Електроенцефалографія

Електроенцефалографія (ЕЕГ) - запис електричних хвиль, що характеризуються певною ритмічністю. При аналізі ЕЕГ звертають увагу на базальний ритм, симетричність електричної активності мозку, спайковую активність, відповідь на функціональні проби. Діагноз ставлять з урахуванням клінічної картини. Першу ЕЕГ людини зареєстрував німецький психіатр Ганс Бергер в 1929 р

Електроенцефалографія - метод дослідження головного мозку за допомогою реєстрації різниці електричних потенціалів, що виникають в процесі його життєдіяльності. Реєструють електроди розташовують в певних областях голови так, щоб на записи були представлені всі основні відділи мозку. Отримана запис - електроенцефалограма (ЕЕГ) - є сумарною електричною активністю багатьох мільйонів нейронів, представленої переважно потенціалами дендритів і тіл нервових клітин: збудливими і гальмівними постсинаптическими потенціалами і частково - потенціалами дії тел нейронів і аксонів. Таким чином, ЕЕГ відображає функціональну активність головного мозку. Наявність регулярної ритміки на ЕЕГ свідчить, що нейрони Сінхронізуется свою активність. У нормі ця синхронізація визначається головним чином ритмічною активністю пейсмейкерів (водіїв ритму) неспецифічних ядер таламуса і їх таламокортикальних проекцій.

Оскільки рівень функціональної активності визначається неспецифічними серединними структурами (ретикулярної формацією стовбура і переднього мозку), ці ж системи визначають ритміку, зовнішній вигляд, загальну організацію та динаміку ЕЕГ. Симетрична і дифузна організація зв'язків неспецифічних серединних структур з корою визначає білатеральну симетричність і відносну однорідність ЕЕГ для всього мозку.

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

Мета проведення електроенцефалографії

Основна мета використання електроенцефалографії в клінічній психіатрії - виявлення або виключення ознак органічного ураження головного мозку (епілепсії, пухлин і травм головного мозку, порушень мозкового кровообігу і метаболізму, нейродегенеративних захворювань) для диференціальної діагностики і уточнення природи клінічних симптомів. У біологічної психіатрії ЕЕГ широко використовують для об'єктивної оцінки функціонального стану тих чи інших структур і систем головного мозку, для дослідження нейрофізіологічних механізмів психічних розладів, а також дії психотропних препаратів.

Показання до проведення електроенцефалографії

• Диференціальна діагностика нейроінфекцій з об'ємними ураженнями ЦНС.
• Оцінка ступеня тяжкості ураження ЦНС при нейроінфекціях і інфекційних енцефалопатії.
• Уточнення локалізації патологічного процесу при енцефалітах.

Підготовка до дослідження електроенцефалографії

Перед дослідженням пацієнт повинен утриматися від вживання напоїв, що містять кофеїн, прийому снодійних та седативних препаратів. За 24-48 год до електроенцефалографії (ЕЕГ) хворий припиняє прийом протисудомних засобів, транквілізаторів, барбітуратів та інших седативних препаратів.

Методика дослідження електроенцефалографії

Перед обстеженням пацієнта інформують про методику проведення ЕЕГ і її безболісності, тому що емоційний стан істотно впливає на результати дослідження. ЕЕГ проводять вранці до прийому їжі в положенні лежачи на спині або напівлежачи в кріслі в розслабленому стані.

Електроди на шкірі голови розташовують відповідно до Міжнародної схемою.

Спочатку при закритих очах пацієнта реєструють фонову (базальну) ЕЕГ, потім проводять запис на тлі різних функціональних проб (активації - на відкриття очей, фотостимуляції і гіпервентиляції). Фотостимуляція здійснюють за допомогою стробоскопічного джерела світла, що блимає, з частотою 1-25 в секунду. При пробі на гіпервентиляцію пацієнта просять швидко і глибоко дихати протягом 3 хв. Функціональні проби можуть виявити патологічну активність, в іншій ситуації не яка спостерігається (в тому числі вогнище судомної активності), і спровокувати у пацієнта судомний напад, який можливий і після дослідження, тому необхідно приділити особливу увагу пацієнтові, у якого виявляють ті чи інші форми патологічної активності .

Положення електродів

Для оцінки по ЕЕГ функціонального стану основних сенсорних, моторних і асоціативних зон кори головного мозку і їх підкіркових проекцій на шкірі голови встановлюють значне число електродів (зазвичай від 16 до 21).

З метою забезпечення можливості порівняння ЕЕГ у різних хворих електроди розташовують за стандартною Міжнародній системі 10-20%. При цьому орієнтирами для установки електродів служать перенісся, потиличний бугор і зовнішні слухові проходи. Довжину поздовжньої півкола між переніссям і потиличних бугром, а також поперечної півкола між зовнішніми слуховими проходами ділять в співвідношенні 10%, 20%, 20%, 20%, 20%, 10%. Електроди встановлюють в місцях перетину проведених через ці точки меридіанів. Найближче до чола (на відстані 10% від перенісся) встановлюють лобно-полюсні електроди (Fр 1, Fрz і Fр2), а далі (через 20% довжини півкола) - лобові (Fз, Fz і F4) і передневісочние (F7 і F8 ). Потім - центральні (СЗ, Сz і С4) і скроневі (ТЗ і Т4). Далі - тім'яні (РЗ, Рz і Р4), задневісочних (Т5 і Т6) і потиличні (01, Оz і 02) електроди відповідно.

Непарними цифрами позначають електроди, розташовані на лівому півкулі, парними - електроди, розташовані на правій півкулі, а індексом z - електроди, розташовані по середній лінії. Референтні електроди на мочках вух позначають як А1 і А2, а на сосковидних відростках - як М1 та М2.

Зазвичай електроди для реєстрації ЕЕГ - металеві диски з контактним стрижнем і пластмасовим корпусом (мостіковие електроди) або увігнуті «чашечки» діаметром близько 1 см із спеціальним хлорсеребряного (Ag-AgCI) покриттям для запобігання їх поляризації.

З метою зниження опору між електродом і шкірою хворого на дискові електроди надягають спеціальні тампони, змочені розчином NаС1 (1-5%). Чашечково електроди заповнюють електропровідним гелем. Волосся під електродами розсовують, а шкіру знежирюють спиртом. Електроди закріплюють на голові за допомогою шолома з гумових тяжів або спеціальними клеючими складами і тонкими гнучкими проводами приєднують до вхідного пристрою електроенцефалографії.

В даний час розроблені і спеціальні шоломи-шапочки з еластичної тканини, в які електроди вмонтовані по системі 10-20%, а дроти від них у вигляді тонкого багатожильного кабелю за допомогою багатоконтактного роз'єму підключають до електроенцефалографу, що спрощує і прискорює процес установки електродів.

Реєстрація електричної активності головного мозку

Амплітуда потенціалів ЕЕГ в нормі не перевищує 100 мкв, тому апаратура для реєстрації ЕЕГ включає потужні підсилювачі, а також смугові і загороджувальні фільтри для виділення низькоамплітудних коливань біопотенціалів головного мозку на тлі різних фізичних і фізіологічних перешкод - артефактів. Крім того, електроенцефалографічні установки містять пристрої для фото- та фоностімуляціі (рідше для відео- та електростимуляції), які використовують при вивченні так званої «викликаної активності» головного мозку (викликані потенціали), а сучасні ЕЕГ-комплекси - ще й комп'ютерні засоби аналізу і наочного графічного відображення (топографічне картування) різних параметрів ЕЕГ, а також відеосистеми для спостереження за хворим.

Функціональне навантаження

У багатьох випадках для виявлення прихованих порушень діяльності головного мозку використовують функціональні навантаження.

Види функціональних навантажень:

• ритмічна фотостимуляції з різними частотами проходження світлових спалахів (в тому числі синхронізованих з хвилями ЕЕГ);
• фоностімуляція (тонни, клацання);
• дифтерія;
• депривація сну;
• безперервний запис ЕЕГ та інших фізіологічних параметрів під час сну (полісомнографія) або протягом доби (ЕЕГ-моніторинг);
• реєстрація ЕЕГ при виконанні різних перцептивно-когнітивних завдань;
• фармакологічні проби.

Протипоказання до електроенцефалографії

• Порушення життєво важливих функцій.
• Судомний статус.
• Психомоторне збудження.

[5], [6]

Інтерпретація результатів електроенцефалографії

До основних ритмам, які виділяють на ЕЕГ, відносять α, β, δ, θ-ритми.

• α-Ритм - основний корковий ритм ЕЕГ-спокою (з частотою 8-12 Гц) реєструють при стані і закритих очах пацієнта. Максимально виражений в потилично-тім'яних областях, має регулярний характер і зникає при наявності аферентних подразників.
• β-Ритм (13-30 Гц) зазвичай пов'язаний з тривогою, депресією, застосуванням седативних препаратів і краще реєструється над лобової областю.
• θ-Ритм з частотою 4-7 Гц і амплітудою 25-35 мкв становить нормальний компонент дорослої ЕЕГ і домінує в дитячому віці. У нормі у дорослих 9-коливання реєструють в стані природного сну.
• δ-Ритм з частотою 0,5-3 Гц і різної амплітуди в нормі реєструють в стані природного сну, в стані зустрічають лише при невеликій амплітуді і в невеликій кількості (не більше 15%) з наявністю α-ритму в 50%. Патологічними вважають 8-коливання, що перевищують амплітуду 40 мкв і займають більше 15% загального часу. Поява 5-ритму в першу чергу свідчить про ознаки порушення функціонального стану мозку. У пацієнтів з внутрішньочерепними вогнищами ураження на ЕЕГ виявляють над відповідною областю повільні хвилі. Розвиток енцефалопатії (печінкової) викликає зміни на ЕЕГ, вираженість яких пропорційна ступеню порушення свідомості, у вигляді генералізованої дифузійної повільно-хвильової електричної активності. Крайнє вираз патологічної електричної активності мозку - відсутність будь-яких коливань (пряма лінія), що свідчить про смерть мозку. При виявленні смерті мозку слід бути готовим надати моральну підтримку родичам пацієнта.

Візуальний аналіз ЕЕГ

До інформативним параметрам оцінки функціонального стану головного мозку як при візуальному, так і при комп'ютерному аналізі ЕЕГ відносять амплітудно-частотні та просторові характеристики біоелектричної активності головного мозку.

Показники візуального аналізу ЕЕГ:

• амплітуда;
• середня частота;
• індекс - час, зайнятий тим чи іншим ритмом (в%);
• ступінь генералізації основних ритмічних і фазических компонентів ЕЕГ;
• локалізація фокуса - найбільша вираженість по амплітуді і індексу основних ритмічних і фазических компонентів ЕЕГ.

Альфа-ритм

При стандартних умовах реєстрації (стан нерухомого спокійного неспання з закритими очима) ЕЕГ здорової людини - сукупність ритмічних компонентів, що розрізняються по частоті, амплітуді, корковою топографії та функціональної реактивності.

Основний компонент ЕЕГ в стандартних умовах в нормі - α-ритм [регулярна ритмічна активність з хвилями квазісінусоідальние форми частотою 8-13 Гц і характерними амплітудними модуляціями (α-веретена)], максимально представлений в задніх (потиличних і тім'яних) відведеннях. Придушення α-ритму відбувається при відкриванні і рухах очей, зорової стимуляції, орієнтовною реакції.

В α-частотному діапазоні (8-13 Гц) виділяють ще кілька видів α-подібної ритмічної активності, які виявляються рідше потиличного α-ритму.

• μ-Ритм (роландіческой, центральний, аркообразной ритм) - сенсомоторних аналог потиличного α-ритму, який реєструють переважно в центральних відведеннях (над центральною або роландовой борозною). Іноді він має специфічну аркообразной форму хвиль. Пригнічення ритму відбувається при тактильному і пропріоцептивної роздратуванні, а також при реальному або уявному русі.
• κ-Ритм (Кеннеді-хвилі) реєструють в скроневих відведеннях. Він виникає в ситуації високого рівня зорової уваги при придушенні потиличного α-ритму.

Інші ритми. Виділяють також θ- (4-8 Гц), σ- (0,5-4 Гц), β- (вище 14 Гц) і γ- (вище 40 Гц) ритми, а також ряд інших ритмічних і апериодических (фазических) компонентів ЕЕГ.

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

Фатори, що впливають на результат

У процесі реєстрації відзначають моменти рухового режиму пацієнта, так як це відбивається на ЕЕГ і може бути причиною неправильної її інтерпретації.

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

Електроенцефалограма при психічної патології

Відхилення ЕЕГ від норми при психічних розладах, як правило, не володіють вираженою нозологічної специфічністю (за винятком епілепсії ) і найчастіше зводяться до декількох основних типів.

Основні типи змін ЕЕГ при психічних розладах: уповільнення і десинхронізація ЕЕГ, сплощення і порушення нормальної просторової структури ЕЕГ, поява «патологічних» хвильових форм.

• Уповільнення ЕЕГ - зниження частоти і / або пригнічення α-ритму і підвищений вміст θ- і σ-активності (наприклад, при деменції літнього віку, в зонах з порушеним мозковим кровообігом або при пухлинах головного мозку).
• Десинхронізація ЕЕГ виявляється у вигляді пригнічення α-ритму і підвищення вмісту β-активності (наприклад, при арахноидитах, підвищенні внутрішньочерепного тиску, мігрені, цереброваскулярних порушеннях: церебральному атеросклерозі, стенозі мозкових артерій).
• «Сплощення» ЕЕГ включає загальне пригнічення амплітуди ЕЕГ і знижений вміст високочастотної активності [наприклад, при атрофічних процесах, при розширенні субарахноїдальних просторів (зовнішній гідроцефалії), над поверхнево розташованої пухлиною головного мозку або в області субдуральної гематоми].
• Порушення нормальної просторової структури ЕЕГ. Наприклад, груба міжпівкульна асиметрія ЕЕГ при локальних коркових пухлинах; згладжування міжзональний відмінностей ЕЕГ за рахунок пригнічення потиличного α-ритму при тривожних розладах або при генералізації α-частотної активності за рахунок майже однаковій вираженості α- і μ-ритмів, що нерідко виявляють при депресії; зміщення фокусу β-активності з передніх в задні відведення при вертебробазіллярной недостатності.
• Поява «патологічних» хвильових форм (перш за все високоамплітудні гострі хвилі, піки, комплекси [наприклад, пік-хвиля при епілепсії) !. Іноді така «епілептиформна» ЕЕГ-активність відсутня в звичайних поверхневих відведеннях, але її можна зареєструвати від назофарингеального електрода, який вводять через ніс до основи черепа. Він дозволяє виявити глибинну епілептичну активність.

Слід зазначити, що перераховані особливості змін візуально визначаються і кількісних характеристик ЕЕГ при різних нервово-психічних захворюваннях, в основному, відносять κ-фонової ЕЕГ, записаної в стандартних умовах реєстрації ЕЕГ. Такий вид ЕЕГ-обстеження можливий для більшості хворих.

Інтерпретацію порушень ЕЕГ зазвичай дають в термінах зниженого функціонального стану кори головного мозку, дефіциту коркового гальмування, підвищеної збудливості стовбурових структур, корково-стовбурової ирритации (роздратування), наявності ЕЕГ-ознак зниженого порога судомної готовності із зазначенням (при можливості) локалізації цих порушень або джерела патологічної активності (в коркових областях і / або в підкіркових ядрах (глибоких переднемозгових, лимбических, діенцефальних або ніжнестволових структурах)).

Така інтерпретація заснована головним чином на даних про зміни ЕЕГ в циклі сон-неспання, про відображення в картині ЕЕГ встановлених локальних органічних уражень головного мозку і порушень мозкового кровотоку в неврологічної і нейрохірургічної клініці, на результатах численних нейрофізіологічних і психофізіологічних досліджень (в тому числі на даних про зв'язок ЕЕГ з рівнем неспання і уваги, з дією стресових факторів, з гіпоксією і ін.) і на великому емпіричному досвіді клінічної електроенцеф лографіі.

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

Ускладнення

При проведенні функціональних проб можливе виникнення судомного нападу, який має бути зареєстрований і бути готовим надати першу допомогу пацієнтові.

Застосування різних функціональних проб, безумовно, підвищує інформативність ЕЕГ-обстеження. Але збільшує час, необхідний для реєстрації та аналізу ЕЕГ, призводить до стомлення хворого, а також може бути пов'язане з ризиком провокації судомних нападів (наприклад, при гіпервентиляції або ритмічної фотостимуляції). У зв'язку з цим не завжди можливо використовувати ці методи у хворих на епілепсію, літніх людей або дітей молодшого віку.

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

Альтернативні методи

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

Спектральний аналіз

В якості основного методу автоматичного комп'ютерного аналізу ЕЕГ використовують спектральний аналіз, заснований на Фур'є-перетворення, - уявлення нативной картини ЕЕГ у вигляді сукупності набору синусоїдальних коливань, що розрізняються по частоті і амплітуді.

Основні вихідні параметри спектрального аналізу:

• середня амплітуда;
• середня і модальна (найбільш часто зустрічається) частоти ритмів ЕЕГ;
• спектральна потужність ритмів ЕЕГ (інтегральний показник, відповідний площі під кривою ЕЕГ і залежить як від амплітуди, так і від індексу відповідного ритму).

Спектральний аналіз ЕЕГ зазвичай виконують на коротких (2-4 сек) фрагментах записи (епохах аналізу). Усереднення спектрів потужності ЕЕГ по декількох десятках одиничних епох з обчисленням статистичного параметра (спектральної щільності) дає уявлення про найбільш характерною для даного хворого картині ЕЕГ.

Шляхом порівняння спектрів потужності (або спектральної щільності; в різних відведеннях отримують показник когерентності ЕЕГ, який відображає подібність коливань біопотенціалів в різних областях кори головного мозку. Цей показник має певний діагностичне значення. Так, підвищену когерентність в α-частотній смузі (особливо, при десинхронизации ЕЕГ) виявляють при активному спільну участь відповідних відділів кори головного мозку в виконуваної діяльності. Навпаки, підвищена когерентність а смузі 5-ритму відображає з іженія функціональний стан головного мозку (наприклад, при поверхнево розташованих пухлинах).

Періодометріческій аналіз

Рідше використовують періодометріческій аналіз (період-аналіз, або амплітудно-інтервальний аналіз), коли вимірюють періоди між характеристичними точками хвиль ЕЕГ (вершинами хвиль або перетинами нульової лінії) і амплітуди вершин хвиль (піків).

Період-аналіз ЕЕГ дозволяє визначати середні і крайні значення амплітуди хвиль ЕЕГ, середні періоди хвиль і їх дисперсію, точно (за сумою всіх періодів хвиль даного частотного діапазону) вимірювати індекс ЕЕГ-ритмів.

У порівнянні з Фур'є-аналізом період-аналіз ЕЕГ володіє більшою стійкістю до перешкод, так як його результати в значно меншому ступені залежать від вкладу одиночних високоамплітудних артефактів (наприклад, перешкод від рухів хворого). Однак його застосовують рідше спектрального аналізу, зокрема, тому що не вироблені стандартні критерії порогів детекції піків хвиль ЕЕГ.

Інші нелінійні методи аналізу ЕЕГ

Описано та інші нелінійні методи аналізу ЕЕГ, засновані, наприклад, на обчисленні ймовірності появи послідовних хвиль ЕЕГ, що належать різним частотних діапазонах, пли на визначенні часових співвідношень між деякими характерними фрагментами ЕЕГ | ЕЕГ-паттернами (наприклад, веретенами α-ритму) | в різних відведеннях. Хоча в експериментальних роботах показана інформативність результатів таких видів аналізу ЕЕГ щодо діагностики деяких функціональних станів головного мозку, в діагностичній практиці ці методи практично не застосовують.

Кількісна електроенцефалографія дозволяє більш точно, ніж при візуальному аналізі ЕЕГ, визначати локалізацію вогнищ патологічної активності при епілепсії і різних неврологічних і судинних розладах, виявляти порушення амплітудно-частотних характеристик і просторової організації ЕЕГ, при ряді психічних розладів, кількісно оцінювати вплив терапії в тому числі психофармакотерапії ) на функціональний стан головного мозку, а також здійснювати автоматичну діагностику деяких розладів і / або функціональних станів здорової людини шляхом порівняння індивідуальних ЕЕГ з базами нормативних ЕЕГ-даних (вікової норми, різних видів патології та ін.). Всі ці переваги дозволяють істотно скоротити час підготовки висновку за результатами ЕЕГ-обстеження, підвищують ймовірність виявлення відхилень ЕЕГ від норми.

Результати кількісного аналізу ЕЕГ можна видавати як в цифровій формі (у вигляді таблиць для подальшого статистичного аналізу), а також у вигляді наочної кольоровий «карти», яку зручно порівнювати з результатами КТ, магнітно-резонансної томографії (МРТ) та позитронно-емісійної томографії ( ПЕТ), а також з оцінками локального мозкового кровотоку і даними нейропсихологічного тестування. Таким чином можна безпосередньо зіставляти структурні і функціональні порушення діяльності головного мозку.

Важливим кроком у розвитку кількісної ЕЕГ стало створення програмного забезпечення для визначення внутрішньомозкової локалізації еквівалентних дипольних джерел найбільш високоамплітудних компонентів ЕЕГ (наприклад, епілептиформні активності). Останнє досягнення в цій галузі - розробка програм, які суміщають МРТ і ЕЕГ-карти головного мозку хворого з урахуванням індивідуальної форми черепа і топографії мозкових структур.

При інтерпретації результатів візуального аналізу або картування ЕЕГ необхідно враховувати вікові (як еволюційні, так і інволюційні) зміни амплітудно-частотних параметрів та просторової організації ЕЕГ, а також зміни ЕЕГ на фоні прийому лікарських засобів, які закономірно виникають у хворих в зв'язку з лікуванням. З цієї причини запис ЕЕГ, як правило, виконують до початку або після тимчасової відміни лікування.

Пполісомнографія

Електрофізіологічне дослідження сну, або  полісомнографія  - одна з областей кількісної ЕЕГ.

Мета методу полягає в об'єктивній оцінці тривалості і якості нічного сну, виявленні порушень структури сну [зокрема, тривалості і латентного періоду різних фаз сну, особливо фази сну зі швидкими рухами очей], серцево-судинних (порушення ритму серця і провідності) і дихальних ( апное) порушень під час сну.

Методика дослідження

Фізіологічні параметри сну (нічного або денного):

• ЕЕГ в одному-двох відведеннях (найчастіше С3 або С4);
• дані електроокулограмми;
• дані електроміограми;
• частота і глибина дихання;
• загальна рухова активність хворого.

Всі ці показники необхідні для ідентифікації стадій сну за загальноприйнятими стандартними критеріями. Повільнохвильового стадії сну визначають наявністю в ЕЕГ сонних веретен і σ-активності, а фазу сну зі швидкими рухами очей - по десинхронизации ЕЕГ, появи швидких рухів очей і глибокому зниження м'язового тонусу.

Крім того, часто реєструють електрокардіограму (ЕКГ). АТ. Температуру шкіри і насичення крові киснем (за допомогою вушного фотооксігемометра). Всі ці показники дозволяють оцінити вегетативні розлади під час сну.

Інтерпретація результатів

Скорочення латентності фази сну зі швидкими рухами очей (менше 70 хв) і раннє (в 4-5 год) ранкове пробудження - встановлені біологічні ознаки депресивних і маніакальних станів. У зв'язку з цим полісоміографія дає можливість диференціювати депресію і депресивну Псевдодеменція у літніх хворих. Крім того, цей метод об'єктивно виявляє безсоння, нарколепсию, сомнамбулізм, а також нічні кошмари, панічні атаки, апное та епілептичні напади, що виникають під час сну.