Комп'ютерні методи аналізу електроенцефалограми

Основні методи комп'ютерного аналізу ЕЕГ, що використовуються в клініці, включають спектральний аналіз з використанням алгоритму швидкого перетворення Фур'є, миттєве амплітудне картування, спайки та визначення тривимірної локалізації еквівалентного диполя в просторі мозку.

Найчастіше використовується спектральний аналіз. Цей метод дозволяє визначити абсолютну потужність, виражену в мкВ² ^, для кожної частоти. Діаграма спектра потужності для заданої епохи являє собою двовимірне зображення, на якому частоти ЕЕГ відкладені вздовж осі абсцис, а потужності на відповідних частотах – вздовж осі ординат. Дані спектральної потужності ЕЕГ, представлені у вигляді послідовних спектрів, дають псевдотривимірний графік, де напрямок вздовж уявної осі вглиб фігури відображає часову динаміку змін ЕЕГ. Такі зображення зручні для відстеження змін ЕЕГ у випадках розладів свідомості або впливу певних факторів з плином часу.

Шляхом кольорового кодування розподілу потужностей або середніх амплітуд по основних діапазонах на умовному зображенні голови або мозку отримують візуальне представлення їх топічного представлення. Слід підкреслити, що метод картування не надає нової інформації, а лише представляє її в іншій, більш наочній формі.

Визначення тривимірної локалізації еквівалентного диполя полягає в тому, що за допомогою математичного моделювання зображується розташування віртуального джерела потенціалу, яке ймовірно могло б створити розподіл електричних полів на поверхні мозку, відповідний спостережуваному, якщо припустити, що вони не генеруються нейронами кори по всьому мозку, а є результатом пасивного поширення електричного поля від окремих джерел. У деяких окремих випадках ці розраховані «еквівалентні джерела» збігаються з реальними, що дозволяє за певних фізичних та клінічних умов використовувати цей метод для уточнення локалізації епілептогенних вогнищ при епілепсії.

Слід враховувати, що комп'ютерні карти ЕЕГ відображають розподіл електричних полів на абстрактних моделях голови і тому не можуть сприйматися як прямі зображення, як-от МРТ. Необхідна їх розумна інтерпретація фахівцем з ЕЕГ у контексті клінічної картини та даних аналізу «сирої» ЕЕГ. Тому комп'ютерні топографічні карти, що іноді додаються до звіту ЕЕГ, абсолютно марні для невролога, а іноді навіть небезпечні в його власних спробах безпосередньої їх інтерпретації. Згідно з рекомендаціями Міжнародної федерації товариств ЕЕГ та клінічної нейрофізіології, вся необхідна діагностична інформація, отримана переважно на основі прямого аналізу «сирої» ЕЕГ, повинна бути представлена фахівцем з ЕЕГ мовою, зрозумілою клініцисту, у текстовому звіті. Неприпустимо надавати тексти, які автоматично формулюються комп'ютерними програмами деяких електроенцефалографів, як клінічний електроенцефалографічний звіт.

Для отримання не лише ілюстративного матеріалу, а й додаткової специфічної діагностичної чи прогностичної інформації необхідно використовувати складніші алгоритми дослідження та комп'ютерної обробки ЕЕГ, статистичні методи оцінки даних з набором відповідних контрольних груп, розроблені для вирішення вузькоспеціалізованих задач, представлення яких виходить за рамки стандартного використання ЕЕГ у неврологічній клініці.

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

Загальні закономірності

Завдання ЕЕГ у неврологічній практиці полягають у наступному:

1. підтвердження пошкодження мозку,
2. визначення характеру та локалізації патологічних змін,
3. оцінка динаміки стану.

Очевидна патологічна активність на ЕЕГ є достовірним доказом патологічного функціонування мозку. Патологічні коливання пов'язані з поточним патологічним процесом. При залишкових розладах зміни на ЕЕГ можуть бути відсутніми, незважаючи на значний клінічний дефіцит. Одним з основних аспектів діагностичного використання ЕЕГ є визначення локалізації патологічного процесу.

• Дифузне ураження мозку, спричинене запальним захворюванням, порушеннями кровообігу, обміну речовин, токсичними порушеннями, призводить до дифузних змін ЕЕГ. Вони проявляються поліритмією, дезорганізацією та дифузною патологічною активністю. Поліритмія – це відсутність регулярного домінантного ритму та переважання поліморфної активності. Дезорганізація ЕЕГ – це зникнення характерного градієнта амплітуд нормальних ритмів, порушення симетрії. Дифузна патологічна активність представлена дельта-, тета-, епілептиформною активністю. Картина поліритмії зумовлена випадковим поєднанням різних видів нормальної та патологічної активності. Основною ознакою дифузних змін, на відміну від вогнищевих, є відсутність постійної локальності та стійка асиметрія активності ЕЕГ.
• Пошкодження або дисфункція серединних структур головного мозку, що включають неспецифічні висхідні проекції, проявляються двосторонніми синхронними спалахами повільних хвиль або епілептиформної активності, причому ймовірність виникнення та тяжкість повільної патологічної двосторонньої синхронної активності тим більша, чим вище розташоване ураження вздовж нервової осі. Таким чином, навіть при тяжкому пошкодженні бульбопонтинних структур ЕЕГ у більшості випадків залишається в межах норми. У деяких випадках десинхронізація та, відповідно, низькоамплітудна ЕЕГ виникають через пошкодження неспецифічної синхронізуючої ретикулярної формації на цьому рівні. Оскільки такі ЕЕГ спостерігаються у 5-15% здорових дорослих, їх слід вважати умовно патологічними. Лише у невеликої кількості пацієнтів з пошкодженням на нижньому рівні стовбура мозку спостерігаються спалахи двосторонньо синхронних альфа- або повільних хвиль високої амплітуди. У разі пошкодження на мезенцефальному та діенцефальному рівнях, а також вище розташованих серединних структур головного мозку: поясничної звивини, мозолистого тіла, орбітальної кори, на ЕЕГ спостерігаються двосторонньо синхронні високоамплітудні дельта- та тета-хвилі.
• При латералізованих ураженнях у глибині півкулі, через широку проекцію глибоких структур на великі ділянки мозку, спостерігається патологічна дельта- та тета-активність, яка відповідно розподіляється по всій півкулі. Через прямий вплив медіального патологічного процесу на серединні структури та залучення симетричних структур здорової півкулі також з'являються двосторонньо синхронні повільні коливання, які переважають за амплітудою на стороні ураження.
• Поверхневе розташування ураження викликає локальну зміну електричної активності, обмежену зоною нейронів, що безпосередньо прилягають до вогнища руйнування. Зміни проявляються повільною активністю, вираженість якої залежить від тяжкості ураження. Епілептичне збудження проявляється локальною епілептиформною активністю.