Elektroencefalografia. úvod

Elektroencefalografia je metóda na štúdium elektrickej aktivity mozgu. Metóda je založená na princípe registrácie elektrických potenciálov, ktoré vznikajú v nervových bunkách pri ich činnosti. Elektrická aktivita mozgu je malá, vyjadruje sa v milióntinach voltu. Preto sa štúdium mozgových biopotenciálov uskutočňuje pomocou špeciálnych, vysoko citlivých meracích prístrojov alebo zosilňovačov, nazývaných elektroencefalografy (obr.). Na tento účel sú na povrchu ľudskej lebky navrstvené kovové platne (elektródy), ktoré sú spojené drôtmi so vstupom elektroencefalografu. Na výstupe z prístroja sa na papieri získa grafický obraz kolísania rozdielu biopotenciálov mozgu, nazývaný elektroencefalogram (EEG).

Elektroencefalograf

Údaje EEG sa u zdravého a chorého človeka líšia. V pokoji EEG dospelého zdravého človeka vykazuje rytmické kolísanie biopotenciálov dvoch typov. Väčšie výkyvy, s priemernou frekvenciou 10 za 1 sek. a s napätím 50 mikrovoltov sa nazývajú alfa vlny. Iné, menšie výkyvy, s priemernou frekvenciou 30 za 1 sek. a napätie 15-20 mikrovoltov sa nazývajú beta vlny. Ak sa ľudský mozog presunie zo stavu relatívneho pokoja do stavu aktivity, alfa rytmus sa oslabí a beta rytmus sa zvýši. Počas spánku sa znižuje alfa rytmus aj beta rytmus a objavujú sa pomalšie biopotenciály s frekvenciou 4-5 alebo 2-3 oscilácií za 1 sekundu. a frekvenciou 14-22 vibrácií za 1 sek. U detí sa EEG líši od výsledkov štúdia elektrickej aktivity mozgu u dospelých a približuje sa k nim, keď mozog úplne dozrieva, t.j. vo veku 13-17 rokov.

o rôzne choroby Mozog na EEG sú rôzne poruchy. Známky patológie na kľudovom EEG sú: pretrvávajúca absencia alfa aktivity (desynchronizácia alfa rytmu) alebo naopak jej prudké zvýšenie (hypersynchronizácia); porušenie pravidelnosti kolísania biopotenciálov; ako aj vzhľad patologické formy biopotenciály - vysokoamplitúdové pomalé (vlny théta a delta, ostré vlny, komplexy vrcholových vĺn a záchvatové výboje atď. Na základe týchto porúch môže neuropatológ určiť závažnosť a do určitej miery aj charakter ochorenia mozgu. Ak je teda napríklad v mozgu nádor alebo došlo k krvácaniu do mozgu, elektroencefalografické krivky povedia lekárovi, kde (v ktorej časti mozgu) sa toto poškodenie nachádza. Pri EEG aj v r. v interiktálnom období je možné pozorovať výskyt akútnych vĺn alebo komplexov vrcholových vĺn na pozadí normálnej bioelektrickej aktivity.

Elektroencefalografia je dôležitá najmä vtedy, keď vyvstane otázka nutnosti operácie mozgu na odstránenie nádoru, abscesu, príp. cudzie telo. Elektroencefalografické údaje v kombinácii s inými výskumnými metódami sa používajú pri zostavovaní plánu budúcej operácie.

Vo všetkých prípadoch, keď pri vyšetrovaní pacienta s ochorením CNS má neuropatológ podozrenie na štrukturálne lézie mozgu, je vhodné vykonať elektroencefalografickú štúdiu.Na tento účel sa odporúča odosielať pacientov do špecializovaných zariadení, kde fungujú elektroencefalografické miestnosti.

Elektroencefalografia (grécky enkephalos - mozog, grafo - zapisujem) - metóda na štúdium činnosti mozgu ľudí a zvierat založená na štúdiu elektrickej aktivity jeho rôznych oddelení.

Experimentálne práce ukázali, že pod vplyvom rôznych vonkajších podnetov dochádza v mozgu k elektrickým osciláciám. Takzvané spontánne oscilácie, teda oscilácie biopotenciálov, ktoré nesúvisia s aplikovanými podnetmi, prvýkrát identifikoval I. M. Sechenov v roku 1882 v mozgu žaby. V rokoch 1913-1925. V.V. Pravdich-Neminsky pomocou strunového galvanometra objavil u psov množstvo rytmických procesov v bioelektrickej aktivite mozgu.

V roku 1929 N. Berger pomocou strunového galvanometra zaznamenal bioelektrickú aktivitu ľudskej mozgovej kôry. Po preukázaní možnosti odklonu bioelektrickej aktivity od neporušeného povrchu hlavy objavil vyhliadky na použitie tejto metódy pri vyšetrovaní pacientov s poruchami mozgu. Elektrická aktivita mozgu je však veľmi slabá (hodnota biopotenciálov je v priemere 5-500 μV).

hádanky v Ľudské telo veľa a nie všetky ešte podliehajú lekárom. Najkomplexnejší a najmätúcejší z nich je snáď mozog. Rôzne metódy výskumu mozgu, ako napríklad elektroencefalografia, pomáhajú lekárom poodhaliť závoj tajomstva. Čo to je a čo môže pacient od zákroku očakávať?

Kto má nárok na elektroencefalografické vyšetrenie?

Elektroencefalografia (EEG) umožňuje objasniť mnohé diagnózy spojené s infekciami, úrazmi a poruchami mozgu.

Lekár vás môže poslať na vyšetrenie, ak:

Existuje možnosť epilepsie. Mozgové vlny v tomto prípade vykazujú zvláštnu epileptiformnú aktivitu, ktorá je vyjadrená v upravenej forme grafov.
Je potrebné určiť presnú polohu poškodenej časti mozgu alebo nádoru.
Existujú niektoré genetické choroby.
Existujú vážne porušenia spánku a bdenia.
Práca ciev mozgu je narušená.
Je potrebné posúdiť účinnosť liečby.

Metóda elektroencefalografie je použiteľná pre dospelých aj deti, je netraumatická a nebolestivá. Jasný obraz o práci mozgových neurónov v jeho rôznych častiach umožňuje objasniť povahu a príčiny neurologických porúch.

Metóda výskumu mozgu elektroencefalografia - čo to je?

Takéto vyšetrenie je založené na registrácii bioelektrických vĺn vyžarovaných neurónmi mozgovej kôry. Pomocou elektród sa zachytí, zosilní činnosť nervových buniek a prístroj sa prevedie do grafickej podoby.

Výsledná krivka charakterizuje proces práce rôznych častí mozgu, jeho funkčný stav. IN normálny stav má určitý tvar a odchýlky sa diagnostikujú s prihliadnutím na zmeny vzhľad grafika.

EEG sa môže vykonávať rôznymi spôsobmi. Miestnosť pre neho je izolovaná od cudzích zvukov a svetla. Procedúra zvyčajne trvá 2-4 hodiny a vykonáva sa na klinike alebo v laboratóriu. V niektorých prípadoch vyžaduje elektroencefalografia s depriváciou spánku viac času.

Metóda umožňuje lekárom získať objektívne údaje o stave mozgu, aj keď je pacient v bezvedomí.

Ako sa vykonáva EEG?

Ak lekár predpíše elektroencefalografiu, čo je to pre pacienta? Bude mu ponúknuté, aby si sadol do pohodlnej polohy alebo si ľahol, na hlavu si nasadil prilbu z elastického materiálu, ktorý fixuje elektródy. Ak má byť záznam dlhý, potom sa na miesta kontaktu elektród s pokožkou nanesie špeciálna vodivá pasta alebo kolódium. Elektródy nespôsobujú žiadne nepohodlie.

EEG nenaznačuje žiadne porušenie celistvosti kože ani úvod lieky(premedikácia).

K rutinnému zaznamenávaniu mozgovej aktivity dochádza u pacienta v stave pasívnej bdelosti, keď ticho leží alebo sedí so zatvorenými očami. Je to dosť náročné, čas sa pomaly vlečie a so spánkom treba bojovať. Laboratórny asistent pravidelne kontroluje stav pacienta, žiada, aby otvoril oči a vykonal určité úlohy.

Počas štúdie by mal pacient minimalizovať akúkoľvek motorickú aktivitu, ktorá by rušila. Je dobré, ak sa laboratóriu podarí opraviť lekárov, o ktorých je záujem neurologické prejavy(kŕče, tiky, epileptický záchvat). Niekedy je záchvat u epileptikov vyprovokovaný účelovo, aby sa pochopil jeho typ a pôvod.

Príprava na EEG

V predvečer štúdie stojí za to umyť si vlasy. Vlasy si radšej nezaplietajte a nepoužívajte žiadne stylingové prípravky. Sponky a sponky nechajte doma a dlhé vlasy si v prípade potreby zozbierajte do copu.

Doma treba nechať aj kovové šperky: náušnice, retiazky, piercing pier a obočia. Pred vstupom do kancelárie vypnite mobil (nielen zvuk, ale úplne), aby nerušil citlivé senzory.

Pred vyšetrením sa musíte najesť, aby ste nepociťovali hlad. Je vhodné vyhnúť sa akémukoľvek nepokoju a silným pocitom, ale nemali by ste užívať žiadne sedatíva.

Možno budete potrebovať vreckovku alebo uterák na utretie zvyšného fixačného gélu.

Vzorky počas EEG

Aby bolo možné sledovať reakciu mozgových neurónov v rôznych situáciách a rozšíriť demonštračné schopnosti metódy, elektroencefalografické vyšetrenie zahŕňa niekoľko testov:

1. Test otvorenia a zatvorenia oka. Laborant sa ubezpečuje, že pacient je pri vedomí, počuje ho a riadi sa pokynmi. Neprítomnosť vzorov na grafe v čase otvorenia očí naznačuje patológiu.

2. Test s fotostimuláciou, keď záblesky jasného svetla smerujú do očí pacienta počas záznamu. Tak sa odhalí epileptimorfná aktivita.

3. Test s hyperventiláciou, keď subjekt niekoľko minút dobrovoľne zhlboka dýcha. Frekvencia dýchacích pohybov v tomto čase mierne klesá, ale stúpa obsah kyslíka v krvi a podľa toho sa zvyšuje zásobovanie mozgu okysličenou krvou.

4. Spánková deprivácia, kedy je pacient ponorený do krátkeho spánku pomocou sedatív alebo zostáva v nemocnici na dennom pozorovaní. To vám umožňuje získať dôležité údaje o aktivite neurónov v čase prebúdzania a zaspávania.

5. Stimulácia duševnej činnosti spočíva v riešení jednoduchých problémov.

6. Stimulácia manuálnej činnosti, kedy je pacient požiadaný, aby vykonal úlohu s predmetom v rukách.

To všetko poskytuje úplnejší obraz o funkčnom stave mozgu a všimnite si porušenia, ktoré majú mierny vonkajší prejav.

Trvanie elektroencefalogramu

Čas postupu sa môže líšiť v závislosti od cieľov stanovených lekárom a podmienok konkrétneho laboratória:

30 minút alebo viac, ak môžete rýchlo zaregistrovať aktivitu, ktorú hľadáte;
2-4 hodiny v štandardnej verzii, keď je pacient vyšetrený ležiaci v kresle;
6 a viac hodín na EEG s dennou spánkovou depriváciou;
12-24 hodín, kedy sa skúmajú všetky fázy nočného spánku.

Plánovaný čas postupu môže byť zmenený podľa uváženia lekára a laboratórneho asistenta v akomkoľvek smere, pretože ak neexistujú žiadne charakteristické vzory zodpovedajúce diagnóze, EEG sa bude musieť zopakovať, čím sa vynaloží viac času a peňazí. A ak sa získajú všetky potrebné záznamy, nemá zmysel trápiť pacienta nútenou nečinnosťou.

Čo je video monitorovanie počas EEG?

Niekedy je elektroencefalografia mozgu duplikovaná videozáznamom, ktorý zaznamenáva všetko, čo sa deje počas štúdie s pacientom.

Video monitorovanie je predpísané pre pacientov s epilepsiou, aby korelovalo, ako správanie počas záchvatu koreluje s mozgovou aktivitou. Časovaná zhoda charakteristických vĺn s obrázkom môže objasniť medzery v diagnóze a pomôcť lekárovi pochopiť stav subjektu pre presnejšiu liečbu.

Výsledok elektroencefalografie

Keď pacient podstúpil elektroencefalografiu, záver sa rozdá spolu s výtlačkami všetkých grafov vlnovej aktivity rôznych častí mozgu. Okrem toho, ak sa vykonával aj video monitoring, záznam sa uloží na disk alebo flash disk.

Pri konzultácii s neurológom je lepšie ukázať všetky výsledky, aby lekár mohol posúdiť vlastnosti stavu pacienta. Elektroencefalografia mozgu nie je základom diagnózy, ale výrazne objasňuje obraz choroby.

Aby boli na grafoch jasne viditeľné všetky najmenšie zuby, odporúča sa uložiť výtlačky zarovnané do pevného priečinka.

Šifrovanie z mozgu: typy rytmov

Keď prejde elektroencefalografiou, čo ukazuje každý graf, je mimoriadne ťažké to pochopiť sami. Lekár urobí diagnózu na základe štúdie zmien v aktivite oblastí mozgu počas štúdie. Ale ak bolo predpísané EEG, potom boli dôvody dobré a nezaškodilo by vedome pristupovať k svojim výsledkom.

Takže máme v rukách výpis takéhoto vyšetrenia, ako je elektroencefalografia. Čo sú to - rytmy a frekvencie - a ako určiť hranice normy? Hlavné ukazovatele, ktoré sa objavujú v závere:

1. Alfa rytmus. Frekvencia sa bežne pohybuje od 8-14 Hz. Medzi veľké hemisféry možno pozorovať rozdiel až 100 µV. Patológia alfa rytmu je charakterizovaná asymetriou medzi hemisférami presahujúcou 30%, index amplitúdy je nad 90 μV a pod 20.

2. Beta rytmus. Upevňuje sa hlavne na predných zvodoch (v čelných lalokoch). Pre väčšinu ľudí je typická frekvencia 18-25 Hz s amplitúdou nie väčšou ako 10 μV. Patológia je indikovaná zvýšením amplitúdy nad 25 μV a pretrvávajúcim šírením beta aktivity do zadných zvodov.

3. Delta rytmus a Theta rytmus. Opravené iba počas spánku. Výskyt týchto aktivít v období bdelosti signalizuje podvýživu mozgových tkanív.

5. Bioelektrická aktivita (BEA). Normálny indikátor ukazuje synchrónnosť, rytmus a absenciu paroxyzmov. Odchýlky sa prejavujú v ranej epilepsii detstvo, predispozícia ku kŕčom a depresii.

Aby boli výsledky štúdie orientačné a informatívne, je dôležité presne dodržiavať predpísaný liečebný režim, bez zrušenia liekov pred štúdiom. Alkohol alebo energetické nápoje vypité deň predtým môžu obraz skresliť.

Na čo sa používa elektroencefalografia?

Pre pacienta sú prínosy štúdie zrejmé. Lekár môže skontrolovať správnosť predpísanej terapie a v prípade potreby ju zmeniť.

U ľudí s epilepsiou, keď sa pozorovaním stanoví obdobie remisie, môže EEG ukázať záchvaty, ktoré nie sú povrchovo pozorovateľné a stále vyžadujú lekársky zásah. Alebo sa vyhnite neprimeraným sociálnym obmedzeniam špecifikujúcim znaky priebehu choroby.

Štúdia môže tiež prispieť k včasnej diagnostike novotvarov, vaskulárnych patológií, zápalov a degenerácie mozgu.

Štúdie jenského psychiatra Hansa Bergera v 20. rokoch 20. storočia v oblasti štúdia biopotenciálov mozgu mali presne taký istý význam ako Einthovenova práca na prelome storočí, ktorá otvorila novú éru v oblasti elektrokardiografie. Už v roku 1875 si Keton všimol, že počas činnosti mozgu sa pozorujú elektrické javy. Takmer súčasne s ním Danilevsky hovoril o vplyve zvukových impulzov na elektrické javy v mozgu. Napriek tomu to bol Berger, kto objavil prepojenie javov, našiel v ňom vzťah medzi mozgovou aktivitou a elektrickými účinkami a vyvinul metódy na uplatnenie elektroencefalografie v oblasti diagnostiky. Krivku získanú a zaznamenanú z intaktného mozgu nazýva elektroencefalogram (EEG).

Elektroencefalografia sa zaoberá registráciou a hodnotením biopotenciálov vznikajúcich pri excitácii mozgových buniek. Keďže EEG je výsledkom biopotenciálov mnohých miliárd nervových buniek, ktoré tvoria nervový systém, hodnotenie nie je ani zďaleka jednoduché. Čím viac zvodov sa získa EE1, tým úplnejšie môže byť hodnotenie pri porovnaní mnohých kriviek. Na tento účel sa používajú viackanálové (8-, 12-, 16- a dokonca 32-kanálové) zariadenia. Výsledok vyšetrenia bude ešte spoľahlivejší, ak budú signály prijaté z mnohých rôznych zvodov analyzované počítačom.

Typ elektroencefalogramu

Dokonca aj Berger si všimol, že EEG pozostáva z vĺn s rôznymi amplitúdami a frekvenciami. Ak pacient pokojne leží s uvoľneným svalstvom v prostredí bez podráždenia so zavretými očami, ale nespí, potom na EEG dominuje sínusoida, najmä v krivke aktívneho napätia odobratej zo zadnej a laterálnej časti lebky. Nazýva sa to alfa rytmus. Jeho charakteristický frekvenčný rozsah je 7,5. 13 Hz a od vrcholu k vrcholu (amplitúda) je 50 µV. U niektorých pacientov môže byť amplitúda dvojnásobne väčšia, hoci asi u 10 % ľudí nie je alfa rytmus pozorovaný vôbec. Tento rytmus zmizne, len čo pacient otvorí oči. Tento jav sa nazýva inhibícia alfa. Namiesto miznúceho alfa rytmu sa objavujú častejšie náhodné vlny, ktoré obsadzujú viac veľký rozsah frekvencie Alfa rytmus je najviac punc EEG zdravého človeka, ale veľa mladých ľudí ho vôbec nemá a vôbec to nesvedčí o chorobe alebo o nedostatočnej náchylnosti organizmu.

Ďalšou charakteristickou vlnou EEG je beta rytmus. Pozoruje sa hlavne v signáloch odoberaných z prednej časti lebky. Beta rytmus má vyššiu frekvenciu ako alfa rytmus, ale nižšiu amplitúdu a menej pravidelný tvar krivky. Nezobrazuje sa neustále, ale asi po sekundových intervaloch. Každé takéto obdobie sa nazýva beta vreteno.

Z pacientovho spánku možno odobrať theta vlnu zmiešanú s alfa a beta rytmom. Frekvenčné pásmo tohto rytmu je nižšie ako pásmo alfa rytmu. Existujú aj vlny gama a delta. Vyskytujú sa spravidla v patologických prípadoch.

Aplikácia elektroencefalografie

Zvlášť dôležitú úlohu zohráva pri včasnej diagnostike epilepsie (pri určovaní jej rôznych typov). Toto ochorenie môže byť spôsobené malým krvácaním do mozgu, poškodením mozgu. Uzol, ktorý spôsobuje epilepsiu, možno identifikovať pomocou EEG. To má veľký význam napríklad pri plánovaní operačného zákroku.

Ďalšou dôležitou oblasťou použitia elektroencefalografie je zisťovanie prítomnosti a lokalizácie rôznych fokálnych procesov v mozgu (nádory, krvácania). Nad nádorom môže nastať charakteristické „elektrické ticho“, pretože bunky vytlačené fokálnym procesom nemôžu normálne fungovať. Zmeny v biopotenciáli mozgu môžu tiež spôsobiť toxické účinky.

Bolo pozorované, že EEG odráža prísun kyslíka do mozgu. Dá sa to vidieť aj zo skúseností. Ak pacient dýcha hlbšie a častejšie ako zvyčajne, zvyšuje sa obsah kyslíka v krvi vstupujúceho do mozgu, v dôsledku čoho sa mení EEG. Hypoxia mozgu je tiež sprevádzaná charakteristickými zmenami. Preto je možné pomocou elektroencefalografie sledovať stav pacienta počas operácie. Táto metóda je obzvlášť cenná, keď nie je možné použiť elektrokardiografickú analýzu počas operácie, napríklad pri operácii srdca. V takýchto prípadoch EEG informuje narkológa o stave pacientovho mozgu.

V poslednej dobe sa EEG používa častejšie pri rozhodovaní "o otázke, či nastala biologická smrť alebo nie. S rozšírením resuscitačných metód, ako je dnes známe, zastavenie srdcovej činnosti (tzv. klinická smrť) nemusí nutne znamenať znamená biologickú smrť. Ak EEG pacienta, ktorý je v stave klinickej smrti, stále poskytuje informáciu, teda k zástave mozgovej činnosti ešte nedošlo (o čom svedčí „elektrické ticho“ v EEG), čo znamená, že nádej na obrodu tela bez zvláštnych následkov preň.(Stanovenie biologickej smrti má dôležitý právny význam aj napr. pri transplantácii orgánov, kedy je potrebné rýchlo rozhodnúť, či už darcu možno považovať za mŕtveho. ) Pri sledovaní takéhoto pacienta nie je potrebný viackanálový klinický elektroencefalograf a najčastejšie je možné registráciu úplne odmietnuť. V takýchto prípadoch sa používa elektroencefaloskop, pomocou ktorého môžete vizuálne sledovať činnosť mozgu cent.

EEG možno použiť aj na posúdenie hĺbky spánku. Ak je pacient unavený, na EEG sa objavia pomalé vlny s veľkou amplitúdou. Keď pacient zaspí, alfa rytmus okamžite zmizne, krivka má menšiu amplitúdu, predĺži sa. Alfa rytmus sa môže objaviť spontánne alebo pod vplyvom nejakého vonkajšieho impulzu. Ako sa hĺbka spánku zvyšuje, na tejto natiahnutej krivke sa objavujú beta vretienka. Ak je EEG pozorované vo viacerých zvodoch, potom, ako ukazuje skúsenosť, beta vretienka sa neobjavujú súčasne, čím sa potvrdzuje, že k inhibícii v jednotlivých častiach mozgu nedochádza súčasne. Preto sa ukazuje, že v niektorých zvodoch existuje alfa rytmus, zatiaľ čo v iných sa pozoruje alfa inhibícia. Ako sa spánok prehlbuje, beta vretienka postupne miznú a objavujú sa nepravidelné vlny (theta a delta). Ak je pacient v anestézii a množstvo sedatív sa nezníži, amplitúda EKG sa bude zmenšovať a zmenšovať, až kým nenastane stav nadmerne hlbokého spánku. Súčasne sa amplitúdy EEG znížia takmer na nulu.

Keďže EEG zachytáva stav bdelosti, stav „pripravenosti mozgu“, metóda sa dá úspešne použiť na sledovanie schopnosti človeka sústrediť svoju pozornosť na určité veci. Napríklad vo vysokorýchlostných lietadlách, v kozmických lodiach je pred vykonaním dôležitých manévrov potrebné, aby bol pilot čo najpozornejší. V takýchto prípadoch je jeho EEG neustále monitorované a v prípade oslabenia pozornosti je pilot alebo sledovacia stanica upozornená na možné nebezpečenstvo spánku. Samozrejmosťou sú primerané opatrenia (pacient sa musí osviežiť, dať mu lieky, zobudiť smenu a pod.).

EEG elektródy

Najdôležitejšie pre správny priebeh elektroencefalografického vyšetrenia je správne umiestnenie elektród. Faktom je, že elektroencefalografický signál má často amplitúdu len niekoľkých mikrovoltov (v priemere 50 μV) a mozgová tekutina umiestnená medzi mozgovými bunkami a elektródami a hrubá kosť lebky ako prechodný odpor oslabujú elektrický účinok. . Preto treba tvar a materiál elektródy voliť tak, aby bol zabezpečený čo najnižší prechodový odpor a nevznikalo polarizačné napätie. Pri vhodnej konštrukcii a usporiadaní elektród môže byť odpor medzi nimi znížený na 1 ... 2 kOhm. Typicky sa strieborné alebo chloridové elektródy používajú vo forme gombíka. Elektródy sú pripevnené k pokožke hlavy pomocou gumových obväzov alebo elektródových prilb a kontaktné miesto je dôkladne odmastené. Vlasy sú spravidla rozdelené a iba v zriedkavých prípadoch sú odrezané. Kontaktný odpor medzi elektródou a pokožkou je možné znížiť použitím špeciálnej elektródovej pasty. Pretože vodiče k elektródam môžu zachytiť významný elektrický šum, vyššie požiadavky by mali byť kladené aj na vstupný stupeň zosilňovača. Ak nie sú vstupné impedancie v dvoch vetvách diferenciálneho zosilňovača rovnaké, potom ani jeho vysoký zisk nezaručuje kvalitné merania. Preto by sa pri inštalácii elektród malo usilovať nielen o zabezpečenie malých prechodových odporov, ale aj o ich rovnosť. Preto väčšina EEG prístrojov má prístroj, ktorý meria odpor elektród.

Metódy vedenia

Pri elektroencefalografii sa zvyčajne používajú tri metódy zvodov (obr. 9). Pri unipolárnom (alebo unipolárnom) zvode sa napätie zaznamenáva v jednotlivých bodoch vzhľadom na spoločnú referenciu. Ako referenčný bod možno použiť spojenie dvoch ušných elektród. V zásade by napätie v tomto bode malo byť konštantné, ale v praxi kolíše. Preto môže byť ťažké vybrať vhodný referenčný bod. V určitých prípadoch je vhodné vytvoriť referenčný bod prepojením všetkých odberných bodov cez súčet odporov a považovať rozdiel v napätí vzhľadom na napätie v tomto bode v danom okamihu za zaznamenaný signál. Ak je potrebné odhaliť takú patologickú aktivitu, ako je ostrá vlna, ktorú je možné vysledovať len pod jedným bodom zvodu, potom pomocou takéhoto referenčného bodu sa ostrá vlna objaví len v jednom zvode, alebo v najhoršom prípade vo viacerých. Týmto spôsobom je možné dosiahnuť lokalizáciu javu. (Tento systém elektród zodpovedá unipolárnemu

metóda používaná v elektrokardiografii, keď referenčný bod tvoria tri súčty odporov).

Pri metóde bipolárneho zvodu sa zaznamenáva potenciálny rozdiel medzi pármi zvodových bodov. Takto možno najpresnejšie lokalizovať jednotlivé záblesky elektrickej aktivity mozgu. V tomto prípade je elektróda nad bodom výboja kladná a potenciál v susednom bode spôsobuje zápornú odchýlku v EEG. Lekár s trénovaným okom okamžite zaznamená 180-stupňový fázový rozdiel medzi signálmi z dvoch bodov. Tento jav sa považuje za najspoľahlivejší prostriedok na určenie polohy ohniska jemnej lokalizovanej elektrickej aktivity mozgu.

Elektroencefalografy

Schéma zapojenia zariadenia je podobná schéme elektrokardiografu. Keďže sú však EEG signály takmer o dva rády slabšie, zisk elektroencefalografu musí byť veľký. Elektroencefalografy sa líšia od elektrokardiografov v spôsobe, akým zaznamenávajú signály. Ak tieto v súčasnosti nepoužívajú registrátory píšuce atramentom, potom je táto metóda najbežnejšia medzi elektroencefalografmi. Dôvodom je, že pomocou elektroencefalografu aj tento spôsob záznamu signálov umožňuje fixovať prenos relatívne nízkych frekvencií. A zároveň má táto metóda oproti iným veľkú výhodu: záznamový papier je veľmi lacný, čo je veľmi dôležité, keďže na záznam EEG pacienta je potrebné použiť pásku s dĺžkou 40 ... 50 m. údaje EEG sú následne spracované v počítači. Ak by sa na druhej strane vytvoril aparát na čítanie krivky v atramentovom zázname a zadávanie získaných údajov do počítača, potom by to dopadlo veľmi ťažkopádne. A samotný proces by zabral veľa času a vyžadoval by si vysoké náklady. Na druhej strane pri nahrávaní signálov magnetofónom strácame možnosť kontrolovať fixáciu pri jej nahrávaní priamo vizuálne.

Elektroencefalogramová analýza

Samotné EEG je zložitejším priebehom ako EKG, nehovoriac o tom, že vyžaduje viac zvodov a zaznamenávanie signálov trvá dlhšie. Očné hodnotenie tu ponecháva veľa požiadaviek, takže túžba odborníkov urobiť analýzu EEG pohodlnejšou a presnejšou je pochopiteľná. Rôzne analyzátory (v ktorých možno použiť spektrálnu analýzu, integráciu, diferenciáciu, krížovú koreláciu, autokoreláciu, priemerovanie atď.) umožňujú získať z EEG stále cennejšie informácie. Napríklad obr. 13 jasne ukazuje rozdiel medzi EEG spektrami získanými od pacientov s otvorenými a zatvorenými očami: zatvorené oči spektrum sa posúva smerom k vyšším frekvenciám.

EEG získaný počas registrácie spontánnej bioelektrickej aktivity niekedy neposkytuje charakteristický obraz. Preto sa pri elektroencefalografii často používa umelá stimulácia a hodnotí sa odpoveď na ňu. Takže napríklad pod vplyvom svetelnej stimulácie sa mozgová aktivita mení. Charakteristické zmeny sa pozorujú aj pri vystavení zvuku. V dôsledku toho sú zariadenia na vytváranie svetelnej a zvukovej stimulácie dôležité prostriedky elektroencefalografická analýza.

Zavedenie tejto metódy do klinickej praxe a experimentálnej neurofyziológie umožnilo získať zásadne nové údaje o funkčnej organizácii mozgu: o takzvaných nešpecifických systémoch – aktivačných a deaktivačných (synchronizačných), o organizácii spánku ( pomalý a rýchly spánok) a úloha narušeného fungovania nešpecifických systémov v mnohých patologických procesoch.

Metóda elektroencefalografie zohrala veľkú úlohu vo vývoji moderných predstáv o patogenéze epilepsie. Pre diagnostiku je to druhé najdôležitejšia metóda inštrumentálny výskum.

Na registráciu EEG sa používajú špeciálne prístroje - elektroencefalografy, ktoré stotisíckrát, miliónkrát zosilnia bioelektrickú aktivitu odobranú z mozgu a zaznamenajú ju na papierovú pásku alebo v počítačovom procesore s následným vizuálnym alebo automatickým rozborom.

Elektroencefalografia sa zaznamenáva v uvoľnenom stave subjektu so zatvorenými očami.

EEG s funkčnými testami

Po zaznamenaní aktivity pozadia sa aplikujú funkčné testy: krátkodobé otvorenie očí (spôsobí aktivačnú reakciu - vymiznutie a-rytmu), svetelná rytmická stimulácia (normálne asimilácia frekvencií blikania svetla v rozsahu zaznamená sa 6-18 Hz); hyperventilácia – hlboké dýchanie („nafúknutie lopty“) – spôsobuje synchronizáciu, t.j. spomalenie frekvencie kmitov a zvýšenie ich amplitúdy. Tento jav je obzvlášť výrazný u detí a zvyčajne sa stáva bezvýznamným po 20. roku života.

Evokované potenciály

Špeciálnou metódou elektroencefalografického výskumu je metóda zaznamenávania evokovaných odpovedí mozgu (evokované potenciály - EP) na diskrétnu stimuláciu (svetlo, zvuk a pod.), EEG registruje pravidelnú odpoveď, pri bežnej metóde záznamu však nevýznamnú amplitúda odozvy na pozadí rytmickej aktivity obrovské množstvo neurónov vám neumožňuje vybrať odpoveď. Tvorba špeciálne zariadenia, umožňujúci sumarizovať opakované odpovede a vyrovnávať aktivitu pozadia, umožnil zaviesť metódu evokovaných potenciálov do klinickej a experimentálnej praxe.

Evokovanými potenciálmi sú rytmické fluktuácie, pri ktorých sa rozlišuje skorá a neskorá zložka (obr. 1.9.14). Predpokladá sa, že prvé komponenty odrážajú procesy spojené s budením a prechodom impulzu pozdĺž zodpovedajúcej senzorickej dráhy s jeho prepínaním v reléových štruktúrach; neskoré komponenty sú spojené s aferentom z nešpecifických štruktúr aktivovaných špecifickými impulzmi.

Existujú negatívne (smerované nahor od izočiary) a pozitívne (smerované nadol) oscilácie, ktoré sú označené zodpovedajúcimi číslami alebo číslami označujúcimi latentné periódy oscilácií v milisekundách.

Skúmajte reakcie na záblesky svetla – vizuálne evokované potenciály (VEP, zvukové kliknutia – sluchové evokované potenciály (AEP) a elektrickú stimuláciu periférnych nervov alebo receptorov – somatosenzorické evokované potenciály (SSEP).

V klinickej praxi sa metóda evokovaných potenciálov využíva pri diagnostike úrovne a lokalizácie poškodenia nervového systému a teda niektorých ochorení, najmä sklerózy multiplex (skoré zložky VEP sú narušené), hysterickej slepoty (VEP nemajú zmena) atď.

V posledných rokoch vstúpili do klinickej praxe nové metódy počítačového spracovania elektroencefalografie: amplitúdové mapovanie, odhad spektrálneho výkonu, metóda viackrokovej dipólovej lokalizácie a metóda elektromagnetickej tomografie s nízkym rozlíšením.

Amplitúdové mapovanie bioelektrickej aktivity mozgu

Táto metóda vám umožňuje kedykoľvek vizualizovať rozloženie potenciálových rozdielov na povrchu mozgu, vyhodnotiť polaritu, priestorové rozloženie určitých javov, ako aj zhodu potenciálových máp s dipólovým modelom (konkrétne prítomnosť 1 alebo 2 extrémy opačného znamienka) .

Odhad spektrálneho výkonu

Táto metóda sa používa na analýzu priestorového rozloženia spektrálnej sily podľa hlavných rytmov EEC: α, β 1 , β 2 , θ a δ na daných úsekoch záznamov bez artefaktov (epochy analýzy). Výber epoch je určený prítomnosťou javov, ktoré výskumníka zaujímajú na EEG.

Viackroková metóda lokalizácie dipólov

Program BranLoc, založený na analýze rozloženia potenciálových rozdielov na povrchu hlavy, umožňuje riešiť inverzný problém EEG, t.j. určiť trojrozmernú lokalizáciu zdrojov bioelektrickej aktivity mozgu. Zdroj aktivity je reprezentovaný ako dipól v trojrozmernom priestore (karteziánsky súradnicový systém), kde os X prechádza pozdĺž ión-nasonovej čiary, os Y je rovnobežná s čiarou spájajúcou zvukovody, os Z je od základne po artex. Funkcie programu vám umožňujú zobraziť výsledky dipólovej lokalizácie na skutočných a štandardizovaných rezoch CT alebo MRI.

norma EEG

Bioelektrické potenciály sú normálne charakterizované symetriou. EEG odráža celkovú funkčnú aktivitu neurónov v mozgovej kôre. Táto činnosť je však pod vplyvom nešpecifických kmeňovo-kortikálnych systémov, aktivujúcich a deaktivujúcich, je rytmicky organizovaná a má inú vekovú charakteristiku.

Na elektroencefalografii dospelého človeka v bdelom stave (obr. 1.9.10) bioelektrická aktivita pozostáva hlavne z rytmu a ťažkých klkov s frekvenciou 8-12 Hz a amplitúdou 50-100 μV (a-rytmus), vyjadrené najmä v zadné časti mozgu, maximálne - v okcipitálnych zvodoch a z častejších výkyvov v predných častiach mozgu s frekvenciou 13-40 Hz a amplitúdou do 15 μV (p-rytmus). materiál zo stránky

EEG dieťaťa

EEG novorodenca je charakterizované absenciou rytmickej aktivity. Registrujú sa nepravidelné pomalé vlny. Do veku 3 mesiacov sa formuje rytmická činnosť, hlavne v 5-pásme. Do 6. mesiaca dominuje 0-rytmus (5-6 Hz). V budúcnosti sa objavuje a rastie takzvaný pomalý a-rytmus (7-8 Hz), ktorý sa stáva dominantným do veku 12 mesiacov.

11.02.2002

Momot T.G.

Aký je dôvod potreby elektroencefalografickej štúdie?

Potreba použiť EEG je spôsobená tým, že jeho údaje by sa mali brať do úvahy ako zdravých ľudí pri profesionálnom výbere, najmä medzi ľuďmi pracujúcimi v stresových situáciách alebo s škodlivé podmienky produkciu, a pri vyšetrovaní pacientov riešiť diferenciálne diagnostické problémy, čo je dôležité najmä v skorých štádiách ochorenia vybrať čo najviac efektívne metódy liečba a monitorovanie terapie.

Aké sú indikácie pre elektroencefalografiu?

Za nepochybné indikácie na vyšetrenie treba považovať prítomnosť pacienta: epilepsiu, neepileptické krízy, migrénu, volumetrický proces, cievne lézie mozgu, traumatické poranenie mozgu, zápalové ochorenie mozgu.

Okrem toho v iných prípadoch, ktoré sú pre ošetrujúceho lekára náročné, možno pacienta poslať aj na elektroencefalografické vyšetrenie; často sa robia viacnásobné opakované EEG vyšetrenia na sledovanie účinku liekov a objasnenie dynamiky ochorenia.

Čo zahŕňa príprava pacienta na vyšetrenie?

Prvou požiadavkou pri vykonávaní EEG vyšetrení je jasné pochopenie jeho cieľov elektrofyziológom. Napríklad, ak lekár potrebuje len posúdenie celkového funkčného stavu centrálneho nervového systému, vyšetrenie sa vykonáva podľa štandardného protokolu, ak je potrebné zistiť epileptiformnú aktivitu alebo prítomnosť lokálnych zmien, čas vyšetrenia a funkčné záťaže sa menia individuálne, možno použiť záznam z dlhodobého monitorovania. Preto ošetrujúci lekár, ktorý pacienta odkáže na elektroencefalografickú štúdiu, musí zozbierať anamnézu pacienta, v prípade potreby poskytnúť predbežné vyšetrenie rádiológom a oftalmológom a jasne formulovať hlavné úlohy diagnostického hľadania neurofyziológa. Pri vykonávaní štandardnej štúdie musí mať neurofyziológ v štádiu počiatočného hodnotenia elektroencefalogramu údaje o veku a stave vedomia pacienta a ďalšie klinické informácie môžu ovplyvniť objektívne hodnotenie určitých morfologických prvkov.

Ako dosiahnuť bezchybnú kvalitu záznamu EEG?

Účinnosť počítačovej analýzy elektroencefalogramu závisí od kvality jeho registrácie. Bezchybný záznam EEG je kľúčom k jeho následnej správnej analýze.

EEG registrácia sa vykonáva iba na vopred kalibrovanom zosilňovači. Kalibrácia zosilňovača sa vykonáva podľa pokynov priložených k elektroencefalografu.

Na vyšetrenie sa pacient pohodlne usadí do kresla alebo položí na gauč, na hlavu sa mu nasadí gumená prilba a priložia sa elektródy, ktoré sú napojené na elektroencefalografický zosilňovač. Tento postup je podrobnejšie opísaný nižšie.

Schéma umiestnenia elektród.

Montáž a aplikácia elektród.

Starostlivosť o elektródy.

Podmienky registrácie EEG.

Artefakty a ich odstraňovanie.

Postup záznamu EEG.

A. Rozloženie elektród

Na záznam EEG sa používa systém usporiadania elektród "10-20%", ktorý zahŕňa 21 elektród, alebo upravený systém "10-20%", ktorý obsahuje 16 aktívnych elektród s referenčnou spriemerovanou spoločnou elektródou. Charakteristickým rysom posledného systému, ktorý používa spoločnosť "DX Systems" je prítomnosť nepárovej okcipitálnej elektródy Oz a nepárovej centrálnej Cz. Niektoré verzie programu poskytujú systém 16 elektród s dvoma okcipitálnymi zvodmi O1 a O2, pri absencii Cz a Oz. Uzemňovacia elektróda je umiestnená v strede prednej frontálnej oblasti. Abecedné a digitálne označenia elektród zodpovedajú medzinárodnému usporiadaniu "10-20%". Odstránenie elektrických potenciálov sa uskutočňuje monopolárnym spôsobom s priemerným súčtom. Výhodou tohto systému je menej časová náročnosť procesu aplikácie elektród s dostatočným informačným obsahom a možnosťou konverzie na ľubovoľné bipolárne zvody.

b. Montáž a aplikácia elektród sa vykonáva v nasledujúcom poradí:

Elektródy sú pripojené k zosilňovaču. Za týmto účelom sa elektródové zástrčky vkladajú do elektródových zásuviek zosilňovača.

Pacient má na sebe prilbu. V závislosti od veľkosti hlavy pacienta sa rozmery prilby upravujú uťahovaním a povoľovaním gumičiek. Umiestnenie elektród sa určuje podľa systému umiestnenia elektród a na priesečníku s nimi sú inštalované postroje na prilby. Je potrebné mať na pamäti, že prilba by pacientovi nemala spôsobovať nepohodlie.

Vatovým tampónom namočeným v alkohole sa miesta určené na nastavenie elektród odmastia.

Podľa označení uvedených na paneli zosilňovača sú elektródy inštalované na miestach, ktoré poskytuje systém, párové elektródy sú usporiadané symetricky. Bezprostredne pred umiestnením každej elektródy sa elektródový gél nanesie na povrch v kontakte s pokožkou. Je potrebné mať na pamäti, že gél použitý ako vodič musí byť určený na elektrodiagnostiku.

C. Starostlivosť o elektródy.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať starostlivosti o elektródy: po ukončení práce s pacientom je potrebné elektródy umyť teplá voda a osušte čistou utierkou, zabráňte zauzleniu a nadmernému ťahaniu káblov elektród, ako aj vody a soľného roztoku na konektoroch káblov elektród.

D. Podmienky registrácie EEG.

Podmienky na zaznamenávanie elektroencefalogramu by mali pacientovi poskytnúť stav uvoľnenej bdelosti: pohodlné kreslo; svetlo a zvukotesná komora; správne umiestnenie elektród; umiestnenie fonofotostimulátora vo vzdialenosti 30-50 cm od očí subjektu.

Po priložení elektród by sa mal pacient pohodlne usadiť na špeciálnom kresle. Svaly horného ramenného pletenca by mali byť uvoľnené. Kvalitu záznamu je možné skontrolovať zapnutím elektroencefalografu v režime záznamu. Elektroencefalograf však dokáže registrovať nielen elektrické potenciály mozgu, ale aj cudzie signály (tzv. artefakty).

E. Artefakty a ich odstraňovanie.

Väčšina míľnikom Využitie počítačov v klinickej elektroencefalografii je príprava počiatočného elektroencefalografického signálu, ktorý je uložený v pamäti počítača. Hlavnou požiadavkou je tu zabezpečiť vstup EEG bez artefaktov (Zenkov L.R., Ronkin M.A., 1991).

Na odstránenie artefaktov je potrebné určiť ich príčinu. V závislosti od príčiny výskytu sa artefakty delia na fyzikálne a fyziologické.

Fyzické artefakty sú spôsobené technickými príčinami, medzi ktoré patria:

Neuspokojivá kvalita uzemnenia;

Možný vplyv rôznych zariadení používaných v medicíne (röntgen, fyzioterapia atď.);

Nekalibrovaný zosilňovač elektroencefalografického signálu;

Nekvalitné umiestnenie elektródy;

Poškodenie elektródy (časť, ktorá je v kontakte s povrchom hlavy a spojovacím drôtom);

Vyzdvihnutie z fungujúceho fonofotostimulátora;

Porušenie elektrickej vodivosti, keď sa voda a soľný roztok dostanú na konektory káblov elektród.

Na riešenie problémov súvisiacich s neuspokojivou kvalitou uzemnenia, rušením blízkym zariadením a funkčným fonofotostimulátorom je potrebná asistencia inštalačného technika, ktorý správne uzemní lekárske vybavenie a nainštaluje systém.

V prípade nekvalitnej aplikácie elektród ich preinštalujte podľa p.B. súčasné odporúčania.

Poškodenú elektródu je potrebné vymeniť.

Vyčistite konektory káblov elektród alkoholom.

Fyziologické artefakty, ktoré sú spôsobené biologickými procesmi organizmu subjektu, zahŕňajú:

Elektromyogram - artefakty pohybu svalov;

Elektrookulogram - artefakty pohybu očí;

Artefakty spojené so zaznamenávaním elektrickej aktivity srdca;

Artefakty spojené s pulzáciou krvných ciev (s blízkou polohou cievy od záznamovej elektródy;

Artefakty súvisiace s dýchaním;

Artefakty spojené so zmenami v odolnosti kože;

Artefakty spojené s nepokojným správaním pacienta;

Fyziologickým artefaktom sa nie je vždy možné úplne vyhnúť, takže ak sú krátkodobé (zriedkavé žmurkanie očami, napätie žuvacích svalov, krátkodobá úzkosť), odporúča sa ich odstrániť pomocou špeciálneho režimu, ktorý program poskytuje. Hlavnou úlohou výskumníka v tejto fáze je správne rozpoznanie a včasné odstránenie artefaktov. V niektorých prípadoch sa na zlepšenie kvality EEG používajú filtre.

Registrácia elektromyogramu môže byť spojená s napätím žuvacieho svalu a reprodukuje sa vo forme oscilácií s vysokou amplitúdou v rozsahu beta v časových zvodoch. Podobné zmeny sa vyskytujú pri prehĺtaní. Určité ťažkosti vznikajú aj pri vyšetrovaní pacientov s tikoidnými zášklbmi, pretože dochádza k vrstveniu elektromyogramu na elektroencefalograme, v týchto prípadoch je potrebné aplikovať antimuskulárnu filtráciu alebo predpísať vhodnú medikamentóznu terapiu.

Ak pacient dlho žmurká, môžete sa ho opýtať sami ľahkým stlačením indexu a palec majte očné viečka zatvorené. Tento zákrok môže vykonať aj zdravotná sestra. Okulogram sa zaznamenáva vo frontálnych zvodoch vo forme obojstranne synchrónnych oscilácií v rozsahu delta, ktoré amplitúdou presahujú úroveň pozadia.

Elektrická aktivita srdca môže byť zaznamenaná hlavne v ľavom zadnom temporálnom a okcipitálnom vedení, frekvencia sa zhoduje s pulzom, je reprezentovaná jednotlivými fluktuáciami v rozsahu theta, ktoré mierne presahujú úroveň aktivity pozadia. Nespôsobuje viditeľnú chybu v automatickej analýze.

Artefakty spojené s vaskulárnou pulzáciou sú reprezentované hlavne osciláciami delta-rozsahu, presahujú úroveň aktivity pozadia a sú eliminované premiestnením elektródy do susednej oblasti, ktorá sa nenachádza nad cievou.

Pri artefaktoch spojených s dýchaním pacienta sa zaznamenávajú pravidelné oscilácie pomalých vĺn, ktoré sa zhodujú v rytme s dýchacie pohyby a v dôsledku mechanických pohybov hrudníka, častejšie sa počas testu prejavuje hyperventiláciou. Na jeho odstránenie sa odporúča požiadať pacienta, aby prešiel na bránicové dýchanie a vyvaroval sa vonkajších pohybov počas dýchania.

S artefaktmi spojenými so zmenou odolnosti kože, ktorá môže byť spôsobená porušením emočný stav pacient zaznamenal nepravidelné oscilácie pomalých vĺn. Na ich odstránenie je potrebné pacienta upokojiť, oblasti kože pod elektródami opäť pretrieť liehom a vertikutovať kriedou.

O otázke vhodnosti štúdie a možnosti použitia liekov u pacientov v stave psychomotorickej agitácie sa rozhoduje spoločne s ošetrujúcim lekárom individuálne pre každého pacienta.

V prípadoch, keď sú artefakty pomalé vlny, ktoré sa ťažko eliminujú, je možné zaznamenávať s časovou konštantou 0,1 s.

F. Aký je postup pri zaznamenávaní EEG?

Procedúra záznamu EEG pri bežnom vyšetrení trvá asi 15-20 minút a zahŕňa záznam „krivky pozadia“ a záznam EEG v rôznych funkčných stavoch. Je vhodné mať niekoľko vopred vytvorených registračných protokolov vrátane funkčných testov rôzneho trvania a postupnosti. V prípade potreby možno použiť záznam dlhodobého sledovania, ktorého trvanie je spočiatku obmedzené len rezervami papiera alebo voľným miestom na disku, kde sa databáza nachádza. protokolový záznam. Záznam protokolu môže obsahovať viacero funkčných sond. Výskumný protokol sa vyberie individuálne alebo sa vytvorí nový, ktorý udáva poradie vzoriek, ich typ a trvanie. Štandardný protokol zahŕňa test otvorenia očí, 3-minútovú hyperventiláciu, fotostimuláciu pri frekvencii 2 a 10 Hz. Ak je to potrebné, phono- alebo foto-stimulácia sa vykonáva pri frekvenciách do 20 Hz, spúšťajúc stimuláciu na danom kanáli. V špeciálnych prípadoch navyše zovretie prstov v päsť, zvukové podnety, prijímanie rôznych farmakologické prípravky, psychologické testy.

Čo sú štandardné funkčné testy?

Test „otvorené-zatvorené oči“ sa zvyčajne vykonáva v trvaní približne 3 sekúnd s intervalmi medzi po sebe nasledujúcimi testami od 5 do 10 sekúnd. Predpokladá sa, že otvorenie očí charakterizuje prechod k aktivite (viac-menej zotrvačnosť procesov inhibície); a zatváranie očí charakterizuje prechod do pokoja (viac-menej zotrvačnosť excitačných procesov).

Normálne, keď sú oči otvorené, dochádza k potlačeniu aktivity alfa a zvýšeniu (nie vždy) aktivity beta. Zatvorením očí sa zvyšuje index, amplitúda a pravidelnosť alfa aktivity.

Latentná perióda odpovede s otvorenými a zatvorenými očami sa pohybuje od 0,01 do 0,03 sekundy a 0,4 až 1 sekundy. Predpokladá sa, že odpoveďou na otvorenie očí je prechod zo stavu pokoja do stavu aktivity a charakterizuje inertnosť procesov inhibície. A reakcia na zatvorenie očí je prechodom zo stavu aktivity do pokoja a charakterizuje inertnosť procesov excitácie. Parametre odpovede pre každého pacienta sú pri opakovaných skúškach zvyčajne stabilné.

Pri vykonávaní testu s hyperventiláciou musí pacient dýchať zriedkavými hlbokými nádychmi a výdychmi 2-3 minúty, niekedy aj dlhšie. U detí do 12-15 rokov vedie hyperventilácia do konca 1. minúty prirodzene k spomaleniu EEG, ktoré sa pri ďalšej hyperventilácii zvyšuje súčasne s frekvenciou kmitov. Efekt hypersynchronizácie EEG počas hyperventilácie je výraznejší, čím je subjekt mladší. Normálne takáto hyperventilácia u dospelých nespôsobuje žiadne špeciálne zmeny v EEG alebo niekedy vedie k zvýšeniu percentuálneho podielu alfa rytmu na celkovej elektrickej aktivite a amplitúde alfa aktivity. Treba poznamenať, že u detí mladších ako 15-16 rokov je normou výskyt pravidelnej pomalej generalizovanej aktivity s vysokou amplitúdou počas hyperventilácie. Rovnaká reakcia sa pozoruje u mladých dospelých (do 30 rokov). Pri hodnotení odpovede na hyperventilačný test treba brať do úvahy stupeň a povahu zmien, čas ich vzniku po nástupe hyperventilácie a trvanie ich pretrvávania po skončení testu. V literatúre neexistuje konsenzus o tom, ako dlho pretrvávajú zmeny EEG po ukončení hyperventilácie. Podľa pozorovaní N. K. Blagosklonovej by sa pretrvávanie zmien EEG dlhšie ako 1 minútu malo považovať za príznak patológie. V niektorých prípadoch však hyperventilácia vedie k objaveniu sa špeciálnej formy elektrickej aktivity mozgu - paroxyzmálnej. V roku 1924 O. Foerster ukázal, že intenzívne hlboké dýchanie počas niekoľkých minút vyvoláva u pacientov s epilepsiou výskyt aury alebo rozšíreného epileptického záchvatu. Zavedením elektroencefalografického vyšetrenia do klinickej praxe sa zistilo, že u veľkého počtu pacientov s epilepsiou sa epileptiformná aktivita objavuje a zintenzívňuje už v prvých minútach hyperventilácie.

Ľahká rytmická stimulácia.

V klinickej praxi sa na EEG analyzuje výskyt rytmických odpovedí rôznej závažnosti, opakujúcich sa rytmus svetelných zábleskov. V dôsledku neurodynamických procesov na úrovni synapsií môže EEG okrem jednoznačného opakovania blikajúceho rytmu vykazovať javy konverzie stimulačnej frekvencie, keď frekvencia odpovedí EEG je vyššia alebo nižšia ako frekvencia stimulácie, zvyčajne o párny počet krát. Dôležité je, aby v každom prípade nastal efekt synchronizácie mozgovej aktivity s externým snímačom rytmu. Za normálnych okolností leží optimálna stimulačná frekvencia na detekciu maximálnej asimilačnej reakcie v oblasti prirodzených frekvencií EEG, ktoré dosahujú 8–20 Hz. Amplitúda potenciálov počas asimilačnej reakcie zvyčajne nepresahuje 50 μV a najčastejšie nepresahuje amplitúdu spontánnej dominantnej aktivity. Reakcia asimilácie rytmu je najlepšie vyjadrená v okcipitálnych oblastiach, čo je samozrejme spôsobené zodpovedajúcou projekciou vizuálneho analyzátora. Normálna reakcia asimilácie rytmu sa zastaví najneskôr 0,2-0,5 sekundy po ukončení stimulácie. Charakteristickým znakom mozgu pri epilepsii je zvýšený sklon k excitačným reakciám a synchronizácii nervovej aktivity. V tomto ohľade pri určitej, individuálnej pre každú vyšetrovanú frekvenciu, mozog pacienta s epilepsiou poskytuje hypersynchrónne reakcie s vysokou amplitúdou, niekedy nazývané fotokonvulzívne reakcie. V niektorých prípadoch sa odozvy na rytmickú stimuláciu zvyšujú v amplitúde, nadobúdajú komplexnú formu vrcholov, ostrých vĺn, komplexov vrchol-vlna a iných epileptických javov. V niektorých prípadoch elektrická aktivita mozgu pri epilepsii pod vplyvom blikajúceho svetla nadobúda autorytmický charakter samoudržiavajúceho sa epileptického výboja bez ohľadu na frekvenciu stimulácie, ktorá ho vyvolala. Výboj epileptickej aktivity môže pokračovať aj po ukončení stimulácie a niekedy sa môže zmeniť na petit mal alebo grand mal záchvat. Takého druhu epileptické záchvaty nazývaný fotogenický.

V niektorých prípadoch sa používajú špeciálne testy s adaptáciou na tmu (pobyt v zatemnenej miestnosti do 40 minút), čiastočným a úplným (od 24 do 48 hodín) depriváciou spánku, ako aj spoločným monitorovaním EEG a EKG a monitorovaním nočného spánku. .

Ako vzniká elektroencefalogram?

O pôvode elektrických potenciálov mozgu.

V priebehu rokov sa teoretické predstavy o pôvode mozgových potenciálov opakovane menili. Naša úloha nezahŕňa hĺbkovú teoretickú analýzu neurofyziologických mechanizmov generovania elektrickej aktivity. Obrazné vyjadrenie Graya Waltera o biofyzikálnom význame informácií, ktoré prijíma elektrofyziológ, uvádza nasledujúci citát: "Elektrické zmeny, ktoré spôsobujú striedavé prúdy rôznych frekvencií a amplitúd, ktoré registrujeme, sa vyskytujú v bunkách samotného mozgu. Nepochybne to je ich jediným zdrojom. Mozog by sa mal opísať ako rozsiahly agregát elektrických prvkov, ktorý je taký početný ako hviezdna populácia Galaxie. V oceáne mozgu stúpajú nepokojné prílivy našej elektrickej bytosti, tisíckrát relatívne silnejšej než Príliv a odliv oceánov Zeme. K tomu dochádza, keď sú milióny prvkov spoločne excitované, čo umožňuje merať rytmus ich opakovaných výbojov vo frekvencii a amplitúde.

Nie je známe, čo spôsobuje, že tieto milióny buniek spolupracujú a čo spôsobuje vybitie jednej bunky. K vysvetleniu týchto základných mozgových mechanizmov sme ešte veľmi ďaleko. Budúci výskum nám možno poskytne dynamickú perspektívu úžasných objavov, podobných tomu, ktorý sa otvoril pred fyzikmi v ich pokusoch pochopiť atómovú štruktúru našej bytosti. Možno, podobne ako vo fyzike, možno tieto objavy opísať matematickým jazykom. Ale aj dnes, keď sa pohybujeme v súlade s novými myšlienkami, primeranosť používaného jazyka a jasná definícia predpokladov, ktoré robíme, sú čoraz dôležitejšie. Aritmetika je adekvátny jazyk na opis výšky a času prílivu a odlivu, ak však chceme predpovedať jeho vzostup a pád, musíme použiť iný jazyk, jazyk algebry s jej špeciálnymi symbolmi a teorémami. Podobne sa dajú elektrické vlny a výplachy v mozgu primerane opísať počítaním, aritmetikou; ale keď sa naše nároky zvyšujú a my chceme pochopiť a predpovedať správanie mozgu, existuje veľa neznámych "x" a "y" mozgu. Je teda potrebné mať aj jej algebru. Niektorí ľudia považujú toto slovo za zastrašujúce. Neznamená to však nič iné ako „spájanie kúskov rozbitých“.

Záznamy EEG možno teda považovať za častice, fragmenty zrkadla mozgu, jeho speculum speculorum. Pokusom o ich spojenie s úlomkami iného pôvodu musí predchádzať starostlivé triedenie. Elektroencefalografické informácie prichádzajú, ako bežná správa, v zašifrovanej forme. Môžete otvoriť šifru, ale to neznamená, že informácie, ktoré získate, budú nevyhnutne mať veľkú hodnotu...

Funkcia nervový systém spočíva vo vnímaní, porovnávaní, ukladaní a generovaní mnohých signálov. Ľudský mozog je nielen mechanizmus oveľa zložitejší ako ktorýkoľvek iný, ale aj mechanizmus s dlhou individuálnou históriou. V tomto ohľade by bolo skúmanie iba frekvencií a amplitúd zložiek vlnitých čiar počas obmedzeného časového obdobia prinajmenšom prílišným zjednodušením.“ (Gray Walter. Living Brain. M., Mir, 1966).

Prečo potrebujeme počítačovú analýzu elektroencefalogramu?

Historicky sa klinická elektroencefalografia vyvinula z vizuálnej fenomenologickej analýzy EEG. Avšak už na začiatku vývoja elektroencefalografie vznikla túžba fyziológov hodnotiť EEG pomocou kvantitatívnych objektívnych ukazovateľov, aplikovať metódy matematickej analýzy.

Najprv sa spracoval EEG a jeho rôzne kvantitatívne parametre sa vypočítali manuálne digitalizáciou krivky a výpočtom frekvenčných spektier, pričom rozdiel v rôznych oblastiach bol vysvetlený cytoarchitektonikou kortikálnych zón.

Kvantitatívne metódy hodnotenia EEG by mali zahŕňať aj planimetrické a histografické metódy analýzy EEG, ktoré boli tiež vykonávané manuálnym meraním amplitúdy oscilácií. Štúdium priestorových vzťahov elektrickej aktivity mozgovej kôry človeka sa realizovalo pomocou toposkopu, ktorý umožnil študovať intenzitu signálu v dynamike, fázové vzťahy aktivity a zvoliť zvolený rytmus. Použitie korelačnej metódy na EEG analýzu prvýkrát navrhol a vyvinul N. Wiener v 30. rokoch 20. storočia a najpodrobnejšie odôvodnenie aplikácie spektrálnej korelačnej analýzy na EEG je uvedené v práci G. Waltera.

So zavedením digitálnych počítačov do lekárskej praxe bolo možné analyzovať elektrickú aktivitu na kvalitatívne novej úrovni. V súčasnosti je najperspektívnejším smerom v štúdiu elektrofyziologických procesov smer digitálna elektroencefalografia. Moderné metódy počítačové spracovanie elektroencefalogramu umožňuje podrobnú analýzu rôznych EEG javov, zobrazenie ľubovoľného úseku krivky vo zväčšenej forme, vykonanie jej amplitúdovo-frekvenčnej analýzy, prezentovanie získaných údajov vo forme máp, čísel, grafov, diagramov a získavanie pravdepodobnostné charakteristiky priestorového rozloženia faktorov, ktoré spôsobujú výskyt konvexitnej plochy elektrickej aktivity.

Spektrálna analýza, ktorá sa najčastejšie používa pri analýze elektroencefalogramov, bola použitá na posúdenie základných charakteristík EEG v rôzne skupiny patológie (Ponsen L., 1977), chronické účinky psychofarmák (Saito M., 1981), prognóza cerebrovaskulárnych príhod (Saimo K. a kol., 1983), hepatogénna encefalopatia (Van der Rijt C. C. a kol.), 1984 . Charakteristickým znakom spektrálnej analýzy je, že predstavuje EEG nie ako časový sled udalostí, ale ako spektrum frekvencií počas určitého časového obdobia. Je zrejmé, že spektrá budú odrážať stabilné charakteristiky EEG na pozadí vo väčšej miere, ako boli zaznamenané počas dlhšieho obdobia analýzy v podobných experimentálnych situáciách. Dlhé epochy analýzy sú výhodnejšie aj z toho dôvodu, že odchýlky v spektre spôsobené krátkodobými artefaktmi sú v nich menej výrazné, ak nemajú výraznú amplitúdu.

Pri hodnotení zovšeobecnených charakteristík EEG pozadia väčšina výskumníkov volí epochy analýzy 50 - 100 sekúnd, hoci podľa J. Mocksa a T. Jassera (1984) poskytuje 20 sekundová epocha tiež pomerne dobre reprodukovateľné výsledky, ak je vybraná podľa na kritérium minimálnej aktivity v pásme 1,7 - 7,5 Hz vo zvode EEG. Čo sa týka spoľahlivosti výsledkov spektrálnej analýzy, názory autorov sa líšia v závislosti od zloženia skúmaných a konkrétnych problémov riešených touto metódou. R. John a kol., (1980) dospeli k záveru, že absolútne spektrá EEG u detí sú nespoľahlivé a vysoko reprodukovateľné sú iba relatívne spektrá zaznamenané so zatvorenými očami subjektu. G. Fein a kol., (1983), skúmajúci EEG spektrá normálnych a dyslektických detí, zároveň dospeli k záveru, že absolútne spektrá sú informatívne a hodnotnejšie, poskytujúce nielen rozloženie výkonu podľa frekvencií, ale aj jeho skutočnú hodnotu. Pri hodnotení reprodukovateľnosti EEG spektier u adolescentov počas opakovaných štúdií, z ktorých prvá sa uskutočnila vo veku 12,2 rokov a druhá vo veku 13 rokov, sa našli spoľahlivé korelácie iba v alfa1 (0,8) a alfa2. (0,72) pásiem, zatiaľ čo časová, ako aj pre ostatné spektrálne pásma, reprodukovateľnosť je menej spoľahlivá (Gasser T. et al., 1985). Pri ischemickej cievnej mozgovej príhode bola z 24 kvantitatívnych parametrov získaných na základe spektier zo 6 derivácií EEG iba absolútna sila lokálnych delta vĺn spoľahlivým prediktorom prognózy (Sainio K. et al., 1983).

Vzhľadom na citlivosť EEG na zmeny cerebrálny prietok krvi množstvo prác sa venuje spektr EEG analýza pri prechodných ischemických záchvatoch, keď sa zmeny zistené manuálnou analýzou zdajú byť nevýznamné. V. Kopruner a kol., (1984) študovali EEG u 50 zdravých a 32 pacientov s poruchou cerebrálnej cirkulácie v pokoji a pri stlačení lopty pravou a ľavou rukou. EEG bol podrobený počítačovej analýze s výpočtom výkonu z hlavných spektrálnych pásiem. Na základe týchto prvotných údajov získame 180 parametrov, ktoré boli spracované metódou multivariačnej lineárnej diskriminačnej analýzy. Na tomto základe bol získaný multiparametrický index asymetrie (MPA), ktorý umožnil na počítačovom tomograme rozlíšiť zdravých a chorých ľudí, skupiny pacientov podľa závažnosti neurologického defektu a prítomnosti a veľkosti ložiska. Najväčší príspevok k MPA bol daný pomerom výkonu theta k výkonu delta. Ďalšie významné parametre šikmosti boli výkon theta a delta, špičková frekvencia a desynchronizácia súvisiaca s udalosťou. Autori zaznamenali vysoký stupeň symetrie parametrov u zdravých ľudí a hlavnú úlohu asymetrie v diagnostike patológie.

Obzvlášť zaujímavé je použitie spektrálnej analýzy pri štúdiu mu-rytmu, ktorý sa pri vizuálnej analýze nachádza len u malého percenta jedincov. Spektrálna analýza kombinovaná s technikou spriemerovania spektier získaných počas niekoľkých epoch umožňuje ich identifikáciu u všetkých subjektov.

Pretože šírenie mu-rytmu sa zhoduje s oblasťou prívodu krvi do stredu mozgová tepna, jeho zmeny môžu slúžiť ako index porušení v príslušnej oblasti. Diagnostickými kritériami sú rozdiely vo vrcholovej frekvencii a sile mu-rytmu v dvoch hemisférach (Pfurtschillir G., 1986).

Spôsob výpočtu spektrálneho výkonu na EEG vysoko oceňuje C.S. Van der Rijt a kol., (1984) pri určovaní štádia hepatálnej encefalopatie. Ukazovateľom závažnosti encefalopatie je zníženie priemernej dominantnej frekvencie v spektre a stupeň korelácie je taký blízky, že umožňuje stanoviť klasifikáciu encefalopatií podľa tohto ukazovateľa, ktorý sa ukazuje ako spoľahlivejší. než klinický obraz. V kontrole je priemerná dominantná frekvencia väčšia alebo rovná 6,4 Hz a percento theta je nižšie ako 35; v štádiu I encefalopatie leží priemerná dominantná frekvencia v rovnakom rozsahu, ale počet theta je rovný alebo vyšší ako 35 %, v štádiu II je priemerná dominantná frekvencia pod 6,4 Hz, obsah vĺn theta je v rovnaký rozsah a počet delta vĺn nepresahuje 70 %; v štádiu III je počet delta vĺn viac ako 70 %.

Ďalšia oblasť použitia matematickej analýzy elektroencefalogramu metódou rýchlej Fourierovej transformácie sa týka kontroly krátkodobých zmien EEG pod vplyvom niektorých vonkajších a vnútorných faktorov. Táto metóda sa teda používa na sledovanie stavu prekrvenia mozgu pri endaterektómii alebo operácii srdca vzhľadom na vysokú citlivosť EEG na poruchy cerebrálnej cirkulácie. V práci M. Myers a kol. Spektrálne diagramy po sebe nasledujúcich epoch boli umiestnené na displeji pod sebou. Výsledným obrázkom bol trojrozmerný graf, kde os X zodpovedala frekvencii, Y - registračnému času a imaginárna súradnica zodpovedajúca výške píkov zobrazovala spektrálnu silu. Metóda poskytuje demonštratívne zobrazenie časových fluktuácií v spektrálnom zložení v EEG, ktoré zase vysoko koreluje s fluktuáciami cerebrálneho prietoku krvi, ktorý je určený rozdielom arteriovenózneho tlaku v mozgu. Autori dospeli k záveru, že údaje EEG by mohli byť efektívne použité na korekciu porúch cerebrálnej cirkulácie počas operácie anesteziológom, ktorý sa nešpecializuje na analýzu EEG.

Metóda spektrálneho výkonu EEG je zaujímavá pri hodnotení vplyvu niektorých psychoterapeutických vplyvov, psychickej záťaže a funkčných testov. R.G. Biniaurishvili a kol., (1985) pozorovali zvýšenie celkového výkonu a najmä výkonu v pásme delta a theta počas hyperventilácie u pacientov s epilepsiou. V štúdiách zlyhania obličiek efektívna technika analýza EEG spektier počas svetelnej rytmickej stimulácie. Subjektom boli prezentované postupné 10-sekundové série svetelných zábleskov od 3 do 12 Hz so súčasným nepretržitým zaznamenávaním postupných výkonových spektier pre epochy 5 sekúnd. Spektrá boli umiestnené vo forme matice, aby sa získal pseudo-trojrozmerný obraz, v ktorom je čas reprezentovaný pozdĺž osi pohybujúcej sa od pozorovateľa pri pohľade zhora, frekvencia - pozdĺž osi X, amplitúda - pozdĺž Os Y. Normálne bol jasne definovaný vrchol pozorovaný pri dominantnej harmonickej a menej zreteľný pri subharmonickej stimulácii, ktorý sa postupne posúval doprava v priebehu zvyšujúcej sa stimulačnej frekvencie. Pri urémii došlo k prudkému poklesu výkonu na základnej harmonickej, prevaha vrcholov na nízkych frekvenciách s celkovým rozptylom výkonu. Presnejšie kvantitatívne sa to prejavilo poklesom aktivity pri nižších frekvenčných harmonických pod hlavnou, čo korelovalo so zhoršením stavu pacientov. Došlo k obnoveniu normálneho obrazu spektier asimilácie rytmov so zlepšením v dôsledku dialýzy alebo transplantácie obličky (Amel B. et al., 1978). Niektoré štúdie používajú metódu izolácie určitej frekvencie záujmu na EEG.

Pri štúdiu dynamických posunov na EEG sa zvyčajne používajú krátke analytické epochy: od 1 do 10 sekúnd. Fourierova transformácia má niektoré vlastnosti, ktoré čiastočne sťažujú porovnávanie údajov získaných pomocou nej s údajmi vizuálnej analýzy. Ich podstata spočíva v tom, že na EEG majú pomalé javy väčšiu amplitúdu a trvanie ako vysokofrekvenčné. V tomto ohľade je v spektre konštruovanom podľa klasického Fourierovho algoritmu určitá prevaha pomalých frekvencií.

Zvykne sa vyhodnocovanie frekvenčných zložiek EEG lokálna diagnostika, pretože práve táto charakteristika EEG je jedným z hlavných kritérií pri vizuálnom vyhľadávaní lokálnych mozgových lézií. To vyvoláva otázku výberu významných parametrov pre hodnotenie EEG.

V experimentálnej klinickej štúdii boli pokusy aplikovať spektrálnu analýzu na nozologickú klasifikáciu mozgových lézií podľa očakávania neúspešné, hoci sa potvrdila jej užitočnosť ako metódy na detekciu patológie a lokalizácie lézií (Mies G., Hoppe G., Hossman KA ., 1984). V tomto režime programu sa spektrálne pole zobrazuje s rôznym stupňom prekrytia (50-67%), rozsah zmeny ekvivalentných hodnôt amplitúdy (škála farebného kódovania) je uvedený v μV. Možnosti režimu vám umožňujú zobraziť 2 spektrálne polia naraz pomocou 2 kanálov alebo hemisfér na porovnanie. Stupnica histogramu sa automaticky vypočíta tak, aby biela farba zodpovedala maximálnej hodnote ekvivalentnej amplitúdy. Plávajúce parametre stupnice farebného kódovania vám umožňujú prezentovať akékoľvek údaje v akomkoľvek rozsahu bez stupnice, ako aj porovnávať pevný kanál so zvyškom.

Aké metódy matematickej analýzy EEG sú najbežnejšie?

EEG matematická analýza je založená na transformácii počiatočných údajov metódou rýchlej Fourierovej transformácie. Pôvodný elektroencefalogram sa po prevedení do diskrétnej formy rozdelí na po sebe idúce segmenty, z ktorých každý sa použije na vytvorenie príslušného počtu periodických signálov, ktoré sa potom podrobia harmonickej analýze. Výstupné formy sú prezentované ako číselné hodnoty, grafy, grafické mapy, komprimované spektrálne oblasti, EEG tomogramy atď. (J. Bendat, A. Peirsol, 1989, Applied Random Data Analysis, kap. 11).

Aké sú hlavné aspekty aplikácie počítačového EEG?

Tradične sa EEG najčastejšie používa v diagnostike epilepsie, čo je vzhľadom na neurofyziologické kritériá zahrnuté v definícii epileptického záchvatu ako patologického elektrického výboja mozgových neurónov. Zodpovedajúce zmeny elektrickej aktivity počas záchvatu je možné objektívne fixovať iba elektroencefalografickými metódami. Avšak starý problém diagnostiky epilepsie zostáva relevantný v prípadoch, keď nie je možné priame pozorovanie záchvatu, údaje o anamnéze sú nepresné alebo nespoľahlivé a rutinné údaje EEG neposkytujú priame indikácie vo forme špecifických epileptických výbojov alebo vzorcov epileptických záchvatov. V týchto prípadoch použitie multiparametrických štatistických diagnostických metód umožňuje nielen získanie spoľahlivej diagnózy epilepsie z nespoľahlivých klinických a elektroencefalografických údajov, ale aj riešenie potreby liečby. antikonvulzíva s traumatickým poranením mozgu, izolované epileptický záchvat, febrilné kŕče a pod. Využitie automatických metód spracovania EEG v epileptológii je v súčasnosti najzaujímavejším a najperspektívnejším smerom. Objektívne posúdenie funkčného stavu mozgu v prítomnosti pacienta s paroxyzmálnymi záchvatmi neepileptického pôvodu, vaskulárnou patológiou, zápalovými ochoreniami mozgu a pod.s možnosťou longitudinálnych štúdií nám umožňuje sledovať dynamiku ochorenia. a účinnosť terapie.

Hlavné smery matematickej analýzy EEG možno zredukovať na niekoľko hlavných aspektov:

Transformácia primárnych elektroencefalografických údajov do racionálnejšej formy prispôsobenej špecifickým laboratórnym úlohám;

Automatická analýza frekvenčných a amplitúdových charakteristík EEG a prvkov analýzy EEG metódami rozpoznávania vzorov, ktoré čiastočne reprodukujú operácie vykonávané osobou;

Konverzia analytických údajov do formy grafov alebo topografických máp (Rabending Y., Heydenreich C., 1982);

Metóda pravdepodobnostnej EEG-tomografie, ktorá umožňuje s určitou mierou pravdepodobnosti vyšetriť lokalizáciu faktora, ktorý spôsobil elektrickú aktivitu na EEG pokožky hlavy.

Aké sú hlavné režimy spracovania obsiahnuté v programe "DX 4000 practic"?

Pri zvažovaní rôznych metód matematickej analýzy elektroencefalogramu je možné ukázať, aké informácie poskytuje táto alebo tá metóda neurofyziológovi. Žiadna z metód dostupných v arzenáli však nemôže plne zdôrazniť všetky aspekty takého zložitého procesu, akým je elektrická aktivita ľudského mozgu. Iba komplex rôznych metód umožňuje analyzovať vzorce EEG, opísať a kvantifikovať súhrn jeho rôznych aspektov.

Vo veľkej miere sa používajú metódy ako frekvenčná, spektrálna a korelačná analýza, ktoré umožňujú odhadnúť časopriestorové parametre elektrickej aktivity. Medzi najnovší vývoj softvéru spoločnosti DX-systems patrí automatický analyzátor EEG, ktorý určuje lokálne rytmické zmeny, ktoré sa líšia od typického vzoru pre každého pacienta, synchrónne záblesky v dôsledku vonkajšieho vplyvu. stredné štruktúry, paroxyzmálna aktivita so zobrazením jej zamerania a distribučných dráh. Osvedčila sa metóda pravdepodobnostnej EEG tomografie, ktorá umožňuje s určitou mierou spoľahlivosti zobraziť na funkčnom reze umiestnenie faktora, ktorý spôsobil elektrickú aktivitu na EEG pokožky hlavy. V súčasnosti sa testuje 3-rozmerný model funkčného ohniska elektrickej aktivity s jeho priestorovým a vrstveným mapovaním v rovinách a zosúladením s rezmi získanými pri štúdiu anatomických štruktúr mozgu pomocou metód NMRI. Táto metóda sa používa vo verzii softvéru „DX 4000 Research“.

Metóda matematickej analýzy evokovaných potenciálov vo forme mapovacích, spektrálnych a korelačných metód analýzy sa čoraz viac využíva v klinickej praxi pri hodnotení funkčného stavu mozgu.

Vývoj digitálneho EEG je teda najsľubnejšou metódou na štúdium neurofyziologických procesov mozgu.

Použitie korelačno-spektrálnej analýzy umožňuje študovať časopriestorové vzťahy EEG potenciálov.

Morfologická analýza rôznych EEG vzorov je vyhodnotená vizuálne užívateľom, avšak možnosť prezerania v rôznych rýchlostiach a mierkach môže byť implementovaná programovo. Nedávny vývoj navyše umožňuje vystaviť záznamy elektroencefalogramu režimu automatického analyzátora, ktorý vyhodnocuje rytmickú aktivitu pozadia charakteristickú pre každého pacienta, monitoruje periódy hypersynchronizácie EEG, lokalizáciu určitých patologických vzorcov, paroxyzmálnu aktivitu, jej zdroj a distribúciu. cesty. EEG registrácia poskytuje objektívne informácie o stave mozgu v rôznych funkčných stavoch.

Hlavné metódy počítačovej analýzy elektroencefalogramu prezentované v programe „DX 4000 PRACTIC“ sú EEG tomografia, EEG mapovanie a reprezentácia charakteristík elektrickej aktivity mozgu vo forme komprimovaných spektrálnych oblastí, digitálnych údajov, histogramov, korelácie a spektrálne tabuľky a mapy.

Diagnostickou hodnotou pri štúdiu EEG sú krátkodobé (od 10 ms) a relatívne konštantné elektroencefalografické obrazce ("elektroencefalografické syndrómy"), ako aj elektroencefalografický obrazec charakteristický pre každého človeka a jeho zmeny súvisiace s vekom a (normálne) a s patológiu podľa stupňa postihnutia v patologický proces rôzne oddelenia mozgových štruktúr. Neurofyziológ teda musí analyzovať vzorce EEG, ktoré sa líšia v trvaní, ale nie vo význame, a získať čo najviac úplné informácie o každom z nich a o elektroencefalografickom obraze ako celku. Preto pri analýze EEG obrazca je potrebné brať do úvahy čas jeho existencie, keďže časové obdobie, ktoré sa analyzuje, by malo byť úmerné skúmanému EEG fenoménu.

Typy reprezentácie údajov rýchlej Fourierovej transformácie závisia od oblasti použitia tejto metódy, ako aj od interpretácie údajov.

EEG tomografia.

Autorom tejto metódy je A.V. Kramarenko. Prvý softvérový vývoj problémového laboratória „DX-systems“ bol vybavený režimom EEG tomografu a teraz sa úspešne používa vo viac ako 250 zdravotníckych zariadeniach. Podstata a rozsah praktické uplatnenie tejto metódy sú opísané v práci autora.

EEG mapovanie.

Pre digitálnu elektroencefalografiu sa stalo tradičné transformovať informácie prijaté vo forme máp: frekvencia, amplitúda. Topografické mapy odrážajú rozloženie spektrálnej sily elektrických potenciálov. Výhody tohto prístupu sú v tom, že niektoré rozpoznávacie úlohy podľa psychológa lepšie rieši človek na základe zrakovo-priestorového vnímania. Okrem toho je prezentácia informácií vo forme obrazu, ktorý reprodukuje skutočné priestorové vzťahy v mozgu subjektu, hodnotená ako adekvátnejšia aj z klinického hľadiska, analogicky s takými výskumnými metódami, ako je NMR atď.

Na získanie mapy rozloženia výkonu v určitom spektrálnom rozsahu sa vypočítajú výkonové spektrá pre každý z vodičov a potom sa všetky hodnoty ležiace v priestore medzi elektródami vypočítajú metódou viacnásobnej interpolácie; spektrálny výkon v určitom pásme je kódovaný pre každý bod intenzitou farby v danej farebnej škále na farebnom displeji. Na obrazovke sa získa obraz hlavy subjektu (pohľad zhora), na ktorom farebné variácie zodpovedajú sile spektrálneho pásma v zodpovedajúcej oblasti (Veno S., Matsuoka S., 1976; Ellingson RJ; Peters JF, 1981 Buchsbaum MS a kol., 1982, Matsuoka S., Nedermeyer E., Lopes de Silva F., 1982, Ashida H. a kol., 1984). K. Nagata a kol., (1982), pomocou systému na znázornenie spektrálnej sily v hlavných spektrálnych pásmach EEG vo forme farebných máp, dospeli k záveru, že je možné získať ďalšie užitočná informácia pomocou tejto metódy pri štúdiu pacientov s ischemickými poruchami cerebrálnej cirkulácie s afáziou.

Tí istí autori v štúdii pacientov, ktorí podstúpili prechodné ischemické ataky, zistili, že topografické mapy poskytujú informácie o prítomnosti reziduálnych zmien v EEG aj dlho po ischemickom záchvate a predstavujú určitú výhodu oproti konvenčnej vizuálnej EEG analýze. Autori poznamenávajú, že subjektívne boli patologické asymetrie v topografických mapách vnímané presvedčivejšie ako v konvenčnom EEG a diagnostické hodnoty mali zmeny v pásme alfa rytmu, o ktorých je známe, že sú najmenej podporované konvenčnou analýzou EEG (Nagata K. et. al., 1984).

Amplitúdové topografické mapy sú užitočné iba pri štúdiu mozgových potenciálov súvisiacich s udalosťami, pretože tieto potenciály majú dostatočne stabilné fázové, amplitúdové a priestorové charakteristiky, ktoré je možné primerane odraziť na topografickej mape. Keďže spontánne EEG v akomkoľvek bode záznamu je stochastický proces, akékoľvek okamžité rozloženie potenciálu zaznamenané topografickou mapou sa ukazuje ako nereprezentatívne. Úlohám preto primeranejšie zodpovedá konštrukcia amplitúdových máp pre dané spektrálne pásma klinická diagnostika(Zenkov L.R., 1991).

Stredný režim normalizácie zahŕňa prispôsobenie farebnej škály priemerným hodnotám amplitúdy pre 16 kanálov (rozpätie 50 μV).

Normalizácia minimálnymi farbami minimálne hodnoty amplitúd s najchladnejšou farbou škály a zvyšok s rovnakým krokom farebnej škály.

Normalizácia na maximum zahŕňa farbenie oblastí s maximálnymi hodnotami amplitúdy najteplejšou farbou a farbenie zvyšných oblastí chladnejšími tónmi v krokoch po 50 μV.

Podľa toho sú konštruované gradačné stupnice frekvenčných máp.

V režime mapovania je možné topografické mapy násobiť vo frekvenčných rozsahoch alfa, beta, theta, delta; stredná frekvencia spektra a jej odchýlka. Možnosť prezerania sekvenčných topografických máp umožňuje určiť lokalizáciu zdroja záchvatovej aktivity a spôsob jej šírenia vizuálnym a časovým (pomocou automatického časovača) porovnaním s tradičnými krivkami EEG. Pri zázname elektroencefalogramu podľa daného výskumného protokolu umožňuje prezeranie súhrnných máp zodpovedajúcich každej vzorke v štyroch frekvenčných rozsahoch rýchlo a obrazne posúdiť dynamiku elektrickej aktivity mozgu počas funkčného zaťaženia, identifikovať konštantné, ale nie vždy výrazná asymetria.

Sektorové diagramy vizuálne zobrazujú so zobrazením digitálnych charakteristík percentuálny podiel každého frekvenčného rozsahu na celkovej elektrickej aktivite pre každý zo šestnástich EEG kanálov. Tento režim umožňuje objektívne posúdiť prevahu ktoréhokoľvek z frekvenčných rozsahov a úroveň interhemisférickej asymetrie.

Znázornenie EEG ako dvojrozmerného diferenciálneho distribučného zákona strednej frekvencie a amplitúdy signálu. Údaje Fourierovej analýzy sú prezentované na rovine, ktorej horizontálna os je stredná frekvencia spektra v Hz a vertikálna os je amplitúda v μV. Farebná gradácia charakterizuje pravdepodobnosť výskytu signálu na zvolenej frekvencii so zvolenou amplitúdou. Rovnakú informáciu možno znázorniť ako trojrozmerný obrazec, pozdĺž ktorého osi Z je vynesená pravdepodobnosť. Neďaleko je uvedená oblasť, ktorú obrázok zaberá v percentách Celková plocha. Dvojrozmerný diferenciálny zákon rozloženia strednej frekvencie a amplitúdy signálu je tiež skonštruovaný pre každú hemisféru samostatne. Na porovnanie týchto obrázkov sa vypočíta absolútny rozdiel týchto dvoch distribučných zákonov a zobrazí sa na frekvenčnej rovine. Tento režim umožňuje odhadnúť celkovú elektrickú aktivitu a hrubú interhemisférickú asymetriu.

Reprezentácia EEG vo forme digitálnych hodnôt. Reprezentácia elektroencefalogramu v digitálnej forme vám umožňuje získať nasledujúce informácie o štúdii: ekvivalentné hodnoty priemernej amplitúdy vlny každého frekvenčného rozsahu, zodpovedajúce jeho výkonovej spektrálnej hustote (ide o odhady matematického očakávania spektrálneho zloženia signálu na základe Fourierových implementácií, epocha analýzy 640 ms, prekrytie 50 %); hodnoty strednej (priemernej efektívnej) frekvencie spektra, vypočítané z priemernej Fourierovej implementácie, vyjadrené v Hz; odchýlka strednej frekvencie spektra v každom kanáli od jeho priemernej hodnoty, t.j. z matematického očakávania (vyjadreného v Hz); štandardná odchýlka ekvivalentných hodnôt priemernej amplitúdy na kanál v aktuálnom rozsahu od matematického očakávania (hodnoty v spriemerovanej Fourierovej implementácii, vyjadrené v μV).

Histogramy. Jedným z najbežnejších a najnázornejších spôsobov prezentácie údajov Fourierovej analýzy sú distribučné histogramy ekvivalentných hodnôt priemernej amplitúdy vlny každého frekvenčného rozsahu a histogramy strednej frekvencie všetkých kanálov. V tomto prípade sú ekvivalentné hodnoty priemernej amplitúdy vlny každého frekvenčného rozsahu tabuľkové v 70 intervaloch so šírkou 1,82 v rozsahu od 0 do 128 μV. Inými slovami, počíta sa počet hodnôt (v súlade s tým realizácií) patriacich do každého intervalu (frekvencia zásahov). Toto pole čísel je vyhladené Hammingovým filtrom a normalizované okolo maximálnej hodnoty (potom je maximum v každom kanáli 1,0). Pri určovaní priemernej efektívnej (strednej) frekvencie výkonovej spektrálnej hustoty sú hodnoty pre Fourierove realizácie tabelované v 70 intervaloch so šírkou 0,2 Hz v rozsahu od 2 do 15 Hz. Hodnoty sú vyhladené Hammingovým filtrom a normalizované na maximum. V rovnakom režime je možné vytvárať hemisférické histogramy a všeobecný histogram. Pre hemisférické histogramy sa vezme 70 intervalov so šírkou 1,82 μV pre rozsahy a 0,2 Hz pre priemernú efektívnu frekvenciu spektra; pre všeobecný histogram sa používajú hodnoty vo všetkých kanáloch a na konštrukciu hemisférických histogramov sa používajú iba hodnoty v kanáloch jednej hemisféry (kanály Cz a Oz sa neberú do úvahy pre žiadnu hemisféru) . Na histogramoch je vyznačený interval s maximálnou hodnotou frekvencie a je naznačené, čo mu zodpovedá v μV alebo Hz.

Komprimované spektrálne oblasti. Stlačené spektrálne oblasti predstavujú jednu z tradičné metódy Spracovanie EEG. Jeho podstata spočíva v tom, že pôvodný elektroencefalogram sa po prevedení do diskrétnej formy rozdelí na po sebe idúce segmenty, z ktorých každý sa použije na zostrojenie príslušného počtu periodických signálov, ktoré sa následne podrobia harmonickej analýze. Na výstupe sa získajú spektrálne krivky výkonu, kde sú frekvencie EEG vynesené pozdĺž osi X a výkon uvoľnený pri danej frekvencii počas analyzovaného časového intervalu pozdĺž osi Y. Trvanie epoch je 1 s. Výkonové spektrá EEG sa zobrazujú postupne, vykreslené pod sebou s teplými farbami maximálnych hodnôt. Výsledkom je, že na displeji je vybudovaná pseudotrojrozmerná krajina postupných spektier, ktorá umožňuje vizuálne vidieť zmeny v spektrálnom zložení EEG v priebehu času. Najčastejšie používanou metódou na odhad spektrálneho výkonu EEG je to všeobecné charakteristiky EEG v prípadoch nešpecifických difúznych lézií mozgu, ako sú malformácie, rôzne typy encefalopatie, poruchy vedomia, niektoré psychiatrické ochorenia.
Druhou oblasťou použitia tejto metódy je dlhodobé pozorovanie pacientov v kóme alebo pod terapeutickými účinkami (Fedin AI, 1981).

Bispektrálna analýza s normalizáciou je jedným zo špeciálnych režimov spracovania elektroencefalogramu metódou rýchlej Fourierovej transformácie a ide o opakovanú spektrálnu analýzu výsledkov EEG spektrálnej analýzy v danom rozsahu pre všetky kanály. Výsledky EEG spektrálnej analýzy sú prezentované na časových histogramoch výkonovej spektrálnej hustoty (PSD) pre zvolený frekvenčný rozsah. Tento režim je určený na štúdium spektra oscilácií PSD a jeho dynamiky. Bispektrálna analýza sa vykonáva pre frekvencie od 0,03 do 0,540 Hz s krokom 0,08 Hz na celom poli PSD. Keďže PSD je kladná hodnota, pôvodné údaje pre rešpektovaciu analýzu obsahujú určitú konštantnú zložku, ktorá sa prejavuje vo výsledkoch pri nízkych frekvenciách. Často je tam maximum. Na odstránenie konštantnej zložky je potrebné údaje vycentrovať. Toto je spôsob bispektrálnej analýzy s centrovaním. Podstata metódy spočíva v tom, že ich priemerná hodnota sa odpočítava od počiatočných údajov pre každý kanál.

Korelačná analýza. Zostrojí sa matica korelačného koeficientu hodnôt výkonovej spektrálnej hustoty v špecifikovanom rozsahu pre všetky dvojice kanálov a na jej základe sa vytvorí vektor priemerných korelačných koeficientov každého kanála so zvyškom. Matrica má horný trojuholníkový tvar. Označením jeho riadkov a stĺpcov získate všetky možné dvojice pre 16 kanálov. Koeficienty pre daný kanál sú v riadku a v stĺpci s jeho číslom. Hodnoty korelačných koeficientov sa pohybujú od -1000 do +1000. Znamienko koeficientu sa zapíše do bunky matice nad hodnoty. Korelácia kanálov i, j sa odhaduje absolútnou hodnotou korelačného koeficientu Rij a bunka matice je kódovaná príslušnou farbou: bunka koeficientu s maximálnou absolútnou hodnotou je kódovaná bielou farbou a bunka s minimom je označená čiernou farbou. Na základe matice pre každý kanál sa vypočíta priemerný korelačný koeficient so zostávajúcimi 15 kanálmi. Výsledný vektor 16 hodnôt je zobrazený pod maticou podľa rovnakých princípov.