Электроэнцефалография и электроэнцефалограмма. ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка
Безболезненный и достаточно эффективный метод исследования головного мозга – электроэнцефалография (ЭЭГ). Впервые он был применён ещё в 1928 году Гансом Бергером, но его до сих пор используют в клинике. Направляют на него пациентов при определённых показаниях, для того чтобы диагностировать различные патологии головного мозга. ЭЭГ практически не имеет противопоказаний. Благодаря тщательно разработанной методике проведения, компьютерной расшифровке полученных данных, она помогает клиницисту вовремя распознать болезнь и назначить эффективное лечение.
Показания и противопоказания к проведению ЭЭГ
Электроэнцефалография позволяет диагностировать заболевание головного мозга, оценить его течение в динамике и реакцию на лечение.Биоэлектрическая активность мозга отражает состояние бодрствования, метаболизм, гемо- и ликвородинамику. Она имеет свои возрастные особенности, но при патологических процессах она значительно отличается от нормы, поэтому с помощью ЭЭГ можно выявить наличие поражения головного мозга.
Этот метод исследования безопасен, его применяют для выявления различных заболеваний головного мозга даже у новорожденных. Эффективна ЭЭГ для диагностики патологий у пациентов, находящихся без сознания или в коме. С помощью современных аппаратов, компьютерной обработки данных электроэнцефалография отображает:
- функциональное состояние головного мозга;
- наличие поражения головного мозга;
- локализацию патологического процесса;
- динамику состояния мозга;
- характер патологических процессов.
Эти данные помогают клиницисту провести дифференциальную диагностику и назначить оптимальный терапевтический курс. В дальнейшем с помощью ЭЭГ наблюдают, как протекает лечение. Наиболее эффективна электроэнцефалография для диагностики таких патологий:
- эпилепсия;
- сосудистые поражения;
- воспалительные заболевания.
При подозрении на патологию клиницист с помощью ЭЭГ выявляет:
- диффузное это поражение мозга или очаговое;
- сторону и локализацию патологического очага;
- поверхностное это изменение или глубинное.
Кроме того, ЭЭГ используют при мониторном наблюдении за развитием заболевания, эффективностью лечения. Во время нейрохирургических операций прибегают к особому методу записи биопотенциалов головного мозга – электрокортикографии. В этом случае запись ведётся с помощью погружённых в мозг электродов.
Электроэнцефалография относится к наиболее безопасным и неинвазивным методам изучения функционального состояния головного мозга. Её используют для регистрации биопотенциалов головного мозга при разных уровнях сознания у пациента. Если нет биоэлектрической активности, это свидетельствует о смерти мозга.
ЭЭГ является эффективным диагностическим инструментом, когда нет возможности проверить рефлексы, расспросить больного. Её основные достоинства:
- безвредность;
- неинвазивность;
- безболезненность.
Противопоказаний к проведению процедуры нет. Нельзя самостоятельно пытаться расшифровать электроэнцефалограмму. Это должен делать только специалист. Даже неврологу и нейрохирургу необходима подробная расшифровка. Неверная интерпретация данных приведёт к тому, что лечение будет неэффективным.
Если пациент определит у себя более тяжёлое заболевание, чем есть на самом деле, то нервное перенапряжение значительно усугубит состояние его здоровья.
Проводить процедуру должен врач-нейрофизиолог. Поскольку слишком много внешних факторов могут повлиять на полученные данные, разработана специальная методика проведения.
Как проводят ЭЭГ
Для проведения ЭЭГ на голову обследуемого надевают специальную шапочку с электродами.
Чтобы избежать влияния внешних раздражителей, ЭЭГ делают в свето-, звукоизолированном помещении. Перед процедурой нельзя:
- принимать успокоительное;
- быть голодным;
- находиться в состоянии нервного возбуждения.
Для регистрации биопотенциалов используют сверхчувствительный прибор – электроэнцелограф. На голову пациента по общепринятой схеме прикрепляют электроды. Они могут быть:
- пластинчатые;
- чашечные;
- игольчатые.
Для начала записывают фоновую активность. В это время пациент находится в удобном кресле в положении полулёжа, с закрытыми глазами. Потом для расширенного определения функционального состояния мозга делают провокационные пробы:
- Гипервентиляция. Пациент делает глубокие дыхательные движения 20 раз в минуту. Это приводит к алкалозу, сужению кровеносных сосудов головного мозга.
- Фотостимуляция. Проба со световым раздражителем проводится с помощью стробоскопа. Если реакция отсутствует, то нарушена проводимость зрительных импульсов. Наличие на ЭЭГ патологических волн свидетельствует о повышенной возбудимости корковых структур, а длительное раздражение светом провоцирует возникновение истинных судорожных разрядов, может возникнуть фотопароксизмальная реакция, характерная для эпилепсии.
- Проба со звуковым раздражителем. Она, как и световая проба, необходима для дифференциации истинных, истерических или симуляционных зрительных и слуховых расстройств.
Проведение процедуры детям до 3-летнего возраста затруднено из-за их неспокойного состояния, невыполнения инструкций. Вот поэтому методика проведения электроэнцефалографии у них имеет свои особенности:
- Грудничков исследуют на пеленальном столике. Если ребёнок бодрствует, то он должен находиться на руках у взрослого с приподнятой головкой или же сидя (после 6 месяцев).
- Для выявления альфа-подобного ритма необходимо привлечь внимание ребёнка с помощью игрушки. Он должен зафиксировать на ней взгляд.
- В крайнем случае ЭЭГ делают при выходе грудничка из медикаментозного сна.
- Пробу с гипервентиляций проводят детям старше 1 года в игровой форме, предлагают подуть на горячий чай или просят надуть воздушный шарик.
Полученные данные электроэнцефалографист анализирует, и расшифровку передаёт клиницисту. Невролог или нейрохирург перед тем как поставить окончательный диагноз смотрят не только на результаты ЭЭГ, но и назначают другие исследования ( , ликвора), оценивают рефлексы. При подозрении на опухоль рекомендуют или КТ. Визуализирующие методы диагностики более точно определяют локализацию органического поражения мозга.
Заключение
Показаниями к проведению электроэнцефалографии является подозрение на эпилепсию, опухоль, диффузные поражения мозга. Она отражает функциональное состояние центральной нервной системы, тем самым помогает неврологу или нейрохирургу в постановке точного диагноза, мониторинге эффективности. Проводит обследование и интерпретирует полученные данные с учётом возрастных особенностей пациента электроэнцефалографист.
Медицинский обучающий фильм «Электроэнцефалография»:
Врач функциональной диагностики Ю. Крупнова рассказывает об ЭЭГ:
Для удобства длинное слово «электроэнцефалография» и врачи, и пациенты заменяют аббревиатурой и называют данный диагностический метод просто – ЭЭГ. Здесь следует отметить, что некоторые (наверное, для усиления значимости исследования) говорят об ЭЭГ головного мозга, однако это не совсем правильно, поскольку латинизированный вариант древнегреческого слова «encephalon» переводится на русский язык, как «головной мозг» и сам по себе уже является частью медицинского термина – энцефалография.
Электроэнцефалография или ЭЭГ – метод исследования головного мозга (ГМ) с целью выявления очагов повышенной судорожной готовности его коры, что характерно для (основная задача), опухолей, состояний после перенесенного инсульта, структурных и метаболических , расстройств сна и других заболеваний. В основе энцефалографии лежит запись электрической активности ГМ (частота, амплитуда), а осуществляется это с помощью прикрепленных в разных местах поверхности головы электродов.
Что за исследование такое – ЭЭГ?
Периодически приходящие судорожные припадки, протекающие в большинстве случаев с полной потерей сознания, в народе именуют падучей болезнью, которую официальная медицина называет эпилепсией.
Самым первым и основным методом диагностики этого заболевания, служащим человечеству многих десятилетий (первая снятая ЭЭГ датируется 1928 годом), является энцефалография (электроэнцефалография). Безусловно, аппарат для исследования (энцефалограф) к настоящему времени существенно изменился и усовершенствовался, его возможности с применением компьютерных технологий заметно расширились. Однако суть диагностического метода осталась прежней.
К электроэнцефалографу подсоединены электроды (датчики), которые в виде шапочки накладываются на поверхность головы испытуемого. Эти датчики предназначены для улавливания малейших электромагнитных всплесков и передачи информации о них на основное оборудование (аппарат, компьютер) для автоматической обработки и анализа. Энцефалограф обрабатывает полученные импульсы, усиливает их и фиксирует на бумаге в виде ломаной линии, очень напоминающей ЭКГ.
Биоэлектрическая активность мозга создается преимущественно в коре с участием:
- Таламуса, курирующего и осуществляющего перераспределение информации;
- АРС (активирующая ретикулярная система), ядра которой, расселенные в различных отделах ГМ (продолговатый и средний мозг, варолиев мост, диэнцефальная система), получают сигналы из многих проводящих путей и передают их на все отделы коры.
Электроды считывают эти сигналы и доставляют на аппарат, где происходит запись (графическое изображение – энцефалограмма). Обработка и анализ информации – задачи программного обеспечения компьютера, который «знает» нормы биологической активности головного мозга и образования биоритмов в зависимости от возраста и определенной ситуации.
Например, рутинная ЭЭГ улавливает образование патологических ритмов во время приступа или в период между припадками, ЭЭГ сна или ночной мониторинг ЭЭГ показывает, как меняются биопотенциалы мозга во время погружения в мир сновидений.
Таким образом, электроэнцефалография показывает биоэлектрическую активность мозга и согласованность деятельности мозговых структур в период бодрствования или во время сна и отвечает на вопросы:
- Имеют ли место очаги повышенной судорожной готовности ГМ, а если они есть, то в какой области располагаются;
- На какой стадии находится болезнь, как она далеко зашла или, наоборот, начала регрессировать;
- Какой эффект дает выбранное лекарство и правильно ли рассчитана его доза;
Разумеется, даже самая «умная» машина не заменит специалиста (обычно врача-невролога или нейрофизиолога), который получает право на расшифровку энцефалограммы после прохождения специального обучения.
Особенности проведения ЭЭГ у детей
Что говорить про малышей, если некоторые взрослые, получив направление на ЭЭГ, начинают выспрашивать что да как, потому что сомневаются в безопасности данной процедуры. Между тем, она на самом деле не может принести какой-либо вред ребенку, но вот сделать ЭЭГ маленькому пациенту действительно бывает сложно. Малышам до года биоэлектрическую активность мозга измеряют во время сна, перед этим моют голову, кормят малыша и, не отступая от обычного графика (сон/бодрствование), подстраивают проведение процедуры под сон ребенка.
Но если у детей до года достаточно дождаться засыпания, то ребенка от года до трех (а некоторых – и постарше) еще нужно уговорить, поэтому до 3 лет исследование проводят в состоянии бодрствования только спокойным и контактным детям, отдавая предпочтение в остальных случаях все же ЭЭГ сна.
Подготовку к посещению соответствующего кабинета нужно начинать за несколько дней, превращая будущий поход в игру. Малыша можно попробовать заинтересовать приятным путешествием, куда он может отправиться с мамой и любимой игрушкой, придумать еще какие-то варианты (обычно родители больше осведомлены, как убедить ребенка, чтобы он посидел тихо, не шевелился, не плакал и не разговаривал). К сожалению, такие ограничения маленьким детям очень трудно выдержать, ведь они еще не могут понять всю серьезность подобного мероприятия. Что ж, в таких случаях врач ищет альтернативу…
Показаниями к проведению у ребенка дневной энцефалографии в состоянии сна или ночной ЭЭГ являются:
- Выявление пароксизмальных состояний различного генеза – эпилептические припадки, судорожный синдром на фоне высокой температуры тела (фебрильные судороги), эпилептиформные припадки, не связанные с истинной эпилепсией и дифференцируемые от нее;
- Мониторинг эффективности противоэпилептической терапии при установленном диагнозе “эпилепсия”;
- Диагностика гипоксических и ишемических поражений ЦНС (наличие и степень тяжести);
- Определение степени тяжести поражений головного мозга в прогностических целях;
- Исследование биоэлектрической активности головного мозга у маленьких пациентов на предмет изучения этапов ее созревания и функционального состояния ЦНС.
Кроме этого, нередко предлагают сделать ЭЭГ при с частыми и , при задержке приобретения речевых навыков и заикании. Не стоит пренебрегать данным методом и в других случаях, требующих изучения резервов функциональных возможностей головного мозга, ведь процедура и безвредная, и безболезненная, зато способна дать максимум информации для диагностики определенной патологии. Электроэнцефалография весьма полезна, если имеют место эпизоды расстройств сознания, но причина их не выяснена.
Разные способы записи
Регистрацию биоэлектрических потенциалов головного мозга осуществляют разными способами, например:
- В начале диагностического поиска, выявляющего причины пароксизмальных состояний, используют непродолжительный по времени (≈ 15 мин) рутинный метод записи энцефалограммы, который для выявления скрытых нарушений предусматривает применение провокационных проб – пациента просят глубоко дышать (гипервентиляция), открывать и закрывать глаза или дают световое раздражение (фотостимуляция);
- Если рутинная ЭЭГ не обеспечила необходимой информацией, то врач назначает энцефалографию с депривацией (лишение сна в ночное время полностью или частично). Чтобы провести подобное исследование и получить достоверные результаты, человеку или вовсе спать не дают, или будят его за 2-3 часа до того, как «прозвенит биологический будильник» испытуемого;
- Длительная запись ЭЭГ с регистрацией биоэлектрической активности коры ГМ во время «тихого часа» (ЭЭГ сна) имеет место, если врач подозревает, что изменения в головном мозге происходят именно при пребывании в «спящем режиме»;
- Самой информативной специалисты считают ночную ЭЭГ , запись которой осуществляют в условиях стационара. Начинают исследование еще во время бодрствования (перед отхождением ко сну), продолжают при погружении в дрему, захватывают весь период ночного сна и заканчивают после естественного пробуждения. При необходимости регистрацию биоэлектрической активности ГМ дополняют наложением сверхштатных электродов и использованием видеофиксирующей аппаратуры.
Длительную регистрацию электрической активности в течение нескольких часов во время сна и запись ночной ЭЭГ называют ЭЭГ мониторингом. Естественно, подобные методы требуют привлечения дополнительного оборудования и материальных средств, а также пребывания пациента в стационарных условиях.
Время и оборудование образуют цену
В иных случаях возникает потребность в измерении биопотенциалов ГМ в момент приступа. Преследуя подобные цели, пациента, как и для проведения ночной ЭЭГ, направляют в стационар на госпитализацию, где осуществляют суточный ЭЭГ мониторинг с использованием аудио- и видеотехники. Непрерывный в течение суток ЭЭГ мониторинг с видеофиксацией дает возможность убедиться в эпилептическом происхождении пароксизмальных нарушений памяти, изолированных аур, а также эпизодически возникающих психомоторных феноменов.
Электроэнцефалография – один из наиболее доступных методов исследования головного мозга. И по цене тоже. В Москве найти данное исследование можно и за 1500 рублей, и за 8000 рублей (ЭЭГ мониторинг сна в течение 6 часов), и за 12000 рублей (ночная ЭЭГ).
В других городах России можно обойтись меньшей суммой, например, в Брянске цена начинается с 1200 рублей, в Красноярске – с 1100 рублей, а в Астрахани стартует с 800 рублей.
Конечно, лучше сделать ЭЭГ в специализированной клинике неврологического профиля , где в сомнительных случаях есть возможность коллегиального установления диагноза (в таких учреждениях многие специалисты могут шифровать ЭЭГ), а также получить консультацию врача сразу после теста или быстро решить вопрос относительно других методов исследования головного мозга.
Об основных ритмах электрической активности ГМ
При расшифровке результатов исследования берут во внимание различные факторы: возраст испытуемого, его общее состояние (наличие тремора, слабость в конечностях, нарушение зрения и др.), проведение противосудорожной терапии на момент регистрации биоэлектрической активности головного мозга, приблизительное время (дата) последнего эпиприпадка и др.
Электроэнцефалограмма складывается из различных сложных биоритмов, исходящих из электрической активности ГМ в разные периоды времени в зависимости от конкретных ситуаций.
При расшифровке ЭЭГ в первую очередь обращают внимание на главные ритмы и их характеристики:
- Альфа-ритм (частота – в границах от 9 до 13 Гц, амплитуда колебаний – от 5 до 100 мкВ), который присутствует почти у всех лиц, не предъявляющих претензий к своему здоровью, в период неактивного бодрствования (расслабление во время отдыха, релаксации, неглубокой медитации). Как только человек открывает глаза и пытается зрительно представить какую-либо картинку, α-волны уменьшаются и могут вовсе исчезнуть, если функциональная активность мозга будет дальше повышаться. При расшифровке ЭЭГ важны следующие параметры α-ритма: амплитуда (мкВ) над левым и правым полушарием, доминирующая частота (Гц), доминирование определенных отведениях (лобное, теменное, затылочное и т.п.), межполушарная асиметрия (%). Депрессию α-ритма вызывают тревожные состояния, страх, активация вегетативной нервной деятельности;
- Бета-ритм (частота находится в границах от 13 до 39 Гц, амплитуда колебаний – до 20 мкВ) – это не только режим нашего бодрствования, β-ритм характерен для активной мыслительной работы. В нормальном состоянии выраженность β-волн очень слабая, их избыток свидетельствует о незамедлительной реакции ГМ на стресс;
- Тета-ритм (частота – от 4 до 8 Гц, амплитуда располагается в пределах 20-100 мкВ). Эти волны отражают не патологическое изменение сознания, например, человек дремлет, пребывает в полусне, в стадии поверхностного сна, он уже видит какие-то сновидения, вот тогда и обнаруживаются θ-ритмы. У здорового человека погружение в сон сопровождается появлением значительного количества θ-ритмов. Усиление тета-ритма наблюдается при длительной психоэмоциональной нагрузке, психических расстройствах, сумеречных состояниях, свойственным некоторым неврологическим заболеваниям, астеническом синдроме, сотрясении головного мозга;
- Дельта-ритм (частота располагается в промежутке от 0,3 до 4 Гц, амплитуда – от 20 до 200 мкВ) – характерен для глубокого погружения в сон (естественного засыпания и искусственно созданного сна – наркоза). При различной неврологической патологии наблюдается усиление δ-волны;
Кроме этого, в коре головного мозга проходят и другие электрические колебания: гамма-ритмы, достигающие высокой частоты (до 100 Гц), каппа-ритмы, образующиеся в височных отведениях при активной умственной деятельности, мю-ритмы, связанные с психическим напряжением. Данные волны в диагностическом плане не особо интересны, поскольку они возникают при значительной психической нагрузке и напряженной «работе мысли», требующей высокой концентрации внимания. Электроэнцефалограмму, как известно, записывают хотя и во время бодрствования, но в спокойном состоянии, а в отдельных случаях вообще назначают ночной мониторинг ЭЭГ или ЭЭГ сна.
Видео: альфа и бета ритмы на ЭЭГ
Расшифровка ЭЭГ
основные отведения ЭЭГ и их обозначения
О плохой или хорошей ЭЭГ можно судить только после окончательной расшифровки результатов исследования. Таким образом, о хорошей ЭЭГ будет идти речь, если в период бодрствования на ленте энцефалограммы были зарегистрированы:
- В затылочно-теменных отведениях – синусоидальные α-волны с частотой колебаний в пределах от 8 до 12 Гц и амплитудой 50 мкВ;
- В лобные областях – β-ритмы с частотой колебаний больше 12 Гц и амплитудой, не превышающей 20 мкВ. В некоторых случаях β-волны чередуются с θ-ритмами с частотой от 4 до 7 Гц и это тоже относят к вариантам нормы.
Следует отметить, что отдельные волны не являются специфичными для какой-то определенной патологии. В качестве примера можно привести эпилептиформные острые волны, которые при некоторых обстоятельствах могут появляться у людей здоровых, эпилепсией не страдающих. И, наоборот, комплексы пик-волна (частота 3 Гц) однозначно указывают на эпилепсию с малыми судорожными припадками (petit mal), а острые волны (частота 1 Гц) свидетельствуют о прогрессирующем дегенеративном заболевании ГМ – болезни Крейтцфельда-Якоба, поэтому данные волны при расшифровке относят к важным диагностическим признакам.
В периоде между приступами эпилепсию можно и не заметить, поскольку пики и острые волны, характерные для данной болезни, отмечаются далеко не у всех больных, показывающих все клинические симптомы патологии в момент судорожного припадка. Более того, пароксизмальные проявления в иных случаях могут регистрироваться у людей абсолютно здоровых, не имеющих никаких признаков и предпосылок развития судорожного синдрома.
В связи с вышесказанным, проведя единственное исследование и не найдя эпилептической активности на фоновой ЭЭГ («хорошее ЭЭГ»), нельзя полностью исключить эпилепсию по результатам одного теста, если имеют место клинические признаки болезни. Нужно дообследовать пациента на предмет этой неприятной болезни другими методами.
Запись ЭЭГ во время судорожного припадка у больного эпилепсией может предоставить такие варианты:
- Частые электрические разряды высокой амплитуды, которые говорят, что наступил пик припадка, замедление активности – приступ перешел в фазу затухания;
- Фокальная эпиактивность (она свидетельствует о месторасположении очага судорожной готовности и присутствии парциальных припадков – придется искать причину очагового поражения ГМ);
- Проявления диффузных изменений (регистрация пароксизмальных разрядов и пик-волна) – такие показатели указывают на то, что приступ носит генерализованный характер.
Что касается других заболеваний, при которых патологическая электрическая активность к эпилепсии не имеет никакого отношения, то они могут регистрироваться в виде очаговых поражений мозга и диффузных изменений. Например, замедленный ритм с преобладанием θ- и δ-волн считают общезначимым идентификатором сумеречного сознания различного происхождения ( , ), который в случае очагового поражения мозга более заметно проявляет себя на стороне страдания ГМ, нежели на здоровой стороне.
Если происхождение поражения ГМ установлено, а на ЭЭГ регистрируются диффузные изменения, то диагностическая ценность данного исследования хотя и не столь значима, но все же позволяет найти ту или иную болезнь, далекую от эпилепсии:
- Менингиты, (особенно, вызванные герпетической инфекцией) – на ЭЭГ: периодическое образование эпилептиформных разрядов;
- Метаболическую энцефалопатию – на энцефалограмме: наличие «трехфазных» волн либо диффузных замедлений ритмичности и вспышек симметричной медленной активности в лобных областях.
Диффузные изменения на энцефалограмме могут регистрироваться у пациентов, перенесших ушиб ГМ или сотрясение, что и понятно – при тяжелых травмах головы страдает весь мозг. Однако существует и другой вариант: диффузные изменения обнаруживаются у людей, не предъявляющих каких-либо жалоб и считающих себя абсолютно здоровыми. Бывает и такое и, если нет клинических проявлений патологии, то и повода для беспокойства тоже нет. Возможно, при следующем обследовании запись ЭЭГ отразит полную норму.
В каких случаях поставить диагноз помогает ЭЭГ
Электроэнцефалография, раскрывая функциональные возможности и резервы ЦНС, стала эталоном исследования головного мозга, ее проведение врачи считают целесообразным во многих случаях и при различных состояниях:
- Чтобы оценить степень функциональной незрелости головного мозга у маленьких пациентов (у ребенка до года исследование всегда проводят во время сна, у детей постарше – по ситуации);
- При различных нарушениях сна ( , частые ночные пробуждения и т. п.);
- При наличии и эпилептических приступов;
- Для подтверждения или исключения осложнений воспалительных процессов, обусловленных нейроинфекцией;
- При, );
- Нуждаются в оценке состояния мозга пациенты, пребывающие в коме;
- В отдельных случаях проведения исследования требуют хирургические операции (определение глубины наркоза);
- Как далеко зашли нервно-психические расстройства при печеночно-клеточной недостаточности (печеночная энцефалопатия), а также при других формах метаболических энцефалопатий (почечной, гипоксической) поможет распознать энцефалография;
- Всем водителям (будущим и действующим) при прохождении медицинского освидетельствования для получения/замены прав предлагают пройти ЭЭГ для справки, предоставляемой в ГИБДД. Обследование доступно в применении и легко выявляет полностью негодных к управлению транспортными средствами, поэтому было взято на вооружение;
- Назначают электроэнцефалогафию призывникам, имеющим судорожный синдром в анамнезе (на основании данных медицинской карточки) или в случае предъявления жалоб на приступы с потерей сознания в сопровождении судорог;
- В отдельных случаях используют такое исследование, как ЭЭГ, для констатации гибели значительной части нервных клеток, то есть, смерти головного мозга (речь идет о ситуациях, когда говорят, что «человек, скорее всего, превратился в растение»).
Видео: ЭЭГ и выявление эпилепсии
Исследование не требует особой подготовки
Особой подготовки ЭЭГ не требует, однако некоторые пациенты предстоящей процедуры откровенно боятся. Шутка ли – на голову накладывают датчики с проводами, которые считывают «все, что творится внутри черепной коробки» и передают «умному» прибору полный объем информации (на самом деле электроды записывают изменения разности потенциалов между двумя датчиками в различных отведениях). Взрослым предусмотрено симметричное прикрепление к поверхности головы 20 датчиков + 1 непарный, который накладывается на теменную область, маленькому ребенку хватает и 12.
Между тем, особо мнительных пациентов хочется успокоить: исследование абсолютно безвредно, не имеет ограничений по частоте проведения и по возрасту (хоть несколько раз в день и в любом возрасте – от первых дней жизни до глубокой старости, если того потребуют обстоятельства).
Основная подготовка заключается в обеспечении чистоты волос, для чего накануне пациент моет голову с шампунем, хорошо прополаскивает и высушивает, но не использует никакие химические средства для укладки прически (гель, пенка, лак). Металлические предметы, служащие для украшения (клипсы, серьги, заколки, пирсинг), также снимают прежде, чем сделать ЭЭГ. Кроме этого:
- За 2-е суток отказываются от алкоголя (крепкого и слабого), не употребляют стимулирующие нервную систему напитки, не лакомятся шоколадом;
- Перед исследованием получают советы врача в отношении принимаемых лекарственных средств (снотворные, транквилизаторы, противосудорожные и др.). Возможно, отдельные препараты, согласовав с лечащим доктором, придется отменить, а если этого нельзя сделать, то следует сообщить врачу, который будет заниматься расшифровкой энцефалограммы (пометка в бланке направления), чтобы тот имел в виду данные обстоятельства и учел их при оформлении заключения.
- За 2 часа до обследования пациенты не должны позволять себе плотную трапезу и расслабление с помощью сигареты (подобные мероприятия могут исказить результаты);
- Не рекомендуется делать ЭЭГ в разгар острого респираторного заболевания, а также при кашле и заложенности носа, даже если эти признаки не относятся к острому процессу.
Когда все правила подготовительного этапа соблюдены, отдельные моменты – учтены, пациента усаживают в удобное кресло, места соприкосновения поверхности головы с электродами смазывают гелем, прикрепляют датчики, надевают шапочку или обходятся без нее, включают аппарат – запись пошла… Провокационные пробы используют по мере необходимости во время регистрации биоэлектрической активности головного мозга. Как правило, эта необходимость возникает, когда рутинные методы не дают должной информации, то есть, когда имеет место подозрение на эпилепсию. Провоцирующие эпилептическую активность приемы (глубокое дыхание, открывание и закрывание глаз, сон, раздражение светом, лишение сна), активируют электрическую деятельность коры ГМ, электроды улавливают посылаемые корой импульсы и передают на основное оборудование для обработки и записи.
Кроме этого, при подозрении на эпилепсию (особенно, височную, которая в большинстве случаев представляет трудности в диагностике) применяют специальные датчики: височные, сфеноидальные, назофарингеальные. И, следует заметить, врачи официально признали, что во многих случаях именно носоглоточное отведение обнаруживает очаг эпилептической активности в височной области , в то время как другие отведения никак не реагируют на него и посылают нормальные импульсы.
Видео: специалисты об ЭЭГ – информация для пациентов
Видео: проведение ЭЭГ – медицинский фильм
Многие из нас слышали аббревиатуру «ЭЭГ», а некоторые даже проходили это обследование. Что же это такое, что за датчики ставят на голову, что за странная фраза: «биоэлектрическая активность головного мозга»? Об этом расскажет данная статья. Информация актуальна как для студентов медицинских ВУЗов, молодых специалистов, так для желающих просто расширить свой кругозор в вопросах диагностики в современной медицине.
Электроэнцефалограф представляет собой, в сущности, вольтметр, измеряющий изменения в потенциалах головного мозга, поступающих на поверхность черепа. Разместив электроды (обычно восемь или шестнадцать) на черепе билатерально в стандартных отведениях, осуществляют одновременную запись на полиграфе. У здорового бодрствующего взрослого человека в состоянии покоя при закрытых глазах регистрируется характерный альфа-ритм — низкоамплитудные волны с частотой колебаний около десяти в секунду. При открытых глазах или при интенсивной умственной деятельности кривая уплощается. У маленьких детей в норме регистрируются дельта-волны, которые значительно медленнее (менее четырех колебаний в секунду) и отличаются большей амплитудой. В подростковом возрасте эти волны замещаются тета- волнами (от четырех до семи колебаний в секунду). У взрослых медленные волны обычно отсутствуют, наблюдаясь только в состоянии сна.
Наибольшее значение ЭЭГ имеет для диагностики эпилепсии . Для нее характерны «пики» (короткие высокоамплитудные разряды) или «острые волны» (большей длительности, но тоже с высокой амплитудой). Чередование пиков и дельта-волн с частотой три колебания в секунду—классический признак генерализованных абсансов.
Электроэнцефалография может служить ценным вспомогательным средством диагностики органического заболевания головного мозга. При делириозном состоянии обычно регистрируются нерегулярные медленные волны. При деменции наибольшее значение имеет отсутствие альфа-активности и появление дельта-волн в бодрствующем состоянии. Однако подобные изменения постепенно развиваются и при нормальном старении головного мозга, поэтому интерпретировать такие данные нужно с осторожностью. Отсутствие отклонений на электроэнцефалограмме не исключает возможности органического заболевания, но очень грубые патологические изменения позволяют предположить его с достаточно большой долей вероятности. Следовательно, ЭЭГ может иметь ценность в случаях, когда требуется дифференцировать де- менцию с депрессивной псевдодеменцией. К тому же это относительно дешевый, атравматичный и безболезненный метод. Данные ЭЭГ-исследования могут также указывать на локализацию очага, поскольку патологические изменения в дальнейшем можно проследить в записях кривых, полученных от ограниченного числа отведений, а не только на фоновой электроэнцефалограмме. Главным ограничением метода является неспецифический характер патологических изменений ЭЭГ-кривой, имеющих тенденцию к сходству, несмотря на разную органическую патологию, лежащую в основе заболевания .
Многие пациенты сталкивались с таким методом диагностики, как электроэнцефалограмма мозга. Определение и сутьэтого вида исследования крайне важны для эффективного лечения и точного определения состояния больного. Поэтому ЭЭГ есть смысл рассмотреть более детально.
Что такое электроэнцефалограмма головного мозга
Данная терминология используется для описания одного из методов диагностики состояния мозга, в основе которого лежит процесс регистрации его электрической активности.
Ориентируясь на то, что показывает электроэнцефалограмма головного мозга,врачи могут выявить различные патологии в сосудах, развитие воспалительных заболеваний, а также признаки опухоли и эпилепсии. Стоит отметить и тот важный факт, что именно ЭЭГ является единственным методом амбулаторного исследования, при помощи которого становится возможным проведение диагностики человека в бессознательном состоянии. Более того, данная методика не представляет опасности для пациентов любой возрастной категории, включая детей.
Используя то, что показывает электроэнцефалография головного мозга,медики могут фиксировать воздействие на больных различных препаратов, оценивать динамику течения заболевания, а также вносить коррективы в методы терапии. Продолжая рассматривать особенности ЭЭГ, нужно отметить, что этот вид исследования используется для отслеживания всех изменений мозга - от обратимых до структурных. Это является одним из главных отличий данной методики от других способов обследования пациента.
Как выглядит ЭЭГ
Что касается визуальной составляющей, то электроэнцефалограмма имеет вид простой кривой, которая формируется в процессе регистрации колебаний электрической активности головного мозга. Именно эта кривая и позволяет врачу получить четкую картину того, как проявляется активность мозга. Для определения характера конкретного заболевания и его степени используется специальная карта.
То, что показывает электроэнцефалограмма головного мозга,является крайне важной информацией при оценке и воздействии на проблемы, связанные с ЦНС. Речь идет о свойстве ритма, при помощи которого становится возможным точное отображение активности всех структур, находящихся в головном мозгу. Еще один показатель, фиксируемый при помощи ЭЭГ - это особенности использования мозгом собственных резервов.
Показания для ЭЭГ
Важно не только знать суть определения «электроэнцефалограмма головного мозга», что показывает это исследование и какими характеристиками обладает, но и понимать для кого данный вид диагностики актуален.
Изначально нужно прояснить тот факт, что без направления ЭЭГ никто делать не станет. И хотя, данная процедура не способна причинить вред пациентам в любом состоянии, медики, прежде чем использовать этот диагностический ресурс, собирают картину болезни конкретного человека. И только в том случае, если классические способы не позволяют точно определить суть заболевания, назначается ЭЭГ.
При этом есть ситуации в которых электроэнцефалограмма проводится в обязательном случае:
Если есть подозрение на опухоль;
Когда пациент не в состоянии объективно оценить собственные ощущения или слишком молод для этого (дети);
Если у пациента длительное время был нарушен режим сна или он страдал бессонницей;
В случае психопатии, нервных срывов и психозов;
Если было зафиксировано поражение мозга, которое получило развитие из ;
Когда у пациента присутствуют заболевания сосудов;
Развитие некроза в процессе хирургического вмешательства;
В случае если пациент находится в тяжелом состоянии, ставшим следствием отравлений или травм;
При пациента.
При подобных сложностях крайне важной является электроэнцефалограмма головного мозга, что показывает актуальность данной методики в работе с больными различных групп.
Подготовка к исследованию
Есть несколько простых правил, которым нужно следовать до того, как будет проведена Что показывает данное исследование во многом зависит не только от состояния больного, но и от других факторов. Так для более точной диагностики нужно за несколько дней до процедуры отказаться от использования противосудорожных препаратов.
Перед обследованием важно помыть голову. При этом нельзя использовать муссы, кремы, лаки для укладки, пенки и гели. Обратить внимание стоит и на прическу: при наличии дредов или кос их нужно расплести, после чего придется снять все металлические элементы (пирсинг, украшения).
При этом важно знать о том, что данная диагностическая процедура неактуальная для тех пациентов, которые на момент проведения исследования болеют вирусными или простудными заболеваниями.
Алгоритм проведения
Разбираясь в том, что показывает электроэнцефалограмма головного мозга,есть смысл обратить внимание на саму процедуру.
Начинаются исследования мозга с такой процедуры ЭЭГ, которую принято называть рутинной. На данном этапе происходит анализ мозга. На протяжении 10-15 минут при помощи графической записи фиксируются биологические потенциалы мозга и производятся стандартные функциональные пробы.
В том случае, если использование рутинной ЭЭГ не дало нужных результатов, врачи могут назначить электроэнцефалограмму с депривацией сна. Речь идет о следующей процедуре: пациента будят на несколько часов раньше чем обычно или лишают сна на всю ночь, после чего начинают изучать электронные импульсы мозга.
В рамках темы «ЭЭГ головного мозга - цена, подготовка и описание» стоит отметить, что в случае подозрения на пароксизм может быть назначена длительная процедура, в процессе которой выполняется регистрация сна. Такой подход дает возможность получить более точные данные.
Если говорить о наиболее полной ЭЭГ, то таким является исследование, которое проводится во время сна, перед ним и сразу после пробуждения. В эти периоды диагностика состояния головного мозга дается значительно легче. Что касается стоимости процедуры, то она может изменяться в зависимости от вида медицинского учреждения, а также региона. Но в среднем цена ЭЭГ колеблется от 1500 до 2000 рублей.
Особенности процедуры
Есть ряд нюансов, которые могут показаться необычными для тех, кто никогда не посещал ЭЭГ. Электроэнцефалограмма головного мозга проводится посредством использования специфического прибора, имеющего вид шапочки, который надевается на голову пациенту. Данный прибор необходим для качественной установки электродов. Количество последних напрямую зависит от того факта, сколько пациенту лет. Например, если проводится исследование активности мозга ребенка, то используется 12 электродов. В случае со взрослыми, которые уже являются совершеннолетними, это количество увеличивается до 21.
На этом процесс не заканчивается: электроды заполняются веществом, позволяющим быстро передавать электрические импульсы. Далее прибор, зафиксированный на голове пациента, соединяется при помощи проводки с электроэнцефалографом, который изначально усиливает полученный сигнал, а после передает его в компьютер для последующей обработки.
Уже в компьютере сигнал приобретает волнообразную форму, позволяющую врачам оценить состояние мозга в целом и активность клеток в частности.
Необходимость использования ЭЭГ
Трудно переоценить актуальность того, что показывает электроэнцефалограмма головного мозга. Эта информация позволяет выявить достаточно сложные заболевания и отклонения, которые могут не иметь видимых симптомов. При этом стоит отметить, что на данный момент пациентам доступны и более современные диагностические методики. Речь идет о магнитно-резонансной и компьютерной томографии.
Тем не менее ЭЭГ все так же активно используется в российских клиниках, позволяя врачам ставить достаточно точные диагнозы. Использование данной методики особенно актуально при работе с больными, страдающими эпилепсией. Объясняется это тем фактом, что ЭЭГ дает возможность фиксировать важные детали и особенности состояния больного в любой момент времени.
Мониторинг сна
Данная процедура, во время которой используется ЭЭГ, имеет большое значение при диагностике заболеваний, а также при оценке процесса их протекания. Как и говорилось выше, электроэнцефалограмма может проводиться в разное время, и период сна является наиболее оптимальным.
Ведущие эпилептологи подтверждают, что именно этот вид ЭЭГ позволяет ставить более точные диагнозы, а также лучше корректировать и контролировать терапию при эпилепсии. Нередко те нарушения психического развития у детей, которые не фиксируются при рутинном исследовании обнаруживаются во время мониторинга сна ЭЭГ головного мозга, что показывает более высокую эффективность данного подхода к диагностике.
Как подготовить малыша к мониторингу сна
Для того чтобы диагностическая процедура прошла предельно эффективно, нужно разбудить ребенка на 2 часа раньше его обычного пробуждения. После этого в течение дня нужно сделать так, чтобы малыш не заснул. Для этого придется проводить с ним время достаточно активно.
Подготовку к обследованию можно начинать после 18-00. Суть ее сводится к ограничению потребления сладкого и жидкости, а также соленой и острой еды. При этом стоит избегать любых факторов, которые могут привести к перевозбуждению ребенка.
у детей, как проходит и зачем
Для предельно точной диагностики состояния ребенка используется описанная выше методика мониторинга сна. При этом есть ряд показаний для проведения данной диагностической процедуры в случае с детьми:
Когда есть подозрения на ишемическое поражение ЦНС;
Для оценки тяжести заболевания;
При эпилептических припадках и псевдоприступах;
Для оценки правильного развития и формирования биоэлектрической активности у детей на самом раннем сроке их жизни (младенцы);
В том случае, когда возникает необходимость прогноза развития поражения головного мозга и оценки его динамики.
Сама же процедура проводится в период с 8 до 9 вечера на дому. Это позволяет зафиксировать активность детского мозга перед сном и после засыпания. В остальном алгоритм действий тот же, что и при работе со взрослыми.
При этом стоит отметить, что даже для грудных детей абсолютно безопасен такой метод исследований, как ЭЭГ головного мозга. Важная диагностика будет всегда, независимо от методики, но данный тип оценки состояния мозга еще надолго останется одним из самых актуальных.
Заключение
Вывод относительно использования ЭЭГ очевиден - данная методика необходима для эффективной работы клиник и точной диагностики больных различных групп. При этом подобная процедура остается одной из самых доступных.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод регистрации электрической активности мозга с помощью электродов, располагаемых на коже волосистой части головы.
По аналогии с работой компьютера, от работы отдельного транзистора до функционирования компьютерных программ и приложений, электрическую активность мозга можно рассматривать на различных уровнях: с одной стороны — потенциалы действия отдельных нейронов, с другой — общая биоэлектрическая активность мозга, которую регистрируют при помощи ЭЭГ.
Результаты ЭЭГ используются как для клинической диагностики, так и в научных целях. Существует интракраниальная, или внутричерепная ЭЭГ (intracranial EEG, icEEG), также называемая субдуральной ЭЭГ (subdural EEG, sdEEG) и электрокортикографией (ЭКоГ, или electrocorticography, ECoG). При проведении таких видов ЭЭГ регистрация электрической активности осуществляется непосредственно с поверхности мозга, а не с кожи головы. ЭКоГ характеризуется более высоким пространственным разрешением по сравнению с поверхностной (чрескожной) ЭЭГ, поскольку кости черепа и кожа головы несколько «смягчают» электрические сигналы.
Однако намного чаще используется электроэнцефалография транскраниальная. Этот метод является ключевым в диагностике эпилепсии, а также дает дополнительную ценную информацию при множестве других неврологических нарушений.
Историческая справка
В 1875 г. практикующий врач из Ливерпуля Ричард Катон (Richard Caton, 1842-1926) представил в Британском Медицинском Журнале результаты изучения электрического явления, наблюдаемого при исследовании им полушарий мозга кроликов и обезьян. В 1890 г. Бек (Beck) опубликовал исследование спонтанной электрической активности мозга кроликов и собак, проявлявшейся в виде ритмических колебаний, изменяющихся при воздействии света. В 1912 г. русский физиолог Владимир Владимирович Правдич-Неминский опубликовал первую ЭЭГ и вызванные потенциалы млекопитающего (собаки). В 1914 г. другие ученые (Cybulsky and Jelenska-Macieszyna) сфотографировали запись ЭЭГ искусственно вызванного приступа.
Немецкий физиолог Ганс Бергер (Hans Berger, 1873-1941) приступил к исследованиям ЭЭГ человека в 1920 г. Он дал устройству его современное название и, хотя другие ученые ранее проводили аналогичные эксперименты, иногда именно Бергер считается первооткрывателем ЭЭГ. В дальнейшем его идеи развивал Эдгар Дуглас Эдриан (Edgar Douglas Adrian).
В 1934 г. впервые был продемонстрирован паттерн эпилептиформной активности (Fisher и Lowenback). Началом клинической энцефалографии считается 1935 г., когда Гиббс, Дэвис и Леннокс (Gibbs, Davis and Lennox) описали интериктальную активность и паттерн малого эпилептического приступа. Впоследствии, в 1936 г. Гиббс и Джаспер (Gibbs and Jasper) охарактеризовали интериктальную активность как очаговый признак эпилепсии. В том же году в Массачусетском госпитале (Massachusetts General Hospital) была открыта первая лаборатория по изучению ЭЭГ.
Франклин Оффнер (Franklin Offner, 1911-1999), профессор биофизики Северо-западного Университета, разработал прототип электроэнцефалографа, который включал пьезоэлектрический самописец — кристограф (все устройство целиком называлось Динографом Оффнера).
В 1947 г. в связи с основанием Американского Общества Электроэнцефалографии (The American EEG Society) прошел первый Международный конгресс по вопросам ЭЭГ. А уже в 1953 г. (Aserinsky and Kleitmean) обнаружили и описали фазу сна с быстрым движением глаз.
В 50-х годах ХХ века английский врач Вильям Грей Вальтер разработал метод, названный ЭЭГ-топографией, который позволил картировать на поверхности мозга электрическую активность мозга. Этот метод не применяется в клинической практике, его используют только при проведении научных исследований. Метод приобрел особенную популярность в 80-е годы XX века и представлял особый интерес для исследователей в области психиатрии.
Физиологические основы ЭЭГ
При проведении ЭЭГ измеряют суммарные постсинаптические токи. Потенциал действия (ПД, кратковременное изменение потенциала) в пресинаптической мембране аксона вызывает высвобождение нейромедиатора в синаптическую щель. Нейромедиатор, или нейротрансмиттер, — химическое вещество, осуществляющее передачу нервных импульсов через синапсы между нейронами. Пройдя через синаптическую щель, нейромедиатор связывается с рецепторами постсинаптической мембраны. Это вызывает ионные токи в постсинаптической мембране. В результате во внеклеточном пространстве возникают компенсаторные токи. Именно эти внеклеточные токи формируют потенциалы ЭЭГ. ЭЭГ нечувствительна к ПД аксонов.
Хотя за формирование сигнала ЭЭГ ответственны постсинаптические потенциалы, поверхностная ЭЭГ не способна зафиксировать активность одного дендрита или нейрона. Правильнее сказать, что поверхностная ЭЭГ представляет собой сумму синхронной активности сотен нейронов, имеющих одинаковую ориентацию в пространстве, расположенных радиально к коже головы. Токи, направленные по касательной к коже головы, не регистрируются. Таким образом, во время ЭЭГ регистрируется активность радиально расположенных в коре апикальных дендритов. Поскольку вольтаж поля уменьшается пропорционально расстоянию до его источника в четвертой степени, активность нейронов в глубоких слоях мозга зафиксировать гораздо труднее, нежели токи непосредственно около кожи.
Токи, регистрируемые на ЭЭГ, характеризуются различными частотами, пространственным распределением и взаимосвязью с различными состояниями мозга (например, сон или бодрствование). Такие колебания потенциала представляют собой синхронизированную активность целой сети нейронов. Идентифицированы лишь немногие нейронные сети, ответственные за регистрируемые осцилляции (например, таламокортикальный резонанс, лежащий в основе «сонных веретен» — учащенных альфа-ритмов во время сна), тогда как многие другие (например, система, формирующая затылочный основной ритм) пока не установлены.
Методика проведения ЭЭГ
Для получения традиционного поверхностного ЭЭГ запись производят с помощью электродов, помещаемых на кожу волосистой части головы с применением электропроводящего геля или мази. Обычно перед помещением электродов по возможности удаляют омертвевшие клетки кожи, которые повышают сопротивление. Методику возможно усовершенствовать, используя углеродные нанотрубки, которые проникают в верхние слои кожи и способствуют улучшению электрического контакта. Такая система датчиков называется ENOBIO; однако представленная методика в общей практике (ни в научных исследованиях, ни тем более в клинике) пока не используется. Обычно во многих системах используются электроды, каждый из которых имеет отдельный провод. В некоторых системах используются специальные шапочки или сетчатые конструкции в виде шлема, в которых заключены электроды; чаще всего такой подход оправдывает себя, когда используется комплект с большим количеством плотно расположенных электродов.
Для большинства вариантов применения в клинике и в исследовательских целях (за исключением наборов с большим количеством электродов) расположение и название электродов определены Международной «10-20» системой. Использование данной системы гарантирует, что названия электродов между различными лабораториями строго согласованы. В клинике чаще всего используется набор из 19 отводящих электродов (плюс заземление и электрод сравнения). Для регистрации ЭЭГ новорожденных обычно используется меньшее количество электродов. Чтобы получить ЭЭГ конкретной области мозга с более высоким пространственным разрешением, можно использовать дополнительные электроды. Набор с большим количеством электродов (обычно в виде шапочки или шлема-сетки) может содержать до 256 электродов, расположенных на голове на более или менее одинаковом расстоянии друг от друга.
Каждый электрод соединен с одним входом дифференциального усилителя (то есть один усилитель приходится на пару электродов); в стандартной системе электрод сравнения соединен с другим входом каждого дифференциального усилителя. Такой усилитель увеличивает потенциал между измерительным электродом и электродом сравнения (обычно в 1,000-100,000 раз, или коэффициент усиления напряжения составляет 60-100 дБ). В случае аналоговой ЭЭГ сигнал затем проходит через фильтр. На выходе сигнал регистрируется самописцем. Однако в наше время многие самописцы являются цифровыми, и усиленный сигнал (после прохождения через фильтр подавления шумов) преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразователя. Для клинической поверхностной ЭЭГ частота аналого-цифрового преобразования происходит при 256-512 Гц; частота преобразования до 10 кГц используется в научных целях.
При цифровой ЭЭГ сигнал сохраняется в электронном виде; для отображения он также проходит через фильтр. Обычные параметры для фильтра низких частот и для фильтра высоких частот составляют 0,5-1 Гц и 35-70 Гц соответственно. Фильтр низких частот обычно отсеивает артефакты, представляющие собой медленные волны (например, артефакты движения), а фильтр высоких частот уменьшает чувствительность канала ЭЭГ к колебаниям высоких частот (например, электромиографические сигналы). Кроме того, может использоваться дополнительный узкополосный режекторный фильтр для устранения помех, вызванных линиями электропитания (60 Гц в США и 50 Гц во многих других странах). Режекторный фильтр часто используется, если запись ЭЭГ осуществляется в отделении интенсивной терапии, то есть в крайне неблагоприятных для ЭЭГ технических условиях.
Для оценки возможности лечения эпилепсии хирургическим путем возникает необходимость расположить электроды на поверхность мозга, под твердой мозговой оболочкой. Чтобы осуществить данный вариант ЭЭГ, производят краниотомию, то есть формируют трепанационное отверстие. Такой вариант ЭЭГ и называют интракраниальной, или внутричерепной ЭЭГ (intracranial EEG, icEEG), или субдуральной ЭЭГ (subdural EEG, sdEEG), или электрокортикографией (ЭКоГ, или electrocorticography, ECoG). Электроды могут погружаться в структуры мозга, например, миндалевидное тело (амигдала) или гиппокамп — отделы мозга, в которых формируются очаги эпилепсии, но сигналы которых невозможно зафиксировать в ходе поверхностной ЭЭГ. Сигнал электрокортикограммы обрабатывается так же, как цифровой сигнал рутинной ЭЭГ (см. выше), однако существует несколько особенностей. Обычно ЭКоГ регистрируется при более высоких частотах по сравнению с поверхностной ЭЭГ, поскольку, согласно теореме Найквиста, в субдуральном сигнале преобладают высокие частоты. Кроме того, многие артефакты, влияющие на результаты поверхностной ЭЭГ, не оказывают влияния на ЭКоГ, и поэтому часто использование фильтра для сигнала на выходе не требуется. Обычно амплитуда ЭЭГ сигнала взрослого человека составляет около 10-100 мкВ при измерении на коже волосистой части головы и около 10-20 мВ при субдуральном измерении.
Поскольку ЭЭГ-сигнал представляет собой разность потенциалов двух электродов, результаты ЭЭГ могут изображаться несколькими способами. Порядок одновременного отображения определенного количества отведений при записи ЭЭГ называется монтажом.
Биполярный монтаж
Каждый канал (то есть отдельная кривая) представляет собой разность потенциалов между двумя соседними электродами. Монтаж представляет собой совокупность таких каналов. Например, канал «Fp1-F3» — это разность потенциалов между электродом Fp1 и электродом F3. Следующий канал монтажа, «F3-C3», отражает разность потенциалов между электродами F3 и C3, и так далее для всего набора электродов. Общий для всех отведений электрод отсутствует.
Референциальный монтаж
Каждый канал представляет собой разность потенциалов между выбранным электродом и электродом сравнения. Для электрода сравнения не существует стандартного места расположения; однако его расположение отлично от расположения измерительных электродов. Часто электроды располагают в области проекций срединных структур мозга на поверхность черепа, поскольку в таком положении они не усиливают сигнал ни от одного из полушарий. Другой популярной системой фиксации электродов является крепление электродов на мочках уха или сосцевидных отростках.
Лапласовский монтаж
Используется при записи цифровой ЭЭГ, каждый канал — это разность потенциалов электрода и среднего взвешенного значения для окружающих электродов. Усредненный сигнал называется в таком случае усредненным референтным потенциалом. При использовании аналоговой ЭЭГ во время записи специалист переключается с одного типа монтажа на другой с целью максимально отразить все характеристики ЭЭГ. В случае цифровой ЭЭГ все сигналы сохраняются согласно определенному типу монтажа (обычно референциальному); поскольку любой тип монтажа может быть сконструирован математически из любого другого, специалист может наблюдать за ЭЭГ в любом варианте монтажа.
Нормальная ЭЭГ-активность
Обычно ЭЭГ описывают, используя такие термины как (1) ритмическая активность и (2) кратковременные компоненты. Ритмическая активность меняется по частоте и амплитуде, в частности, формируя альфа-ритм. Но некоторые изменения параметров ритмической активности могут иметь клиническое значение.
Большинство известных сигналов ЭЭГ соответствуют диапазону частот от 1 до 20 Гц (в стандартных условиях записи ритмы, частота которых выходит за пределы указанного диапазона, скорее всего являются артефактами).
Дельта-волны (δ-ритм)
Частота дельта-ритма составляет примерно до 3 Гц. Этот ритм характеризуется высокоамплитудными медленными волнами. Обычно присутствует у взрослых в фазе медленного сна. В норме также встречается и у детей. Дельта-ритм может возникать очагами в области подкорковых повреждений или распространяться повсеместно при диффузном поражении, метаболической энцефалопатии, гидроцефалии или глубоких поражениях срединных структур мозга. Обычно данный ритм наиболее заметен у взрослых во фронтальной области (лобная перемежающаяся ритмическая дельта-активность, или FIRDA — Frontal Intermittent Rhythmic Delta) и у детей в затылочной (затылочная перемежающаяся ритмическая дельта-активность или OIRDA — Occipital Intermittent Rhythmic Delta).
Тета-волны (θ-ритм)
Тета-ритм характеризуется частотой от 4 до 7 Гц. Обычно наблюдается у детей младшего возраста. Может встречаться у детей и взрослых в состоянии дремы или во время активации, а также в состоянии глубокой задумчивости или медитации. Избыточное количество тета-ритмов у пожилых пациентов свидетельствует о патологической активности. Может наблюдаться в виде очагового нарушения при локальных подкорковых поражениях; а кроме того, может распространяться генерализованно при диффузных нарушениях, метаболической энцефалопатии, поражениях глубинных структур мозга и в некоторых случаях при гидроцефалии.
Альфа-волны (α-ритм)
Для альфа-ритма характерная частота от 8 до 12 Гц. Название этому виду ритма дал его первооткрыватель, немецкий физиолог Ганс Бергер (Hans Berger). Альфа-волны наблюдаются в задних отделах головы с обеих сторон, причем их амплитуда выше в доминантной части. Данный вид ритма выявляется, когда исследуемый закрывает глаза или находится в расслабленном состоянии. Замечено, что альфа-ритм затухает, если открыть глаза, а также в состоянии умственного напряжения. Сейчас такой вид активности называют «основным ритмом», «затылочным доминирующим ритмом» или «затылочным альфа-ритмом». В действительности у детей основной ритм имеет частоту менее 8 Гц (то есть, технически попадает в диапазон тета-ритма). Дополнительно к основному затылочному альфа-ритму в норме присутствуют еще несколько его нормальных вариантов: мю-ритм (μ-ритм) и височные ритмы — каппа и тау-ритмы (κ и τ-ритмы). Альфа-ритмы могут возникать и в патологических ситуациях; например, если в состоянии комы на ЭЭГ пациента наблюдается диффузный альфа-ритм, который возникает без внешней стимуляции, такой ритм называют «альфа-кома».
Сенсомоторный ритм (μ-ритм)
Мю-ритм характеризуется частотой альфа-ритма и наблюдается в сенсомоторной коре. Движение противоположной руки (или представление такого движения) вызывает затухание мю-ритма.
Бета-волны (β-ритм)
Частота бета-ритма составляет от 12 до 30 Гц. Обычно сигнал имеет симметричное распределение, но наиболее очевиден в лобной области. Низкоамплитудный бета-ритм с варьирующей частотой часто связан с беспокойными и суетливыми размышлениями и активной концентрацией внимания. Ритмичные бета-волны с доминирующим набором частот связаны с различными патологиями и действием лекарственных препаратов, особенно бензодиазепинового ряда. Ритм с частотой более 25 Гц, наблюдаемый при снятии поверхностной ЭЭГ, чаще всего представляет собой артефакт. Он может отсутствовать или быть слабо выраженным в областях повреждения коры. Бета-ритм доминирует в ЭЭГ пациентов, находящихся в состоянии тревоги или беспокойства или у пациентов, у которых открыты глаза.
Гамма-волны (γ-ритм)
Частота гамма-волн составляет 26-100 Гц. Из-за того, что кожа головы и кости черепа обладают свойствами фильтра, гамма-ритмы регистрируются только при проведении электрокортиграфии или, возможно, магнитоэнцефалографии (МЭГ). Считается, что гамма-ритмы представляют собой результат активности различных популяций нейронов, объединенных в сеть для выполнения определенной двигательной функции или умственной работы.
В исследовательских целях с помощью усилителя постоянного тока регистрируют активность, близкую к постоянному току или для которой характерны крайне медленные волны. Обычно такой сигнал не регистрируют в клинических условиях, поскольку сигнал с такими частотами крайне чувствителен к целому ряду артефактов.
Некоторые виды активности на ЭЭГ могут быть кратковременными и не повторяются. Пики и острые волны могут быть следствием приступа или интериктальной активности у пациентов, страдающих эпилепсией или предрасположенных к этому заболеванию. Другие временные явления (вертекс-потенциалы и сонные веретена) считаются вариантами нормы и наблюдается во время обычного сна.
Стоит отметить, что существуют некоторые типы активности, которые статистически очень редки, однако их проявление не связано с каким-либо заболеванием или нарушением. Это так называемые «нормальные варианты» ЭЭГ. Примером такого варианта служит мю-ритм.
Параметры ЭЭГ зависят от возраста. ЭЭГ новорожденного очень сильно отличается от ЭЭГ взрослого человека. ЭЭГ ребенка обычно включает более низкочастотные колебания по сравнению с ЭЭГ взрослого.
Также параметры ЭЭГ варьируют в зависимости от состояния. ЭЭГ регистрируется вместе с другими измерениями (электроокулограммой, ЭОГ и электромиограммой, ЭМГ) для определения стадий сна в ходе полисомнографического исследования. Первая стадия сна (дремота) на ЭЭГ характеризуется исчезновением затылочного основного ритма. При этом может наблюдаться увеличение количества тета-волн. Существует целый каталог различных вариантов ЭЭГ во время дремоты (Joan Santamaria, Keith H. Chiappa). Во второй стадии сна появляются сонные веретена — кратковременные серии ритмичной активности в диапазоне частот 12-14 Гц (иногда называемые «сигма-полоса»), которые легче всего регистрируются в лобной области. Частота большинства волн на второй стадии сна составляет 3-6 Гц. Третья и четвертая стадии сна характеризуются наличием дельта-волн и обычно обозначаются термином «медленный сон». Стадии с первой по четвертую составляют так называемый сон с медленным движением глазных яблок (NonRapid Eye Movements, non-REM, NREM). ЭЭГ во время сна с быстрым движением глазных яблок (Rapid Eye Movement, REM) по своим параметрам похожа на ЭЭГ в состоянии бодрствования.
Результаты ЭЭГ, проведенной под общим наркозом, зависят от типа использованного анестетика. При введении галогенсодержащих анестетиков, например, галотана, или веществ для внутривенного введения, например, пропофола, практически во всех отведениях, особенно в лобной области, наблюдается особый «быстрый» паттерн ЭЭГ (альфа и слабый бета-ритмы). Согласно прежней терминологии, такой вариант ЭЭГ назывался лобный, распространенный быстрый (Widespread Anterior Rapid, WAR) в противоположность распространенному медленному паттерну (Widespread Slow, WAIS), возникающему при введении больших доз опиатов. Только недавно ученые пришли к пониманию механизмов воздействия анестезирующих веществ на сигналы ЭЭГ (на уровне взаимодействия вещества с различными типами синапсов и понимания схем, благодаря которым осуществляется синхронизированная активность нейронов).
Артефакты
Биологические артефакты
Артефактами называют сигналы ЭЭГ, которые не связаны с активностью головного мозга. Такие сигналы практически всегда присутствуют на ЭЭГ. Поэтому правильная интерпретация ЭЭГ требует большого опыта. Наиболее часто встречаются следующие типы артефактов:
- артефакты, вызванные движением глаз (включая глазное яблоко, глазные мышцы и веко);
- артефакты от ЭКГ;
- артефакты от ЭМГ;
- артефакты, вызванные движением языка (глоссокинетические артефакты).
Артефакты, вызванные движением глаз, возникают из-за разности потенциалов между роговицей и сетчаткой, которая оказывается довольно большой по сравнению с потенциалами мозга. Никаких проблем не возникает, если глаз находится в состоянии полного покоя. Однако практически всегда присутствуют рефлекторные движения глаз, порождающие потенциал, который затем регистрируется лобнополюсным и лобным отведениями. Движения глаз — вертикальные или горизонтальные (саккады — быстрые скачкообразные движения глаз) — происходят из-за сокращения глазных мышц, которые создают электромиографический потенциал. Независимо от того, осознанное это моргание глаз или рефлекторное, оно приводит к возникновению электромиографических потенциалов. Однако в данном случае при моргании большее значение имеют именно рефлекторные движения глазного яблока, поскольку они вызывают появление ряда характерных артефактов на ЭЭГ.
Артефакты характерного вида, возникающие вследствие дрожания век, ранее называли каппа-ритмом (или каппа-волнами). Обычно они регистрируются предлобными отведениями, которые находятся непосредственно над глазами. Иногда их можно обнаружить во время умственной работы. Обычно они имеют частоту тета- (4-7 Гц) или альфа-ритма (8-13 Гц). Данному виду активности присвоили название, поскольку считалось, что она является результатом работы мозга. Позднее установили, что эти сигналы генерируются в результате движений век, иногда настолько тончайших, что их очень сложно заметить. На самом деле они не должны называться ритмом или волной, потому что представляют собой шум или «артефакт» ЭЭГ. Поэтому термин каппа-ритм в электроэнцефалографии больше не используется, а указанный сигнал должен описываться как артефакт, вызванный дрожанием век.
Однако некоторые из этих артефактов оказываются полезными. Анализ движения глаз крайне важен при проведении полисомнографии, а также полезен в традиционной ЭЭГ для оценки возможных изменений в состояниях тревоги, бодрствования или во время сна.
Очень часто встречаются артефакты ЭКГ, которые можно перепутать со спайковой активностью. Современный способ регистрации ЭЭГ обычно включает один канал ЭКГ, идущий от конечностей, что позволяет отличить ритм ЭКГ от спайк-волн. Такой способ позволяет также определить различные варианты аритмии, которые наряду с эпилепсией могут быть причиной синкопальных состояний (обмороков) или других эпизодических нарушений и приступов. Глоссокинетические артефакты вызваны разностью потенциалов между основанием и кончиком языка. Мелкие движения языка «засоряют» ЭЭГ, особенно у пациентов, страдающих паркинсонизмом и другими заболеваниями, для которых характерен тремор.
Артефакты внешнего происхождения
В дополнение к артефактам внутреннего происхождения существует множество артефактов, которые являются внешними. Перемещение около пациента и даже регулирование положения электродов может вызвать помехи на ЭЭГ, всплески активности, возникающие из-за кратковременного изменения сопротивления под электродом. Слабое заземление электродов ЭЭГ может вызвать значительные артефакты (50-60 Гц) в зависимости от параметров местной энергосистемы. Внутривенная капельница также может служить источником помех, поскольку такое устройство может вызывать ритмичные, быстрые, низковольтные вспышки активности, которые легко перепутать с реальными потенциалами.
Коррекция артефактов
Недавно для коррекции и устранения артефактов ЭЭГ использовали метод декомпозиции, заключающийся в разложении сигналов ЭЭГ на некоторое количество компонентов. Существует множество алгоритмов разложения сигнала на части. В основе каждого метода лежит следующий принцип: необходимо проводить такие манипуляции, которые позволят получить «чистую» ЭЭГ в результате нейтрализации (обнуления) нежелательных компонентов.
Патологическая активность
Патологическую активность можно грубо разделить на эпилептиформную и неэпилептиформную. Кроме того, ее можно разделить на локальную (очаговую) и диффузную (генерализованную).
Очаговая эпилептиформная активность характеризуется быстрыми, синхронными потенциалами большого числа нейронов в определенной области мозга. Она может возникать вне приступа и указывать на область коры (область повышенной возбудимости), которая предрасположена к возникновению эпилептических приступов. Регистрации интериктальной активности еще недостаточно ни для того, чтобы установить, действительно ли пациент страдает эпилепсией, ни для локализации области, в которой приступ берет свое начало в случае фокальной, или очаговой эпилепсии.
Максимальная генерализованная (диффузная) эпилептиформная активность наблюдается в лобной зоне, однако ее можно наблюдать и во всех остальных проекциях мозга. Присутствие на ЭЭГ сигналов такого характера дает основание предполагать наличие генерализованной эпилепсии.
Очаговая неэпилептиформная патологическая активность может наблюдаться в местах повреждения коры или белого вещества головного мозга. Она содержит больше низкочастотных ритмов и/или характеризуется отсутствием нормальных высокочастотных ритмов. Кроме того, такая активность может проявляться в виде очагового или одностороннего уменьшения амплитуды сигнала ЭЭГ. Диффузная неэпилептиформная патологическая активность может проявляться в виде рассеянных аномально медленных ритмов или билатерального замедления обычных ритмов.
Преимущества метода
У ЭЭГ как инструмента для исследования мозга существует несколько значимых преимуществ, например ЭЭГ характеризуется очень высоким разрешением по времени (на уровне одной миллисекунды). Для других методов изучения активности мозга, таких как позитронно-эмиссионная томография (positron emission tomography, PET) и функциональная МРТ (ФМРТ, или Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI), разрешение по времени находится на уровне между секундами и минутами.
Методом ЭЭГ измеряют электрическую активность мозга напрямую, тогда как другие методы фиксируют изменения в скорости кровотока (например, однофотонная эмиссионная компьютерная томография, ОФЭКТ, или Single-Photon Emission Computed Tomography, SPECT; а также ФМРТ), которые являются непрямыми индикаторами активности мозга. ЭЭГ можно проводить одновременно с ФМРТ, чтобы совместно регистрировать данные как с высоким разрешением по времени, так и с высоким пространственным разрешением. Тем не менее, поскольку события, зарегистрированные в результате исследования каждым из методов, происходят в различные периоды времени, вовсе не обязательно, что набор данных отражает одну и ту же активность мозга. Существуют технические трудности комбинирования двух указанных методов, к которым относятся необходимость устранить с ЭЭГ артефакты радиочастотных импульсов и движения пульсирующей крови. Кроме того, в проводах электродов ЭЭГ могут возникнуть токи вследствие магнитного поля, создаваемого МРТ.
ЭЭГ может регистрироваться одновременно с проведением магнитоэнцефалографии, поэтому результаты этих комплементарных методов исследования с высоким разрешением по времени можно сравнить друг с другом.
Ограничения метода
Метод ЭЭГ имеет несколько ограничений, самое важное из которых — это слабое пространственное разрешение. ЭЭГ особенно чувствительна к определенному набору постсинаптических потенциалов: к тем, что формируются в верхних слоях коры, на вершинах извилин, непосредственно примыкающих к черепу, направленных радиально. Дендриты, расположенные глубже в коре, внутри борозд, находящиеся в глубоких структурах (например, поясной извилине или гиппокампе) или токи которых направлены по касательной к черепу, оказывают на сигнал ЭЭГ существенно меньшее влияние.
Оболочки головного мозга, цереброспинальная жидкость и кости черепа «смазывают» сигнал ЭЭГ, затеняя его интракраниальное происхождение.
Невозможно математически воссоздать единственный внутричерепной источник тока для заданного сигнала ЭЭГ, поскольку некоторые токи создают потенциалы, которые компенсируют друг друга. Ведется большая научная работа по локализации источников сигналов.
Клиническое применение
Стандартная запись ЭЭГ обычно занимает от 20 до 40 минут. Помимо состояния бодрствования, исследование может проводиться в состоянии сна или под воздействием на исследуемого разного рода раздражителей. Это способствует возникновению ритмов, отличных от тех, которые можно наблюдать в состоянии расслабленного бодрствования. К таким действиям относят периодическое световое раздражение вспышками света (фотостимуляция), усиленное глубокое дыхание (гипервентиляция) и открывание и закрывание глаз. Когда проводится исследование пациента, страдающего эпилепсией или находящегося в группе риска, энцефалограмму всегда просматривают на наличие интериктальных разрядов (то есть ненормальной активности, возникающей вследствие «эпилептической активности мозга», которая указывает на предрасположенность к эпилептическим приступам, лат. inter — между, среди, ictus — припадок, приступ).
В некоторых случаях проводят видео-ЭЭГ-мониторинг (одновременная запись ЭЭГ и видео-/аудиосигналов), при этом пациента госпитализируют на срок от нескольких дней до нескольких недель. Во время нахождения в стационаре пациент не принимает противоэпилептические препараты, что дает возможность записать ЭЭГ в приступный период. Во многих случаях запись начала приступа сообщает специалисту гораздо больше конкретной информации о заболевании пациента, чем межприступная ЭЭГ. Непрерывный ЭЭГ мониторинг включает использование портативного электроэнцефалографа, подсоединенного к пациенту в палате интенсивной терапии, для наблюдения за судорожной активностью, которая клинически неочевидна (то есть не определяется при наблюдении за движениями пациента или его психическим состоянием). Когда пациент вводится в состояние искусственной, индуцированной лекарствами комы, по паттерну ЭЭГ можно судить о глубине комы, и в зависимости от показателей ЭЭГ титруются препараты. В «амплитудно-интегрированной ЭЭГ» используют особый тип представления сигнала ЭЭГ, она используется совместно с непрерывным мониторингом функционирования мозга новорожденных, находящихся в реанимационном отделении.
Различные виды ЭЭГ используется в следующих клинических ситуациях:
- для того, чтобы отличить эпилептический припадок от других видов приступов, например, от психогенных приступов неэпилептического характера, синкопальных состояний (обмороков), двигательных расстройств и вариантов мигрени;
- для описания характера приступов с целью подбора лечения;
- для локализации участка мозга, в котором зарождается приступ, для осуществления хирургического вмешательства;
- для мониторинга бессудорожных приступов/бессудорожного варианта эпилепсии;
- для дифференциации энцефалопатии органического характера или делирия (острого психического расстройства с элементами возбуждения) от первичных психических заболеваний, например кататонии;
- для мониторинга глубины анестезии;
- в качестве непрямого индикатора перфузии головного мозга в ходе каротидной эндартерэктомии (удаление внутренней стенки сонной артерии);
- как дополнительное исследование с целью подтверждения смерти мозга;
- в некоторых случаях с прогностической целью у пациентов в коме.
Использование количественной ЭЭГ (математической интерпретации сигналов ЭЭГ) для оценки первичных психических, поведенческих нарушений и нарушений обучения представляется довольно спорным.
Использование ЭЭГ в научных целях
Использование ЭЭГ в ходе нейробиологических исследований имеет целый ряд преимуществ перед другими инструментальными методами. Во-первых, ЭЭГ представляет собой неинвазивный способ исследования объекта. Во-вторых, нет такой жесткой необходимости оставаться в неподвижном состоянии, как при проведении функциональной МРТ. В-третьих, в ходе ЭЭГ регистрируется спонтанная активность мозга, поэтому от субъекта не требуется взаимодействия с исследователем (как, например, это требуется в поведенческом тестировании в рамках нейропсихологического исследования). Кроме того, ЭЭГ обладает высоким разрешением во времени по сравнению с такими методами, как функциональная МРТ, и может использоваться для идентификации миллисекундных колебаний электрической активности мозга.
Во многих исследованиях когнитивных способностей с помощью ЭЭГ используются потенциалы, связанные с событиями (event-related potential, ERP). Большинство моделей такого типа исследования базируется на следующем утверждении: при воздействии на субъект он реагирует либо в открытой, явной форме, либо завуалированно. В ходе исследования пациент получает какие-либо стимулы, и при этом ведется запись ЭЭГ. Потенциалы, связанные с событиями, выделяют путем усреднения сигнала ЭЭГ для всех исследований в определенном состоянии. Затем средние значения для различных состояний могут сравниваться между собой.
Другие возможности ЭЭГ
ЭЭГ проводят не только в ходе традиционного обследования для клинической диагностики и изучения работы мозга с точки зрения нейробиологии, но и для многих других целей. Вариант нейротерапии с биологической обратной связью (Neurofeedback) до сих пор остается важным дополнительным способом применения ЭЭГ, который в своей наиболее совершенной форме рассматривается в качестве основы для разработки интерфейса «мозг-компьютер» (Brain Computer Interfaces). Существует целый ряд коммерческих изделий, которые в основном базируются на ЭЭГ. Например, 24 марта 2007 г. американская компания (Emotiv Systems) представила видеоигровое устройство, управляемое с помощью мыслей, созданное на основе метода электроэнцефалографии.