Электроэнцефалография

Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод нейрофизиологиче­ского исследования, основанный на регистрации биоэлектри­ческих потенциалов, возникающих в головном мозге и регист­рируемых с поверхности скальпа.

Метод является одним из немногих, позволяющих оценить функциональное состояние различных структур (кора, подкорковые структуры), реакцию на различные внешние воздействия (свет, звук, тактильные и другие) и раздражители.

Использование ЭЭГ ценно при эпилепсии, травмах головного мозга, опухолях, некоторых нейроинфекциях, острых нарушениях мозгового кровообращения. Чрезвычайно важна роль ЭЭГ при оценке смерти головного мозга в условиях реанимационного отделе­ния, так как наличие «биоэлектрического молчания» является одним из показателей смерти головного мозга. Динамика показателей би­оэлектрических потенциалов помогает врачу в определении тяжести изменений функционального состояния головного мозга, локализа­ции очага поражения и динамики патологического процесса.

ЭЭГ представляет собой сложный колебательный электрический процесс, который может быть зарегистрирован при расположении электродов на мозге или на поверхности скальпа, и является резуль­татом электрической суммации и фильтрации элементарных про­цессов, протекающих в нейронах головного мозга.

Относительная дешевизна ЭЭГ и ВП (метода вызванных потен­циалов — изменение биопотенциалов в результате внешних воздей­ствий) по сравнению с методами ядерно-магнитного резонанса и позитронно-эмиссионной томографии, безопасность для пациента, небольшая продолжительность исследования, доступность этих ме­тодов для обследования медицинскими учреждениями (возможность приобретения оборудования) делает их незаменимыми при диагнос­тике целого ряда заболеваний:

гипертонической болезни;

атеросклероза;

заболеваний внутренних органов;

инсульта;

неврозоподобных расстройствах церебрально-органического генеза;

психических заболеваниях, нарколепсии.

ЭЭГ исследования позволяют оценить степень поражения моз­гового вещества при некоторых видах патологии и даже локализа­цию патологического очага, а также биоэлектрическую активность головного мозга, отражающую общее функциональное состояние этого органа (что важно для клиники, определения профессиональ­ной пригодности и для науки).

У подавляющего большинства приборов, имеющихся в распоря­жении наших медиков, регистрация результатов ЭЭГ исследования осуществляется на бумажную ленту. Именно это определяет основ­ные недостатки данных моделей бумажных электроэнцефало­графов:

- качественную и легко анализируемую электроэнцефалограмму можно получить лишь при большой скорости записи, следовательно, приходится сталкиваться с проблемами частого восполнения запа­сов бумажных лент;

- если запись осуществляется чернилами, это нередко сопровож­дается их разбрызгиванием, а при высыхании — непроходимостью пишущих перьев;

- постоянно возникает вопрос: «Где и как хранить кипы испи­санных лент?»;

- при регистрации на бумажную ленту возможна только визуаль­ная оценка данных исследования, без математической обработки результатов.

Во всем мире в последние годы традиционный бумажный метод регистрации биотоков головного мозга вытесняется компьютерны­ми методами исследования. Блок-схема компьютерного электроэн­цефалографа приведена на рис. 6.7.

Компьютерная техника незаменима для получения точной, объ­ективной оценки параметров ЭЭГ и ВП. Наличие все более совер­шенных программ обработки ЭЭГ записей позволяет использовать современный математический аппарат для статистической обработ­ки биоэлектрической активности.

Рис. 6.7. Блок-схема компьютерного электроэнцефалографа

Преимущества компьютерного способа регистрации результа­тов ЭЭГ исследования:

· небольшие размеры оборудования позволяют проводить ЭЭГ исследования в любом помещении — лаборатории, палате, на квар­тире пациента, в полевых условиях. В немалой степени этому спо­собствует наличие узкополосного фильтра, позволяющего устранять помехи частотой 50 Гц, что дает возможность регистрировать ЭЭГ в неэкранированных от сетевых наводок помещениях. Цифровые электроэнцефалографы на базе миниатюрных ЭВМ типа laptop или notebook сохраняют возможности больших электроэнцефалогра­фов, включая многоканальность и весь объем функциональных проб и приемов записей;

· наличие магнитного носителя информации позволяет ком­пактно хранить десятки записей ЭЭГ. Ненужные записи могут быть стерты, а освободившееся на носителе место занято новой записью;

· сокращается время проведения обследования. При анализе за­писи методом компьютерной рекомпозиции можно получить все не­обходимые биполярные, а также специальные отведения, обладаю­щие некоторыми локализационными преимуществами (с усреднен­ным электродом, «от источника» и др.);

· более качественная предварительная и окончательная обработ­ка ЭЭГ записей. Как при записи энцефалограммы, так и при ее воспроизведении можно менять скорость развертки и амплитуду волн, что позволяет провести детальный анализ отдельных фрагмен­тов и волн. Специально созданные программы позволяют быстро и точно определять импеданс между электродами, задавать определен­ную полосу цифрового фильтрования и проводить коррекцию нуле­вой линии;

· возможность осуществлять значительно более полную, развер­нутую и наглядную документацию, чем при записи на «бумажном» энцефалографе. Достигается это за счет возможности неограничен­ного использования разных маркировок и сопровождающих текстов;

· возможность подключения к телефонной линии связи и пере­дачи результатов ЭЭГ исследования в любое другое учреждение, в том числе и расположенное в других городах и странах;

· возможность создания банков данных (архивов) ЭЭГ записей здоровых людей, служащих эталоном, для сравнения с обследуемым пациентом по возрасту, полу и другим показателям. Включение по­добных баз данных в компьютерную сеть может быть полезным для многих лабораторий, клиник и центров;

· возможность творческого подхода к ЭЭГ исследованию и со­здания новых методик обследования. Например, компьютерная обработка позволяет проводить трехмерную локализацию очага (ис­точника) патологического процесса. Точность определения локали­зации, особенно глубины расположения очага, при этом неизмери­мо выше, что существенно повышает диагностические возможности ЭЭГ.

Другой пример новых методических подходов в ЭЭГ исследова­ниях — картировани е («мэппинг») биопотенциалов головного мозга. Картирование по спектральной мощности и амплитудное картиро­вание позволяют получать стандартные показатели полей ЭЭГ здо­рового и больного организма, что в ряде случаев позволяет быстро определять статистически значимые отклонения ЭЭГ от нормы.

Для определения локализации эпилептического очага в настоя­щее время все шире используется трехмерное компьютерное моде­лирование «идеального» спайкового диполя. Топографическое кар­тирование позволяет обнаружить и локализовать изменения в ЭЭГ, возникающие вследствие травмы головного мозга, не выявляемые при обычном зрительном анализе ЭЭГ.

Таким образом, компьютерная электроэнцефалография обладает несомненными преимуществами по сравнению с традиционной, со­храняя все ее достоинства и исключая многие недостатки. Опыт, на­копленный за годы эксплуатации этой техники, свидетельствует, что большая по сравнению с бумажной ЭЭГ стоимость быстро компен­сируется удобством в работе, повышением достоверности резуль­татов, а также экономией средств, которые тратятся на бумагу и чер­нила.

Многочисленные исследования показывают, что электрические потенциалы отдельных нейронов головного мозга связаны тесной и достаточно точной количественной зависимостью с информацион­ными процессами.

Применение компьютерных технологий существенно расширя­ет возможности врача-нейрофизиолога, позволяя осуществлять углубленный анализ изучаемого сигнала. При этом вносятся пре­имущества, свойственные цифровым технологиям, — высокое раз­решение, помехоустойчивость, возможность получения неограни­ченного числа копий одной записи для анализа ее различными специ­алистами, использование методов спектрального и корреляционного анализа, фильтрации, периодометрии и др. Существенным дополне­нием является возможность решения обратной задачи ЭЭГ — рас­познавания источника патологической активности в трехмерном пространстве, что позволяет выявить соответствие данных нейрофи­зиологического исследования и результатов различных методов ви­зуализации — компьютерной томографии, ядерно-магнитного резо­нанса, позитронно-эмиссионной томографии и др.

Электроэнцефалограмма, зарегистрированная через неповреж­денные костно-мышечные структуры черепа человека, представляет собой суммарную активность нейронов головного мозга в виде сово­купности колебаний различных частот (рис. 2.8).

Наиболее часто выделяемыми частотными диапазонами являют­ся: альфа-волны — от 8 до 12—15 колебаний в секунду, правильные ритмичные, наиболее выраженные в норме в затылочных отведени­ях, бета-колебания частотой более 15 Гц, наиболее выраженные в лобных и центральных отведениях. В зависимости от возраста, функционального состояния (сон, бодрствование, стрессовые усло­вия и т.д.), патологических процессов возможна регистрация мед­ленных колебаний дельта-диапазона — от 0,5 до 3 Гц и тета-диапа- зона — от 3 до 7—8 Гц.

К патологическим формам активности относятся пики, острые волны и патологические комплексы: пик—волна, острая волна— медленная волна и их вариации.

Рис. 6.8. Электроэнцефалограмма здоровой женщины 30 лет (программа автоматизированной обработки электроэнцефалограмм «Нейрон-Спектр-2» фирмы «НейроСофт», г. Иваново)

В цифровых электроэнцефалографах ЭЭГ записывается на диск компьютера с одновременным выводом изображения на экран (см. рис. 6.8). По окончании регистрации нужные страницы записи могут быть выведены в виде бумажной копии с помощью принтера или самописца.