Afkodning af resultater fra elektroencefalografi

EEG-analyse udføres under optagelsen og endelig efter dens afslutning. Under optagelsen vurderes tilstedeværelsen af artefakter (induktion af netværksstrømsfelter, mekaniske artefakter af elektrodebevægelse, elektromyogram, elektrokardiogram osv.), og der træffes foranstaltninger for at eliminere dem. EEG'ens frekvens og amplitude vurderes, karakteristiske grafiske elementer identificeres, og deres rumlige og tidsmæssige fordeling bestemmes. Analysen afsluttes ved fysiologisk og patofysiologisk fortolkning af resultaterne og formulering af en diagnostisk konklusion med klinisk-elektroencefalografisk korrelation.

Det vigtigste medicinske dokument om EEG er den klinisk-elektroencefalografiske rapport, skrevet af en specialist baseret på analysen af det "rå" EEG. EEG-rapporten skal formuleres i overensstemmelse med visse regler og bestå af tre dele:

1. beskrivelse af de vigtigste aktivitetstyper og grafiske elementer;
2. opsummering af beskrivelsen og dens patofysiologiske fortolkning;
3. korrelation af resultaterne fra de to foregående dele med kliniske data. Det grundlæggende beskrivende udtryk i EEG er "aktivitet", som definerer enhver bølgesekvens (alfaaktivitet, skarp bølgeaktivitet osv.).

• Frekvens defineres som antallet af svingninger pr. sekund; det skrives ned som et tilsvarende tal og udtrykkes i hertz (Hz). Beskrivelsen angiver den gennemsnitlige frekvens af den aktivitet, der vurderes. Normalt tages 4-5 EEG-segmenter af 1 sekunds varighed, og antallet af bølger i hver af dem beregnes.
• Amplitude er området for elektriske potentielle oscillationer på EEG'et; det måles fra toppen af den foregående bølge til toppen af den følgende bølge i den modsatte fase, udtrykt i mikrovolt (μV). Et kalibreringssignal bruges til at måle amplituden. Hvis kalibreringssignalet svarende til en spænding på 50 μV har en højde på 10 mm på optagelsen, vil 1 mm penudbøjning derfor betyde 5 μV. For at karakterisere aktivitetsamplituden i beskrivelsen af EEG'et tages dens mest typisk forekommende maksimumværdier, eksklusive outliers.
• Fasen bestemmer processens aktuelle tilstand og angiver retningen af vektoren for dens ændringer. Nogle EEG-fænomener vurderes ud fra antallet af faser, de indeholder. Monofasisk er en oscillation i én retning fra den isoelektriske linje med en tilbagevenden til det oprindelige niveau, bifasisk er en oscillation, når kurven efter afslutningen af én fase passerer det oprindelige niveau, afviger i den modsatte retning og vender tilbage til den isoelektriske linje. Polyfasisk er oscillationer, der indeholder tre eller flere faser. I en snævrere forstand definerer udtrykket "polyfasisk bølge" en sekvens af a- og langsomme (normalt 5) bølger.

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

Elektroencefalogramrytmer hos en voksen vågen person

Begrebet "rytme" i EEG refererer til en bestemt type elektrisk aktivitet, der svarer til en bestemt tilstand i hjernen og er forbundet med bestemte cerebrale mekanismer. Når en rytme beskrives, angives dens frekvens, typisk for en bestemt tilstand og område af hjernen, amplitude og nogle karakteristiske træk ved dens ændringer over tid med ændringer i hjernens funktionelle aktivitet.

1. Alfa(a) rytme: frekvens 8-13 Hz, amplitude op til 100 μV. Den registreres hos 85-95% af raske voksne. Den udtrykkes bedst i occipitalregionerne. a-rytmen har den største amplitude i en tilstand af rolig, afslappet vågenhed med lukkede øjne. Ud over ændringer forbundet med hjernens funktionelle tilstand observeres spontane ændringer i a-rytmens amplitude i de fleste tilfælde, udtrykt i en skiftevis stigning og fald med dannelsen af karakteristiske "spindler", der varer 2-8 sekunder. Med en stigning i niveauet af hjernens funktionelle aktivitet (intens opmærksomhed, frygt) falder a-rytmens amplitude. Højfrekvent, lavamplitude uregelmæssig aktivitet vises på EEG'et, hvilket afspejler desynkroniseringen af neuronal aktivitet. Ved en kortvarig, pludselig ekstern stimulering (især et lysglimt) sker denne desynkronisering pludselig, og hvis stimuleringen ikke er af emotiogen karakter, genoprettes a-rytmen ret hurtigt (på 0,5-2 sekunder). Dette fænomen kaldes "aktiveringsreaktion", "orienteringsreaktion", "reaktion med a-rytmeudryddelse" eller "desynkroniseringsreaktion".
2. Betarytme: frekvens 14-40 Hz, amplitude op til 25 μV. Betarytmen registreres bedst i området omkring de centrale konvolutioner, men strækker sig også til de posteriore centrale og frontale konvolutioner. Normalt udtrykkes den meget svagt og har i de fleste tilfælde en amplitude på 5-15 μV. Betarytmen er forbundet med somatiske sensoriske og motoriske kortikale mekanismer og giver en ekstinktionsreaktion på motorisk aktivering eller taktil stimulering. Aktivitet med en frekvens på 40-70 Hz og en amplitude på 5-7 μV kaldes undertiden y-rytmen, den har ingen klinisk betydning.
3. Mu-rytme: frekvens 8-13 Hz, amplitude op til 50 μV. Parametrene for mu-rytmen ligner dem for den normale a-rytme, men mu-rytmen adskiller sig fra sidstnævnte i fysiologiske egenskaber og topografi. Visuelt observeres mu-rytmen kun hos 5-15% af forsøgspersonerne i den rolandske region. Amplituden af mu-rytmen (i sjældne tilfælde) stiger med motorisk aktivering eller somatosensorisk stimulering. Ved rutinemæssig analyse har mu-rytmen ingen klinisk betydning.

Typer af aktivitet, der er patologiske for en voksen, vågen person

• Theta-aktivitet: frekvens 4-7 Hz, amplitude af patologisk theta-aktivitet > 40 μV og overstiger oftest amplituden af normale hjernerytmer og når 300 μV eller mere under visse patologiske tilstande.
• Deltaaktivitet: frekvens 0,5-3 Hz, amplitude er den samme som thetaaktivitet.

Theta- og deltaoscillationer kan forekomme i små mængder i EEG'et hos en voksen, vågen person og normalt, men deres amplitude overstiger ikke a-rytmens. Et EEG, der indeholder theta- og deltaoscillationer med en amplitude på >40 μV og optager mere end 15% af den samlede optagelsestid, betragtes som patologisk.

Epileptiform aktivitet er et fænomen, der typisk observeres i EEG hos patienter med epilepsi. Det skyldes stærkt synkroniserede paroxysmale depolarisationsskift i store populationer af neuroner, ledsaget af generering af aktionspotentialer. Dette resulterer i akutte potentialer med høj amplitude, som har tilsvarende navne.

• Spike (engelsk spike - punkt, peak) er et negativt potentiale af en skarp form, der varer mindre end 70 ms, med en amplitude på >50 μV (nogle gange op til hundredvis eller endda tusindvis af μV).
• En skarp bølge adskiller sig fra en spids ved, at den forlænges i tid: dens varighed er 70-200 ms.
• Skarpe bølger og pigge kan kombineres med langsomme bølger og danne stereotype komplekser. Spike-langsom bølge er et kompleks af en spike og en langsom bølge. Frekvensen af spike-langsom bølge-komplekser er 2,5-6 Hz, og perioden er henholdsvis 160-250 ms. Skarp-langsom bølge er et kompleks af en skarp bølge og en langsom bølge, der følger den, med en periode på 500-1300 ms.

Et vigtigt kendetegn ved pigge og skarpe bølger er deres pludselige opståen og forsvinden samt deres klare adskillelse fra baggrundsaktiviteten, som de overstiger i amplitude. Skarpe fænomener med tilsvarende parametre, der ikke klart kan skelnes fra baggrundsaktiviteten, betegnes ikke som skarpe bølger eller pigge.

Kombinationer af de beskrevne fænomener er betegnet med nogle yderligere termer.

• "Burst" er et udtryk, der bruges til at beskrive en gruppe af bølger med pludselig indtræden og ophør, der er tydeligt forskellige fra baggrundsaktivitet i frekvens, form og/eller amplitude.
• En udflåd er et udbrud af epileptiform aktivitet.
• Et epileptisk anfaldsmønster er en udløsning af epileptiform aktivitet, der typisk falder sammen med et klinisk epileptisk anfald. Påvisning af sådanne fænomener, selvom patientens bevidsthedstilstand ikke kan vurderes klart klinisk, karakteriseres også som et "epileptisk anfaldsmønster".
• Hypsarytmi (græsk: "højamplitude-rytme") er en kontinuerlig generaliseret langsom hypersynkron aktivitet med høj amplitude (>150 μV) med skarpe bølger, pigge, spike-slow wave-komplekser, polyspike-slow wave, synkron og asynkron. Et vigtigt diagnostisk træk ved West og Lennox-Gastaut syndromer.
• Periodiske komplekser er højamplitude aktivitetsudbrud, der er karakteriseret ved en konstant form for en given patient. De vigtigste kriterier for deres genkendelse er: et næsten konstant interval mellem komplekser; kontinuerlig tilstedeværelse gennem hele optagelsen, forudsat at niveauet af funktionel hjerneaktivitet er konstant; intraindividuel stabilitet af formen (stereotypicitet). Oftest er de repræsenteret af en gruppe af højamplitude langsomme bølger, skarpe bølger, kombineret med højamplitude, skærpede delta- eller theta-oscillationer, der undertiden ligner epileptiforme komplekser af en skarp-langsom bølge. Intervaller mellem komplekser varierer fra 0,5-2 til ti sekunder. Generaliserede bilateralt synkrone periodiske komplekser er altid kombineret med dybe bevidsthedsforstyrrelser og indikerer alvorlig hjerneskade. Hvis de ikke er forårsaget af farmakologiske eller toksiske faktorer (alkoholabstinenser, overdosis eller pludselig seponering af psykotrope og hypnosedative lægemidler, hepatopati, kulilteforgiftning), er de som regel en konsekvens af alvorlig metabolisk, hypoksisk, prion- eller viral encefalopati. Hvis forgiftning eller metaboliske forstyrrelser udelukkes, indikerer periodiske komplekser med høj pålidelighed en diagnose af panencephalitis eller prionsygdom.

Varianter af et normalt elektroencefalogram hos en vågen voksen

EEG er stort set ensartet for hele hjernen og symmetrisk. Cortexens funktionelle og morfologiske heterogenitet bestemmer karakteristikaene for den elektriske aktivitet i forskellige områder af hjernen. Den rumlige ændring af EEG-typer i individuelle områder af hjernen sker gradvist.

Hos størstedelen (85-90%) af raske voksne, med lukkede øjne i hvile, registrerer EEG'et en dominant a-rytme med maksimal amplitude i occipitalregionerne.

Hos 10-15% af raske forsøgspersoner overstiger amplituden af oscillationer på EEG'et ikke 25 μV, og der registreres højfrekvent lavamplitudeaktivitet i alle afledninger. Sådanne EEG'er kaldes lavamplitude. EEG'er med lav amplitude indikerer forekomsten af desynkroniserende påvirkninger i hjernen og er en normal variant.

Hos nogle raske forsøgspersoner registreres der i stedet for a-rytmen en aktivitet på 14-18 Hz med en amplitude på omkring 50 μV i occipitalområderne, og ligesom den normale alfarytme falder amplituden i fremadgående retning. Denne aktivitet kaldes den "hurtige a-variant".

Meget sjældent (0,2% af tilfældene) registreres der på EEG med lukkede øjne i occipitalområdet regelmæssige, tæt på sinusformede, langsomme bølger med en frekvens på 2,5-6 Hz og en amplitude på 50-80 μV. Denne rytme har alle de andre topografiske og fysiologiske karakteristika for alfarytmen og kaldes "langsom alfa-variant". Da den ikke er forbundet med nogen organisk patologi, betragtes den som en grænse mellem norm og patologi og kan indikere dysfunktion af de diencephale uspecifikke systemer i hjernen.

Ændringer i elektroencefalogrammet under søvn-vågenhedscyklussen

• Aktiv vågenhed (under mental stress, visuel sporing, læring og andre situationer, der kræver øget mental aktivitet) er karakteriseret ved desynkronisering af neuronal aktivitet; lavamplitude højfrekvent aktivitet dominerer på EEG.
• Afslappet vågenhed er den tilstand, hvor personen hviler i en behagelig stol eller seng med afslappede muskler og lukkede øjne, uden at være engageret i nogen særlig fysisk eller mental aktivitet. Hos de fleste raske voksne registreres en regelmæssig alfarytme på EEG'et i denne tilstand.
• Den første søvnfase svarer til døsighed. EEG viser forsvinden af alfa-rytmen og forekomsten af enkelt- og gruppevise delta- og theta-oscillationer med lav amplitude samt lavfrekvent aktivitet med lav amplitude. Eksterne stimuli forårsager udbrud af alfa-rytmen. Fasen varer 1-7 minutter. Ved afslutningen af denne fase optræder langsomme oscillationer med en amplitude på <75 μV. Samtidig kan "skarpe transiente potentialer i toppunktet" forekomme i form af enkelt- eller gruppevise monofasiske, overfladisk negative, skarpe bølger med et maksimum i kroneområdet, med en amplitude, der normalt ikke overstiger 200 μV; de betragtes som et normalt fysiologisk fænomen. Den første fase er også karakteriseret ved langsomme øjenbevægelser.
• Den anden søvnfase er karakteriseret ved forekomsten af søvnspindler og K-komplekser. Søvnspindler er aktivitetsudbrud med en frekvens på 11-15 Hz, overvejende i de centrale afledninger. Spindlernes varighed er 0,5-3 s, amplituden er cirka 50 μV. De er forbundet med mediane subkortikale mekanismer. K-komplekset er et aktivitetsudbrud, der typisk består af en bifasisk bølge med høj amplitude og en initial negativ fase, undertiden ledsaget af en spindel. Dens amplitude er maksimal i kroneområdet, varigheden er ikke mindre end 0,5 s. K-komplekser opstår spontant eller som reaktion på sensoriske stimuli. På dette stadie observeres der også episodisk udbrud af polyfasiske langsomme bølger med høj amplitude. Langsomme øjenbevægelser er fraværende.
• Søvnstadie 3: Spindler forsvinder gradvist, og delta- og thetabølger med en amplitude større end 75 μV optræder i mængder på 20 til 50 % af analyseperioden. På dette stadie er det ofte vanskeligt at skelne K-komplekser fra deltabølger. Søvnspindler kan forsvinde helt.
• Søvn i stadium IV er karakteriseret ved bølger med en frekvens på <2 Hz og mere end 75 μV, der optager mere end 50% af analyseperioden.
• Under søvn oplever en person lejlighedsvis perioder med desynkronisering på EEG - den såkaldte søvn med hurtige øjenbevægelser. I disse perioder registreres polymorf aktivitet med en overvægt af høje frekvenser. Disse perioder på EEG svarer til drømmeoplevelsen, et fald i muskeltonus med fremkomsten af hurtige bevægelser af øjenæblerne og undertiden hurtige bevægelser af lemmerne. Forekomsten af denne søvnfase er forbundet med reguleringsmekanismens arbejde på pons-niveau, hvis forstyrrelse indikerer dysfunktion i disse dele af hjernen, hvilket er af stor diagnostisk betydning.

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

Aldersrelaterede ændringer i elektroencefalogrammet

EEG hos et for tidligt født barn op til 24-27 ugers graviditet er repræsenteret ved udbrud af langsom delta- og theta-aktivitet, episodisk kombineret med skarpe bølger, der varer 2-20 sekunder, på baggrund af lavamplitude (op til 20-25 μV) aktivitet.

Hos børn i 28-32. graviditetsuge bliver delta- og theta-aktivitet med en amplitude på op til 100-150 μV mere regelmæssig, selvom den også kan omfatte udbrud af theta-aktivitet med højere amplitude afbrudt af perioder med udfladning.

Hos børn over 32 ugers graviditet begynder funktionelle tilstande at kunne spores på EEG. I rolig søvn observeres intermitterende deltaaktivitet med høj amplitude (op til 200 μV og højere), kombineret med theta-oscillationer og skarpe bølger og vekslende med perioder med aktivitet med relativt lav amplitude.

Hos en fuldbåren nyfødt skelner EEG tydeligt mellem vågenhed med åbne øjne (uregelmæssig aktivitet med en frekvens på 4-5 Hz og en amplitude på 50 μV), aktiv søvn (konstant lavamplitudeaktivitet på 4-7 Hz med overlejrede hurtigere lavamplitudeoscillationer) og rolig søvn, karakteriseret ved udbrud af deltaaktivitet med høj amplitude i kombination med spindler af hurtigere bølger med høj amplitude afbrudt af perioder med lav amplitude.

Hos raske for tidligt fødte og fuldbårne nyfødte observeres vekslende aktivitet under rolig søvn i løbet af den første måned af livet. EEG hos nyfødte indeholder fysiologiske akutte potentialer, der er karakteriseret ved multifokalitet, sporadisk forekomst og uregelmæssig forekomst. Deres amplitude overstiger normalt ikke 100-110 μV, hyppigheden af forekomst er i gennemsnit 5 i timen, og deres hovedantal er begrænset til rolig søvn. Relativt regelmæssigt forekommende akutte potentialer i frontallederne, der ikke overstiger 150 μV i amplitude, betragtes også som normale. Det normale EEG hos en moden nyfødt er karakteriseret ved tilstedeværelsen af en respons i form af EEG-udfladning på eksterne stimuli.

I løbet af den første måned af et modent barns liv forsvinder den alternerende EEG for stille søvn; i den anden måned vises søvnspindler, organiseret dominerende aktivitet i occipitallederne, der når en frekvens på 4-7 Hz i en alder af 3 måneder.

I løbet af 4.-6. levemåned øges antallet af theta-bølger på EEG gradvist, og delta-bølgerne falder, således at EEG ved udgangen af 6. måned domineres af en rytme med en frekvens på 5-7 Hz. Fra 7. til 12. levemåned dannes alfarytmen med et gradvist fald i antallet af theta- og delta-bølger. Ved 12 måneder dominerer svingninger, der kan karakteriseres som en langsom alfarytme (7-8,5 Hz). Fra 1 år til 7-8 år fortsætter processen med gradvis forskydning af langsomme rytmer med hurtigere svingninger (alfa- og beta-området). Efter 8 år dominerer alfarytmen på EEG. Den endelige dannelse af EEG sker ved 16-18 års alderen.

Grænseværdier for den dominerende rytmefrekvens hos børn

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

EEG hos raske børn kan indeholde overdrevne diffuse langsomme bølger, udbrud af rytmiske langsomme oscillationer og epileptiforme aktivitetsudladninger, således at ud fra den traditionelle vurdering af aldersnormer kan kun 70-80 % af EEG'et klassificeres som "normalt", selv hos tydeligt raske personer under 21 år.

Fra 3-4 til 12 år stiger andelen af EEG med overdrevne langsomme bølger (fra 3 til 16%), og derefter falder denne indikator ret hurtigt.

Reaktionen på hyperventilation i form af langsomme bølger med høj amplitude i alderen 9-11 år er mere udtalt end i den yngre gruppe. Det er dog muligt, at dette skyldes den mindre præcise udførelse af testen hos yngre børn.

Repræsentation af nogle EEG-varianter i den raske befolkning afhængigt af alder

Type af aktivitet	1-15 år	16-21 år gammel
Langsom diffus aktivitet med en amplitude større end 50 μV, optaget i mere end 30% af optagetiden	14%	5%
Langsom rytmisk aktivitet i de posteriore afledninger	25%	0,5%
Epileptiform aktivitet, udbrud af rytmiske langsomme bølger	15%	5%
"Normale" EEG-varianter	68%	77%

Den allerede nævnte relative stabilitet af EEG-karakteristika hos en voksen opretholdes indtil cirka 50 år. Fra denne periode og fremefter observeres en omstrukturering af EEG-spektret, udtrykt i et fald i amplituden og den relative mængde af alfarytmen og en stigning i mængden af beta- og deltabølger. Den dominerende frekvens efter 60-70 år har en tendens til at falde. I denne alder forekommer theta- og deltabølger, som er synlige under visuel analyse, også hos praktisk talt raske individer.

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