Комп'ютерні методи аналізу електроенцефалограми

Основні методи комп'ютерного аналізу ЕЕГ, що застосовуються в клініці, включають спектральний аналіз за алгоритмом швидкого перетворення Фур'є, картування миттєвої амплітуди, спайки і визначення тривимірної локалізації еквівалентного диполя в просторі мозку.

Найбільш часто використовують спектральний аналіз. Цей метод дозволяє визначити абсолютну потужність, що виражається в мкв ² для кожної частоти. Діаграма спектра потужності за задану епоху представляє двомірне зображення, на якому по осі абсцис відкладені частоти ЕЕГ, а по осі ординат - потужності на відповідних частотах. Представлені у вигляді наступних один за іншим спектрів дані спектральної потужності ЕЕГ дають двох з половиною вимірний опис об'єкта графік, де напрямок по уявної осі вглиб малюнка представляє часову динаміку змін в ЕЕГ. Такі зображення зручні у відстеженні змін ЕЕГ при порушеннях свідомості або дії в часі будь-яких чинників.

Кодуючи кольором розподіл потужностей або середніх амплітуд по основним діапазонами на умовному зображенні голови або мозку, отримують наочне зображення їх топічної представленості. Слід підкреслити, що метод картування не дає нової інформації, а лише представляє її в іншому, більш візуального огляду.

Визначення тривимірної локалізації еквівалентного диполя полягає в тому, що за допомогою математичного моделювання зображується розташування віртуального джерела потенціалу, який імовірно міг би створити розподіл електричних полів на поверхні мозку, що відповідає спостережуваному, якщо припустити, що вони генерується не нейронами кори по всьому мозку, а є результатом пасивного поширення електричного поля від одиничних джерел. У деяких окремих випадках ці обчислювані «еквівалентні джерела» збігаються з реальними, що дозволяє при дотриманні певних фізичних і клінічних умов використовувати цей метод для уточнення локалізації епілептогенного фокусів при епілепсії.

Слід мати на увазі, що комп'ютерні карти ЕЕГ відображають розподілу електричних полів на абстрагованих моделях голови і тому не можуть сприйматися як безпосередні зображення, подібні МРТ. Необхідна їх інтелектуальна інтерпретація фахівцем по ЕЕГ в контексті клінічної картини і даних аналізу «сирий» ЕЕГ. Тому що додаються іноді до висновку по ЕЕГ комп'ютерні топографічні карти є для невролога цілком марними, а іноді і небезпечними при його власних спробах їх прямого тлумачення. Згідно з рекомендаціями Міжнародної федерації товариств ЕЕГ і клінічної нейрофізіології, вся необхідна діагностична інформація, отримана головним чином на основі прямого аналізу «сирий» ЕЕГ, повинна бути викладена фахівцем по ЕЕГ зрозумілою для клініциста язиці в текстовому ув'язненні. Неприпустимо надання в якості клініко-електроенцефалографічного укладення текстів, які формулюються автоматично комп'ютерними програмами деяких електроенцефалографії.

Для отримання не тільки ілюстративного матеріалу, а й додаткової специфічної діагностичної або прогностичної інформації необхідне використання більш складних алгоритмів дослідження та комп'ютерної обробки ЕЕГ, статистичних методів оцінки даних з набором відповідних груп контролю, що розробляються для вирішення вузько спеціалізованих завдань, виклад яких виходить за рамки стандартного використання ЕЕГ в неврологічній клініці.

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

Загальні закономірності

Завдання ЕЕГ в неврологічній практиці такі:

1. констатація ушкодження мозку,
2. визначення характеру і локалізації патологічних змін,
3. оцінка динаміки стану.

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

• Дифузне ушкодження мозку, що викликається запальним захворюванням, дисциркуляторними, метаболічними, токсичними порушеннями, призводить відповідно до дифузним змін ЕЕГ. Вони проявляються полиритмией, дезорганізацією та дифузійної патологічної активністю. Поліритмія - відсутність регулярного домінуючого ритму і переважання полиморфной активності. Дезорганізація ЕЕГ - зникнення характерного градієнта амплітуд нормальних ритмів, порушення симетричності. Дифузна патологічна активність представлена дельта-, тета-, епілептиформні активністю. Картина поліритмії обумовлена випадковою комбінацією різних видів нормальної і патологічної активності. Основною ознакою дифузних змін, на відміну від фокальних, є відсутність постійної локальності і стабільної асиметрії активності в ЕЕГ.
• Ушкодження або дисфункція серединних структур великого мозку, що залучають неспецифічні висхідні проекції, проявляються білатерально-синхронними спалахами повільних хвиль або епілептиформні активності, при цьому ймовірність появи і вираженість повільної патологічної білатерально-синхронної активності тим більше, чим вище по невральної осі розташовується ушкодження. Так, навіть при грубому ушкодженні бульбопонтінних структур ЕЕГ в більшості випадків залишається в межах норми. У частині випадків через ушкодження на цьому рівні неспецифічної Сінхронізуется формації виникає десинхронізація і, відповідно, низкоамплитудная ЕЕГ. Оскільки такі ЕЕГ спостерігаються у 5-15% здорових дорослих, їх слід розглядати як умовно патологічні. Тільки у невеликої кількості хворих з ушкодженнями на ніжнестволовом рівні спостерігають спалахи білатерально-синхронних високоамплітудних альфа- або повільних хвиль. При ушкодженні на мезенцефально і діенцефальних рівні, а також більш високо лежачих серединних структур великого мозку: поясної звивини, мозолистого тіла, орбітальної кори - на ЕЕГ спостерігають білатерально-синхронні високоамплітудні дельта- і тета-хвилі.
• При латералізованние ушкодженнях в глибині півкулі за рахунок широкої проекції глибинних структур на великі ділянки мозку спостерігається відповідно широко поширена по півкулі патологічна дельта- і тета-активність. Через безпосереднього впливу медіального патологічного процесу на серединні структури і залучення симетричних структур здорового півкулі з'являються і білатерально-синхронні повільні коливання, що переважають за амплітудою на стороні ушкодження.
• Поверхневе розташування ушкодження викликає локальне зміна електричної активності, обмежене зоною нейронів, безпосередньо прилеглих до фокусу деструкції. Зміни виявляються повільної активністю, вираженість якої залежить від тяжкості ушкодження. Епілептичний збудження проявляється локальної епілептиформної активністю.