Dekryptering av resultat från elektroencefalografi

EEG-analys utförs under registreringen och slutligen efter dess slutförande. Under registreringen bedöms förekomsten av artefakter (induktion av nätverksströmsfält, mekaniska artefakter av elektrodrörelser, elektromyogram, elektrokardiogram, etc.) och åtgärder vidtas för att eliminera dem. EEG:s frekvens och amplitud bedöms, karakteristiska grafiska element identifieras och deras rumsliga och tidsmässiga fördelning bestäms. Analysen kompletteras genom fysiologisk och patofysiologisk tolkning av resultaten och formulering av en diagnostisk slutsats med klinisk-elektroencefalografisk korrelation.

Det viktigaste medicinska dokumentet om EEG är den klinisk-elektroencefalografiska rapporten, skriven av en specialist baserat på analysen av det "råa" EEG-värdet. EEG-rapporten måste formuleras i enlighet med vissa regler och bestå av tre delar:

1. beskrivning av de viktigaste typerna av aktivitet och grafiska element;
2. sammanfattning av beskrivningen och dess patofysiologiska tolkning;
3. korrelation mellan resultaten från de två föregående delarna och kliniska data. Den grundläggande beskrivande termen inom EEG är "aktivitet", vilket definierar vilken sekvens av vågor som helst (alfaaktivitet, skarpvågsaktivitet, etc.).

• Frekvens definieras som antalet oscillationer per sekund; den skrivs ner som ett motsvarande tal och uttrycks i hertz (Hz). Beskrivningen anger den genomsnittliga frekvensen för den aktivitet som bedöms. Vanligtvis tas 4–5 EEG-segment med en sekunds varaktighet och antalet vågor i var och en av dem beräknas.
• Amplitud är intervallet för elektriska potentialoscillationer på EEG; den mäts från toppen av föregående våg till toppen av följande våg i motsatt fas, uttryckt i mikrovolt (μV). En kalibreringssignal används för att mäta amplituden. Om kalibreringssignalen som motsvarar en spänning på 50 μV har en höjd av 10 mm på inspelningen, kommer 1 mm pennavböjning följaktligen att betyda 5 μV. För att karakterisera aktivitetsamplituden i beskrivningen av EEG används dess mest typiskt förekommande maximivärden, exklusive extremvärden.
• Fasen bestämmer processens aktuella tillstånd och indikerar riktningen för vektorn för dess förändringar. Vissa EEG-fenomen bedöms utifrån antalet faser de innehåller. Monofasisk är en oscillation i en riktning från den isoelektriska linjen med en återgång till den initiala nivån, bifasisk är en oscillation när kurvan efter avslutad fas passerar den initiala nivån, avviker i motsatt riktning och återgår till den isoelektriska linjen. Polyfasisk är oscillationer som innehåller tre eller fler faser. I en snävare bemärkelse definierar termen "polyfasisk våg" en sekvens av a- och långsamma (vanligtvis 5) vågor.

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

Elektroencefalogramrytmer hos en vuxen vaken person

Termen "rytm" inom EEG hänvisar till en viss typ av elektrisk aktivitet som motsvarar ett visst tillstånd i hjärnan och är associerad med vissa cerebrala mekanismer. När man beskriver en rytm anges dess frekvens, typisk för ett visst tillstånd och område i hjärnan, amplitud och några karakteristiska drag för dess förändringar över tid med förändringar i hjärnans funktionella aktivitet.

1. Alfa(a)-rytm: frekvens 8-13 Hz, amplitud upp till 100 μV. Den registreras hos 85-95 % av friska vuxna. Den uttrycks bäst i occipitala regioner. a-rytmen har störst amplitud i ett tillstånd av lugn, avslappnad vakenhet med slutna ögon. Förutom förändringar i samband med hjärnans funktionella tillstånd observeras spontana förändringar i a-rytmens amplitud i de flesta fall, uttryckta i en alternerande ökning och minskning med bildandet av karakteristiska "spindlar" som varar i 2-8 sekunder. Med en ökning av hjärnans funktionella aktivitet (intensiv uppmärksamhet, rädsla) minskar a-rytmens amplitud. Högfrekvent oregelbunden aktivitet med låg amplitud uppträder på EEG, vilket återspeglar desynkroniseringen av neuronal aktivitet. Vid kortvarig, plötslig extern stimulering (särskilt en ljusblixt) sker denna desynkronisering kraftigt, och om stimuleringen inte är av emotiogen natur återställs a-rytmen ganska snabbt (på 0,5-2 sekunder). Detta fenomen kallas "aktiveringsreaktion", "orienteringsreaktion", "reaktion av a-rytmuskelutsläckning", "desynkroniseringsreaktion".
2. Betarytm: frekvens 14-40 Hz, amplitud upp till 25 μV. Betarytmen registreras bäst i området kring de centrala konvolutionerna, men sträcker sig även till de bakre centrala och frontala konvolutionerna. Normalt uttrycks den mycket svagt och har i de flesta fall en amplitud på 5-15 μV. Betarytmen är associerad med somatiska sensoriska och motoriska kortikala mekanismer och ger en släckningsreaktion vid motorisk aktivering eller taktil stimulering. Aktivitet med en frekvens på 40-70 Hz och en amplitud på 5-7 μV kallas ibland y-rytmen, den har ingen klinisk betydelse.
3. Mu-rytm: frekvens 8–13 Hz, amplitud upp till 50 μV. Parametrarna för mu-rytmen liknar dem för den normala a-rytmen, men mu-rytmen skiljer sig från den senare i fysiologiska egenskaper och topografi. Visuellt observeras mu-rytmen endast hos 5–15 % av personerna i den rolandiska regionen. Amplituden för mu-rytmen (i sällsynta fall) ökar med motorisk aktivering eller somatosensorisk stimulering. Vid rutinanalys har mu-rytmen ingen klinisk betydelse.

Typer av aktivitet som är patologiska för en vuxen vaken person

• Thetaaktivitet: frekvens 4-7 Hz, amplitud för patologisk thetaaktivitet > 40 μV och överstiger oftast amplituden för normala hjärnrytmer och når 300 μV eller mer under vissa patologiska tillstånd.
• Deltaaktivitet: frekvens 0,5-3 Hz, amplitud är densamma som thetaaktivitet.

Theta- och deltaoscillationer kan förekomma i små mängder i EEG hos en vuxen vaken person och i normala fall, men deras amplitud överstiger inte a-rytmens. Ett EEG som innehåller theta- och deltaoscillationer med en amplitud på >40 μV och som upptar mer än 15 % av den totala registreringstiden anses vara patologiskt.

Epileptiform aktivitet är ett fenomen som vanligtvis observeras i EEG hos patienter med epilepsi. Det är ett resultat av starkt synkroniserade paroxysmala depolarisationsskift i stora populationer av neuroner, åtföljda av generering av aktionspotentialer. Detta resulterar i akuta potentialer med hög amplitud, vilka har motsvarande namn.

• Spike (engelsk spike - punkt, topp) är en negativ potential av skarp form, som varar mindre än 70 ms, med en amplitud på >50 μV (ibland upp till hundratals eller till och med tusentals μV).
• En skarp våg skiljer sig från en spik genom att den är förlängd i tid: dess varaktighet är 70-200 ms.
• Skarpa vågor och spikar kan kombineras med långsamma vågor och bilda stereotypa komplex. Spik-långsam våg är ett komplex av en spik och en långsam våg. Frekvensen för spik-långsamma vågkomplex är 2,5-6 Hz, och perioden är 160-250 ms. Skarp-långsam våg är ett komplex av en skarp våg och en långsam våg som följer den, komplexets period är 500-1300 ms.

En viktig egenskap hos spikar och skarpa vågor är deras plötsliga uppträdande och försvinnande och deras tydliga åtskillnad från bakgrundsaktiviteten, som de överstiger i amplitud. Skarpa fenomen med motsvarande parametrar som inte tydligt kan särskiljas från bakgrundsaktiviteten betecknas inte som skarpa vågor eller spikar.

Kombinationer av de beskrivna fenomenen betecknas med några ytterligare termer.

• Burst är en term som används för att beskriva en grupp vågor med plötslig uppkomst och upphörande som tydligt skiljer sig från bakgrundsaktivitet i frekvens, form och/eller amplitud.
• En urladdning är ett utbrott av epileptiform aktivitet.
• Ett epileptiskt anfallsmönster är en utlösning av epileptiform aktivitet som vanligtvis sammanfaller med ett kliniskt epileptiskt anfall. Upptäckten av sådana fenomen, även om patientens medvetandetillstånd inte kan bedömas kliniskt tydligt, karakteriseras också som ett "epileptiskt anfallsmönster".
• Hypsarytmi (grekiska: "högamplitudrytm") är en kontinuerlig generaliserad långsam hypersynkron aktivitet med hög amplitud (>150 μV) med skarpa vågor, spikar, spik-långsamma vågkomplex, polyspik-långsam våg, synkrona och asynkrona. Ett viktigt diagnostiskt drag vid West och Lennox-Gastaut syndrom.
• Periodiska komplex är högamplitudiga aktivitetsutbrott som kännetecknas av en konstant form för en given patient. De viktigaste kriterierna för deras igenkänning är: ett nästan konstant intervall mellan komplexen; kontinuerlig närvaro genom hela inspelningen, förutsatt att nivån av funktionell hjärnaktivitet är konstant; intraindividuell stabilitet i formen (stereotypicitet). Oftast representeras de av en grupp högamplitudiga långsamma vågor, skarpa vågor, kombinerade med högamplitudiga, skärpta delta- eller theta-oscillationer, ibland liknande epileptiforma komplex av en skarp-långsam våg. Intervaller mellan komplex varierar från 0,5-2 till tiotals sekunder. Generaliserade bilateralt synkrona periodiska komplex kombineras alltid med djupa medvetandestörningar och indikerar allvarlig hjärnskada. Om de inte orsakas av farmakologiska eller toxiska faktorer (alkoholabstinens, överdos eller plötslig utsättning av psykotropa och hypnosedativa läkemedel, hepatopati, kolmonoxidförgiftning), är de som regel en konsekvens av allvarlig metabolisk, hypoxisk, prion- eller viral encefalopati. Om berusning eller metaboliska störningar utesluts, indikerar periodiska komplex med hög tillförlitlighet en diagnos av panencefalit eller prionsjukdom.

Varianter av ett normalt elektroencefalogram hos en vaken vuxen

EEG är i stort sett enhetligt för hela hjärnan och symmetriskt. Cortex funktionella och morfologiska heterogenitet bestämmer egenskaperna hos den elektriska aktiviteten i olika områden i hjärnan. Den rumsliga förändringen av EEG-typer i enskilda områden i hjärnan sker gradvis.

Hos majoriteten (85–90 %) av friska vuxna, med slutna ögon i vila, registrerar EEG en dominant a-rytm med maximal amplitud i occipitala regioner.

Hos 10–15 % av friska försökspersoner överstiger inte oscillationsamplituden på EEG 25 μV, högfrekvent lågamplitudaktivitet registreras i alla avledningar. Sådana EEG kallas lågamplitud. Lågamplitud-EEG indikerar förekomsten av desynkroniserande påverkan i hjärnan och är en normal variant.

Hos vissa friska försökspersoner registreras istället för a-rytmen en aktivitet på 14–18 Hz med en amplitud på cirka 50 μV i occipitala områden, och liksom den normala alfarytmen minskar amplituden i framåtriktningen. Denna aktivitet kallas den "snabba a-varianten".

Mycket sällan (0,2 % av fallen) registreras på EEG med slutna ögon i occipitala områden regelbundna, nära sinusformade, långsamma vågor med en frekvens på 2,5–6 Hz och en amplitud på 50–80 μV. Denna rytm har alla andra topografiska och fysiologiska egenskaper hos alfarytmen och kallas "långsam alfavariant". Eftersom den inte är associerad med någon organisk patologi anses den vara en gränslinje mellan norm och patologi och kan indikera dysfunktion i hjärnans diencefala ospecifika system.

Förändringar i elektroencefalogrammet under sömn-vakenhetscykeln

• Aktiv vakenhet (under mental stress, visuell spårning, inlärning och andra situationer som kräver ökad mental aktivitet) kännetecknas av desynkronisering av neuronal aktivitet; lågamplitud högfrekvent aktivitet dominerar på EEG.
• Avslappnad vakenhet är tillståndet hos personen som vilar i en bekväm stol eller säng med avslappnade muskler och slutna ögon, utan att vara engagerad i någon speciell fysisk eller mental aktivitet. Hos de flesta friska vuxna registreras en regelbunden alfarytm på EEG i detta tillstånd.
• Det första stadiet av sömnen motsvarar dåsighet. EEG visar försvinnandet av alfarytmen och uppkomsten av enskilda och gruppvisa delta- och theta-oscillationer med låg amplitud samt högfrekvent aktivitet med låg amplitud. Externa stimuli orsakar utbrott av alfarytmen. Stadiet varar 1–7 minuter. Vid slutet av detta stadium uppträder långsamma oscillationer med en amplitud på <75 μV. Samtidigt kan "vertexskarpa transienta potentialer" uppstå i form av enskilda eller gruppvisa monofasiska ytligt negativa skarpa vågor med ett maximum i hjässområdet, med en amplitud som vanligtvis inte överstiger 200 μV; de anses vara ett normalt fysiologiskt fenomen. Det första stadiet kännetecknas också av långsamma ögonrörelser.
• Det andra stadiet av sömnen kännetecknas av uppkomsten av sömnspindlar och K-komplex. Sömnspindlar är aktivitetsutbrott med en frekvens på 11-15 Hz, dominerande i de centrala avledningarna. Spindlarnas varaktighet är 0,5-3 s, amplituden är ungefär 50 μV. De är associerade med mediana subkortikala mekanismer. K-komplexet är ett aktivitetsutbrott, vanligtvis bestående av en tvåfasig högamplitudvåg med en initial negativ fas, ibland åtföljd av en spindel. Dess amplitud är maximal i hjässområdet, varaktigheten är inte mindre än 0,5 s. K-komplex uppstår spontant eller som svar på sensoriska stimuli. I detta skede observeras även utbrott av polyfasiska högamplitudiga långsamma vågor episodiskt. Långsamma ögonrörelser saknas.
• Steg 3 sömn: spindlar försvinner gradvis och delta- och thetavågor med en amplitud större än 75 μV uppträder i mängder på 20 till 50 % av analysperioden. I detta skede är det ofta svårt att skilja K-komplex från deltavågor. Sömnspindlar kan försvinna helt.
• Sömn i stadium IV kännetecknas av vågor med en frekvens <2 Hz och mer än 75 μV, som upptar mer än 50 % av tiden för analysepoken.
• Under sömnen upplever en person ibland perioder av desynkronisering på EEG - den så kallade sömnen med snabba ögonrörelser. Under dessa perioder registreras polymorf aktivitet med en övervikt av höga frekvenser. Dessa perioder på EEG motsvarar drömupplevelsen, en minskning av muskeltonus med uppkomsten av snabba ögonrörelser och ibland snabba rörelser i lemmarna. Förekomsten av detta sömnstadium är förknippad med regleringsmekanismens arbete på ponsnivå, dess störning indikerar dysfunktion i dessa delar av hjärnan, vilket är av stor diagnostisk betydelse.

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

Åldersrelaterade förändringar i elektroencefalogrammet

EEG hos ett för tidigt fött barn upp till 24-27 graviditetsveckor representeras av utbrott av långsam delta- och thetaaktivitet, episodiskt kombinerade med skarpa vågor, som varar 2-20 sekunder, mot bakgrund av aktivitet med låg amplitud (upp till 20-25 μV).

Hos barn i graviditetsveckan 28–32 blir delta- och thetaaktiviteten med en amplitud på upp till 100–150 μV mer regelbunden, även om den också kan innefatta utbrott av thetaaktivitet med högre amplitud varvat med perioder av avplattande.

Hos barn över 32 veckors graviditet börjar funktionella tillstånd spåras på EEG. I lugn sömn observeras intermittent deltaaktivitet med hög amplitud (upp till 200 μV och högre), kombinerat med thetaoscillationer och skarpa vågor och alternerande med perioder med relativt låg amplitudaktivitet.

Hos en fullgången nyfödd skiljer EEG tydligt mellan vakenhet med öppna ögon (oregelbunden aktivitet med en frekvens på 4–5 Hz och en amplitud på 50 μV), aktiv sömn (konstant lågamplitudaktivitet på 4–7 Hz med överlagrade snabbare lågamplitudoscillationer) och tyst sömn, kännetecknad av utbrott av högamplituddeltaaktivitet i kombination med spindlar av snabbare högamplitudvågor varvat med lågamplitudperioder.

Hos friska för tidigt födda och fullgångna nyfödda observeras alternerande aktivitet under lugn sömn under den första levnadsmånaden. EEG hos nyfödda innehåller fysiologiska akuta potentialer som kännetecknas av multifokalitet, sporadisk förekomst och oregelbundenhet i förekomsten. Deras amplitud överstiger vanligtvis inte 100-110 μV, förekomstfrekvensen är i genomsnitt 5 per timme, deras huvudsakliga antal är begränsat till lugn sömn. Relativt regelbundet förekommande akuta potentialer i frontalledarna, som inte överstiger 150 μV i amplitud, anses också vara normala. Normalt EEG hos en mogen nyfödd kännetecknas av närvaron av ett svar i form av EEG-utjämning på yttre stimuli.

Under den första månaden i livet för ett moget barn försvinner det alternerande EEG-systemet för lugn sömn; under den andra månaden uppträder sömnspindlar, organiserad dominant aktivitet i occipitala ledningarna, som når en frekvens på 4-7 Hz vid 3 månaders ålder.

Under 4-6 månaderna i livet ökar antalet thetavågor på EEG gradvis, och deltavågorna minskar, så att vid slutet av 6 månader domineras EEG av en rytm med en frekvens på 5-7 Hz. Från 7 till 12 månader i livet bildas alfarytmen med en gradvis minskning av antalet theta- och deltavågor. Vid 12 månader dominerar svängningar som kan karakteriseras som en långsam alfarytm (7-8,5 Hz). Från 1 år till 7-8 år fortsätter processen med gradvis förskjutning av långsamma rytmer med snabbare svängningar (alfa- och beta-intervall). Efter 8 år dominerar alfarytmen på EEG. Den slutliga bildningen av EEG sker vid 16-18 års ålder.

Gränsvärden för den dominanta rytmfrekvensen hos barn

Ålder, år	Frekvens, Hz
1	>5
3	>6
5	>7
8	>8

EEG hos friska barn kan innehålla kraftiga diffusa långsamma vågor, utbrott av rytmiska långsamma svängningar och epileptiforma aktivitetsurladdningar, så att ur traditionell bedömning av åldersnormer, även hos uppenbart friska individer under 21 år, kan endast 70–80 % av EEG klassificeras som "normalt".

Från 3-4 till 12 års ålder ökar andelen EEG med alltför långsamma vågor (från 3 till 16 %), och sedan minskar denna indikator ganska snabbt.

Reaktionen på hyperventilation i form av långsamma vågor med hög amplitud vid 9–11 års ålder är mer uttalad än hos den yngre gruppen. Det är dock möjligt att detta beror på att yngre barn utför testet mindre precist.

Representation av vissa EEG-varianter i den friska populationen beroende på ålder

Typ av aktivitet	1–15 år	16–21 år gammal
Långsam diffus aktivitet med en amplitud större än 50 μV, registrerad under mer än 30 % av inspelningstiden	14 %	5%
Långsam rytmisk aktivitet i de bakre avledningarna	25 %	0,5 %
Epileptiform aktivitet, utbrott av rytmiska långsamma vågor	15 %	5%
"Normala" EEG-varianter	68 %	77 %

Den redan nämnda relativa stabiliteten hos EEG-karakteristiken hos en vuxen bibehålls fram till ungefär 50 års ålder. Från och med denna period observeras en omstrukturering av EEG-spektrumet, vilket uttrycks i en minskning av amplituden och den relativa mängden alfarytm och en ökning av mängden beta- och deltavågor. Den dominerande frekvensen efter 60-70 år tenderar att minska. Vid denna ålder uppträder theta- och deltavågor, synliga vid visuell analys, även hos praktiskt taget friska individer.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]