Elektroencephalografi

Elektroencefalografi (EEG) er optagelsen af elektriske bølger præget af en bestemt rytme. Ved analyse af EEG er opmærksomheden rettet mod basalrytmen, symmetrien af hjernens elektriske aktivitet, spikesaktivitet, respons på funktionelle tests. Diagnosen er baseret på det kliniske billede. Den første menneskelige EEG blev registreret af den tyske psykiater Hans Berger i 1929.

Elektroencefalografi er en metode til at studere hjernen ved hjælp af at registrere forskellen i elektriske potentialer, der opstår i processen med dets livsvigtige aktivitet. Optagelektroder er placeret i bestemte områder af hovedet, så alle hoveddele af hjernen er repræsenteret på posten. Den resulterende optagelse - elektroencefalografi (EEG) - er den totale elektriske aktivitet i mange millioner neuroner, repræsenteret hovedsagelig potentialer dendritter og nervecellelegemer: excitatoriske og hæmmende postsynaptiske potentialer og delvist - handling potentialer Neuron organer og axoner. Således afspejler EEG den funktionelle aktivitet af hjernen. Tilstedeværelsen af en regelmæssig rytme på EEG indikerer, at neuronerne synkroniserer deres aktivitet. Normalt er denne synkronisering bestemmes hovedsagelig af den rytmiske aktivitet pacemakere (pacemakere) uspecifikke thalamiske kerner og deres thalamus fremspring.

Da niveauet for funktionel aktivitet bestemmes uspecifikke midterlinjen strukturer (reticular formation stam- og forhjerne), er det samme system bestemt rytme, udseende og overordnede tilrettelæggelse af dynamikken i EEG. Symmetrisk og diffus organisering af bindinger af uspecifikke medianstrukturer med cortex bestemmer den bilaterale symmetri og den relative ensartethed af EEG for hele hjernen.

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

Formål med elektroencefalografi

Hovedformålet med anvendelse af elektroencefalografi i klinisk psykiatri - identifikation eller eliminering af symptomer på organisk hjerneskade (epilepsi, hjernetumorer, traumer, cerebrale kredsløbsforstyrrelser og metabolisme, neurodegenerative sygdomme) til differentialdiagnose og præcisere karakteren af de kliniske symptomer. I Biological Psychiatry EEG vid udstrækning anvendes til objektiv vurdering af funktionelle status visse hjernen strukturer og systemer til undersøgelse af de neurofysiologiske mekanismer psykiske lidelser, samt virkningen af psykofarmaka.

Indikationer for elektroencefalografi

• Differentiel diagnose af neuroinfections med volumen læsioner i centralnervesystemet.
• Vurdering af sværhedsgraden af CNS-skader i neuroinfections og infektiøse encephalopatier.
• Afklaring af lokaliseringen af den patologiske proces i encephalitis.

Forberedelse til undersøgelsen af elektroencefalografi

Før undersøgelsen skal patienten afholde sig fra at forbruge drikkevarer indeholdende koffein, tage sovepiller og sedativer. I 24-48 timer før elektroencefalografi (EEG) holder patienten op med at tage antikonvulsiva midler, beroligende midler, barbiturater og andre sedativer.

Metode til undersøgelse af elektroencefalografi

Før undersøgelsen informeres patienten om EEG-teknikken og dens smertefrihed, fordi den følelsesmæssige tilstand påvirker resultaterne af undersøgelsen væsentligt. EEG udføres om morgenen, før du spiser i den stilling, der ligger på bagsiden eller halvt i søvn i en stol i en afslappet tilstand.

Elektroder i hovedbunden er i overensstemmelse med den internationale ordning.

Første, patientens lukkede øjne registreres baggrund (basal) EEG-registrering udføres derefter på baggrund af forskellige funktionelle tests (aktivering - til åbning af øjnene, photostimulation og hyperventilation). Fotostimulering udføres ved hjælp af en stroboscopic lyskilde, der blinker med en frekvens på 1-25 pr. Sekund. Når man testes for hyperventilering, bliver patienten bedt om at trække vejret hurtigt og dybt i 3 minutter. Funktionelle tests kan detektere unormal aktivitet i en given situation er ikke påviselig (herunder arne anfaldsaktivitet) og provokere patientens beslaglæggelse, hvilket er muligt, og efter undersøgelsen, så det er nødvendigt at være særlig opmærksom på patienten, som udviser en form for patologisk aktivitet .

Placering af elektroder

For at vurdere den funktionelle tilstand af de centrale sensoriske, motoriske og associative zoner i hjernebarken og deres subkortiske fremspring i hovedbunden etableres et betydeligt antal elektroder (normalt fra 16 til 21) til EEG-evaluering.

For at gøre det muligt at sammenligne EEG i forskellige patienter, har elektroderne et internationalt standard på 10-20%. Samtidig tjener næsebroen, den okkipitale mound og de ydre ørekanaler som referencepunkter for elektrodeinstallationen. Den langsgående længde af halvcirkel mellem broen af næsen og nakkebenet, og den tværgående halvcirkel mellem den ydre øregang er opdelt i et forhold på 10%, 20%, 20%, 20%, 20%, 10%. Elektroderne er installeret ved krydsene mellem meridianerne trukket gennem disse punkter. Nærmest panden (ved 10% af næsen) monteret fronto-polære elektroder (Fp 1, Frz og FR2), og derefter (efter 20% af længden af halvcirkel) - frontal (FZ, Fz og F4) og perednevisochnye (F7 og F8 ). Derefter - central (SZ, Cz og C4) og temporal (T3 og T4). Herefter - parietal (RH, og Pz P4), posterior tidsmæssig (T5 og T6) og occipital (01, Oz og 02) elektroder, henholdsvis.

Ulige figurer angiver elektroder placeret på venstre halvkugle, lige elektroder placeret på højre halvkugle og indeks z-elektroder placeret langs midterlinjen. Referencelektroderne på øretelefonerne betegnes som A1 og A2, og på mastoid-processerne - som M1 og M2.

Typisk elektroder til EEG-registrering - hjul med en kontakt stang og et plastlegeme (bridge elektroder) eller konkav "kop" med en diameter på ca. 1 cm med en speciel sølvchlorid (Ag-AgCl) overtrukket for at forhindre polarisering.

For at reducere modstanden mellem elektroden og patientens hud, sættes specielle tamponer fugtet med NaCl-opløsning (1-5%) på diskelektroderne. Kopelektroder er fyldt med elektrisk ledende gel. Håret under elektroderne skubbes fra hinanden, og huden bliver affedtet med alkohol. Elektroder fastgøres til hovedet med en hjelm lavet af gummibånd eller specielle klæbemidler og tynde fleksible ledninger er fastgjort til elektroencefalografens indgangsenhed.

Øjeblikket udviklede hjelme og specielle-caps af elastisk stof, hvori elektroderne er monteret på systemet med 10-20%, og ledningerne fra dem i form af et tyndt multi-core kabel via multi-stikket er forbundet med en elektroencefalograf, hvilket forenkler og fremskynder installationen af elektroderne.

Registrering af hjernens elektriske aktivitet

Amplituden af EEG potentialer normalt ikke overstiger 100 mV, så apparatet til optagelse EEG omfatter effektforstærkere og båndpasfiltre og obstruktion til isolering lav amplitude vibrationer cerebral biopotentiale mod forskellige fysiske og fysiologiske interferenser - artefakter. Endvidere elektroencephalografisk installation omfatter indretninger til foto- og akustisk stimulation (mindre for video og elektrisk), der anvendes i studiet af såkaldte "induceret aktivitet" hjerne (fremkaldte potentialer), og de nuværende EEG komplekser - Flere og computeranalyse betyder, og visuel grafisk visning (topografisk kortlægning) af forskellige EEG parametre samt et videosystem til overvågning af patienten.

Funktionsbelastning

I mange tilfælde bruges funktionelle belastninger til at detektere skjulte forstyrrelser i hjerneaktivitet.

Typer af funktionelle belastninger:

• rytmisk fotostimulering med forskellige frekvenser af lysknapper (herunder synkroniserede med EEG-bølger);
• akustisk stimulation (tons, klik);
• giperventilyatsiya;
• søvnløshed
• kontinuerlig registrering af EEG og andre fysiologiske parametre under søvn (polysomnografi) eller om dagen (EEG-overvågning);
• registrering af EEG i udførelsen af forskellige opfattende kognitive opgaver
• farmakologiske test.

Kontraindikationer til elektroencefalografi

• Overtrædelse af vitale funktioner.
• Konvulsiv status.
• Psykomotorisk omrøring.

[5], [6]

Fortolkning af resultaterne af elektroencefalografi

De vigtigste rytmer, der er tildelt til EEG, omfatter a, β, δ, θ-rytmer.

• α-Rhythm - Den grundlæggende cortical rytme af EEG-dvale (med en frekvens på 8-12 Hz) registreres, når patienten er vågen og lukkede øjne. Den udtrykkes maksimalt i de occipitale parietale regioner, har en regelmæssig karakter og forsvinder med afferente stimuli.
• β-rytme (13-30 Hz) er normalt forbundet med angst, depression, sedation og registreres bedre over frontalområdet.
• θ-Rhythm med en frekvens på 4-7 Hz og amplitude på 25-35 μV er den normale komponent i voksen EEG og dominerer i barndommen. Normalt hos voksne optages 9-vibrationer i en tilstand af naturlig søvn.
• δ-rytme med en frekvens på 0,5-3 Hz og en amplitude varierende anføres normalt i en tilstand af naturlig sovende, vågen mødes kun på en lille amplitude og en lille mængde (ikke mere end 15%) med tilstedeværelsen af α-rytme i 50%. Patologisk overvejer 8-svingninger, der overskrider amplituden på 40 μV og optager mere end 15% af den samlede tid. Udseendet af 5-rytmen viser i første omgang tegn på en overtrædelse af hjernefunktionens tilstand. Hos patienter med intrakraniale foci læsioner på EEG afslører langsomme bølger over den tilsvarende region. Udviklingen af encefalopati (hepatisk) forårsager ændringer i EEG, hvis sværhedsgrad er proportional med graden af nedsat bevidsthed i form af generel diffus langsombølge-elektrisk aktivitet. Det ekstreme udtryk for hjernens patologiske elektriske aktivitet er fraværet af oscillationer (en lige linje), som angiver hjernens død. Når du registrerer hjernedød, bør du være parat til at yde moralsk støtte til patientens slægtninge.

Visuel analyse af EEG

Til informative parametre for evaluering af hjernens funktionstilstand både i den visuelle og i computeranalyse af EEG indbefatter amplitudefrekvensen og rumlige karakteristika for hjernens bioelektriske aktivitet.

Indikatorer for visuel analyse af EEG:

• amplitude;
• gennemsnitsfrekvens;
• indeks - tidspunktet besat af en bestemt rytme (i%);
• grad af generalisering af de grundlæggende rytmiske og fasiske komponenter i EEG;
• fokus lokalisering er den største i amplitude og indeks af de grundlæggende rytmiske og phasic komponenter af EEG.

Alfa rytme

Under standardbetingelser for registrering (tilstanden af ubevægelig stille vågenhed med lukkede øjne) er EEG af en sund person et sæt af rytmiske komponenter, der afviger i frekvens, amplitud, kortikal topografi og funktionel reaktivitet.

Hovedkomponenterne i EEG standardbetingelser normalt - a-rytme [regelmæssig rytmisk aktivitet quasisinusoidal bølgeform frekvens på 8-13 Hz og en amplitude modulation karakteristiske (a-spindler)], er den maksimale repræsenteret i den bageste (occipital og parietale) fører. Suppression af a-rytmen forekommer ved åbning og bevægelse af øjnene, visuel stimulering, orienteringsreaktion.

I a-frekvensområdet (8-13 Hz) skelnes flere flere typer af a-lignende rytmisk aktivitet, som detekteres mindre hyppigt af den occipitale a-rytme.

• μ-rytme (rolandic, central, bueformet rytme) - occipital sansemotoriske analoge α-rytme, som registreres, overvejende de centrale ledninger (eller rolandovoy over den centrale rille). Nogle gange har den en særlig bueformet bølgeform. Inhiberingen af rytme forekommer med taktil og proprioceptiv stimulering såvel som med ægte eller imaginær bevægelse.
• K-Rhythm (Kennedy bølger) er optaget i de tidsmæssige fører. Det forekommer i en situation med høj grad af visuel opmærksomhed, når man undertrykker den occipitale a-rytme.

Andre rytmer. Isoleret som θ- (4-8 Hz), σ- (0,5-4 Hz), β- (over 14 Hz) og γ- (over 40 Hz) rytmer, såvel som nogle andre rytme og aperiodiske (fasiske) komponenter EEG.

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

Faktorer der påvirker udfaldet

Under registreringsprocessen bemærkes øjeblikkene for patientens motoriske aktivitet, da dette påvirker EEG og kan være årsagen til den forkerte fortolkning.

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

Electroencephalogram i mental patologi

Afvigelser fra EEG fra normen i psykiske lidelser har som regel ikke en udtalt nosologisk specificitet (med undtagelse af epilepsi ) og kommer oftest ned til flere grundlæggende typer.

Hovedtyperne af EEG-forandringer i psykiske lidelser: deceleration og desynkronisering af EEG, udfladning og forstyrrelse af den normale rumlige struktur af EEG, fremkomsten af "patologiske" bølgeformer.

• Langsom EEG - nedsættelse af hyppigheden og / eller inhibering af α-rytme og et forøget indhold θ- og σ-aktivitet (fx demens af ældre, i områder af cerebral cirkulation eller cerebrale tumorer).
• EEG desynchronization manifesteret som hæmning α-rate og forøgelse af indholdet af β-aktivitet (fx arachnoiditis, forøget intrakranielt tryk, migræne, cerebrovaskulære sygdomme: cerebral arteriosklerose, stenose af cerebrale arterier).
• "Udfladning" EEG omfatter en generel depression af EEG amplitude og reducerede niveauer af høj aktivitet [for eksempel når atrofiske processer, samtidig med at udvide de subaraknoidale rum (ydre hydrocephalus), der ligger over overfladen af en hjernetumor eller subduralt hæmatom].
• Forstyrrelse af den normale rumlige struktur af EEG. For eksempel grov interhemisfærisk asymmetri af EEG ved lokale kortikale tumorer; udjævning handelsgrænse EEG forskelle på grund inhibering af occipitale α-rytmeforstyrrelser med angst eller generalisering α-frekvens aktivitet på grund af næsten ens ekspression af a- og u-rytmer, der ofte påvist i depression; forskydning af β-aktivitetens fokus fra de forreste til bakre led i vertebrobasillar insufficiens.
• Udseendet af "patologiske" bølgeformer (primært høj amplitude akutte bølger, toppe, komplekser [fx spidsbølge i epilepsi)! Nogle gange er en sådan "epileptiform" EEG-aktivitet fraværende i konventionelle overfladeledninger, men den kan optages fra nasopharyngeal-elektroden, som injiceres gennem næsen til bunden af kraniet. Det giver mulighed for at afsløre dyb epileptisk aktivitet.

Det skal bemærkes, at de oplistede træk ved ændringer i de visuelt bestemte og kvantitative karakteristika ved EEG til forskellige neuropsykiske sygdomme hovedsagelig tilskrives k-baggrund EEG registreret under standard EEG-optagelsesforhold. Denne type EEG-undersøgelse er mulig for de fleste patienter.

Fortolkning af EEG lidelser er normalt gives i form af mindre funktionelle tilstand af hjernebarken af cortical inhibering underskud, hyperexcitabilitet stammestrukturer, cortico-stamceller irritation (irritation), tilstedeværelsen af reducerede tærskel beslaglæggelse EEG tegn angiver (om muligt) lokaliseringen af disse lidelser eller kilde patologisk aktivitet (i de kortikale regioner og / eller i de subkortikale kerner (dyb forhjerne, limbiske, diencephalic strukturer eller nizhnestvolovyh)).

Denne fortolkning er hovedsageligt baseret på en EEG data i søvn-vågne cyklus, refleksion på billedet EEG etablerede lokale økologiske hjernelæsioner og cerebral blodgennemstrømning i neurologisk og neurokirurgiske klinik på talrige neurofysiologisk og psykofysiologisk forskning (herunder data af EEG på grund af omfanget af vågenhed og opmærksomhed på virkningen af stressfaktorer, hypoxi, etc.) og på omfattende empiriske beviser for klinisk elektroentsef cillograph.

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

Komplikationer

Ved udførelse af funktionelle tests kan der være et konvulsivt angreb, som skal registreres og klar til at give førstehjælp til patienten.

Anvendelsen af forskellige funktionelle tests øger naturligvis informationsindholdet i EEG-undersøgelsen. Men øger den tid, der kræves til EEG-optagelse og analyse, fører til patientens træthed og kan også være forbundet med risikoen for at fremkalde konvulsive angreb (for eksempel ved hyperventilering eller rytmisk fotostimulering). I den henseende er det ikke altid muligt at anvende disse metoder til patienter med epilepsi, ældre eller småbørn.

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

Alternative metoder

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

Spektral analyse

Som den vigtigste metode til automatisk computeranalyse af EEG anvendes spektralanalyse baseret på Fourier-transformation, repræsentationen af det native EEG-billede som et sæt af et sæt af sinusformede oscillationer, der afviger i frekvens og amplitude.

De vigtigste outputparametre for spektralanalysen er:

• gennemsnitlig amplitude;
• gennemsnitlige og modale (hyppigste) frekvenser af EEG-rytmer;
• spektral effekt af EEG-rytmer (integralt indeks svarende til området under EEG-kurven og afhængig af både amplituden og indekset for den tilsvarende rytme).

Spektral analyse af EEG udføres normalt på korte (2-4 sek) fragmenter af optagelse (analysepædagoger). Gennemsnittet af EEG-effektspektrene for flere dusin individuelle epoker med beregningen af den statistiske parameter (spektraldensitet) giver en ide om det mest karakteristiske billede af EEG for en given patient.

Ved at sammenligne effektspektrene (eller spektral tæthed, en anden ledninger opnåede indeks EEG kohærens, som afspejler ligheden af biopotentialer svingninger i forskellige områder af hjernebarken Denne indikator har en specifik diagnostisk værdi For øget sammenhæng i α-frekvensbånd (især, når desynkronisering .. EEG) afslører en aktiv co-deltagelse af de relevante afdelinger i hjernebarken i aktiviteter, der udføres. På den anden side, øget sammenhæng og bane 5 repræsenterer en rytme izhennoe funktionelle tilstand af hjernen (fx overfladiske tumorer).

Periodometrisk analyse

Mindre almindeligt anvendt periodometrical analyse (analyse periode, eller amplitude analyse interval), når den målte interval mellem karakteristiske punkter EEG bølger (bølgetoppene eller nulgennemgange linjer) og bølgeamplituden toppe (toppe).

Periode EEG analyse gør det muligt at bestemme de gennemsnitlige og ekstreme værdier af EEG bølgeamplituder, de gennemsnitlige perioder af bølger og deres dispersion nøjagtigt (summen af alle perioder af bølgerne af denne frekvensbånd) for at måle indekset af EEG rytmer.

Sammenlignet med en Fourier-analyse af EEG analyse periode er det mere modstandsdygtigt over for interferens, fordi det resulterer i en meget mindre grad afhængig af bidrag af enkelte højt amplitude artefakter (fx interferens fra patientens bevægelser). Det anvendes dog mindre ofte til spektralanalyse, især fordi standardkriterier for detektionsgrænser for EEG-bølgetoppe ikke er blevet udviklet.

Andre ikke-lineære metoder til EEG-analyse

Beskrevet og andre metoder til analyse af ikke-lineær EEG baseret fx på beregning af sandsynligheden for forekomst af sekventielle EEG bølger tilhører forskellige frekvensbånd, til bestemmelse brand timing mellem nogle karakteristiske fragmenter EEG | EEG mønstre (fx spindler a-rytme) | i forskellige kundeemner. Selvom det eksperimentelle arbejde viser resultaterne af sådanne typer af informationsindhold EEG analyse vedrørende diagnose af visse funktionelle tilstande i hjernen, i praksis, disse diagnostiske metoder ikke praktisk anvendelig.

Kvantitativ elektroencefalografi tillader mere præcist end ved visuel EEG analyse, for at bestemme lokaliseringen af foci af unormal aktivitet i epilepsi og en række neurologiske og vaskulære lidelser, for at opdage overtrædelser af amplitude-frekvens egenskaber og fysisk organisering af EEG, med en række psykiske lidelser, at kvantificere virkningen af behandling, herunder farmakoterapi ) på den funktionelle tilstand af hjernen, samt til automatisk diagnosticere visse lidelser og / eller funktionelle betingelser for en rask person ved sammenligning med databaser på individuelle EEG standard EEG data (alder norm, forskellige typer af patologi og andre.). Alle disse fordele kan reducere den tid, det forbereder rapporten om resultaterne af EEG undersøgelse betydeligt, øger sandsynligheden for detektion af EEG abnormiteter.

Resultaterne af kvantitativ EEG analyse kan udstedes i digital form (som borde til fremtidig statistisk analyse), samt en visuel farve "map", som er praktisk at sammenligne resultaterne af CT, magnetisk resonans imaging (MRI) og positron emissions tomografi ( PET) samt med estimater af lokal cerebral blodgennemstrømning og neuropsykologisk testdata. Det er således muligt direkte at sammenligne de strukturelle og funktionelle lidelser i hjernens aktivitet.

Et vigtigt skridt i udviklingen af kvantitativ EEG var oprettelsen af software til bestemmelse af den intracerebrale placering af tilsvarende dipolære kilder til de mest høje amplitude EEG komponenter (fx epileptiform aktivitet). Den seneste præstation på dette område er udviklingen af programmer, der kombinerer MR- og EEG-kort over patientens hjerne under hensyntagen til den enkelte form af kraniet og topografien i hjernestrukturerne.

Ved fortolkning af resultaterne af visuel analyse eller kortlægning af EEG skal tage hensyn til alder (både evolutionære og involutional) ændringer i amplitude-frekvens parametre og den rumlige organisation af EEG og EEG-forandringer hos patienter får lægemidler, som forekommer naturligt i patienter i forbindelse med behandlingen. Af denne grund udføres EEG-posten normalt før eller efter midlertidig ophør af behandlingen.

Ppolisomnografiya

Elektrofysiologisk undersøgelse af søvn eller  polysomnografi  - et af områderne af kvantitativ EEG.

Formålet med fremgangsmåden ligger i den objektive bedømmelse af varigheden og kvaliteten af nattesøvn, identificerer krænkelser sove struktur [især varigheden og latency forskellige søvnfaser, især søvnfaserne med hurtige øjenbevægelser], kardiovaskulære (forstyrrelser i hjerterytmen og ledning) og respiratoriske ( apnø) lidelser under søvn.

Forskningsmetodik

Fysiologiske parametre for søvn (nat eller dag):

• EEG i en eller to ledere (oftest C3 eller C4);
• data fra elektrookulogrammet;
• data af electromyogram;
• hyppighed og dybdegående vejrtrækning
• Generel motoraktivitet hos patienten.

Alle disse indikatorer er nødvendige for at identificere søvnstrinnene i overensstemmelse med almindeligt accepterede standardkriterier. Slow wave sleep fase bestemmes af tilstedeværelsen af carotis EEG spindler og σ-aktivitet, søvn fase med hurtige øjenbevægelser - på EEG desynkronisering, udseendet af hurtige øjenbevægelser og en kraftig reduktion af muskeltonus.

Derudover registreres ofte et elektrokardiogram (EKG). Blodtryk. Hudtemperatur og iltning af blodet (ved hjælp af et ørefoto-oximeter). Alle disse indikatorer giver dig mulighed for at vurdere vegetative lidelser under søvn.

Fortolkning af resultater

Reduktion af søvnfase med hurtig øjenbevægelse (mindre end 70 min) og tidlig (ved 4-5 h) morgenopvågning - etablerede biologiske tegn på depressive og maniske tilstande. I den henseende gør polysomyografi det muligt at differentiere depression og depressiv pseudodementi hos ældre patienter. Desuden identificerer denne metode objektivt søvnløshed, narkolepsi, somnambulisme samt mareridt, panikanfald, apnøer og epileptiske anfald, der opstår under søvn.