersøkelse i klinisk praksis, ble det funnet at hos et stort antall pasienter med epilepsi opptrer og intensiveres epileptiform aktivitet allerede i de første minuttene av hyperventilering.
Lett rytmisk stimulering.
I klinisk praksis analyseres utseendet på EEG av rytmiske responser av varierende alvorlighetsgrad, som gjentar rytmen til lysglimt. Som et resultat av nevrodynamiske prosesser på synapsnivå, i tillegg til den entydige repetisjonen av den flimrende rytmen, kan EEG visesfenomener, når frekvensen av EEG-responser er høyere eller lavere enn stimuleringsfrekvensen, vanligvis av en jevnt antall ganger. Det er viktig at i alle fall oppstår effekten av synkronisering av hjerneaktivitet med en ekstern rytmesensor. Normalt ligger den optimale stimuleringsfrekvensen for å detektere den maksimale assimileringsreaksjonen i området med EEG-naturfrekvenser, som utgjør 8–20 Hz. Amplituden til potensialene under assimileringsreaksjonen overstiger vanligvis ikke 50 μV og overstiger oftest ikke amplituden til spontan dominerende aktivitet. Reaksjonen av rytme assimilering er best uttrykt i de occipitale regionene, noe som åpenbart skyldes den tilsvarende projeksjonen av den visuelle analysatoren. Den normale reaksjonen av assimilering av rytmen stopper senest 0,2-0,5 sekunder etter opphør av stimulering. Et karakteristisk trekk ved hjernen ved epilepsi er en økt tendens til eksitasjonsreaksjoner og synkronisering av nevral aktivitet. I denne forbindelse gir hjernen til en pasient med epilepsi ved visse individuelle for hver undersøkte frekvens hypersynkrone høyamplituderesponser, noen ganger kalt fotokonvulsive reaksjoner. I noen tilfeller øker responsen på rytmisk stimulering i amplitude, får en kompleks form for topper, skarpe bølger, toppbølgekomplekser og andre epileptiske fenomener. I noen tilfeller får den elektriske aktiviteten til hjernen ved epilepsi under påvirkning av flimrende lys den autorytmiske karakteren til en selvopprettholdende epileptisk utladning, uavhengig av frekvensen av stimulering som forårsaket den. Utslippet av epileptisk aktivitet kan fortsette etter opphør av stimulering og noen ganger bli til et petit mal eller grand mal-anfall. Av en slik art epileptiske anfall kalt fotogen.
I noen tilfeller brukes spesielle tester med mørketilpasning (opphold i et mørklagt rom i opptil 40 minutter), delvis og fullstendig (fra 24 til 48 timer) søvnmangel, samt felles EEG- og EKG-overvåking og nattsøvnovervåking.
Hvordan oppstår et elektroencefalogram?
Om opprinnelsen til de elektriske potensialene i hjernen.
Gjennom årene har teoretiske ideer om opprinnelsen til hjernepotensialer gjentatte ganger endret seg. Vår oppgave inkluderer ikke en dyp teoretisk analyse av de nevrofysiologiske mekanismene for generering av elektrisk aktivitet. Gray Walters figurative utsagn om den biofysiske betydningen av informasjonen som mottas av en elektrofysiolog er gitt i følgende sitat: "Elektriske endringer som forårsaker vekselstrømmer av forskjellige frekvenser og amplituder som vi registrerer, forekommer i cellene i selve hjernen. Dette er utvilsomt. er deres eneste kilde. Hjernen bør beskrives som et omfattende aggregat av elektriske elementer som er like mange som stjernepopulasjonen i galaksen I hjernehavet stiger det rastløse tidevannet til vårt elektriske vesen, tusenvis av ganger relativt kraftigere enn tidevannet i jordens hav. mulig måling rytmen til deres gjentatte utladninger i frekvens og amplitude.
Det er ikke kjent hva som får disse millioner av cellene til å jobbe sammen og hva som forårsaker utladning av en celle. Vi er fortsatt veldig langt fra å forklare disse grunnleggende hjernemekanismene. Fremtidig forskning vil kanskje gi oss et dynamisk perspektiv på fantastiske oppdagelser, lik det som åpnet opp for fysikere i deres forsøk på å forstå atomstrukturen til vårt vesen. Kanskje, som i fysikk, kan disse oppdagelsene beskrives i form av matematisk språk. Men selv i dag, når vi beveger oss i tråd med nye ideer, er tilstrekkeligheten av språket som brukes og den klare definisjonen av forutsetningene vi gjør av økende betydning. Aritmetikk er et adekvat språk for å beskrive tidevannets høyde og tid, men hvis vi ønsker å forutsi stigning og fall, må vi bruke et annet språk, algebraspråket med dets spesielle symboler og teoremer. På samme måte kan elektriske bølger og flushes i hjernen beskrives tilstrekkelig ved telling, aritmetikk; men ettersom pretensjonene våre øker og vi ønsker å forstå og forutsi atferden til hjernen, er det mange ukjente "x-er" og "y-er" i hjernen. Det er derfor nødvendig å ha sin algebra også. Noen synes dette ordet er skremmende. Men det betyr ikke noe mer enn å «koble sammen bitene av det ødelagte».
EEG-registreringene kan derfor betraktes som partikler, fragmenter av hjernespeilet, dens speculum speculorum. Forsøk på å kombinere dem med fragmenter av annen opprinnelse må innledes med nøye sortering. Elektroencefalografisk informasjon kommer, som en vanlig rapport, i kryptert form. Du kan åpne chifferen, men det betyr ikke at informasjonen du får nødvendigvis vil være av stor verdi...
Nervesystemets funksjon er å oppfatte, sammenligne, lagre og generere mange signaler. Den menneskelige hjernen er ikke bare en mekanisme som er mye mer kompleks enn noen annen, men også en mekanisme med en lang individuell historie. I denne forbindelse vil det å undersøke bare frekvensene og amplitudene til bølgelinjekomponentene over en begrenset tidsperiode være i det minste en overforenkling. "(Gray Walter. Living Brain. M., Mir, 1966).
Hvorfor trenger vi en datamaskinanalyse av elektroencefalogrammet?
Historisk har klinisk elektroencefalografi utviklet seg fra den visuelle fenomenologiske analysen av EEG. Imidlertid, allerede i begynnelsen av utviklingen av elektroencefalografi, oppsto fysiologer ønsket om å evaluere EEG ved å bruke kvantitative objektive indikatorer, for å bruke metodene for matematisk analyse.
Til å begynne med ble EEG-behandling og beregning av de forskjellige kvantitative parameterne utført manuelt ved å digitalisere kurven og beregne frekvensspektre, hvor forskjellen i forskjellige områder ble forklart av cytoarkitektonikken til de kortikale sonene.
Kvantitative metoder for EEG-vurdering bør også inkludere planimetriske og histografiske metoder for EEG-analyse, som også ble utført ved å manuelt måle amplituden til oscillasjonene. Studiet av de romlige forholdene til den elektriske aktiviteten til den menneskelige hjernebarken ble utført ved hjelp av et toposkop, som gjorde det mulig å studere signalintensiteten i dynamikk, faseforholdet til aktivitet og velge den valgte rytmen. Bruken av korrelasjonsmetoden for EEG-analyse ble først foreslått og utviklet av N. Wiener på 1930-tallet, og den mest detaljerte begrunnelsen for anvendelsen av spektral-korrelasjonsanalyse på EEG er gitt i arbeidet til G. Walter.
Med introduksjonen av digitale datamaskiner i medisinsk praksis ble det mulig å analysere elektrisk aktivitet på et kvalitativt nytt nivå. For tiden er den mest lovende retningen i studiet av elektrofysiologiske prosesser retningen til digital elektroencefalografi. Moderne metoder databehandling av elektroencefalogrammet muliggjør en detaljert analyse av ulike EEG-fenomener, se hvilken som helst del av kurven i forstørret form, utføre amplitude-frekvensanalysen, presentere dataene som er oppnådd i form av kart, tall, grafer, diagrammer og å oppnå sannsynlige egenskaper for den romlige fordelingen av faktorer som forårsaker forekomsten av konveksital overflate av elektrisk aktivitet.
Spektralanalyse, som er mest brukt i analyse av elektroencefalogrammer, ble brukt til å vurdere bakgrunnsstandard EEG-karakteristika i forskjellige grupper av patologier (Ponsen L., 1977), kronisk påvirkning psykotrope stoffer(Saito M., 1981), prognose for cerebrale sirkulasjonsforstyrrelser (Saimo K. et al., 1983), med hepatogen encefalopati (Van der Rijt C.C. et al., 1984). Et trekk ved spektralanalyse er at den representerer EEG ikke som en tidsmessig sekvens av hendelser, men som et spektrum av frekvenser over en viss tidsperiode. Det er klart at spektrene vil reflektere de bakgrunnsstabile egenskapene til EEG i større grad enn de ble registrert over en lengre analyseperiode i lignende eksperimentelle situasjoner. Lange analyseepoker er også å foretrekke på grunn av det faktum at avvik i spekteret forårsaket av kortsiktige artefakter er mindre uttalt i dem, hvis de ikke har en betydelig amplitude.
Ved evaluering av de generaliserte egenskapene til bakgrunns-EEG velger de fleste forskere analyseepoker på 50 - 100 sek, selv om 20 sek-epoken ifølge J. Mocks og T. Jasser (1984) også gir ganske godt reproduserbare resultater dersom den velges iht. til kriteriet minimumsaktivitet i båndet 1,7 - 7,5 Hz i EEG-avledningen. Når det gjelder påliteligheten til resultatene av spektralanalyse, varierer forfatternes meninger avhengig av sammensetningen av de undersøkte og spesifikke problemer løst ved hjelp av denne metoden. R. John et al. (1980) kom til den konklusjon at absolutte EEG-spektre hos barn er upålitelige, og kun relative spektre registrert med forsøkspersonens øyne lukket er svært reproduserbare. Samtidig kom G. Fein et al. (1983), som undersøkte EEG-spektrene til normale og dyslektiske barn, til den konklusjon at de absolutte spektrene er informative og mer verdifulle, og gir ikke bare kraftfordelingen over frekvenser, men også dens virkelige verdi. Ved vurdering av reproduserbarheten til EEG-spektrene hos ungdom under gjentatte studier, hvorav den første ble utført i en alder av 12,2 år, og den andre i en alder av 13 år, ble pålitelige korrelasjoner funnet bare i alpha1 (0,8) og alfa2 (0,72) bånd, mens tid, som for resten av spektralbåndene, er reproduserbarheten mindre pålitelig (Gasser T. et al., 1985). På iskemisk hjerneslag av 24 kvantitative parametere oppnådd på grunnlag av spektre fra 6 EEG-avledninger, var bare den absolutte kraften til lokale deltabølger en pålitelig prediktor for prognosen (Sainio K. et al., 1983).
På grunn av følsomheten til EEG for endringer i cerebral blodstrøm, er en rekke arbeider viet til spektralanalyse av EEG under forbigående iskemiske angrep, når endringer oppdaget ved manuell analyse virker ubetydelige. V. Kopruner et al. (1984) studerte EEG hos 50 friske og 32 pasienter med cerebrale sirkulasjonsforstyrrelser i hvile og når ballen ble klemt med høyre og venstre hånd. EEG ble utsatt for dataanalyse med beregning av kraften fra hovedspektralbåndene. Basert på disse innledende dataene får vi 180 parametere som ble behandlet med metoden for multivariat lineær diskriminantanalyse. På dette grunnlaget ble det oppnådd en multiparametrisk asymmetriindeks (MPA), som gjorde det mulig å differensiere friske og syke mennesker, grupper av pasienter etter alvorlighetsgraden av den nevrologiske defekten og tilstedeværelsen og størrelsen av lesjonen på et datatomogram. Det største bidraget til MPA ble gitt av forholdet mellom theta-kraften og delta-kraften. Ytterligere signifikante skjevhetsparametere var theta- og deltaeffekt, toppfrekvens og hendelsesrelatert desynkronisering. Forfatterne bemerket en høy grad av symmetri av parametrene hos friske mennesker og hovedrollen til asymmetri i diagnosen patologi.
Av spesiell interesse er bruken av spektralanalyse i studiet av mu-rytmen, som, når den blir visuelt analysert, bare finnes hos en liten prosentandel av individer. Spektralanalyse kombinert med teknikken for å beregne gjennomsnittet av spektra oppnådd over flere epoker gjør det mulig å identifisere det i alle fag.
Siden fordelingen av mu-rytmen faller sammen med området for blodtilførsel til den midtre cerebrale arterien, kan endringene tjene som en indeks for forstyrrelser i det tilsvarende området. Diagnostiske kriterier er forskjeller i toppfrekvensen og kraften til mu-rytmen i de to halvkulene (Pfurtschillir G., 1986).
Metoden for å beregne spektraleffekten på EEG er høyt verdsatt av C.S. Van der Rijt et al. (1984) i iscenesettelse hepatisk encefalopati. En indikator på alvorlighetsgraden av encefalopati er en reduksjon i den gjennomsnittlige dominerende frekvensen i spekteret, og graden av korrelasjon er så nær at det gjør det mulig å etablere klassifiseringen av encefalopati i henhold til denne indikatoren, som viser seg å være mer pålitelig enn det kliniske bildet. I kontrollen er den gjennomsnittlige dominante frekvensen større enn eller lik 6,4 Hz, og prosentandelen av theta er under 35; i stadium I encefalopati ligger den gjennomsnittlige dominante frekvensen i samme område, men antall theta er lik eller høyere enn 35 %, i stadium II er den gjennomsnittlige dominante frekvensen under 6,4 Hz, innholdet av thetabølger er i samme rekkevidde og antall deltabølger ikke overstiger 70 %; i Trinn III antall deltabølger er mer enn 70 %.
Et annet anvendelsesområde for den matematiske analysen av elektroencefalogrammet ved hjelp av den raske Fourier-transformmetoden gjelder kontrollen av kortsiktige EEG-endringer under påvirkning av noen eksterne og interne faktorer. Dermed brukes denne metoden til å overvåke tilstanden til cerebral blodstrøm under enderektomi eller hjertekirurgi, gitt den høye følsomheten til EEG for cerebrale sirkulasjonsforstyrrelser. I arbeidet til M. Myers et al. (1977), ble EEG, tidligere passert gjennom et filter med begrensninger i området 0,5 - 32 Hz, digitalisert og utsatt for raske Fourier-transformasjoner påfølgende epoker som varte i 4 sekunder. Spektraldiagrammer av påfølgende epoker ble plassert på skjermen under hverandre. Det resulterende bildet var en tredimensjonal graf, der X-aksen tilsvarte frekvensen, Y - til registreringstiden, og en tenkt koordinat tilsvarende høyden på toppene, viste spektralkraften. Metoden gir en demonstrativ visning av tidsmessige svingninger i den spektrale sammensetningen i EEG, som igjen er sterkt korrelert med svingninger i cerebral blodstrøm, som bestemmes av den arteriovenøse trykkforskjellen i hjernen. Forfatterne konkluderte med at EEG-data effektivt kunne brukes til å korrigere cerebrale sirkulasjonsforstyrrelser under operasjon av en anestesilege som ikke spesialiserte seg i EEG-analyse.
EEG-spektralkraftmetoden er av interesse for å vurdere påvirkningen av visse psykoterapeutiske påvirkninger, psykisk stress og funksjonstester. R.G. Biniaurishvili et al. (1985) observerte en økning i total kraft og spesielt kraft i delta- og thetabåndene under hyperventilering hos pasienter med epilepsi. I studier av nyreinsuffisiens viste metoden for å analysere EEG-spektra under lett rytmisk stimulering å være effektiv. Forsøkspersonene ble presentert for påfølgende 10-s serier med lysglimt fra 3 til 12 Hz med samtidig kontinuerlig registrering av suksessive effektspektre i epoker på 5 sekunder. Spektrene ble plassert i form av en matrise for å oppnå et pseudo-tredimensjonalt bilde, der tiden er representert langs aksen som beveger seg bort fra observatøren sett ovenfra, frekvens - langs X-aksen, amplitude - langs Y-akse Normalt ble det observert en klart definert topp ved den dominerende harmoniske og mindre klar ved den subharmoniske stimuleringen, og gradvis skiftet til høyre i løpet av økende stimuleringsfrekvens. Med uremi var det en kraftig reduksjon i kraften ved den fundamentale harmoniske, overvekt av topper ved lave frekvenser med en total kraftspredning. Mer presist kvantitativt viste dette seg i en nedgang i aktivitet ved lavere frekvensharmoniske under den viktigste, som korrelerte med forverring av pasientenes tilstand. Det var en gjenoppretting av det normale bildet av spektra for assimilering av rytmer med bedring på grunn av dialyse eller nyretransplantasjon (Amel B. et al., 1978). Noen studier bruker metoden for å isolere en viss frekvens av interesse på EEG.
Når du studerer dynamiske skift på EEG, brukes vanligvis korte analyseepoker: fra 1 til 10 sekunder. Fourier-transformasjonen har noen funksjoner som delvis gjør det vanskelig å matche dataene som er oppnådd ved hjelp av dataene for visuell analyse. Essensen deres ligger i det faktum at på EEG har langsomme fenomener en større amplitude og varighet enn høyfrekvente. I denne forbindelse, i spekteret konstruert i henhold til den klassiske Fourier-algoritmen, er det en viss overvekt av langsomme frekvenser.
Evalueringen av frekvenskomponentene til EEG brukes til lokal diagnostikk, siden denne EEG-karakteristikken er et av hovedkriteriene i det visuelle søket etter lokale hjernelesjoner. Dette reiser spørsmålet om å velge signifikante parametere for EEG-vurdering.
I en eksperimentell klinisk studie var forsøk på å anvende spektralanalyse på den nosologiske klassifiseringen av hjernelesjoner, som forventet, mislykket, selv om dens nytte som en metode for å oppdage patologi og lokalisere lesjoner ble bekreftet (Mies G., Hoppe G., Hossman K.A. ., 1984). I denne modusen av programmet vises spektralmatrisen med varierende grad av overlapping (50-67%), endringsområdet i ekvivalente amplitudeverdier (fargekodingsskala) presenteres i μV. Mulighetene til modusen lar deg vise 2 spektrale arrays samtidig, ved å bruke 2 kanaler eller halvkuler for sammenligning. Histogramskalaen beregnes automatisk slik at den hvite fargen tilsvarer den maksimale ekvivalente amplitudeverdien. Flytende parametere for fargekodingsskalaen lar deg presentere alle data på et hvilket som helst område uten en skala, samt sammenligne en fast kanal med resten.
Hvilke metoder for matematisk analyse av EEG er de vanligste?
EEG matematisk analyse er basert på transformasjon av innledende data ved hjelp av den raske Fourier-transformasjonsmetoden. Det originale elektroencefalogrammet, etter konvertering til en diskret form, er delt inn i suksessive segmenter, som hver brukes til å bygge det passende antall periodiske signaler, som deretter blir utsatt for harmonisk analyse. Utdataskjemaer presenteres i form av numeriske verdier, grafer, grafiske kart, komprimerte spektralområder, EEG tomogrammer, etc. (J. Bendat, A. Peirsol, 1989, Applied Random Data Analysis, kap.11)
Hva er hovedaspektene ved bruk av datamaskin-EEG?
Tradisjonelt er EEG mest brukt i diagnostisering av epilepsi, noe som skyldes de nevrofysiologiske kriteriene som er inkludert i definisjonen av et epileptisk anfall som en patologisk elektrisk utladning av hjerneneuroner. Det er mulig å objektivt fikse de tilsvarende endringene i elektrisk aktivitet under et anfall bare ved elektroencefalografiske metoder. Imidlertid er det gamle problemet med å diagnostisere epilepsi fortsatt relevant i tilfeller der direkte observasjon av et angrep ikke er mulig, historiedata er unøyaktige eller upålitelige, og rutinemessige EEG-data gir ikke direkte indikasjoner i form av spesifikke epileptiske utflod eller epileptiske anfallsmønstre. I disse tilfellene gjør bruken av multiparametriske statistiske diagnostiske metoder det mulig ikke bare å oppnå en pålitelig diagnose av epilepsi fra upålitelige kliniske og elektroencefalografiske data, men også å løse problemene med behovet for behandling med antikonvulsiva for traumatisk hjerneskade, isolert epileptisk anfall, feberkramper osv. Derfor er bruk av automatiske EEG-behandlingsmetoder i epileptologi for tiden den mest interessante og lovende retningen. Objektiv vurdering av hjernens funksjonelle tilstand i nærvær av en pasient med paroksysmale anfall av ikke-epileptisk opprinnelse, vaskulær patologi, inflammatoriske sykdommer i hjernen, etc. med mulighet for longitudinelle studier lar deg observere dynamikken i utviklingen av sykdommen og effektiviteten av terapi.
Hovedretningene for den matematiske analysen av EEG kan reduseres til flere hovedaspekter:
Transformasjon av primære elektroencefalografiske data til en mer rasjonell form tilpasset spesifikke laboratorieoppgaver;
Automatisk analyse av EEG-frekvens- og amplitudekarakteristikker og elementer i EEG-analyse ved hjelp av mønstergjenkjenningsmetoder, delvis gjengivelse av operasjoner utført av en person;
Konvertering av analysedata til form av grafer eller topografiske kart (Rabending Y., Heydenreich C., 1982);
Metoden for probabilistisk EEG-tomografi, som gjør det mulig å undersøke med en viss grad av sannsynlighet plasseringen av faktoren som forårsaket den elektriske aktiviteten på hodebunnens EEG.
Hva er hovedbehandlingsmodusene i programmet "DX 4000 practic"?
Når man vurderer ulike metoder for matematisk analyse av et elektroencefalogram, er det mulig å vise hvilken informasjon denne eller den metoden gir til en nevrofysiolog. Imidlertid kan ingen av metodene som er tilgjengelige i arsenalet fullt ut belyse alle aspekter av en så kompleks prosess som den elektriske aktiviteten til den menneskelige hjernen. Bare et kompleks av forskjellige metoder gjør det mulig å analysere EEG-mønstre, beskrive og kvantifisere helheten av de forskjellige aspektene.
Metoder som frekvens-, spektral- og korrelasjonsanalyse har vært mye brukt, som gjør det mulig å estimere de spatiotemporale parameterne for elektrisk aktivitet. Blant de siste programvareutviklingene til DX-systems-selskapet er en automatisk EEG-analysator som bestemmer lokale rytmiske endringer som avviker fra det typiske bildet for hver pasient, synkrone blink forårsaket av påvirkning av medianstrukturene, paroksysmal aktivitet med visning av fokus og distribusjonsveier. Metoden for probabilistisk EEG-tomografi har vist seg godt, og tillater med en viss grad av pålitelighet å vise på den funksjonelle delen plasseringen av faktoren som forårsaket den elektriske aktiviteten på hodebunnens EEG. For tiden blir en 3-dimensjonal modell av et funksjonelt fokus for elektrisk aktivitet testet med romlig og lag-for-lag kartlegging i plan og justering med seksjoner tatt i studiet av hjernens anatomiske strukturer ved hjelp av NMRI-metoder. Denne metoden brukes i programvareversjonen av "DX 4000 Research".
Metoden for matematisk analyse av fremkalte potensialer i form av kartleggings-, spektral- og korrelasjonsanalysemetoder brukes i økende grad i klinisk praksis for å vurdere hjernens funksjonelle tilstand.
Dermed er utviklingen av digital EEG den mest lovende metoden for å studere de nevrofysiologiske prosessene i hjernen.
Bruken av korrelasjonsspektralanalyse gjør det mulig å studere rom-tidsforholdet til EEG-potensialer.
Den morfologiske analysen av forskjellige EEG-mønstre evalueres visuelt av brukeren, men muligheten for å se den i forskjellige hastigheter og skalaer kan implementeres programmatisk. Videre gjør nyere utviklinger det mulig å eksponere elektroencefalogramopptak for modusen til en automatisk analysator, som evaluerer den rytmiske bakgrunnsaktiviteten som er karakteristisk for hver pasient, overvåker perioder med EEG-hypersynkroni, lokalisering av visse patologiske mønstre, paroksysmal aktivitet, dens kilde og distribusjonsveier. . EEG-registrering gir objektiv informasjon om hjernens tilstand i ulike funksjonstilstander.
De viktigste metodene for dataanalyse av elektroencefalogrammet presentert i programmet "DX 4000 PRACTIC" er EEG-tomografi, EEG-kartlegging og representasjon av egenskapene til den elektriske aktiviteten til hjernen i form av komprimerte spektrale områder, digitale data, histogrammer, korrelasjon og spektraltabeller og kart.
Kortvarige (fra 10 ms) og relativt konstante elektroencefalografiske mønstre ("elektroencefalografiske syndromer"), samt det elektroencefalografiske mønsteret som er karakteristisk for hver person og dets endringer assosiert med alder og (normalt) og med patologi, i henhold til graden av involvering , er av diagnostisk verdi i studiet av EEG i den patologiske prosessen i forskjellige deler av hjernestrukturen. En nevrofysiolog må derfor analysere EEG-mønstre av ulik varighet, men ikke i betydning, og få den mest komplette informasjonen om hver av dem, og om det elektroencefalografiske bildet som helhet. Derfor, når du analyserer et EEG-mønster, er det nødvendig å ta hensyn til tidspunktet for dets eksistens, siden tidsperioden som er utsatt for analyse bør være i samsvar med det studerte EEG-fenomenet.
Typene datarepresentasjon av den raske Fourier-transformasjonen avhenger av bruksområdet for denne metoden, samt tolkningen av dataene.
EEG tomografi.
Forfatter denne metoden er A.V. Kramarenko. Den første programvareutviklingen av "DX-systems" problemlaboratoriet ble utstyrt med EEG-tomografmodus, og nå brukes den allerede med hell i mer enn 250 medisinske institusjoner. Essensen og områdene for praktisk anvendelse av denne metoden er beskrevet i forfatterens arbeid.
EEG kartlegging.
For digital elektroencefalografi har det blitt tradisjonelt å transformere informasjonen som mottas i form av kart: frekvens, amplitude. Topografiske kart gjenspeiler fordelingen av spektralkraften til elektriske potensialer. Fordelene med denne tilnærmingen er at noen gjenkjennelsesoppgaver, ifølge psykologen, løses bedre av en person basert på visuell-romlig persepsjon. I tillegg vurderes presentasjonen av informasjon i form av et bilde som gjengir de reelle romlige relasjonene i hjernen til forsøkspersonen også som mer adekvat fra et klinisk synspunkt, analogt med slike forskningsmetoder som NMR, etc.
For å få et kart over kraftfordelingen i et visst spektralområde, beregnes effektspektrene for hver av ledningene, og deretter beregnes alle verdiene som ligger romlig mellom elektrodene ved hjelp av multippel interpolasjonsmetoden; spektralkraften i et bestemt bånd er kodet for hvert punkt av fargeintensiteten i en gitt fargeskala på en fargeskjerm. Et bilde av motivets hode oppnås på skjermen (ovenfra), hvor fargevariasjoner tilsvarer kraften til spektralbåndet i det tilsvarende området (Veno S., Matsuoka S., 1976; Ellingson R.J.; Peters J.F., 1981 Buchsbaum M.S. et al., 1982; Matsuoka S., Nedermeyer E., Lopes de Silva F., 1982; Ashida H. et al., 1984). K. Nagata et al., (1982), ved å bruke systemet for å representere spektralkraften i de viktigste EEG-spektralbåndene i form av fargekart, kom til den konklusjon at det er mulig å få ytterligere nyttig informasjon ved å bruke denne metoden i studie av pasienter med iskemisk cerebrovaskulær ulykke med afasi.
De samme forfatterne i studien av pasienter med forbigående iskemiske angrep fant at topografiske kart gir informasjon om tilstedeværelsen av gjenværende endringer i EEG selv i lang tid etter et iskemisk angrep og representerer en viss fordel fremfor konvensjonell visuell analyse av EEG. Forfatterne bemerker at subjektivt sett ble patologiske asymmetrier i topografiske kart oppfattet mer overbevisende enn i konvensjonell EEG, og diagnostiske verdier hadde endringer i alfarytmebåndet, som, som kjent, er minst støttet i konvensjonell EEG-analyse (Nagata K). et. al., 1984).
Amplitude topografiske kart er kun nyttige i studiet av hendelsesrelaterte hjernepotensialer, siden disse potensialene har tilstrekkelig stabile fase, amplitude og romlige egenskaper som kan reflekteres tilstrekkelig på et topografisk kart. Siden spontan EEG på ethvert registreringspunkt er en stokastisk prosess, viser enhver øyeblikkelig potensiell distribusjon registrert av et topografisk kart seg å være lite representativ. Derfor samsvarer konstruksjonen av amplitudekart for gitte spektralbånd mer tilstrekkelig til oppgavene klinisk diagnostikk(Zenkov L.R., 1991).
Mediannormaliseringsmodusen inkluderer å matche fargeskalaen til de gjennomsnittlige amplitudeverdiene for 16 kanaler (50 μV-spenn).
Normalisering med minimumsfarger minimumsverdiene av amplitudene med den kaldeste fargen på skalaen, og resten med samme trinn i fargeskalaen.
Normalisering til maksimum inkluderer farging av områdene med maksimale amplitudeverdier med den varmeste fargen, og farging av de resterende områdene med kaldere toner i trinn på 50 μV.
Graderingsskalaer for frekvenskart er konstruert deretter.
I kartleggingsmodus kan topografiske kart multipliseres i alfa, beta, theta, delta frekvensområder; medianfrekvensen til spekteret og dets avvik. Evnen til å se sekvensielle topografiske kart lar deg bestemme lokaliseringen av kilden til paroksysmal aktivitet og måten den sprer seg med visuell og tidsmessig (ved hjelp av en automatisk timer) sammenligning med tradisjonelle EEG-kurver. Når du registrerer et elektroencefalogram i henhold til en gitt forskningsprotokoll, gjør visning av sammendragskartene som tilsvarer hver prøve i fire frekvensområder det mulig å raskt og figurativt vurdere dynamikken til den elektriske aktiviteten til hjernen under funksjonelle belastninger, identifisere konstant, men ikke alltid uttalt asymmetri.
Sektordiagrammer viser visuelt med visning av digitale egenskaper det prosentvise bidraget fra hvert frekvensområde til den totale elektriske aktiviteten for hver av de seksten EEG-kanalene. Denne modusen lar deg objektivt vurdere overvekten av noen av frekvensområdene og nivået av interhemisfærisk asymmetri.
Representasjon av EEG som en todimensjonal differensialfordelingslov for medianfrekvensen og signalamplitude. Fourier-analysedata presenteres på et plan, hvis horisontale akse er medianfrekvensen til spekteret i Hz, og den vertikale aksen er amplituden i μV. Fargegradering karakteriserer sannsynligheten for at et signal vises ved en valgt frekvens med en valgt amplitude. Den samme informasjonen kan representeres som en tredimensjonal figur, langs Z-aksen som sannsynligheten er plottet. Nærliggende er indikert området okkupert av figuren i prosent av det totale arealet. Den todimensjonale differensialloven for fordelingen av medianfrekvensen og signalamplituden er også konstruert for hver halvkule separat. For å sammenligne disse bildene blir den absolutte forskjellen mellom disse to distribusjonslovene beregnet og vist på frekvensplanet. Denne modusen gjør det mulig å estimere den totale elektriske aktiviteten og brutto interhemisfærisk asymmetri.
Representasjon av EEG i form av digitale verdier. Presentasjon av elektroencefalogrammet i digital form gjør det mulig å oppnå følgende informasjon om studien: ekvivalente verdier av den gjennomsnittlige bølgeamplituden til hvert frekvensområde som tilsvarer dets spektrale effekttetthet (dette er estimater av den matematiske forventningen til den spektrale sammensetningen av signalet basert på Fourier-realiseringer, analyseepoke 640 ms, overlapping 50 %); verdier av median (gjennomsnittlig effektiv) frekvens til spekteret, beregnet fra gjennomsnittlig Fourier-implementering, uttrykt i Hz; avvik av medianfrekvensen til spekteret i hver kanal fra dens gjennomsnittsverdi, dvs. fra matematisk forventning (uttrykt i Hz); standardavvik for de ekvivalente verdiene av gjennomsnittlig amplitude per kanal i gjeldende område fra den matematiske forventningen (verdier i gjennomsnittlig Fourier-implementering, uttrykt i μV).
Histogrammer. En av de vanligste og mest illustrerende måtene å presentere Fourier-analysedata på er distribusjonshistogrammene til de ekvivalente verdiene for den gjennomsnittlige bølgeamplituden til hvert frekvensområde og histogrammene til medianfrekvensen til alle kanaler. I dette tilfellet er de ekvivalente verdiene for den gjennomsnittlige bølgeamplituden for hvert frekvensområde tabellert i 70 intervaller med en bredde på 1,82 i området fra 0 til 128 μV. Med andre ord, antall verdier (følgelig realiseringer) som tilhører hvert intervall (trefffrekvens) telles. Denne matrisen av tall jevnes ut med et Hamming-filter og normaliseres til maksimumsverdien (da er maksimum i hver kanal 1,0). Ved bestemmelse av den gjennomsnittlige effektive (median) frekvensen til effektspektraltettheten, er verdiene for Fourier-realiseringer tabulert i 70 intervaller med en bredde på 0,2 Hz i området fra 2 til 15 Hz. Verdiene jevnes ut med et Hamming-filter og normaliseres til maksimum. I samme modus er det mulig å bygge hemisfæriske histogrammer og et generelt histogram. For hemisfæriske histogrammer tas 70 intervaller med en bredde på 1,82 μV for områder og 0,2 Hz for den gjennomsnittlige effektive frekvensen til spekteret; for det generelle histogrammet brukes verdiene i alle kanaler, og for konstruksjon av halvkulehistogrammer brukes bare verdiene i kanalene til en halvkule (kanalene Cz og Oz er ikke tatt i betraktning for noen halvkule) . På histogrammene er intervallet med maksimal frekvensverdi markert og det er angitt hva som tilsvarer det i μV eller Hz.
Komprimerte spektrale områder. De komprimerte spektralområdene representerer en av tradisjonelle metoder EEG-behandling. Dens essens ligger i det faktum at det originale elektroencefalogrammet, etter å ha konvertert det til en diskret form, er delt inn i påfølgende segmenter, som hver brukes til å konstruere passende antall periodiske signaler, som deretter blir utsatt for harmonisk analyse. Ved utgangen oppnås spektrale effektkurver, hvor EEG-frekvensene plottes langs X-aksen, og kraften frigjøres ved en gitt frekvens over det analyserte tidsintervallet langs Y-aksen. Varigheten av epokene er 1 sekund. EEG-effektspektrene vises sekvensielt, plottet under hverandre med de varme fargene til maksimalverdiene. Som et resultat bygges et pseudo-tredimensjonalt landskap med påfølgende spektre på skjermen, noe som gjør det mulig å visuelt se endringer i den spektrale sammensetningen av EEG over tid. Den mest brukte metoden for å estimere EEG-spektralkraft er å generelle egenskaper EEG ved uspesifikke diffuse lesjoner i hjernen, som misdannelser, ulike typer encefalopati, nedsatt bevissthet, enkelte psykiatriske sykdommer.
Det andre anvendelsesområdet for denne metoden er langtidsobservasjon av pasienter i koma eller under terapeutiske effekter (Fedin AI, 1981).
Bispektral analyse med normalisering er en av de spesielle modusene for elektroencefalogrambehandling ved den raske Fourier-transformasjonsmetoden og er en gjentatt spektralanalyse av resultatene av EEG-spektralanalyse i et gitt område for alle kanaler. Resultatene av EEG-spektralanalyse presenteres på tidshistogrammer av effektspektraltetthet (PSD) for det valgte frekvensområdet. Denne modusen er designet for å studere PSD-oscillasjonsspekteret og dets dynamikk. Bispektral analyse utføres for frekvenser fra 0,03 til 0,540 Hz med et trinn på 0,08 Hz på hele PSD-arrayet. Siden PSD er en positiv verdi, inneholder de originale dataene for respektral analyse en konstant komponent, som vises i resultatene ved lave frekvenser. Ofte er det et maksimum. For å eliminere den konstante komponenten, er det nødvendig å sentrere dataene. Dette er modusen for bispektral analyse med sentrering. Essensen av metoden ligger i det faktum at deres gjennomsnittsverdi trekkes fra de første dataene for hver kanal.
Korrelasjonsanalyse. Matrisen av korrelasjonskoeffisienten for verdiene av effektspektraltettheten i det spesifiserte området er konstruert for alle par av kanaler og, på grunnlag av den, vektoren av gjennomsnittlige korrelasjonskoeffisienter for hver kanal med de andre. Matrisen har en øvre trekantet form. Merking av rader og kolonner gir alle mulige par for 16 kanaler. Koeffisientene for en gitt kanal er i raden og i kolonnen med nummeret. Verdiene til korrelasjonskoeffisientene varierer fra -1000 til +1000. Tegnet til koeffisienten skrives i cellen til matrisen over verdiene. Korrelasjonen til kanalene i, j estimeres av den absolutte verdien av korrelasjonskoeffisienten Rij , og cellen til matrisen er kodet med riktig farge: cellen til koeffisienten med den maksimale absolutte verdien er kodet i hvitt, og cellen med minimum er kodet i svart. Basert på matrisen for hver kanal, beregnes den gjennomsnittlige korrelasjonskoeffisienten med de resterende 15 kanalene. Den resulterende vektoren med 16 verdier vises under matrisen i henhold til de samme prinsippene.
Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor
Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.
Vert på http://www.allbest.ru/
INTRODUKSJON
KONKLUSJON
INTRODUKSJON
Forskningstemaets relevans. For tiden er det en økt interesse for studiet av den rytmiske organiseringen av prosesser i kroppen, både under normale og patologiske forhold, over hele verden. Interessen for problemene med kronobiologi skyldes det faktum at rytmer dominerer naturen og dekker alle manifestasjoner av livet - fra aktiviteten til subcellulære strukturer og individuelle celler til komplekse former for oppførsel av en organisme og til og med populasjoner og økologiske systemer. Periodisitet er en iboende egenskap ved materie. Fenomenet rytme er universelt. Fakta om betydningen av biologiske rytmer for livet til en levende organisme har akkumulert i lang tid, men først de siste årene har deres systematiske studie begynt. For tiden er kronobiologiske studier en av hovedretningene i fysiologien til menneskelig tilpasning.
KAPITTEL I. Generelle ideer om det metodologiske grunnlaget for elektroencefalografi
Elektroencefalografi er en metode for å studere hjernen, basert på registrering av dens elektriske potensialer. Den første publikasjonen om tilstedeværelsen av strømmer i sentralnervesystemet ble laget av Du Bois Reymond i 1849. I 1875 ble data om tilstedeværelsen av spontan og indusert elektrisk aktivitet i hjernen til en hund innhentet uavhengig av R. Caton i England og V. Ya. Danilevsky i Russland. Forskning utført av innenlandske nevrofysiologer på slutten av 1800- og begynnelsen av 1900-tallet ga et betydelig bidrag til utviklingen av det grunnleggende innen elektroencefalografi. V. Ya. Danilevsky viste ikke bare muligheten for å registrere den elektriske aktiviteten til hjernen, men understreket også dens nære forbindelse med nevrofysiologiske prosesser. I 1912 avslørte P. Yu. Kaufman sammenhengen mellom de elektriske potensialene i hjernen og " interne aktiviteter hjerne" og deres avhengighet av endringer i hjernens metabolisme, eksponering for ytre stimuli, anestesi og epileptiske anfall. En detaljert beskrivelse av de elektriske potensialene til hundens hjerne med definisjonen av hovedparametrene deres ble gitt i 1913 og 1925. V. V. Pravdich-Neminsky.
Den østerrikske psykiateren Hans Berger i 1928 var den første som registrerte de elektriske potensialene til den menneskelige hjernen ved hjelp av hodebunnsnålelektroder (Berger H., 1928, 1932). I hans arbeider ble de viktigste EEG-rytmene og deres endringer under funksjonstester og patologiske endringer i hjernen beskrevet. Publikasjonene til G.Walter (1936) om viktigheten av EEG i diagnostisering av hjernesvulster, så vel som verkene til F.Gibbs, E.Gibbs, W.G.Lennox (1937), F.Gibbs, E.Gibbs (1952) , 1964) hadde stor innflytelse på utviklingen av metoden som ga en detaljert elektroencefalografisk semiotikk av epilepsi.
I de påfølgende årene ble forskernes arbeid viet ikke bare til fenomenologien til elektroencefalografi i forskjellige sykdommer og hjernetilstander, men også til studiet av mekanismene for generering av elektrisk aktivitet. Et betydelig bidrag til dette området ble gitt av verkene til E.D. Adrian, B. Metthews (1934), G. Walter (1950), V. S. Rusinov (1954), V. E. Mayorchik (1957), N. P. Bekhtereva (1960), L. Novikova (1962), H. Jasper (1954).
Av stor betydning for å forstå naturen til elektriske oscillasjoner i hjernen var studier av nevrofysiologien til individuelle nevroner ved bruk av mikroelektrodemetoden, som avslørte de strukturelle underenhetene og mekanismene som utgjør det totale EEG (Kostyuk P.G., Shapovalov A.I., 1964, Eccles J. ., 1964).
EEG er en kompleks oscillerende elektrisk prosess som kan registreres når elektroder plasseres på hjernen eller på overflaten av hodebunnen, og er resultatet av elektrisk summering og filtrering av elementære prosesser som skjer i hjerneneuroner.
Tallrike studier viser at de elektriske potensialene til individuelle hjerneneuroner er nært og ganske nøyaktig kvantitativt relatert til informasjonsprosesser. For at et nevron skal generere et aksjonspotensial som overfører en melding til andre nevroner eller effektororganer, er det nødvendig at dets egen eksitasjon når en viss terskelverdi.
Nivået av eksitasjon av et nevron bestemmes av summen av eksitatoriske og hemmende effekter som utøves på det i et gitt øyeblikk gjennom synapser. Hvis summen av eksitatoriske påvirkninger er større enn summen av inhiberende med en verdi som overskrider terskelnivået, genererer nevronet en nerveimpuls, som deretter forplanter seg langs aksonet. De beskrevne hemmende og eksitatoriske prosessene i nevronet og dets prosesser tilsvarer en viss form for elektriske potensialer.
Membranen - skallet til nevronet - har elektrisk motstand. På grunn av energien til metabolisme, opprettholdes konsentrasjonen av positive ioner i den ekstracellulære væsken på et høyere nivå enn inne i nevronet. Som et resultat er det en potensiell forskjell som kan måles ved å sette inn en mikroelektrode inn i cellen, og plassere den andre ekstracellulært. Denne potensialforskjellen kalles hvilepotensialet til nervecellen og er ca. 60-70 mV, og det indre miljøet er negativt ladet i forhold til det ekstracellulære rommet. Tilstedeværelsen av en potensiell forskjell mellom det intracellulære og ekstracellulære miljøet kalles polariseringen av nevronmembranen.
En økning i potensialforskjellen kalles henholdsvis hyperpolarisering, og en reduksjon kalles depolarisering. Tilstedeværelsen av et hvilepotensial er en nødvendig betingelse for normal funksjon av et nevron og generering av elektrisk aktivitet av det. Med opphør av metabolisme eller dens nedgang nedenfor akseptabelt nivå forskjeller i konsentrasjoner av ladede ioner på begge sider av membranen jevnes ut, noe som er årsaken til at elektrisk aktivitet opphører ved klinisk eller biologisk død av hjernen. Hvilepotensialet er det innledende nivået der endringer oppstår assosiert med eksitasjons- og inhiberingsprosesser - piggimpulsaktivitet og gradvise langsommere endringer i potensialet. Piggaktivitet (fra engelsk spike--point) er karakteristisk for nervecellenes kropper og aksoner og er assosiert med ikke-dekrementell overføring av eksitasjon fra en nervecelle til en annen, fra reseptorer til de sentrale delene av nervesystemet eller fra sentralnervesystemet til utøvende organer. Spikepotensialer oppstår når nevronmembranen når et visst kritisk nivå av depolarisering, hvor det oppstår en elektrisk nedbrytning av membranen og en selvopprettholdende prosess med eksitasjonsutbredelse i nervefiberen begynner.
Under intracellulær registrering har piggen form av en høyamplitude, kort, rask positiv topp.
Karakteristiske trekk ved pigger er deres høye amplitude (i størrelsesorden 50-125 mV), kort varighet (i størrelsesorden 1-2 ms), begrenset deres forekomst til en ganske strengt begrenset elektrisk tilstand av nevronmembranen (den kritisk nivå av depolarisering) og den relative stabiliteten til spikeamplituden for et gitt nevron (loven alt eller ingenting).
Gradvis elektrisk respons er hovedsakelig iboende i dendrittene i nevronets soma og representerer postsynaptiske potensialer (PSPs) som oppstår som respons på ankomsten av piggpotensialer til nevronet langs afferente baner fra andre nerveceller. Avhengig av aktiviteten til henholdsvis eksitatoriske eller hemmende synapser, skilles eksitatoriske postsynaptiske potensialer (EPSPs) og inhibitoriske postsynaptiske potensialer (IPSPs).
EPSP manifesteres ved et positivt avvik av det intracellulære potensialet, og IPSP ved et negativt, som henholdsvis refereres til som depolarisering og hyperpolarisering. Disse potensialene utmerker seg ved deres lokalitet, dekrementell forplantning over svært korte avstander i nærliggende områder av dendrittene og soma, relativt lav amplitude (fra noen få til 20–40 mV) og lang varighet (opptil 20–50 ms). I motsetning til en spike, forekommer PSP i de fleste tilfeller uavhengig av nivået av membranpolarisering og har forskjellige amplituder avhengig av volumet til den afferente meldingen som kom til nevronet og dets dendritter. Alle disse egenskapene gir mulighet for summering av gradvise potensialer i tid og rom, noe som gjenspeiler den integrerende aktiviteten til et bestemt nevron (P. G. Kostyuk, A. I. Shapovalov, 1964; Eccles, 1964).
Det er prosessene for summering av TPSP og EPSP som bestemmer nivået av nevrondepolarisering og følgelig sannsynligheten for å generere en pigg av en nevron, dvs. overføre akkumulert informasjon til andre nevroner.
Som man kan se, er begge disse prosessene nært beslektet: hvis nivået av piggbombardement forårsaket av ankomsten av pigger langs de afferente fibrene til nevronet bestemmer membranpotensialsvingningene, så er nivået av membranpotensialet (graduelle reaksjoner) i sin tur bestemmer sannsynligheten for å generere en pigg av et gitt nevron.
Som det følger av ovenstående er piggaktivitet en mye sjeldnere hendelse enn gradvise fluktuasjoner i somatodendritisk potensial. Et omtrentlig forhold mellom den tidsmessige fordelingen av disse hendelsene kan oppnås ved å sammenligne følgende tall: pigger genereres av hjerneneuroner med en gjennomsnittlig frekvens på 10 per sekund; på samme tid, for hver av de synaptiske endelsene, mottar henholdsvis kdendrittene og somaen i gjennomsnitt 10 synaptiske påvirkninger per sekund. Hvis vi tar i betraktning at opptil flere hundre og tusenvis av synapser kan avsluttes på overflaten av dendrittene og soma av en kortikal nevron, vil volumet av synaptisk bombardement av ett nevron, og følgelig av gradvise reaksjoner, være flere hundrevis eller tusenvis per sekund. Derfor er forholdet mellom frekvensen av piggen og den gradvise responsen til ett nevron 1-3 størrelsesordener.
Den relative sjeldenheten av piggaktivitet, den korte varigheten av impulser, som fører til deres raske demping på grunn av den store elektriske kapasitansen til cortex, bestemmer fraværet av et betydelig bidrag til det totale EEG fra piggneuronal aktivitet.
Dermed reflekterer den elektriske aktiviteten til hjernen de gradvise svingningene av somatodendritiske potensialer som tilsvarer EPSP og IPSP.
Forbindelsen mellom EEG og elementære elektriske prosesser på nevronnivå er ikke-lineær. Konseptet med statistisk visning av aktiviteten til flere nevronale potensialer i det totale EEG ser ut til å være det mest adekvate for tiden. Det antyder at EEG er et resultat av en kompleks summering av de elektriske potensialene til mange nevroner som stort sett fungerer uavhengig. Avvik fra den tilfeldige fordelingen av hendelser i denne modellen vil avhenge av hjernens funksjonelle tilstand (søvn, våkenhet) og av arten av prosessene som forårsaker elementære potensialer (spontan eller fremkalt aktivitet). I tilfelle av betydelig tidsmessig synkronisering av nevronaktivitet, som bemerket i visse funksjonelle tilstander i hjernen eller når en svært synkronisert melding fra en afferent stimulus kommer til kortikale nevroner, vil et betydelig avvik fra tilfeldig fordeling bli observert. Dette kan realiseres i en økning i amplituden til de totale potensialene og en økning i koherensen mellom elementære og totale prosesser.
Som vist ovenfor, reflekterer den elektriske aktiviteten til individuelle nerveceller deres funksjonelle aktivitet i prosessering og overføring av informasjon. Fra dette kan vi konkludere med at det totale EEG også i en forhåndsformet form gjenspeiler den funksjonelle aktiviteten, men ikke til individuelle nerveceller, men av deres enorme populasjoner, det vil si, med andre ord, den funksjonelle aktiviteten til hjernen. Denne posisjonen, som har mottatt en rekke udiskutable bevis, ser ut til å være ekstremt viktig for EEG-analyse, siden den gir nøkkelen til å forstå hvilke hjernesystemer som bestemmer utseendet og den indre organiseringen av EEG.
På forskjellige nivåer av hjernestammen og i de fremre delene av det limbiske systemet er det kjerner, hvis aktivering fører til en global endring i nivået av funksjonell aktivitet i nesten hele hjernen. Blant disse systemene skilles de såkalte stigende aktiverende systemene, lokalisert på nivået av den retikulære dannelsen av midten og i de preoptiske kjernene i forhjernen, og hemmende eller hemmende, somnogene systemer, hovedsakelig lokalisert i de uspesifikke thalamuskjernene, i nedre deler av broen og medulla oblongata. Felles for begge disse systemene er den retikulære organiseringen av deres subkortikale mekanismer og diffuse, bilaterale kortikale projeksjoner. En slik generell organisering bidrar til at den lokale aktiveringen av en del av det uspesifikke subkortikale systemet, på grunn av dets nettverkslignende struktur, fører til involvering av hele systemet i prosessen og til nesten samtidig spredning av dets påvirkninger til hele hjernen (fig. 3).
KAPITTEL II. Hovedelementene i sentralnervesystemet er involvert i generering av elektrisk aktivitet i hjernen
Hovedelementene i CNS er nevroner. Et typisk nevron består av tre deler: et dendritisk tre, en cellekropp (soma) og et akson. Den sterkt forgrenede kroppen til det dendrittiske treet har et større overflateareal enn resten av det og er dets mottakelige sensoriske område. Tallrike synapser på kroppen til det dendritiske treet gir direkte kontakt mellom nevroner. Alle deler av nevronet er dekket med et skall - en membran. I hvile har den indre delen av nevronet - protoplasma - et negativt fortegn i forhold til det ekstracellulære rommet og er omtrent 70 mV.
Dette potensialet kalles hvilepotensialet (RP). Det er på grunn av forskjellen i konsentrasjonene av Na+ ioner, som råder i det ekstracellulære miljøet, og K+ og Cl-ioner, som råder i protoplasmaet til nevronet. Hvis membranen til et nevron depolariserer fra -70 mV til -40 mV, når en viss terskel er nådd, reagerer nevronet med en kort impuls, hvorved membranpotensialet skifter til +20 mV, og deretter tilbake til -70 mV. Denne nevronresponsen kalles et aksjonspotensial (AP).
Ris. 4. Typer potensialer registrert i sentralnervesystemet, deres tids- og amplitudeforhold.
Varigheten av denne prosessen er ca. 1 ms (fig. 4). En av de viktige egenskapene til AP er at det er hovedmekanismen som nevronale aksoner bærer informasjon over betydelige avstander. Utbredelsen av en impuls langs nervefibre skjer som følger. Et aksjonspotensial som oppstår på ett sted i nervefiberen depolariserer nærliggende områder og forplanter seg uten nedgang langs nervefiberen på grunn av cellens energi. I følge spredningsteorien om nerveimpulser er denne forplantende depolariseringen av lokale strømmer hovedfaktoren som er ansvarlig for forplantningen av nerveimpulser (Brazier, 1979). Hos mennesker kan lengden på aksonet nå en meter. Denne lengden på aksonet gjør at informasjon kan overføres over betydelige avstander.
I den distale enden deler aksonet seg i mange grener som ender i synapser. Membranpotensialet som genereres på dendrittene forplanter seg passivt inn i cellens soma, hvor summeringen av utslipp fra andre nevroner finner sted og nevronutladningene initiert i aksonet kontrolleres.
Et nervesenter (NC) er en gruppe nevroner som er romlig forent og organisert i en spesifikk funksjonell-morfologisk struktur. I denne forstand kan NC-er betraktes: kjerner for veksling av afferente og efferente veier, subkortikale og stammekjerner og ganglier av den retikulære dannelsen av hjernestammen, funksjonelt og cytoarkitektonisk spesialiserte områder av hjernebarken. Siden nevroner i cortex og kjerner er orientert parallelt med hverandre og radialt i forhold til overflaten, kan modellen av en dipol brukes på et slikt system, så vel som på et individuelt nevron, en punktkilde for strøm, dimensjonene hvorav er mye mindre enn avstanden til punktmålingene (Brazier, 1978; Gutman, 1980). Når NC er eksitert, oppstår et totalt dipol-type potensial med en ikke-likevekts ladningsfordeling, som kan forplante seg over lange avstander på grunn av potensialene til det fjerne feltet (fig. 5) (Egorov, Kuznetsova, 1976; Hosek et al., 1978 ; Gutman, 1980; Zhadin, 1984)
Ris. 5. Representasjon av en eksitert nervefiber og nervesenter som en elektrisk dipol med feltlinjer i en bulkleder; utforming av en trefasepotensialkarakteristikk avhengig av kildens relative plassering i forhold til utladningselektroden.
Hovedelementene i CNS som bidrar til generering av EEG og EP.
A. Skjematisk representasjon av prosessene fra generasjon til utledning av hodebunnsfremkalt potensial.
B. Respons av ett nevron i Tractus opticus etter elektrisk stimulering av Chiasma opticum. Til sammenligning er den spontane responsen avbildet i øvre høyre hjørne.
C. Responsen til samme nevron på et lysglimt (sekvens av PD-utladninger).
D. Kobling av histogrammet av neuronal aktivitet med EEG-potensialer.
Det er nå erkjent at den elektriske aktiviteten til hjernen, registrert på hodebunnen i form av EEG og EP, hovedsakelig skyldes den synkrone forekomsten av et stort antall mikrogeneratorer under påvirkning av synaptiske prosesser på nevronmembranen og den passive flyt av ekstracellulære strømmer i opptaksområdet. Denne aktiviteten er en liten, men betydelig refleksjon av de elektriske prosessene i selve hjernen og er assosiert med strukturen til det menneskelige hodet (Gutman, 1980; Nunes, 1981; Zhadin, 1984). Hjernen er omgitt av fire hovedlag med vev som avviker betydelig i elektrisk ledningsevne og påvirker måling av potensialer: cerebrospinalvæske (CSF), dura mater, hodeskallebein og hodebunnshud (fig. 7).
De elektriske ledningsevneverdiene (G) veksler: hjernevev -- G=0,33 Ohm m)-1, CSF med bedre elektrisk ledningsevne -- G=1 (Ohm m)-1, svakt ledende bein over det -- G= 0, 04 (Ohm m)-1. Hodebunnen har en relativt god ledningsevne, nesten den samme som hjernevevet - G=0,28-0,33 (ohm m)-1 (Fender, 1987). Tykkelsen på lagene i dura mater, bein og hodebunn varierer ifølge en rekke forfattere, men gjennomsnittsstørrelsene er henholdsvis: 2, 8, 4 mm med en hodekrumningsradius på 8–9 cm (Blinkov, 1955) ; Egorov, Kuznetsova, 1976 og andre).
En slik elektrisk ledende struktur reduserer tettheten av strømmer som flyter i hodebunnen betydelig. I tillegg jevner den ut romlige variasjoner i strømtetthet, det vil si at lokale inhomogeniteter av strømmer forårsaket av aktivitet i CNS reflekteres litt på hodebunnens overflate, hvor det potensielle mønsteret inneholder relativt få høyfrekvente detaljer (Gutman, 1980).
Et viktig faktum er også at mønsteret av overflatepotensialer (fig. 8) er mer «utsmurt» enn fordelingene av intracerebrale potensialer som bestemmer dette bildet (Baumgartner, 1993).
KAPITTEL III. Utstyr for elektroencefalografiske studier
Av det foregående følger det at EEG er en prosess på grunn av aktiviteten til et stort antall generatorer, og i samsvar med dette ser feltet skapt av dem ut til å være svært heterogent gjennom hele hjernerommet og varierer i tid. I denne forbindelse, mellom to punkter i hjernen, så vel som mellom hjernen og kroppens vev fjernt fra den, oppstår det variable potensielle forskjeller, hvis registrering er oppgaven med elektroencefalografi. Ved klinisk elektroencefalografi tas EEG ved hjelp av elektroder plassert på den intakte hodebunnen og på noen ekstrakranielle punkter. Med et slikt registreringssystem blir potensialene generert av hjernen betydelig forvrengt på grunn av påvirkningen av integumentet til hjernen og særegenhetene ved orienteringen av elektriske felt med forskjellige relative posisjoner av utladningselektrodene. Disse endringene skyldes delvis summering, gjennomsnitt og dempning av potensialer på grunn av shuntegenskapene til mediene som omgir hjernen.
EEG tatt med hodebunnselektroder er 10-15 ganger lavere enn EEG tatt fra cortex. Høyfrekvente komponenter, når de passerer gjennom integumentet i hjernen, svekkes mye sterkere enn langsomme komponenter (Vorontsov D.S., 1961). I tillegg, i tillegg til amplitude- og frekvensforvrengninger, forårsaker forskjeller i orienteringen til utladningselektrodene også endringer i fasen av den registrerte aktiviteten. Alle disse faktorene må huskes ved registrering og tolkning av EEG. Forskjellen i elektriske potensialer på overflaten av de intakte integumentene til hodet har en relativt liten amplitude, normalt ikke over 100-150 μV. For å registrere slike svake potensialer brukes forsterkere med høy forsterkning (i størrelsesorden 20 000–100 000). Gitt at EEG-opptak nesten alltid utføres i rom utstyrt med industrielle vekselstrømoverførings- og driftsenheter som skaper kraftige elektromagnetiske felt, brukes differensialforsterkere. De har forsterkende egenskaper kun i forhold til differensialspenningen ved de to inngangene og nøytraliserer common-mode spenningen som virker likt på begge inngangene. Tatt i betraktning at hodet er en bulkleder, er overflaten praktisk talt ekvipotensial med hensyn til støykilden som virker fra utsiden. Dermed påføres støy på inngangene til forsterkeren i form av en vanlig modusspenning.
Den kvantitative egenskapen til denne funksjonen til en differensialforsterker er fellesmodus-avvisningsforholdet (avvisningsfaktor), som er definert som forholdet mellom fellesmodussignalet ved inngangen og verdien ved utgangen.
I moderne elektroencefalografer når avvisningsfaktoren 100 000. Bruken av slike forsterkere gjør det mulig å registrere EEG i de fleste sykehusrom, forutsatt at ingen kraftige elektriske enheter som distribusjonstransformatorer, røntgenutstyr og fysioterapiapparater er i drift i nærheten.
I tilfeller hvor det er umulig å unngå nærhet til kraftige interferenskilder, brukes skjermede kameraer. Den beste skjermingsmetoden er å kappe veggene i kammeret der objektet befinner seg med metallplater sveiset sammen, etterfulgt av autonom jording ved hjelp av en ledning loddet til skjermen og den andre enden koblet til en metallmasse begravd i bakken for å nivået av kontakt med grunnvann.
Moderne elektroencefalografer er flerkanals opptaksenheter som kombinerer fra 8 til 24 eller flere identiske forsterker-opptaksenheter (kanaler), og tillater dermed samtidig opptak av elektrisk aktivitet fra det tilsvarende antall par elektroder montert på hodet til motivet.
Avhengig av i hvilken form EEG registreres og presenteres for analyse til elektroencefalografen, deles elektroencefalografer inn i tradisjonelt papir (penn) og mer moderne papirløse.
I det første EEG, etter forsterkning, blir det matet til spolene til elektromagnetiske eller termisk-skrivende galvanometre og skrevet direkte på et papirbånd.
Elektroencefalografer av den andre typen konverterer EEG til digital form og legger det inn i en datamaskin, på skjermen som den kontinuerlige prosessen med å registrere EEG vises, som samtidig registreres i datamaskinens minne.
Papirbaserte elektroencefalografer har fordelen av å være enkle å betjene og noe rimeligere i innkjøp. Papirløs har fordelen med digital opptak, med alle de påfølgende bekvemmelighetene med opptak, arkivering og sekundær databehandling.
Som allerede nevnt, registrerer EEG potensialforskjellen mellom to punkter på overflaten av motivets hode. Følgelig påføres spenninger til hver registreringskanal, tatt bort av to elektroder: en - til den positive, den andre - til den negative inngangen til forsterkerkanalen. Elektrodene for elektroencefalografi er metallplater eller stenger av forskjellige former. Vanligvis er tverrdiameteren til en skiveformet elektrode omtrent 1 cm. To typer elektroder er mest brukt - bro og kopp.
Broelektroden er en metallstang festet i en holder. Den nedre enden av stangen, i kontakt med hodebunnen, er dekket med et hygroskopisk materiale, som fuktes med en isotonisk natriumkloridløsning før installasjon. Elektroden festes med et gummibånd på en slik måte at kontaktens nedre ende av metallstangen presses mot hodebunnen. En ledning er koblet til den motsatte enden av stangen ved hjelp av en standard klemme eller kobling. Fordelen med slike elektroder er hastigheten og enkelheten i forbindelsen deres, fraværet av behovet for å bruke en spesiell elektrodepasta, siden det hygroskopiske kontaktmaterialet beholder i lang tid og gradvis frigjør en isotonisk natriumkloridløsning på hudoverflaten. Bruk av elektroder av denne typen er å foretrekke ved undersøkelse av kontaktpasienter som er i stand til å sitte eller lene seg tilbake.
Når du registrerer et EEG for å kontrollere anestesi og tilstanden til sentralnervesystemet under kirurgiske operasjoner, er det tillatt å avlede potensialer ved hjelp av nåleelektroder injisert i hodets integumenter. Etter utladningen mates de elektriske potensialene til inngangene til forsterker-opptaksenhetene. Inngangsboksen til elektroencefalografen inneholder 20-40 eller flere nummererte kontaktkontakter, ved hjelp av hvilke et passende antall elektroder kan kobles til elektroencefalografen. I tillegg har boksen en stikkontakt for en nøytral elektrode, koblet til instrumentjorden til forsterkeren og derfor indikert med et jordingsmerke eller et tilsvarende bokstavsymbol, som "Gnd" eller "N". Følgelig kalles elektroden som er montert på objektets kropp og koblet til denne kontakten jordelektroden. Den tjener til å utjevne potensialene til pasientens kropp og forsterkeren. Jo lavere underelektrodeimpedansen til den nøytrale elektroden er, desto bedre utjevnes potensialene, og følgelig vil mindre common-mode interferensspenning påføres differensialinngangene. Ikke forveksle denne elektroden med instrumentjording.
KAPITTEL IV. Avledning og EKG-registrering
Før registrering av EEG kontrolleres og kalibreres driften av elektroencefalografen. For å gjøre dette settes driftsmodusbryteren til "kalibrering", motoren til bånddrivmekanismen og galvanometerfjærene er slått på, og et kalibreringssignal leveres fra kalibreringsenheten til inngangene til forsterkerne. Med en riktig justert differensialforsterker, en øvre båndbredde over 100 Hz, og en tidskonstant på 0,3 s, er de positive og negative kalibreringssignalene perfekt symmetriske i form og har samme amplitude. Kalibreringssignalet har et hopp og et eksponentielt fall, hvis hastighet bestemmes av den valgte tidskonstanten. Ved den øvre sendefrekvensen under 100 Hz blir toppen av kalibreringssignalet fra en spiss noe avrundet, og rundheten er jo større jo lavere øvre båndbredde på forsterkeren er (fig. 13). Det er klart at elektroencefalografiske oscillasjoner selv vil gjennomgå de samme endringene. Ved å bruke på nytt av kalibreringssignalet, justeres forsterkningsnivået for alle kanaler.
Ris. 13. Registrering av et rektangulært kalibreringssignal ved forskjellige verdier av lav- og høypassfiltre.
De tre øverste kanalene har samme båndbredde for lave frekvenser; tidskonstanten er 0,3 s. De tre nederste kanalene har samme øvre båndbredde begrenset til 75 Hz. Kanal 1 og 4 tilsvarer normal modus for EEG-opptak.
4.1 Generelle metodiske prinsipper for studien
For å få korrekt informasjon i en elektroencefalografisk studie må noen generelle regler følges. Siden, som allerede nevnt, gjenspeiler EEG nivået av funksjonell aktivitet i hjernen og er veldig følsom for endringer i oppmerksomhetsnivået, følelsesmessig tilstand, eksterne faktorer, skal pasienten under studien være i et lyst og lydtett rom. Plasseringen av den undersøkte liggende i en komfortabel stol er å foretrekke, musklene er avslappet. Hodet hviler på en spesiell nakkestøtte. Behovet for avslapning, i tillegg til å sikre maksimal hvile for motivet, bestemmes av det faktum at muskelspenninger, spesielt i hode og nakke, er ledsaget av utseendet til EMG-artefakter i opptaket. Pasientens øyne bør være lukket under studien, da dette er den mest uttalte normale alfarytmen på EEG, samt noen patologiske fenomener hos pasienter. I tillegg, kl åpne øyne forsøkspersonene beveger som regel øyeeplene og gjør blinkende bevegelser, som er ledsaget av utseendet av oculomotoriske artefakter på EEG. Før du utfører studien, blir pasienten forklart dens essens, de snakker om dens harmløshet og smerteløshet, skisserer den generelle prosedyren for prosedyren og angir dens omtrentlige varighet. For å påføre lys- og lydstimuli brukes foto- og fonostimulatorer. For fotostimulering brukes vanligvis korte (ca. 150 μs) lysglimt, nært i spektrum til hvitt, med tilstrekkelig høy intensitet (0,1-0,6 J). Noen fotostimulatorsystemer lar deg endre intensiteten til lysglimt, noe som selvfølgelig er en ekstra bekvemmelighet. I tillegg til enkle lysglimt, gjør fotostimulatorer det mulig å presentere, etter ønske, en serie identiske blink med ønsket frekvens og varighet.
En serie lysglimt av en gitt frekvens brukes til å studere reaksjonen til rytmeassimilering - evnen til elektroencefalografiske svingninger til å reprodusere rytmen til ytre stimuli. Normalt er rytmeassimileringsreaksjonen godt uttrykt ved en flimmerfrekvens nær de iboende EEG-rytmene. Sprer seg diffust og symmetrisk, har rytmiske assimileringsbølger den høyeste amplituden i de oksipitale områdene.
hjernen nervøs aktivitet elektroencefalogram
4.2 Grunnleggende prinsipper for EEG-analyse
EEG-analyse er ikke en tidsbestemt prosedyre, men utføres i hovedsak allerede i prosessen med registrering. EEG-analyse under opptak er nødvendig for å kontrollere kvaliteten, samt for å utvikle en forskningsstrategi avhengig av informasjonen som mottas. EEG-analysedata under opptaksprosessen bestemmer behovet og muligheten for å utføre visse funksjonelle tester, samt deres varighet og intensitet. Dermed bestemmes separasjonen av EEG-analyse i et eget avsnitt ikke av isolasjonen av denne prosedyren, men av spesifikasjonene til oppgavene som løses i dette tilfellet.
EEG-analyse består av tre sammenhengende komponenter:
1. Evaluering av opptakskvaliteten og differensiering av artefakter fra de faktiske elektroencefalografiske fenomenene.
2. Frekvens- og amplitudekarakteristikk av EEG, identifisering av karakteristiske grafelementer på EEG (fenomener skarp bølge, pigg, spike-bølge, etc.), bestemmelse av romlig og tidsmessig fordeling av disse fenomenene på EEG, vurdering av tilstedeværelse og natur av forbigående fenomener på EEG, som blinker, utladninger, perioder, etc., samt å bestemme lokaliseringen av kilder til ulike typer potensialer i hjernen.
3. Fysiologisk og patofysiologisk tolkning av data og formulering av en diagnostisk konklusjon.
Artefakter på EEG kan deles inn i to grupper i henhold til deres opprinnelse - fysisk og fysiologisk. Fysiske artefakter er forårsaket av brudd på de tekniske reglene for EEG-registrering og er representert av flere typer elektrografiske fenomener. Den vanligste typen artefakter er interferens fra elektriske felt skapt av enheter for overføring og drift av industriell elektrisk strøm. I opptaket gjenkjennes de ganske enkelt og ser ut som vanlige svingninger med en vanlig sinusformet form med en frekvens på 50 Hz, overlagret på gjeldende EEG eller (i fravær) som representerer den eneste typen svingninger som er registrert i opptaket.
Årsakene til disse forstyrrelsene er som følger:
1. Tilstedeværelsen av kraftige kilder til elektromagnetiske felt av nettstrømmen, slik somner, røntgenutstyr, fysioterapiutstyr, etc., i fravær av passende skjerming av laboratorielokalene.
2. Mangel på jording av elektroencefalografisk utstyr og utstyr (elektroencefalograf, stimulator, metallstol eller seng som motivet befinner seg på, etc.).
3. Dårlig kontakt mellom utladningselektroden og pasientens kropp eller mellom jordelektroden og pasientens kropp, samt mellom disse elektrodene og inngangsboksen til elektroencefalografen.
For å isolere betydelige trekk på EEG, blir den utsatt for analyse. Som for enhver oscillerende prosess, er de grunnleggende konseptene som EEG-karakteristikken er basert på frekvens, amplitude og fase.
Frekvensen bestemmes av antall svingninger per sekund, den skrives med passende tall og uttrykkes i hertz (Hz). Siden EEG er en sannsynlig prosess, strengt tatt, forekommer bølger med forskjellige frekvenser i hver seksjon av opptaket; derfor er den gjennomsnittlige frekvensen av den estimerte aktiviteten gitt. Vanligvis tas 4-5 EEG-segmenter med en varighet på 1 s og antall bølger på hver av dem telles. Gjennomsnittet av de oppnådde dataene vil karakterisere frekvensen av den tilsvarende aktiviteten på EEG
Amplitude - området av fluktuasjoner i det elektriske potensialet på EEG, det måles fra toppen av forrige bølge til toppen av neste bølge i motsatt fase (se fig. 18); estimere amplituden i mikrovolt (µV). Et kalibreringssignal brukes til å måle amplituden. Så hvis kalibreringssignalet som tilsvarer en spenning på 50 μV har en høyde på 10 mm (10 celler) på posten, vil følgelig 1 mm (1 celle) av pennavviket bety 5 μV. Ved å måle amplituden til EEG-bølgen i millimeter og multiplisere den med 5 μV, får vi amplituden til denne bølgen. I datastyrte enheter kan amplitudeverdier oppnås automatisk.
Fasen bestemmer den nåværende tilstanden til prosessen og indikerer retningen til vektoren for endringene. Noen EEG-fenomener blir evaluert etter antall faser de inneholder. Monofasisk er en oscillasjon i én retning fra den isoelektriske linjen med retur til utgangsnivået, bifasisk er en slik svingning når kurven etter fullføring av en fase passerer startnivået, avviker i motsatt retning og går tilbake til isoelektrisk linje. Polyfaseoscillasjoner er de som inneholder tre eller flere faser (fig. 19). I en snevrere forstand definerer begrepet "polyfasebølge" sekvensen av a- og langsomme (vanligvis e-) bølger.
Ris. 18. Måling av frekvens (I) og amplitude (II) på EEG. Frekvens måles som antall bølger per tidsenhet (1 s). A er amplituden.
Ris. 19. Monofasisk pigg (1), to-fase oscillasjon (2), tre-fase (3), polyfasisk (4).
Begrepet "rytme" på EEG refererer til en viss type elektrisk aktivitet som tilsvarer en viss tilstand i hjernen og assosiert med visse cerebrale mekanismer.
Følgelig, når du beskriver rytmen, er dens frekvens indikert, som er typisk for en viss tilstand og region av hjernen, amplituden og noen karakteristiske trekk ved dens endringer over tid med endringer i hjernens funksjonelle aktivitet. I denne forbindelse virker det hensiktsmessig, når man beskriver de viktigste EEG-rytmene, å assosiere dem med visse menneskelige tilstander.
KONKLUSJON
Kort oppsummering. Essensen av EEG-metoden.
Elektroencefalografi brukes for alle nevrologiske, psykiske og taleforstyrrelser. I følge EEG-data er det mulig å studere syklusen "søvn og våkenhet", bestemme siden av lesjonen, plasseringen av lesjonen, evaluere effektiviteten av behandlingen og overvåke dynamikken i rehabiliteringsprosessen. EEG er av stor betydning i studiet av pasienter med epilepsi, siden bare elektroencefalogrammet kan avsløre den epileptiske aktiviteten til hjernen.
Den registrerte kurven, som gjenspeiler naturen til hjernens biostrømmer, kalles et elektroencefalogram (EEG). Elektroencefalogrammet gjenspeiler den totale aktiviteten til et stort antall hjerneceller og består av mange komponenter. Analyse av elektroencefalogrammet lar deg identifisere bølger på det som er forskjellige i form, konstans, perioder med oscillasjon og amplitude (spenning).
LISTE OVER BRUKT LITTERATUR
1. Akimov G. A. Forbigående forstyrrelser i cerebral sirkulasjon. L. Medicine, 1974.s. 168.
2. Bekhtereva N. P., Kambarova D. K., Pozdeev V. K. Vedvarende patologisk tilstand ved sykdommer i hjernen. L. Medicine, 1978.s. 240.
3. Boeva E. M. Essays om patofysiologien til lukket hjerneskade. M. Medicine, 1968.
4. Boldyreva G. N. Rollen til diencefaliske strukturer i organiseringen av den elektriske aktiviteten til den menneskelige hjernen. I bok. Elektrofysiologisk studie av stasjonær hjerneaktivitet. M. Nauka, 1983.s. 222-223.
5. Boldyreva G. N., Bragina N. N., Dobrokhotova K. A., Vikhert T. M. Refleksjon i det menneskelige EEG av en fokal lesjon av den thalamus-subtuberkulære regionen. I bok. De viktigste problemene med elektrofysiologi i hjernen. M. Nauka, 1974.s. 246-261.
6. Bronzov I. A., Boldyrev A. I. Elektroencefalografiske parametere hos pasienter med visceral revmatisme og paroksysmer av revmatisk opprinnelse. I bok. All-russisk konferanse om problemet med epilepsi M. 1964.s. 93-94
7. Breger M. Elektrofysiologisk studie av thalamus og hippocampus hos mennesker. Physiological Journal of the USSR, 1967, v. 63, N 9, s. 1026-1033.
8. Wayne A. M. Forelesninger om nevrologi av uspesifikke hjernesystemer M. 1974.
9. Wayne A. M., Solovieva A. D., Kolosova O. A. Vegetativ-vaskulær dystoni M. Medicine, 1981, s. 316.
10. Verishchagin N. V. Patologi av det vertebrobasilære systemet og forstyrrelser i cerebral sirkulasjon M. Medicine, 1980, s. 308.
11. Georgievsky MN Medisinsk og arbeidsundersøkelse i nevroser. M. 1957.
Vert på Allbest.ru
...Lignende dokumenter
Generelle ideer om det metodologiske grunnlaget for elektroencefalografi. Elementer i sentralnervesystemet involvert i generering av elektrisk aktivitet i hjernen. Utstyr for elektroencefalografiske studier. Elektroder og filtre for EKG-registrering.
test, lagt til 04.08.2015
Viktige egenskaper ved neuronal aktivitet og studiet av aktiviteten til hjerneneuroner. Analyse av elektroencefalografi, som omhandler vurdering av biopotensialer som oppstår fra eksitasjon av hjerneceller. Magnetoencefalografi prosess.
test, lagt til 25.09.2011
Internasjonal layout av elektroder ved utførelse av et encefalogram (EEG). Typer rytmisk EEG etter frekvens og amplitude. Bruk av EEG i klinisk praksis ved diagnostisering av hjernesykdommer. Metoden for fremkalte potensialer og magnetoencefalografi.
presentasjon, lagt til 13.12.2013
Elektrografi og dens oppgaver. Evaluering av funksjonstilstanden til et organ ved dets elektriske aktivitet. Eksempler på bruk av ekvivalent generatormetode. En metode for å registrere den biologiske aktiviteten til hjernen ved å registrere biopotensialer.
presentasjon, lagt til 30.09.2014
Fremkalte potensialer - en metode for å studere den bioelektriske aktiviteten til nervevevet ved hjelp av visuelle og lydstimuleringer for hjernen, elektrisk stimulering for perifere nerver (trigeminale, ulnar) og det autonome nervesystemet.
presentasjon, lagt til 27.03.2014
Studie av funksjonstilstanden til sentralnervesystemet ved elektroencefalografi. Dannelse av undersøkelsesprotokollen. Kartlegging av hjernens elektriske aktivitet. Studie av cerebral og perifer sirkulasjon ved reografi.
semesteroppgave, lagt til 02.12.2016
Begynnelsen på studiet av de elektriske prosessene i hjernen av D. Raymon, som oppdaget dens elektrogene egenskaper. Elektroencefalografi som en moderne ikke-invasiv metode for å studere hjernens funksjonelle tilstand ved å registrere bioelektrisk aktivitet.
presentasjon, lagt til 09.05.2016
Karakterisering av bruken av den stereotaksiske metoden i nevrokirurgi for behandling av alvorlige sykdommer i det menneskelige sentralnervesystemet: parkinsonisme, dystoni, hjernesvulster. Beskrivelser moderne enheterå studere de dype strukturene i hjernen.
semesteroppgave, lagt til 16.06.2011
Bruken av et elektroencefalogram for å studere hjernens funksjon og diagnostiske formål. Måter for tildeling av biopotensialer. Eksistensen av karakteristiske rytmiske prosesser bestemt av spontan elektrisk aktivitet i hjernen. Essensen av metoden for hovedkomponenter.
semesteroppgave, lagt til 17.01.2015
De viktigste kliniske formene for traumatisk hjerneskade: hjernerystelse, mild, moderat og alvorlig hjernekontusjon, hjernekompresjon. Computertomografi av hjernen. Symptomer, behandling, konsekvenser og komplikasjoner av TBI.