Методика записи электроэнцефалограмм

Для получения полноценной картины биоэлектрической активности головного мозга тре­буется тщательная установка накожных или игольчатых электродов. При этом следует соблю­дать строгую симметричность относительно сагиттальной линии, стараться располагать элек­троды на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы они находились над всеми основными отделами конвекситальной поверхности мозга: лобными, центральными, теменными, затылоч­ными, височными.

В практической медицине чаще используют международную систему установки электро­дов "10-20%", позволяющую точно указывать расположение электродов. В соответствии с этой системой у каждого испытуемого точно измеряют расстояние между серединой переносицы (назионом) и твёрдым костным бугорком на затылке (инионом), а также между левой и правой ушными ямками. Возможные точки расположения электродов разделены интервалами, составляющими 10% или 20% этих расстояний на черепе. При этом для удобства регистрации весь череп разбит на области, обозначенные буквами: F- лобная, О-затылочная область, Р- теменная, Т- височная, С- область центральной борозды.

Регистрация ЭЭГ производится специальными электродами (наиболее распространённые мостиковые, чашечковые и игольчатые). Каждый электрод подключен к усилителю.

 

Нечётные номера мест отведения относятся к левому, а чётные – к правому полушарию. Буквой Z – обозначается отведение от верхушки черепа. Это место отведения называется вертексом и его используют особенно часто.

Для записи ЭЭГ может использоваться или бумажная лента, или сигнал может преобразовываться с помощью АЦП и записываться в файл на компьютере. Наиболее распространена запись с частотой дискретизации 250 Гц.

Запись потенциалов с каждого электрода осуществляется относительно нулевого потенциала референта, за который принимается мочка уха, или кончик носа. В настоящее время получают все большее распространение перерасчет потенциала относительно взвешенного среднего референта. В качестве референтного усредненного электрода используют проводник, к которому через одинаковые достаточно большие сопротивления параллельно подсоединены все электроды, на­ходящиеся на голове обследуемого, включая и активный электрод. При таком расчете возможные артефакты локализуются, а влияние соседних отведений друг на друга уменьшается.

Компьютерный электроэнцефалограф «Компакт-нейро» (с видеомониторингом)

16-ти канальный прибор электроэнцефалограф, предназначенный для регистрации и ввода биосигналов в ЭВМ, с встроенными фото и фоностимуляторами, подключаемый к персональному компьютеру по порту USB или последовательному порту. Для функционирования системы требуется персональный компьютер или ноутбук с тактовой частотой ОЗУ не менее 512 МБт, объемом жесткого диска не менее 40 ГБт.

При работе на 8-канальных электроэнцефалографах применяют модифицированные схемы с уменьшенным количеством электродов, устанавливая над каждой долей головного мозга по одному электроду справа и слева.

В электроэнцефалографии используют два варианта отведений, условно подразделяемые на монополярные (референтные) и биполярные.

Монополярным называют такое отведение, когда на одну из входных клемм усилителя подается электрический потенциал от электрода, стоящего над мозгом, а на другую - потенциал от электрода, установленного на определенном удалении от мозга, или некоторый усредненный потенциал, обусловленный каким-либо локальным источником. Электрод, расположенный над мозгом, чаще всего называют активным. Электрод, удаленный от мозговой ткани, носит назва­ние пассивного, референтного, индиффирентного.

Референтный электрод располагают на мочке уха, на подбородке или иногда на носу. Установление референтного электрода на более удаленных частях тела встреча­ет ряд трудностей, отчасти связанных с фиксацией электрода, но главным образом, с помехами от других электрически активных органов тела - мышц и сердца. Крепление электрода на носу представляет некоторое неудобство для обследуемого и используется только в специальных ис­следованиях, в которых установление электрода на мочке уха по каким-либо причинам нежела­тельно. Монополярные отведения позволяют лучше оценить общую картину биоэлектрической активности головного мозга, оценить межполушарную асимметрию.

Биполярным называют отведение, при котором к положительной и отрицательной входной клеммам усилителя подсоединяют электроды, стоящие над мозгом.

Для получения качественной электроэнцефалограммы желательно поместить пациента в свето- и звукоизолированное помещение. Для многих электроэнцефалографов непременным условием являлось экранирование комнат, где проводится ЭЭГ исследование, с целью умень­шения электромагнитных помех. Электроэнцефалографы фирмы "НейроСофт" позволяют про­водить исследование в любых помещениях, даже в реанимационных палатах и операционных блоках.

Больного лучше поместить в кресле, в расслабленной позе, с закрытыми глазами. Перво­начально производится запись "фоновой" ЭЭГ, затем производятся разнообразные тесты: в виде звуковых и световых раздражений, пробы с открыванием и закрыванием глаз с наблюдением за динамикой основных ритмов.

В настоящее время наиболее распространен тест с гипервентиляцией: больной глубоко и ритмично дышит в течение 1 -3 минут; при этом регистрация ЭЭГ осуществляется не менее 3 минут во время и после проведения гипервентиляции.

Можно применять фармакологические тесты, вводя во время записи ЭЭГ те или иные препараты в зависимости от цели обследования.

32. Методы изучении ЭЭГ. Магнитоэнцефолаграфия. Существуют клинический (визуальный) и статистический методы изучения ЭЭГ.

Клинический (визуальный) анализ строго индивидуален, носит качественный характер, может показать степень соответствия или отклонения ЭЭГ пациента от общепринятых стандартных норм. В клинике существуют специальные приёмы описания и клиническая интерпретация ЭЭГ. Естественно, что в отдельных случаях значение одной из задач может преобладать, а расставить приоритеты должен лечащий врач, направляющий больного на обследование. Умение «читать» ЭЭГ, выделять в ней скрытые и нередко очень вариативные патологические признаки, знание особенностей неврологического статуса, ведущего синдрома заболевания позволит нейрофизиологу дать исчерпывающий ответ.

Общеизвестно, что ЭЭГ - это запись суммарной активности нейронов коры головного мозга, но при таком узком подходе к методике резко снижается ее диагностическая значимость.

В электроэнцефалографии производится запись потенциалов нейронов коры головного мозга, находящихся под постоянным воздействием его неспецифических систем.

 

Доказано, что нейродинамика мозга определяется взаимодействием синхронизирующей и активизирующей (десинхронизирующей) систем.

Первая анатомически локализуется в перед­них отделах гипоталамуса, зрительном бугре и в каудальном стволе, ее деятельность определяет состояние расслабленного бодрствования и сна. Вторая - обеспечивает состояние бодрствова­ния и располагается в оральных отделах ствола. Взаимоотношение указанных систем создает оптимальные условия для функционирования мозга и ту картину ЭЭГ, которую принято назы­вать электроэнцефалограммой здорового бодрствующего человека или нормально организован­ной ЭЭГ.

Примеры клинического (визуального) анализа ЭЭГ:

В условиях полного покоя и отсутствия внешних раздражителей у человека регистрируют спонтанно изменяющуюся ЭЭГ-активность головного мозга. Основными компонентами спонтанной поверхностной ЭЭГ здорового человека считают два рода ритмических колебаний потенциала - α- и β-волны. α-волны характеризуются частотой от 8 до 13 имп/с и возникают у человека при исключении зрительной афферентации (в темноте или при закрытых глазах в состоянии покоя). У большинства людей α-ритм хорошо выражен. Амплитуда α-волн не превышает 50 - 100 мкВ. Наибольшая регулярность и амплитуда α-ритма регистрируется в теменной области коры на границе с затылочной.

δ -ритм состоит из ритмических медленных волн длительностью от 250 до 1000 мс. Частота колебаний 1 - 4 в секунду. Данный ритм выявляется при наркотическом сне или при поражениях кортикальных отделов мозга и в ЭЭГ здорового человека во время сна с амплитудой, не превышающей 20 - 30 мкВ.

Итак, нормально организованная активность мозга у пациента в состоянии расслабленно­го бодрствования представлена тремя основными ритмами.

α-ритм - ритмические синусоидальные колебания частотой 8-13 Гц, амплитудой до 100 мкВ, веретенообразно модулированные (Рис. 7.). Они представлены преимущественно в задних отделах мозга.

α-ритм дает реакцию депрессии (активации) при открывании и восстанавливается при за­крывании глаз (Рис. 8.).

 

β-ритм - высокочастотные (14-40 Гц) низкоамплитудные (15 мкВ) колебания, регистри­руемые в отведениях от передних отделов мозга (Рис.9.). β-волны доминируют в ЭЭГ человека при деятельном состоянии, интенсивной физической и умственной работе, эмоциональном напряжении, осуществлении ориентировочных и условных рефлексов.

β-ритм состоит из быстрых волн длительностью до 40 - 50 мс и частотой 14 - 30 имп/с. Амплитуда β -волн не превышает 5 - 10 мкВ. Лучше всего β-ритм выявляется в лобных областях коры.

 

θ-ритм - может регистрироваться в виде единичных волн в лобных отведениях. Частота его 4-7 Гц, амплитуда - менее 50 мкВ. В ЭЭГ спящего человека можно зарегистрировать и θ -ритм с частотой 4 - 8 колебаний/с. θ -ритм проявляется и при патологических состояниях головного мозга, а также при крайнем эмоциональном напряжении. У взрослого бодрствующего человека доминирует - ритм - колебания с частотой 8 - 13 Гц. Кроме того, при исследовании и элект­рической активности головного мозга наблюдается - ритм с ча­стотой 14 - 35 Гц, - ритм с ча­стотой 35 - 70 Гц. Выделяют еще - ритм с ча­стотой 0,5 -3 Гц, - ритм 4 -7 Гц и др. По виду электроэнцефалограмм, по появлению или исчезновению определенных ритмов можно судить о характере и степени сдвигов функционального состояния нервных структур головного мозга, о динамике изме­нений, обнаруживать область коры головного мозга, где эта из­менения наиболее выражены. Так, при переходе от бодрствова­ния ко сну и ритмы замещаются существенно более медлен­ными ( и - ритмами).

Существенно меняется спектральный состав ЭЭГ при наркозе различной глубины, физической нагрузке. В неврологической клинике анализ спектрального состава элек­трической активности мозга широко используется для оценки патологических состояний. Основные ритмы ЭЭГ отсутствуют или меньше проявляются при тяжелых формах эпилепсии, опухолях коры больших полушарий и др.

Статистические методы изучения ЭЭГ исходят из того, что фоновая ЭЭГ стационарна и стабильна. Используя математические преобразования Фурье, устанавливают по каждой составляющей распределение, например, мощности сигналов разной частоты и амплитуд, а затем получают спектры, карты мощности для дальнейшей интерпретации ЭЭГ.

Пример: при картографическом методе электроэнцефалографии (ЭЭГ) решаются задачи:

1. Находят полную мощность сигнала ЭЭГ в каждом отведении (площадь под соответствующей спектральной кривой) и строят карту распределения полной мощности по поверхности головы, присваивая каждому из интервалов, на которые разбит весь промежуток значений мощности, свой цвет или оттенок.

 

На шкале, расположенной внизу, представлены интервалы, на которые разбиты все значения мощности от , каждому из которых присвоен тот или иной тип штриховки. Аналогичной штриховкой покрыты соответствующие области поверхности головы.

2. Находят не полную мощность сигнала в том или ином отведении, а лишь мощность, соответствующую тому или иному спектральному интер­валу. Эти интервалы получили название ритмов.

Аналогично строят цветную карту распреде­ления мощности в выбранном спектральном интервале по поверхности коры головного мозга. Иногда врач сразу анализирует несколько карт, соответствующих разным ритмам.

В настоящее время для моделирования электрической активности - коры головного мозга в качестве эквивалентного генера­тора выбирают системы, состоящие из большого количества то­ковых диполей. Причем учитываются некоторые виды взаимодействия диполей между собой и геометрия их расположения. Однако эти модели воспроизводят лишь небольшую часть про­цесса генеза ЭЭГ и требуют дальнейшего усовершенствования.

Анализ ЭЭГ представляет собой сложную задачу. Для сжатия информации и представления ее в удобном для понимания виде строят частотные спектры сигналов ЭЭГ на некотором информативном интервале. После этого частотные спектры можно развернуть во времени и получить временной ''ландшафт".

В настоящее время, используя компьютерную технику, электрическую активность мозга анализируют с помощью картирования поверхности головы.

Элект­рокардиограф, предназначенный для записи электрокардиограммы, позволяет вести исследования элект­рической активности сердца методом электрокардиографии. В некоторых случаях целесообразно одним прибором опреде­лять одновременно ряд параметров, например биопотенциалы, отводимые от разных точек головного мозга. При этом использу­ют многоканальные устройства, состоящие из нескольких неза­висимых усилителей, регистрация по всем каналам фиксирует­ся на общей ленте.

Люминесценция и ее виды.

Излучение света происходит не только в результате нагревания тел, но и при других явлениях. Например, при электрическом разряде в газах, некоторых химических процессах (гниение органических веществ, окисление фосфора) и т.д. Наблюдаются свечение светлячков и морских микроорганизмов. Можно вызвать вторичное видимое свечение некоторых веществ под действием ультрафиолетового излучения и т.п. Все виды самосвечения, кроме свечения нагретых тел, называют холодным свечением или люминесценцией.

Тепловое излучение является универсальным свойством тел и при соответствующих условиях становятся равновесным. Люминесценция является избирательным свойством тел, хотя весьма распространенным, причем излучение не может принять равновесный характер. Люминесценция прекращается, как только будет израсходована энергия того процесса, который ее вызывает. Поэтому говорят, что при люминесценции тело высвечивает фотоны. Люминесценция происходит одновременно с тепловым излучением и независимо от него, хотя температура тела может влиять на интенсивность люминесценции.

Люминесценция, как и тепловое излучение, происходит в результате сообщения атому дополнительной энергии, в связи, с чем он переходит в возбужденное состояние, при возвращении в основное состояние происходит излучение фотона. Однако распределение при этом возбужденных атомов по энергетическим уровням различается. При тепловом возбуждении атомы занимают последовательно все энергетические уровни, соответствующие температуре тела, при этом на более низких уровнях находится наибольшее число атомов, которые на более высоких уровнях убывают по экспоненциальной зависимости. При люминесценции это правило не соблюдается, и на определенных более высоких энергетических уровнях может находиться значительно большее число атомов, чем на нижележащих (“ инверсная заселенность уровней ”).

Люминесценцию классифицируют:

А) по природе, вызывающих возбуждения атомов и молекул,

Б) по длительности послесвечения,

В) по происходящим при возбуждении внутриатомным процессам.

Например, биолюминесценцией называют свечение, наблюдаемое в живых организмах (грибы, бактерии, насекомые); электролюминесценцией называют свечение газов при электрическом разряде; катодолюминесценцией - свечение, возбуждаемое ударами электронов (например, на экранах электроннолучевых трубок); фотолюминесценцией – свечение, возникающее под действием ультрафиолетового излучения; рентгенолюминесценцией – свечение под действием рентгеновских лучей.

В зависимости от длительности послесвечения различают флуоресценцию и фосфоресценцию. Свечение, которое прекращается одновременно с прекращением возбуждения, называют флуоресценцией. Если послесвечение продолжается не менее (во многих случаях минуты и даже часы), то такое свечение называется фосфоресценцией. Вещества с особенно длительным послесвечением называются фосфорами.