Elektroencefalografi

Elektroencefalografi (EEG) är inspelning av elektriska vågor som kännetecknas av en viss rytm. Vid analys av EEG uppmärksammas basalrytmen, symmetrin av hjärnans elektriska aktivitet, spikaktivitet, respons på funktionella test. Diagnosen är baserad på den kliniska bilden. Den första mänskliga EEG var registrerad av tysk psykiater Hans Berger 1929.

Elektroencefalografi är en metod att studera hjärnan med hjälp av att registrera skillnaden i elektriska potentialer som uppstår i processen med sin vitala aktivitet. Inspelningselektroder är placerade i vissa delar av huvudet så att alla huvuddelar av hjärnan är representerade på posten. Den resulterande inspelningen - elektroencefalogram (EEG) - är den totala elektriska aktiviteten i många miljoner neuroner, som representeras huvudsakligen potentialer dendriter och nervcellkroppar: excitatoriska och inhibitoriska postsynaptiska potentialer och delvis - aktionspotentialer neuron organ och axoner. Således reflekterar EEG den funktionella aktiviteten i hjärnan. Förekomsten av en vanlig rytm på EEG indikerar att neuronerna synkroniserar sin aktivitet. Normalt är denna synkronisering bestäms huvudsakligen av de rytmiska aktivitet pacemakrar (pacemakers) ospecifika talamiska kärnor och deras thalamocortical projektioner.

Eftersom nivån på funktionell aktivitet bestäms av icke-specifika medianstrukturer (retikulär formning av stammen och förkörningen) bestämmer dessa system rytmen, utseendet, den övergripande organisationen och dynamiken hos EEG. Symmetrisk och diffus organisation av bindningarna av icke-specifika medianstrukturer med cortexen bestämmer den bilaterala symmetrin och den relativa enhetligheten hos EEG för hela hjärnan.

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

Syftet med elektroencefalografi

Det huvudsakliga syftet med att använda elektroencefalografi i klinisk psykiatri - identifiering eller eliminering av symptom av organisk hjärnskada (epilepsi, hjärntumörer, trauma, cerebrala cirkulationsstörningar och metabolism, neurodegenerativa sjukdomar) för differentialdiagnos och klargöra naturen av de kliniska symptomen. I Biological Psychiatry EEG allmänt används för objektiv bedömning av funktionell status för vissa hjärnstrukturer och system för studien neurofysiologiska mekanismer för psykiska störningar, liksom effekten av psykofarmaka.

Indikationer för elektroencefalografi

• Differentiell diagnos av neuroinfections med volymskador i centrala nervsystemet.
• Bedömning av svårighetsgraden av CNS-skador vid neuroinfektioner och infektiös encefalopati.
• Förtydligande av lokaliseringen av den patologiska processen i encefalit.

Förberedelse för studier av elektroencefalografi

Före studien borde patienten avstå från att konsumera drycker som innehåller koffein, ta sömntabletter och lugnande medel. I 24-48 timmar före elektroencefalografi (EEG) slutar patienten att ta antikonvulsiva medel, lugnande medel, barbiturater och andra sedativa.

Metod för studie av elektroencefalografi

Före undersökningen informeras patienten om EEG-tekniken och dess smärtlöshet, eftersom det emotionella tillståndet väsentligt påverkar resultaten av studien. EEG utförs på morgonen innan du äter i läget som ligger på baksidan eller somna i en stol i avslappnat tillstånd.

Elektroder i hårbotten överensstämmer med det internationella systemet.

Första, stängda patientens ögon registreras bakgrunden (basal) EEG-registrering genomförs sedan på bakgrunden av olika funktionella tester (aktiverings - till öppningen av ögon, fotostimulering och hyperventilation). Fotostimulering utförs med hjälp av en stroboskopisk ljuskälla, som blinkar vid en frekvens av 1-25 per sekund. När man testas för hyperventilering, uppmanas patienten att andas snabbt och djupt i 3 minuter. Funktionella tester kan upptäcka onormal aktivitet i en given situation är inte påvisbar (inklusive härd beslag aktivitet) och provocera patientens beslag, vilket är möjligt, och efter studien, så det är nödvändigt att ägna särskild uppmärksamhet åt patienten, som uppvisar någon form av patologisk aktivitet .

Placering av elektroder

För att bedöma funktionella tillståndet hos hjärnbarkens huvud-, motor- och associativa zoner och deras subkortiska utsprång i hårbotten, etableras ett betydande antal elektroder (vanligtvis från 16 till 21) för EEG-utvärdering.

För att säkerställa jämförbarhet av EEG i olika patienter har elektroder på standarden på det internationella systemet på 10-20%. Varvid referenspunkter för montering av bryggelektroder används, nackknölen och den externa hörselgången. Den längsgående längden av halvcirkel mellan näsryggen och occipital ben, och den tvärgående halvcirkel mellan den yttre hörselgången är uppdelad i ett förhållande av 10%, 20%, 20%, 20%, 20%, 10%. Elektroderna installeras vid korsningen av meridianerna som dragits genom dessa punkter. Närmast till pannan (vid 10% i näsan) monterad fronto-polära elektroder (Fp 1, Frz och Fr2) och sedan (efter 20% av längden av den halvcirkel) - frontal (FZ, Fz och F4) och perednevisochnye (F7 och F8 ). Då - den centrala (SOC Cz och C4) och tidsmässiga (TK och T4). Nedan - parietal (RH, och Pz P4), bakre temporal (T5 och T6) och occipital (01, uns och 02) elektroder, respektive.

Olika figurer betecknar elektroder placerade på vänstra halvklotet, jämnelektroder placerade på högra halvklotet och index z-elektroder placerade längs mittlinjen. Referenselektroderna på öronlönarna betecknas som A1 och A2, och på mastoidprocesserna - som M1 och M2.

Typiskt, elektroder för EEG-registrering - hjul med en kontaktstav och en plastkropp (bryggelektroder) eller konkav "kopp" med en diameter på ca 1 cm med en speciell silverklorid (Ag-AgCl) belagda för att förhindra polarisering.

För att minska resistansen mellan elektroden och patientens hud sätts speciella tamponger fuktade med NaCl-lösning (1-5%) på skivelektroderna. Koppelektroder fylls med elektriskt ledande gel. Håret under elektroderna trycks in, och huden avfettas med alkohol. Elektroder är fastsatta på huvudet med en hjälm tillverkad av gummiband eller speciella klisterföreningar och tunna böjliga ledningar är fästa på elektroencefalograafens ingångsapparat.

Närvarande utvecklade hjälmar och speciella-caps av elastiskt tyg, i vilket elektroderna är monterade på systemet med 10-20%, och trådarna från dem i form av en tunn flerledarkabel via multikontakten är ansluten till en elektroencefalograf, vilket förenklar och snabbar upp installationsprocessen av elektroderna.

Registrering av hjärnans elektriska aktivitet

Amplituden av EEG potentialer normalt icke överstiger 100 mV, så apparaten för inspelning av EEG innefattar effektförstärkare och bandpassfilter och obstruktion för att isolera låg amplitud vibrationer cerebral biopotential mot olika fysiska och fysiologiska störningar - artefakter. Dessutom elektroencefalografisk installation innefattar anordningar för foto- och akustisk stimulering (mindre för video och elektriska), vilka används i studien av så kallade "inducerad aktivitet" hjärnan (framkallade potentialer), och de aktuella EEG-komplexen - Mer och datoranalysorgan, och visuell grafisk visning (topografisk kartläggning) av olika EEG-parametrar, samt ett videosystem för övervakning av patienten.

Funktionsbelastning

I många fall används funktionella belastningar för att upptäcka dolda störningar i hjärnaktiviteten.

Typer av funktionella belastningar:

• rytmisk fotostimulering med olika frekvenser av ljusflampar (inklusive de som synkroniseras med EEG-vågor);
• akustisk stimulering (i ton, klick);
• giperventilyatsiya;
• sömnbrist
• kontinuerlig registrering av EEG och andra fysiologiska parametrar under sömnen (polysomnografi) eller under dagen (EEG-övervakning);
• registrering av EEG i utförandet av olika perceptiva-kognitiva uppgifter;
• farmakologiska test.

Kontraindikationer mot elektroencefalografi

• Överträdelse av vitala funktioner.
• Konvulsiv status.
• Psykomotorisk agitation.

[5], [6]

Tolkning av resultaten av elektroencefalografi

De huvudsakliga rytmerna som tilldelas EEG inkluderar a, β, δ, θ-rytmer.

• α-Rhythm - Den grundläggande kortikalytmen av EEG-dormans (med frekvensen 8-12 Hz) registreras under patientens vakna och slutna ögon. Den uttrycks maximalt i de occipitala parietala regionerna, har en vanlig karaktär och försvinner med afferenta stimuli.
• β-rytm (13-30 Hz) är vanligtvis associerad med ångest, depression, sedering och är bättre inspelad över frontalområdet.
• θ-rytm med en frekvens på 4-7 Hz och amplituden på 25-35 μV är den normala komponenten av vuxen EEG och dominerar i barndomen. Normalt hos vuxna registreras 9-vibrationer i ett tillstånd av naturlig sömn.
• δ-rytm med en frekvens på 0,5-3 Hz och en amplitud varierande normalt registreras i ett tillstånd av fysisk sova, vakna möts endast vid en liten amplitud och en liten mängd (ej mer än 15%) med närvaron av α-rytm i 50%. Patologiska anser 8-oscillationer, som överskrider amplituden på 40 μV och upptar mer än 15% av den totala tiden. Utseendet av 5-rytmen visar i första hand tecken på ett brott mot hjärnans funktionella tillstånd. Hos patienter med intrakraniella foci-lesioner på EEG avslöjar långsamma vågor över motsvarande region. Utvecklingen av encefalopati (hepatisk) orsakar förändringar i EEG, vars svårighetsgrad är proportionell mot graden av nedsatt medvetenhet, i form av generaliserad diffus långsam vågelektroaktivitet. Det extrema uttrycket för hjärnans patologiska elektriska aktivitet är frånvaron av oscillationer (en rak linje) som indikerar hjärnans död. När du upptäcker hjärndöd bör du vara beredd att ge moraliskt stöd till patientens släktingar.

Visuell analys av EEG

Till informativa parametrar för utvärdering av hjärnans funktionella tillstånd både i den visuella och i datoranalysen av EEG inkluderar amplitudfrekvensen och rumsliga egenskaper hos hjärnans bioelektriska aktivitet.

Indikatorer för visuell analys av EEG:

• amplitud;
• medelfrekvens;
• index - tiden som upptas av en viss rytm (i%);
• graden av generalisering av EEGs grundläggande rytmiska och fasformiga komponenter;
• fokus lokaliseringen är störst i amplituden och indexet för EEGs grundläggande rytmiska och fasformiga komponenter.

Alfa rytm

Under normala registreringsförhållanden (tillståndet av obeveklig tyst vakenhet med slutna ögon) är EEG av en frisk person en uppsättning rytmiska komponenter som skiljer sig i frekvens, amplitud, kortikal topografi och funktionell reaktivitet.

Huvudkomponenterna i EEG-standardförhållanden normalt - a-rytm [regelbunden rytmisk aktivitet kvasisinusoidal vågform frekvens på 8-13 Hz och en amplitud-modulering karakteristiska (a-spindlar)], den maximala som representeras i den bakre (occipital och parietal) leder. Suppression av a-rytmen uppstår vid öppning och rörelser i ögonen, visuell stimulering, orienteringsreaktion.

I a-frekvensområdet (8-13 Hz) skiljer sig flera fler typer av a-liknande rytmisk aktivitet, som detekteras mindre ofta i den occipitala a-rytmen.

• μ-rytm (rolandic, centrala, bågformiga rytm) - occipital sensomotoriska analoga α-rytm, som registreras övervägande i de centrala ledningarna (eller rolandovoy ovanför det centrala spåret). Ibland har den en speciell bågform av vågorna. Inhiberingen av rytmen uppträder med taktil och proprioceptiv stimulering, liksom med verklig eller imaginär rörelse.
• K-Rhythm (Kennedy vågor) spelas in i de tidiga lederna. Det förekommer i en situation med hög visuell uppmärksamhet när man undertrycker occipital a-rytmen.

Andra rytmer. Isolerades som θ- (4-8 Hz), σ- (0,5-4 Hz), β- (över 14 Hz) och γ- (över 40 Hz) rytmer, såväl som någon annan rytm och aperiodiska (phasic) komponenter EEG.

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

Faktorer som påverkar resultatet

Under registreringsprocessen noteras ögonblicken hos patientens motoriska aktivitet, eftersom detta påverkar EEG och kan vara orsaken till felaktig tolkning.

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

Elektroencefalogram i psykologisk patologi

Avvikelser från EEG från normen i psykiska störningar har i regel inte en uttalad nosologisk specificitet (med undantag för epilepsi ) och kommer oftast ner till flera grundläggande typer.

Huvudtyperna av EEG förändras i psykiska störningar: retardation och desynkronisering av EEG, flatning och störning av EEGs normala rymdstruktur, framväxten av "patologiska" vågformer.

• Långsam EEG - minskning av frekvensen och / eller hämning av α-rytm och ett ökat innehåll θ- och σ-aktivitet (t ex demens av äldre, i områden av cerebral cirkulation eller cerebral tumörer).
• EEG-desynkronisering manifesterad som hämning α-hastigheten och öka halten av β-aktivitet (t.ex., araknoidit, ökat intrakraniellt tryck, migrän, cerebrovaskulära störningar: cerebral arterioskleros, stenos av cerebrala artärer).
• "Plattning" EEG innehålla en allmän sänkning av EEG-amplitud och reducerade nivåer av hög aktivitet [t.ex. När atrofiska processer, samtidigt expandera de subarachnoidal (yttre hydrocefalus), belägen ovanför ytan av en hjärntumör eller i subdural hematom].
• Förstöring av EEGs normala rymdstruktur. Till exempel grov interhemisferisk asymmetri av EEG vid lokala kortikala tumörer; utjämning interregional EEG-skillnader på grund av hämning av occipital α-rytmstörningar med ångest eller generalisering α-frekvens aktivitet på grund av nästan lika uttryck av a- och | i-rytmer som ofta upptäcks i depression; Förskjutning av p-aktivitetens fokus från de främre till bakre lederna i vertebrobasillar insufficiens.
• Utseendet av "patologiska" vågformer (primärt akutvågor, toppar, komplex [t.ex. Toppvåg i epilepsi)! Ibland är sådan "epileptiform" EEG-aktivitet frånvarande i konventionella ytledningar, men den kan registreras från nasofaryngeelektroden, vilken injiceras genom näsan till basen av skallen. Det tillåter att avslöja djup epileptisk aktivitet.

Det bör noteras att de uppräknade egenskaperna hos förändringar i de visuellt bestämda och kvantitativa egenskaperna hos EEG för olika neuropsykiska sjukdomar huvudsakligen hänför sig till K-bakgrunds-EEG inspelad enligt vanliga EEG-inspelningsförhållanden. Denna typ av EEG-undersökning är möjlig för de flesta patienter.

Tolkning av EEG störningar ges vanligen i termer av reducerad funktionstillstånd av hjärnbarken av kortikalt inhibering underskott, hyperexcitabilitet stamceller strukturer, kortiko-stem irritation (irritation), närvaron av reducerade tröskelkramp EEG-tecken som indikerar (om möjligt) lokalisering av dessa störningar eller källa patologisk aktivitet (i de kortikala regionerna och / eller i de subkortikala kärnor (djup framhjärnan, limbiska, diencephalic strukturer eller nizhnestvolovyh)).

Denna tolkning är huvudsakligen baserad på en EEG-data i sömn-vakenhetscykeln, reflektionen i bilden EEG etablerade lokala organiska hjärnskador och hjärnblodflöde i neurologiska och neurokirurgisk klinik på många neurofysiologisk och psykofysiologisk forskning (inklusive data av EEG på grund av graden av vakenhet och uppmärksamhet på effekten av stressfaktorer, hypoxi, etc.) och på omfattande empiriska belägg för klinisk elektroentsef cillograph.

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

Komplikationer

Vid utförande av funktionstest kan det finnas en konvulsiv attack, som måste registreras och redo att ge första hjälpen till patienten.

Användningen av olika funktionstester ökar naturligtvis informationsinnehållet i EEG-undersökningen. Men ökar tiden som krävs för EEG-inspelning och analys, leder till trötthet hos patienten och kan också vara förknippad med risken för att provocera anfall (till exempel vid hyperventilering eller rytmisk fotostimulering). I detta avseende är det inte alltid möjligt att använda dessa metoder hos patienter med epilepsi, äldre eller småbarn.

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

Alternativa metoder

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

Spektralanalys

Som den huvudsakliga metoden för automatisk EEG-datoranalys med användning av spektralanalys baserad på Fouriertransformen, - modersmål representation av EEG-mönstret i ett flertal uppsättningar av sinusformade oscillationer som skiljer sig i frekvens och amplitud.

De viktigaste utgångsparametrarna för spektralanalysen är:

• medelamplitud;
• genomsnittliga och modala (vanligaste) frekvenser av EEG-rytmer;
• spektral effekt av EEG-rytmer (integrerat index som motsvarar området under EEG-kurvan och beror både på amplituden och på indexet för motsvarande rytm).

Spektralanalys av EEG utförs vanligtvis på korta (2-4 s) inspelningsfragment (analysperioder). Medelvärdet av EEG-effektspektra för flera dussin enskilda epoker med beräkningen av den statistiska parametern (spektral densitet) ger en uppfattning om den mest karakteristiska bilden av EEG för en given patient.

Genom jämförelse av effektspektra (eller spektral densitet, en annan ledare erhållna index EEG-koherens, som återspeglar likhet biopotentialer svängningar i olika områden av hjärnbarken Denna indikator har ett specifikt diagnostiskt värde För ökad enhetlighet i α-frekvensband (i synnerhet, när desynkronisering .. EEG) avslöjar en aktiv sam-deltagande av de relevanta enheterna i hjärnbarken i den verksamhet som utförs. Å andra sidan, ökad sammanhållning och rad 5 representerar en rytm izhennoe funktionella tillståndet hos hjärnan (t ex ytliga tumörer).

Periodometrisk analys

Mindre vanliga periodometrical analys (analys period, eller amplitud analysintervall) när den uppmätta intervallet mellan karakteristiska punkter EEG-vågor (vågtopparna eller nollgenomgångar hos linjer) och de våg amplitudtopparna (toppar).

Period EEG-analys gör det möjligt att bestämma de medel- och extremvärden för EEG-vågsamplituder, de genomsnittliga perioder av vågor och deras dispersion noggrant (summan av alla perioder av vågorna av detta frekvensband) för att mäta index för EEG-rytmer.

Jämfört med en Fourier-analys av EEG-analys period är det mer motståndskraftig mot interferens eftersom det resulterar i en mycket mindre grad beroende av bidraget av enstaka hög amplitud artefakter (t ex interferens från patientens rörelser). Men det används mindre ofta spektralanalys, i synnerhet eftersom det inte är utvecklat standardkriterier för trösklarna av EEG vågtopparna upptäckt.

Andra icke-linjära metoder för EEG-analys

Beskrivna och andra metoder för analys av icke-linjär EEG t.ex. Baserat på en beräkning av sannolikheten för förekomst av sekventiella EEG-vågor som hör till olika frekvensband, för att bestämma brand timing mellan några karakteristiska fragment EEG | EEG-mönster (t.ex. Spindlar a-rytm) | i olika led. Även det experimentella arbetet visar resultaten av sådana typer av informationsinnehåll EEG analys angående diagnos av vissa funktionella tillstånd i hjärnan, i praktiken dessa diagnostiska metoder är inte praktiskt tillämpbar.

Kvantitativ elektroencefalografi tillåter mer exakt än genom visuell EEG-analys, för att bestämma lokaliseringen av foci av onormal aktivitet vid epilepsi och olika neurologiska och vaskulära störningar, för att detektera överträdelser av amplitud-frekvenskarakteristik och spatial organisation av EEG, med ett antal psykiska sjukdomar, för att kvantifiera effekten av behandling, inklusive farmakoterapi ) på den funktionella tillståndet hos hjärnan, liksom för att automatiskt diagnostisera vissa sjukdomar och / eller funktionella förhållanden hos en frisk person i jämförelse med databaser enskilda EEG standard EEG-data (ålder norm, olika typer av patologi, och andra.). Alla dessa fördelar kan avsevärt minska den tid det förbereder rapporten om resultatet av EEG-undersökning, ökar sannolikheten för detektering av EEG-avvikelser.

Resultaten av kvantitativ EEG-analys kan utfärdas i digital form (såsom tabeller för framtida statistisk analys), samt en visuell färg "karta", som är lämpligt att jämföra resultaten av CT, magnetisk resonansavbildning (MRI) och positronemissionstomografi ( PET), liksom med uppskattningar av lokal cerebral blodflöde och neuropsykologiska testdata. Således är det möjligt att direkt jämföra strukturella och funktionella störningar i hjärnaktiviteten.

Ett viktigt steg i utvecklingen av kvantitativ EEG var skapandet av mjukvara för att bestämma intracerebral platsen för ekvivalenta dipolära källor för de mest högamplituda EEG-komponenterna (t ex epileptiform aktivitet). Den senaste prestationen inom detta område är utvecklingen av program som kombinerar MR- och EEG-kartor över patientens hjärna, med hänsyn till den enskilda formen av skallen och topografin i hjärnstrukturerna.

Vid tolkning av resultaten av visuell analys eller kartläggning av EEG måste ta hänsyn till ålder (både evolutionära och involutional) förändringar i amplitud-frekvensparametrar de och den rumsliga organisationen av EEG och EEG-förändringar hos patienter som får läkemedel som förekommer naturligt i patienter i samband med behandlingen. Av denna anledning utförs EEG-posten vanligtvis före eller efter tillfällig upphörande av behandlingen.

Ppolisomnografiya

Elektrofysiologisk studie av sömn, eller  polysomnografi  - ett av områdena för kvantitativ EEG.

Syftet med förfarandet ligger i att den objektiva bedömningen av den tid och kvalitet på natt sömn, som identifierar kränkningar sova struktur [särskilt varaktighet och latens olika sömnfaser, särskilt sömnfaserna med snabba ögonrörelser], kardiovaskulära (hjärtrytmrubbningar och ledning) och respiratorisk ( apné) störningar under sömnen.

Forskningsmetodik

Fysiologiska parametrar för sömn (natt eller dagtid):

• EEG i en eller två ledare (oftast C3 eller C4);
• data av elektrookulogrammet;
• data av elektromyogram;
• frekvens och andningsdjup;
• allmän motorisk aktivitet hos patienten.

Alla dessa indikatorer är nödvändiga för att identifiera sårsteg i enlighet med allmänt accepterade standardkriterier. Långsam våg sömnstadium bestäms genom närvaron av carotid EEG-spindlar och σ-aktivitet, sömnfasen med snabba ögonrörelser - på EEG-desynkronisering, uppkomsten av snabba ögonrörelser och en djupgående minskning av muskeltonus.

Dessutom registreras ett elektrokardiogram (EKG) ofta. Blodtryck. Hudtemperatur och syrgasering av blodet (med en fotokoximeter i örat). Alla dessa indikatorer gör att du kan bedöma vegetativa störningar under sömnen.

Tolkning av resultat

Minskar sömnfasens latens med snabba ögonrörelser (mindre än 70 min) och tidigt (vid 4-5 h) morgonuppvakning - etablerade biologiska tecken på depressiva och maniska tillstånd. I detta avseende gör polysomyografi det möjligt att differentiera depression och depressiv pseudodementi hos äldre patienter. Dessutom har denna metod att objektivt identifiera sömnlöshet, narkolepsi, sömngång och mardrömmar, panikattacker, sömnapné och kramper som inträffar under sömnen.