Datastyrte metoder for analyse av elektroencefalogram

De viktigste metodene for dataanalyse av EEG som brukes i klinikken inkluderer spektralanalyse ved hjelp av den raske Fourier-transformasjonsalgoritmen, umiddelbar amplitudekartlegging, pigger og bestemmelse av den tredimensjonale lokaliseringen av den ekvivalente dipolen i hjernerommet.

Spektralanalyse er den mest brukte metoden. Denne metoden lar en bestemme den absolutte effekten uttrykt i μV₂ ^for hver frekvens. Effektspektrumdiagrammet for en gitt epoke er et todimensjonalt bilde, der EEG-frekvensene er plottet langs abscisseaksen, og effektene ved de tilsvarende frekvensene er plottet langs ordinataksen. De spektrale effektdataene for EEG-et presentert som suksessive spektre gir en pseudo-tredimensjonal graf, der retningen langs den imaginære aksen inn i figurens dybde representerer tidsdynamikken til endringer i EEG-et. Slike bilder er praktiske for å spore EEG-endringer i tilfeller av bevissthetsforstyrrelser eller virkningen av visse faktorer over tid.

Ved å fargekode fordelingen av styrker eller gjennomsnittlige amplituder over hovedområdene på et konvensjonelt bilde av hodet eller hjernen, oppnås en visuell representasjon av deres topiske representasjon. Det bør understrekes at kartleggingsmetoden ikke gir ny informasjon, men bare presenterer den i en annen, mer visuell form.

Definisjonen av tredimensjonal lokalisering av den ekvivalente dipolen er at man ved hjelp av matematisk modellering avbilder plasseringen av en virtuell potensialkilde, som antagelig kan skape en fordeling av elektriske felt på hjernens overflate som tilsvarer den observerte, hvis vi antar at de ikke genereres av nevroner i hjernebarken i hele hjernen, men er et resultat av passiv forplantning av det elektriske feltet fra individuelle kilder. I noen spesielle tilfeller sammenfaller disse beregnede "ekvivalente kildene" med reelle, noe som under visse fysiske og kliniske forhold tillater bruk av denne metoden for å avklare lokaliseringen av epileptogene foci ved epilepsi.

Det bør tas i betraktning at EEG-kart på datamaskin viser fordelingen av elektriske felt på abstrakte modeller av hodet, og derfor ikke kan oppfattes som direkte bilder, slik som MR. Det er nødvendig med intelligent tolkning av disse av en EEG-spesialist i sammenheng med det kliniske bildet og dataene fra analysen av det "rå" EEG-et. Derfor er de topografiske datakartene som noen ganger er vedlagt EEG-rapporten, 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 EEG and Clinical Neurophysiology Societies, bør all nødvendig diagnostisk informasjon som hovedsakelig er innhentet på grunnlag av direkte analyse av det "rå" EEG-et, presenteres av EEG-spesialisten på et språk som er forståelig for klinikeren i en tekstrapport. Det er uakseptabelt å gi tekster som er automatisk formulert av dataprogrammer fra noen elektroencefalografer som en klinisk elektroencefalografisk rapport.

For å innhente ikke bare illustrativt materiale, men også ytterligere spesifikk diagnostisk eller prognostisk informasjon, er det nødvendig å bruke mer komplekse algoritmer for forskning og databehandling av EEG, statistiske metoder for å evaluere data med et sett med tilsvarende kontrollgrupper, utviklet for å løse høyspesialiserte problemer, hvis presentasjon går utover standard bruk av EEG i en nevrologisk klinikk.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Generelle mønstre

EEGs oppgaver i nevrologisk praksis er følgende:

1. bekreftelse av hjerneskade,
2. bestemmelse av arten og lokaliseringen av patologiske forandringer,
3. vurdering av statens dynamikk.

Tydelig patologisk aktivitet på EEG er pålitelig bevis på patologisk hjernefunksjon. Patologiske fluktuasjoner er assosiert med den pågående patologiske prosessen. Ved gjenværende lidelser kan endringer i EEG være fraværende, til tross for betydelig klinisk underskudd. Et av hovedaspektene ved diagnostisk bruk av EEG er å bestemme lokaliseringen av den patologiske prosessen.

• Diffus hjerneskade forårsaket av en inflammatorisk sykdom, sirkulasjons-, metabolske eller toksiske lidelser, fører til diffuse endringer i EEG. De manifesterer seg ved polyrytmi, desorganisering og diffus patologisk aktivitet. Polyrytmi er fraværet av en regelmessig dominant rytme og utbredelsen av polymorf aktivitet. Desorganisering av EEG er forsvinningen av den karakteristiske gradienten av amplitudene til normale rytmer, et brudd på symmetrien. Diffus patologisk aktivitet er representert ved delta-, theta- og epileptiform aktivitet. Bildet av polyrytmi skyldes en tilfeldig kombinasjon av 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.
• Skade eller dysfunksjon i midtlinjestrukturene i storhjernen som involverer uspesifikke, stigende projeksjoner, manifesteres av bilateralt synkrone utbrudd av langsomme bølger eller epileptiform aktivitet, hvor sannsynligheten for forekomst og alvorlighetsgrad av langsom, patologisk, bilateralt synkron aktivitet er større jo høyere lesjonen befinner seg langs den nevrale aksen. Dermed, selv med alvorlig skade på bulbopontine strukturer, forblir EEG i de fleste tilfeller innenfor normale grenser. I noen tilfeller oppstår desynkronisering og dermed EEG med lav amplitude på grunn av skade på den uspesifikke synkroniserende retikulære formasjonen på dette nivået. Siden slike EEG-er observeres hos 5–15 % av friske voksne, bør de anses som betinget patologiske. Bare et lite antall pasienter med skade på nedre hjernestammenivå viser utbrudd av bilateralt synkrone alfa- eller langsomme bølger med høy amplitude. Ved skade på mesencefalisk og diencefalisk nivå, samt høyereliggende midtlinjestrukturer i storhjernen: observeres cingulære gyrus, corpus callosum, orbital cortex, bilateralt synkrone delta- og thetabølger med høy amplitude på EEG.
• I lateraliserte lesjoner i dypet av hjernehalvdelen, på grunn av den brede projeksjonen av dype strukturer på store områder av hjernen, observeres patologisk delta- og theta-aktivitet, som er fordelt tilsvarende over hele hjernehalvdelen. På grunn av den direkte påvirkningen av den mediale patologiske prosessen på midtlinjestrukturene og involveringen av symmetriske strukturer i den friske hjernehalvdelen, oppstår det også bilateralt synkrone langsomme oscillasjoner, som er dominerende i amplitude på siden av lesjonen.
• Den overfladiske plasseringen av lesjonen forårsaker en lokal endring i elektrisk aktivitet, begrenset til sonen av nevroner som ligger umiddelbart ved siden av ødeleggelsesfokuset. Endringene manifesteres av langsom aktivitet, hvis alvorlighetsgrad avhenger av alvorlighetsgraden av lesjonen. Epileptisk eksitasjon manifesteres av lokal epileptiform aktivitet.