Elektroencefalografi

Elektroencefalografi (EEG) er opptak av elektriske bølger karakterisert ved en viss rytme. Ved analyse av EEG blir det lagt vekt på basalrytmen, symmetrien av hjernens elektriske aktivitet, spikeaktivitet, respons på funksjonstester. Diagnosen er basert på det kliniske bildet. Den første menneskelige EEG ble registrert av tysk psykiater Hans Berger i 1929.

Elektroencefalografi - hjerneforskning fremgangsmåte ved påvisning av en elektrisk potensialforskjell som oppstår i løpet av sin levetid. Innspillingselektroder er plassert i enkelte områder av hodet slik at alle hoveddelene av hjernen er representert på platen. Den resulterende opptak - elektroencefalogram (EEG) - er den totale elektriske aktiviteten til mange millioner av nevroner, representert hovedsakelig potensialer dendritter og nervecellekroppene: eksitatoriske og inhibitoriske postsynaptiske potensialer og delvis - aksjonspotensialer Nevron organer og aksoner. Dermed gjenspeiler EEG den funksjonelle aktiviteten til hjernen. Tilstedeværelsen av en vanlig rytme på EEG indikerer at nevronene synkroniserer sin aktivitet. Normalt er denne synkroniseringen bestemmes hovedsakelig av de rytmiske aktivitets pacemaker (pacemakere) uspesifikke talamiske kjerner og deres thalamocortical anslag.

Siden nivået på funksjonell aktivitet bestemmes av ikke-spesifikke medianstrukturer (retikulær dannelse av stammen og forgrunnen), bestemmer disse systemene rytmen, utseendet, den generelle organisasjonen og dynamikken til EEG. Symmetrisk og diffus organisering av bindingene til ikke-spesifikke medianstrukturer med cortexen bestemmer den bilaterale symmetrien og den relative ensartetheten av EEG for hele hjernen.

[1], [2], [3], [4],

Formål med elektroencefalografi

Hovedhensikten med å bruke elektroencefalografi i klinisk psykiatri - identifikasjon eller eliminering av symptomer på organisk hjerneskade (epilepsi, hjernesvulster, traumer, cerebrale sirkulasjonsforstyrrelser og metabolisme, neurodegenerative sykdommer) for differensialdiagnose og klargjøre arten av de kliniske symptomer. I Biological Psychiatry EEG mye brukt for objektiv vurdering av funksjonell status til visse hjernestrukturer og systemer for å studere de nevrofysiologiske mekanismene for psykiske lidelser, så vel som virkningen av psykofarmaka.

Indikasjoner for elektroencefalografi

• Differensiell diagnose av neuroinfections med volumlæsjoner i sentralnervesystemet.
• Vurdering av alvorlighetsgraden av CNS-skade i nevroinfeksjoner og infeksiøse encefalopatier.
• Forklaring av lokalisering av den patologiske prosessen i encefalitt.

Forberedelse for studiet av elektroencefalografi

Før studien, bør pasienten avstå fra å spise drikkevarer som inneholder koffein, ta sovende piller og beroligende midler. I 24-48 timer før elektroencefalografi (EEG) slutter pasienten å ta antikonvulsiva midler, beroligende midler, barbiturater og andre beroligende midler.

Metode for studier av elektroencefalografi

Før undersøkelsen blir pasienten informert om EEG-teknikken og dens smertefrihet, fordi den emosjonelle tilstanden påvirker resultatene av studien betydelig. EEG utføres om morgenen før du spiser i stillingen som ligger på baksiden eller halvveis i en stol i en avslappet tilstand.

Elektroder i hodebunnen er i samsvar med den internasjonale ordningen.

Først pasientens øyne lukket registreres bakgrunn (basal) EEG opptak blir deretter utført på bakgrunn av en rekke funksjonstester (aktiverings - til åpningen av øynene, photostimulation og hyperventilering). Fotostimulering utføres ved hjelp av en stroboscopic lyskilde, blinker med en frekvens på 1-25 per sekund. Når testet for hyperventilering, blir pasienten bedt om å puste raskt og dypt i 3 minutter. Funksjonelle tester kan detektere unormal aktivitet i en gitt situasjon er ikke påvisbar (inkludert herd anfallsaktivitet) og provosere pasientens beslaget, noe som er mulig, og etter undersøkelsen, slik at det er nødvendig å ta særlig hensyn til pasienten, som utviser en eller annen form av patologisk aktivitet .

Plassering av elektroder

For å vurdere funksjonaliteten til de viktigste sensoriske, motoriske og associative sonene i hjernebarken og deres subkortiske fremspring i hodebunnen, etableres et betydelig antall elektroder (vanligvis fra 16 til 21) for EEG-evaluering.

For å gjøre det mulig å sammenligne EEG i forskjellige pasienter, har elektrodene et internasjonalt system på 10-20%. Karakterisert ved at referansepunkter for montering av broen elektroder anvendes, Nakkeknølen og den ytre øregang. Den langsgående lengde av halvsirkel mellom neseryggen og occipital-ben, og den tverrgående halvsirkelen mellom den ytre øregang er delt i et forhold på 10%, 20%, 20%, 20%, 20%, 10%. Elektrodene er installert ved kryssene mellom meridianene trukket gjennom disse punktene. Nærmest pannen (10% av nesen) montert fronto-polare elektroder (FP 1, frz og FR2), og deretter (etter 20% av lengden av halvsirkel) - frontal (FZ, Fz og F4) og perednevisochnye (F7 og F8 ). Da - sentral (SZ, Cz og C4) og temporal (T3 og T4). Heretter - parietal (RH, og Pz P4), posterior temp (T5 og T6) og occipitale (01, Oz og 02) elektroder, henholdsvis.

Ulike figurer angir elektroder som ligger på venstre halvkule, jevnelektroder plassert på høyre halvkule og z-elektroder plassert langs midtlinjen. Referanselektroder på øretelefonene er betegnet som A1 og A2, og på mastoid-prosessene - som M1 og M2.

Typisk elektroder for EEG registrerings - hjul med en kontaktstangen og et plastlegeme (bro elektroder) eller konkav "cup" med en diameter på ca. 1 cm med en spesiell sølvklorid (Ag-AgCI) belagt for å hindre polarisering.

For å redusere motstanden mellom elektroden og pasientens hud, legges spesielle tamponger fuktet med NaCl-oppløsning (1-5%) på platelektroder. Kopelektroder er fylt med elektrisk ledende gel. Håret under elektrodene skyves fra hverandre, og huden blir avfettet med alkohol. Elektroder er festet til hodet med en hjelm laget av gummibånd eller spesielle klebemiddelforbindelser, og tynne fleksible ledninger er festet til elektroencefalografens inngangsenhet.

For tiden utviklet hjelmer og spesielle hetter av elastisk materiale, hvor elektrodene er montert på systemet på 10-20%, og ledningene fra dem i form av et tynt flerkjernekabel med en flerkontakt er koblet til en electroencephalograph, noe som forenkler og fremskynder installasjonen av elektrodene.

Registrering av hjernens elektriske aktivitet

Amplituden av EEG potensialer normalt ikke overskrider 100 mV, så anordningen for registrering av EEG inkluderer effektforsterkere og båndpassfiltre og hindring for å isolere lave vibrasjonsamplityder cerebral biopotential mot forskjellige fysiske og fysiologiske forstyrrelser - gjenstander. Videre elektroencefalografiske installasjonen omfatte anordninger for foto og akustisk stimulering (mindre for video og elektrisk) som er brukt i studiet av såkalte "indusert aktivitet" hjerne (fremkalt respons), og de nåværende EEG-komplekser - mer og dataanalyseanordning, og visuell grafisk visning (topografisk kartlegging) av ulike EEG-parametere, samt et videosystem for overvåkning av pasienten.

Funksjonsbelastning

I mange tilfeller brukes funksjonelle belastninger for å oppdage skjulte forstyrrelser i hjernens aktivitet.

Typer funksjonsbelastninger:

• rytmisk fotostimulering med forskjellige frekvenser av lysknapper (inkludert de som er synkronisert med EEG-bølger);
• akustisk stimulering (tonn, klikk);
• giperventilyatsiya;
• søvnmangel;
• kontinuerlig registrering av EEG og andre fysiologiske parametere under søvn (polysomnografi) eller om dagen (EEG-overvåkning);
• registrering av EEG i utførelsen av ulike perceptive-kognitive oppgaver;
• farmakologiske tester.

Kontraindikasjoner til elektroencefalografi

• Brudd på vitale funksjoner.
• Konvulsiv status.
• Psykomotorisk agitasjon.

[5], [6]

Tolkning av resultatene av elektroencefalografi

Hovedrytmene som er tilordnet EEG inkluderer a, β, δ, θ-rytmer.

• α-Rhythm - Den grunnleggende kortikale rytmen av EEG-sovesvikt (med en frekvens på 8-12 Hz) registreres når pasienten er våken og lukket øyne. Det er maksimalt uttrykt i oksipital-parietale områder, har en vanlig karakter og forsvinner med afferent stimuli.
• β-rytme (13-30 Hz) er vanligvis assosiert med angst, depresjon, sedering, og er bedre registrert over frontalområdet.
• θ-Rhythm med en frekvens på 4-7 Hz og amplitude på 25-35 μV er den normale komponenten av voksen EEG og dominerer i barndommen. Normalt hos voksne registreres 9-vibrasjoner i en tilstand av naturlig søvn.
• Δ-rytmen med en frekvens på 0,5-3 Hz og forskjellige amplituder registreres normalt i tilstanden naturlig søvn, våkenhet møtes bare ved liten amplitude og i liten mengde (ikke mer enn 15%) med tilstedeværelse av a-rytme i 50%. Patologisk vurdere 8-svingninger, som overstiger amplituden på 40 μV og opptar mer enn 15% av den totale tiden. Utseendet til 5-rytmen viser i første omgang tegn på brudd på hjernens funksjonelle tilstand. Hos pasienter med intrakranielle foci lesjoner på EEG avslører langsomme bølger over tilsvarende region. Utviklingen av encefalopati (hepatisk) forårsaker endringer i EEG, hvis sværhet er proporsjonal med graden av bevissthetssvikt, i form av generell diffus langsombølgeelektrisk aktivitet. Ekstrem uttrykk for hjernens patologiske elektriske aktivitet er fraværet av svingninger (en rett linje), som indikerer hjernens død. Når du oppdager hjernedød, bør du være forberedt på å gi moralsk støtte til pasientens slektninger.

Visuell analyse av EEG

Til informative parametere for evaluering av hjernens funksjonelle tilstand, både i den visuelle og i dataanalyse av EEG, inkluderer amplitudefrekvensen og romlige egenskaper av hjernens bioelektriske aktivitet.

Indikatorer for visuell analyse av EEG:

• amplitude;
• gjennomsnittlig frekvens;
• indeks - tiden okkupert av en bestemt rytme (i%);
• grad av generalisering av de grunnleggende rytmiske og fasiske komponentene i EEG;
• fokus lokalisering er den største i amplitude og indeks av de grunnleggende rytmiske og fasiske komponenter av EEG.

Alfa rytme

Under vanlige registreringsbetingelser (tilstanden til ubevisst stille våkenhet med lukkede øyne) er EEG av en sunn person et sett av rytmiske komponenter som varierer i frekvens, amplitud, kortikal topografi og funksjonell reaktivitet.

De viktigste komponentene i EEG standardbetingelser normalt - a-rytme [regulær rytmisk aktivitet quasisinusoidal bølgeform frekvens på 8-13 Hz og en amplitude modulasjon karakteristiske (a-spindler)], den maksimale representert i den bakre (occipital og parietale) fører. Suppression av a-rytmen skjer ved åpning og bevegelse av øynene, visuell stimulering, orienteringsreaksjon.

I a-frekvensområdet (8-13 Hz) utmerker flere flere typer a-lignende rytmisk aktivitet, som oppdages sjeldnere av den occipitale a-rytmen.

• μ-Rhythm (Rolandic, central, bueformet rytme) er en sensorimotorisk analog av occipital-a-rytmen, som hovedsakelig registreres i sentrale ledninger (over sentral- eller Roland-furuten). Noen ganger har den en bestemt buet form av bølgene. Inhiberingen av rytme skjer med taktil og proprioceptiv stimulering, så vel som med ekte eller imaginær bevegelse.
• K-Rhythm (Kennedy-bølger) er registrert i de tidsmessige lederne. Det oppstår i en situasjon med høy grad av visuell oppmerksomhet når man undertrykker occipital a-rytmen.

Andre rytmer. Det finnes også θ- (4-8 Hz), σ- (0,5-4 Hz), β- (over 14 Hz) og y- (over 40 Hz) rytmer, samt en rekke andre rytmiske og aperiodiske (fasiske) komponenter EEG.

[7], [8], [9], [10], [11], [12], [13]

Faktorer som påvirker utfallet

Under registreringsprosessen blir øyeblikkene til pasientens motoraktivitet notert, da dette påvirker EEG og kan være årsaken til feil tolkning.

[14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22]

Elektroencefalogram i psykologisk patologi

Avvik fra EEG fra normen i psykiske lidelser har som regel ikke en uttalt nosologisk spesifisitet (med unntak av epilepsi ) og kommer oftest ned til flere grunntyper.

Hovedtyper av EEG-endringer i psykiske lidelser: retardasjon og desynkronisering av EEG, flatering og forstyrrelse av den normale romlige strukturen til EEG, fremkomsten av "patologiske" bølgeformer.

• Langsom EEG - reduksjon av hyppigheten og / eller inhibering av α-rytme og et øket innhold θ- og σ-aktivitet (for eksempel demens hos eldre, i områder av cerebral sirkulasjon eller cerebrale tumorer).
• EEG desynkronisering manifestert som hemning α-hastighet og å øke innholdet av β-aktivitet (for eksempel, araknoiditt, økt intrakranialt trykk, migrene, cerebrovaskulære sykdommer: cerebral arteriosklerose, stenose av cerebrale arterier).
• "Slå sammen" EEG inkludere en generell nedsettelse av EEG amplitude og reduserte nivåer av høy aktivitet [for eksempel når atrofisk prosesser, samtidig som det utvider det subarachnoide rom (ytre hydrocefalusventiler), som ligger over overflaten av en hjernesvulst eller i Subduralt hematom].
• Forstyrrelse av den normale romlige strukturen til EEG. For eksempel grov interhemisferisk asymmetri av EEG ved lokale kortikale svulster; glatting intersone EEG forskjeller på grunn av hemming av occipitale α-rytmeforstyrrelser med angst eller generalisering α-frekvens-aktivitet på grunn av nesten lik ekspresjon av a- og u-rytmer som ofte påvises i depresjon; forskyvning av β-aktivitetens fokus fra de fremre til bakre leddene i vertebrobasillar insuffisiens.
• Utseendet til "patologiske" bølgeformer (primært høy amplitude akutte bølger, topper, komplekser [f.eks. Toppbølge i epilepsi)! Noen ganger er en slik "epileptiform" EEG-aktivitet fraværende i konvensjonelle overflateledninger, men det kan registreres fra nasopharyngeal-elektroden, som injiseres gjennom nesen til hodeskallens base. Det gjør det mulig å avsløre dyp epileptisk aktivitet.

Det skal bemerkes at disse egenskapene ved endringer i de visuelt bestemte og kvantitative egenskapene til EEG for ulike nevropsykdommer skyldes hovedsakelig k-bakgrunnen EEG registrert under standard EEG-registreringsbetingelser. Denne typen EEG-undersøkelse er mulig for de fleste pasienter.

Tolkning av EEG lidelser er vanligvis gitt i form av redusert funksjonelle tilstanden til cerebral cortex av kortikal inhibering underskudd, hypereksitabilitet stilk strukturer, Cortico-stammen irritasjon (irritasjon), tilstedeværelsen av reduserte terskelanfalls EEG tegn som angir (hvis mulig) for lokalisering av disse lidelsene eller kilde patologisk aktivitet (i de kortikale regioner og / eller i de subkortikale kjernene (dyp forhjerne, limbiske, diencephalic strukturer eller nizhnestvolovyh)).

Denne tolkningen er hovedsakelig basert på en EEG data i sove-våkne syklus, refleksjon i bildet EEG etablert lokale økologiske hjerneskader og cerebral blodstrøm i nevrologisk og nevrokirurgisk klinikk på en rekke nevrofysiologiske og psykofysiologisk forskning (inkludert data av EEG grunn av nivået av våkenhet og oppmerksomhet til effekten av stressfaktorer, hypoksi, etc.) og på omfattende empirisk bevis for klinisk elektroentsef cillograph.

[23], [24], [25], [26], [27]

Komplikasjoner

Ved utførelse av funksjonstester kan det være et konvulsivt angrep, som må registreres og være klar til å gi førstehjelp til pasienten.

Bruken av ulike funksjonstester øker selvsagt innholdet i EEG-undersøkelsen. Men øker tiden som kreves for EEG-registrering og analyse, fører til tretthet i pasienten, og kan også være forbundet med risikoen for å provosere anfall (for eksempel ved hyperventilering eller rytmisk fotostimulering). I denne forbindelse er det ikke alltid mulig å bruke disse metodene hos pasienter med epilepsi, eldre eller små barn.

[28], [29], [30], [31]

Alternative metoder

[32], [33], [34], [35], [36], [37]

Spektralanalyse

Som hovedmetode for automatisk dataanalyse av EEG brukes spektralanalyse basert på Fourier-transformasjon, representasjonen av det opprinnelige EEG-bildet som et sett av et sett av sinusformede oscillasjoner som varierer i frekvens og amplitude.

De viktigste utgangsparametrene for spektralanalysen er:

• gjennomsnittlig amplitude;
• gjennomsnittlige og modale (hyppigste) frekvenser av EEG-rytmer;
• spektral kraft av EEG-rytmer (integrert indeks som tilsvarer arealet under EEG-kurven og avhenger både av amplitude og på indeksen til den tilsvarende rytmen).

Spektralanalyse av EEG utføres vanligvis på korte (2-4 sek) fragmenter av innspilling (epoker av analyse). Gjennomsnittlig EEG-effektspekter for flere dusin individuelle epoker med beregning av statistisk parameter (spektral tetthet) gir en ide om det mest karakteristiske bildet av EEG for en gitt pasient.

Ved å sammenligne effektspektra (eller spektral tetthet, en annen fører oppnådde indeks EEG sammenheng, noe som gjenspeiler likhet i biopotentials svingninger i forskjellige områder av den cerebrale cortex Denne indikator har en spesifikk diagnostisk verdi For å øke koherens i α-frekvensbånd (i særdeleshet når desynkronisering .. EEG) avslører et aktivt ko-deltakelse av de aktuelle avdelingene i den cerebrale cortex hos de aktiviteter som utføres. På den annen side øket koherens og spor 5 representerer en rytme izhennoe funksjonell tilstand av hjernen (f.eks overflatiske tumorer).

Periodometrisk analyse

Mindre vanlig brukt periodometrical analyse (analyseperiode, eller amplitude analyseintervall) når den målte intervallet mellom karakteristiske punkter EEG-bølger (bølgetopper eller nullgjennomgangene for linjer) og de bølge amplitudetopper (topper).

Periode EEG-analyse gjør det mulig å bestemme den gjennomsnittlige og ekstremverdier av EEG bølgeamplitudene, den gjennomsnittlige perioder av bølger og deres dispersjon nøyaktig (summen av alle perioder av bølgene av dette frekvensbånd) for å måle den indeks av EEG-rytmer.

Sammenlignet med en Fourier-analyse av EEG analyseperioden er det mer motstandsdyktig mot interferens, fordi det resulterer i en mye mindre grad avhengig av bidraget fra én høy-amplitude gjenstander (f.eks interferens fra pasientens bevegelser). Imidlertid blir det brukt mindre ofte for spektralanalyse, særlig fordi standardkriterier for deteksjonsgrenser for EEG-bølgetopper ikke er utviklet.

Andre ikke-lineære metoder for EEG-analyse

Beskrevet og andre metoder for analyse av ikke-lineær EEG for eksempel basert på beregning av sannsynligheten for forekomst av sekvensielle EEG bølger som tilhører forskjellige frekvensbånd, for å bestemme brann tids mellom noen karakteristiske fragmenter EEG | EEG mønstre (f.eks spindler a-rytme) | i ulike kundeemner. Selv om det eksperimentelle arbeidet viser resultatene av slike typer av informasjonsinnholdet EEG-analyse med hensyn til diagnose av visse funksjonelle tilstander i hjernen, i praksis, de diagnostiske metodene er ikke praktisk anvendelig.

Kvantitativ electroencephalography tillater mer nøyaktig enn ved visuell EEG-analyse, for å bestemme lokaliseringen av områder med unormal aktivitet i epilepsi og en rekke neurologiske og vaskulære forstyrrelser, for å detektere brudd på amplitude-frekvenskarakteristikken og romlig organisering av EEG, med en rekke psykiske forstyrrelser, for å kvantifisere effekten av behandling, herunder farmakoterapi ) på den funksjonelle tilstand av hjernen, så vel som for automatisk å diagnostisere visse uregelmessigheter og / eller funksjonelle tilstander hos en frisk person ved sammenligning med databaser av individuelle EEG-standard EEG-data (alder norm, forskjellige typer patologi, og andre.). Alle disse fordelene kan redusere tiden det utarbeider rapport om resultatene av EEG undersøkelse, øker sannsynligheten for påvisning av EEG abnormiteter.

Resultatene av kvantitativ EEG analyse kan utstedes i digital form (som tabeller for fremtidig statistisk analyse), så vel som en visuell farge "kart", som er praktisk å sammenlikne resultatene fra CT, magnetisk resonansavbildning (MRI) og positronemisjonstomografi ( PET), samt med estimater av lokal cerebral blodstrøm og neuropsykologisk testdata. Dermed er det mulig å sammenligne de strukturelle og funksjonelle forstyrrelser i hjerneaktiviteten direkte.

Et viktig skritt i utviklingen av kvantitativ EEG var etableringen av programvare for å bestemme den intracerebrale plasseringen av ekvivalente dipolære kilder til de mest høy amplitude EEG-komponenter (f.eks. Epileptiform aktivitet). Den siste prestasjonen på dette området er utvikling av programmer som kombinerer MR- og EEG-kart på pasientens hjerne, idet man tar hensyn til den enkelte form av skallen og topografien i hjernestrukturene.

Ved tolkning av resultatene til visuell analyse eller kartlegging av EEG må ta hensyn til alder (både evolusjonære og involutional) endringer i amplitude-frekvensparametre og den romlige organisering av EEG og EEG endringer hos pasienter som medikamenter som naturlig oppstår i pasienter i forbindelse med behandlingen. Av denne grunn blir EEG-posten vanligvis utført før eller etter midlertidig opphør av behandlingen.

Ppolisomnografiya

Elektrofysiologisk studie av søvn, eller  polysomnografi  - et av områdene av kvantitativ EEG.

Hensikten med fremgangsmåten ligger i den objektiv vurdering av varigheten og kvaliteten av natts søvn, identifiserer brudd sove struktur [særlig varigheten og latens forskjellige søvnfaser, spesielt søvnfasene med raske øyebevegelser], kardiovaskulære (hjerterytmeforstyrrelser og ledning) og respiratorisk ( apné) lidelser under søvn.

Forskningsmetodikk

Fysiologiske parametere for søvn (natt eller dagtid):

• EEG i en eller to ledere (oftest C3 eller C4);
• data fra elektrookulogrammet;
• data av electromyogram;
• frekvens og dybde av pusten;
• Generell motoraktivitet til pasienten.

Alle disse indikatorene er nødvendige for å identifisere trinnene i henhold til allment aksepterte standardkriterier. Langsombølgesøvn trinnet bestemmes av nærværet av carotis EEG spindlene og σ-aktivitet, søvnfase med raske øyebevegelser - på EEG desynkronisering, utseendet av raske øyebevegelser og en sterk reduksjon av muskelmasse.

I tillegg registreres ofte et elektrokardiogram (EKG). Blodtrykk. Hudtemperatur og oksygenering av blodet (ved bruk av et øret foto-oximeter). Alle disse indikatorene lar deg vurdere vegetative forstyrrelser under søvnen.

Tolkning av resultater

Reduksjon av søvnfase med rask øyebevegelse (mindre enn 70 minutter) og tidlig (ved 4-5 timer) morgenoppvåkning - etablerte biologiske tegn på depressive og maniske tilstander. I denne sammenheng gjør polysomyografi det mulig å skille mellom depresjon og depressiv pseudodementi hos eldre pasienter. I tillegg identifiserer denne metoden objektivt søvnløshet, narkolepsi, somnambulisme, samt mareritt, panikkanfall, apnéer og epileptiske anfall som oppstår under søvnen.