Курсач по Самоодову. Мой (Архив неизвестных курсачей)

Регистрация вызванных потенциалов под действием токового стимулятора (соматосенсорные вызванные потенциалы) при помощи «Нейрон-Спектр5».

Соматосенсорные вызванные потенциалы (ССВП) – это электрические ответы нервных проводников и центров на стимуляцию рецепторов соматической чувствительности или нервных стволов. Практически можно зарегистрировать ВП афферентных волокон периферических нервов, проводящих путей и серого вещества спинного мозга, мозгового ствола и больших полушарий головного мозга. Схема проводящих путей поверхностной и глубокой чувствительности приведена на Рис. 1, Рис. 2.

ССВП также подразделяются на коротко- и длиннолатентные. Однако, генез и клиническая значимость длиннолатентных ССВП до конца не изучены, поэтому на практике применяется хорошо разработанная методика выделения и анализа коротколатентных ССВП, которые чаще всего являются потенциалами ближнего поля.

Рис. 1. Проводящие пути поверхностной чувствительности (схема).

1 – рецептор; 2 – спинномозговой (чувствительный) узел (I нейрон); 3 – зона Лиссауэра; 4 – задний рог; 5 – боковой канатик; 6 – латеральный спиноталамический путь (II нейрон); 7 – медиальная петля; 8 – таламус; 9 – III нейрон; 10 – кора большого мозга.

Рис. 2. Пути глубокой чувствительности (схема).

1 – рецептор; 2 – спинномозговой (чувствительный) узел (I нейрон); 3 – задний канатик; 4 – передний спиноталамический путь (II нейрон тактильной чувствительности); 5 – внутренние дугообразные волокна; 6 – тонкое и клиновидное ядра (II нейрон глубокой чувствительности); 7 – медиальная петля; 8 – таламус; 9 – III нейрон; 10 – кора большого мозга.

Применяемая электрическая стимуляция не является естественным раздражителем, но в этом случае имеется возможность более или менее точно воспроизводить основные характеристики стимулов и синхронизировать подачу опорного сигнала. Электростимуляция сопровождается субъективно неприятными ощущениями, что ограничивает применение методики у детей, эмоционально неуравновешенных пациентов и у больных с гиперестезией.

Биполярный стимулирующий электрод в виде пластины с укрепленными на ней металлическими дисками или кольцевые электроды (удобные для стимуляции чувствительных окончаний на пальцах) устанавливают над нервом таким образом, чтобы катод располагался проксимальнее. Для лучшего контакта с кожей пациента используют электродные гели или пасты.

Интенсивность стимула выбирают несколько выше порога двигательной реакции (на 5 В или 0.1 мА); для пальцев рук и ног – 10-25 мА, для нервных стволов – 10-30 мА при длительности стимула 0.1 мс и частоте стимуляции 1-7 Гц.

ССВП нервных стволов обычно регистрируется с помощью поверхностных электродов, расположенных в месте проекции нерва; активный электрод устанавливается над нервным стволом, референтный – с противоположной стороны конечности или над костным выступом [1].

Регистрацию производят в одной или нескольких точках по ходу нервного ствола. Применяется достаточно высокий уровень усиления (от 20 мкВ на 10 мм ), число усреднений до 3000-6000, но не менее 500.

В норме СРВс составляет в среднем 50-80 м/с (Рис. 3).

Рис. 3. Потенциал действия афферентных волокон n. ulnaris в ответ на стимуляцию чувствительных окончаний.

ССВП спинного мозга регистрируются с электродов, расположенных над позвоночником в месте проекции шейного или поясничного утолщений, референтный электрод устанавливается над костным выступом, отдаленным от места стимуляции (ость лопатки, колено нестимулируемой ноги). Уровень усиления 1-5 мкВ/10 мм, число усреднений 1000-6000 (Рис. 4).

Рис. 4. ССВП в ответ на стимуляцию n. ulnaris, отведенный на уровне С6-С7.

Считается, что пик N9 связан с активностью плечевого сплетения, N11 – с проведением импульса по задним столбам спинного мозга на местном уровне, N13 – отчасти с активностью постсинаптических нейронов на уровне соответствующего сегмента спинного мозга (задних рогов) и волокон медиальной петли на уровне нижних отделов ствола.

Параллельная регистрация ССВП нервных стволов, составляющих сплетения спинного мозга, и кортикальных ССПВ (ССВП ближнего поля) позволяет вычислять время распространения сенсорного импульса на разных этапах проведения, определяя разности латентных периодов основных пиков, сравнивая эти показатели с “больной” и “здоровой” сторон [14].

Для регистрации коркового ССВП активный электрод устанавливается контрлатерально стимулируемой конечности над зоной проекции сенсорной коры (на 2 см кзади и на 7 см кнаружи от Сz в точках С3-С4), референтные – в Fpz, Fz или А1, A2, заземление – на нестимулируемой конечности. Максимальный импеданс – 5 кОм (Рис. 5).

Рис. 5. Спинальный и кортикальный ВП стимуляции локтевого нерва на запястье.

Негативно-позитивный комплекс N20-P23 характеризует активацию первичной соматосенсорной коры. Вычисляют межпиковые интервалы N9-N13 (преимущественно корешковое и “заднестолбовое” проведение на шейном уровне); N13-N20 (медиальная петля и таламо-кортикальная радиация). Наиболее часто используемый показатель – центральное время проведения сенсорного импульса (ЦВП), определяемое как межпиковый интервал N9-N20 (Рис. 6).

Рис. 6. Изучение времени проведения импульса на разных участках сенсорного пути при стимуляции левого локтевого нерва.

Удлинение ЦВП характерно для больных с рассеянным склерозом, цереброваскулярной патологией (в этом случае особенно ценно изучение ЦВП с обеих сторон и в динамике на фоне лечения). При выделении ССВП в ответ на стимуляцию нервов нижних конечностей, используя модифицированные методики, можно измерить и время спинального проведения.

Для этого дополнительные проводящие электроды размещают в проекции CVII-позвонка и C3-C4 на голове пациента. Компонент, зарегистрированный на шейном уровне и имеющий латентность около 30 мс (N30), является потенциалом отдаленного поля и характеризует активацию подкорковых структур. Корковый комплекс P37-N45 демонстрирует активацию первичной сомато-сенсорной коры. Вычисляются межпиковые интервалы N22-N30 (спинальное проведение); N30-P37 (медиальная петля, таламо-кортикальная радиация); N22-P37 (аналог ЦВП) (Рис. 7).

Рис. 7. Изучение времени проведения импульса на разных участках сенсорного пути при стимуляции большеберцового нерва.

Клиническая трактовка этих показателей осуществляется так же, как в случае оценки ССВП при стимуляции периферических нервов рук [1].

Кроме того, ССВП информативны у детей, пациентов с неадекватным поведением, при оценке степени травматического повреждения нервов, сплетений, спинного мозга, диагностике комы и смерти мозга (Рис. 8).

Рис. 9. Длиннолатентные ССВП при стимуляции срединного нерва.

I – норма; II – реактивная кома; III – ареактивная кома.

Обработка сигналов.

Впервые математический анализ ЭЭГ был произведен путем оцифровки кривой вручную и вычисления частотных спектров, различие которых в разных областях мозга объяснялось цитоархитектоникой корковых зон.

Автоматические частотные анализаторы ЭЭГ были сконструи­рованы к началу 40-х годов. В 40-50-х годах получили распрост­ранение узкополосовые анализаторы с фильтрами (20—24 фильт­ра), пропускающими узкую полосу частот от 0,5 до 2 Гц, и анализаторы с широкополосовыми фильтрами. Последние включают в себя набор из 5-6, иногда 7 фильтров, которые наст­роены таким образом, что их полосы пропускания соответствуют диапазонам физиологических ритмов (δ, θ, α, β, γ). Это удобно при исследовании ЭЭГ человека, так как позволяет иметь наглядную картину соотношения выраженности физиологических ритмов и их изменений во времени и при раздражениях. Частотные ана­лизаторы имеют, как правило, два независимых канала и работа­ют как в непрерывном режиме, так и с накоплением сигнала за определенный временной интервал — «эпоху». Эпоха анализа обычно составляет 5 или 10 с. При использовании анализатора в ряде случаев можно определить, появляется ли в сложной сум­марной картине ЭЭГ ритм, соответствующий частоте подаваемых раздражений, а также дать количественную оценку этой ритмиче­ской реакции. Ряд авторов применили частотный ана­лиз ЭЭГ, исследуя электрическую активность мозга человека при различных функциональных состояниях и при действии фармако­логических веществ [4].

С применением корреляционного анализа ЭЭГ было показано, что α-ритм фоновой активности ЭЭГ и ритмика с частотой альфа, возникающая в форме разряда последействия в ответ на световое раздражение, развиваются независимо друг от друга, между ними нет фазовой связи.

Среди математических методов анализа ЭЭГ внимание исследо­вателей привлекает метод вычисления спектров мощности, взаим­ных спектров и комплексной функции когерентности.

Спектр мощности отражает энергию каждой из частотных со­ставляющих данной ЭЭГ. В каждой же ЭЭГ имеется, как правило, не одна, а несколько различно выраженных частотных составляю­щих. Вычисление спектра мощности позволяет выделить с боль­шой точностью частотные составляющие каждого процесса ЭЭГ и показать веса разных частотных компонентов. Взаимные спект­ры дают количественные оценки связанности отдельных частотных составляющих ЭЭГ двух областей [13].

Обработка сигналов при помощи ковариационного анализа.

В нашей работе мы обработали сигналы ЭЭГ двумя способами: при помощи программы «EEG Lab» и «Нейрон-Спектр».

Рис. 13. Пример записи сигнала ЭЭГ.

Математический анализ электроэнцефалограммы в программе “Нейрон-Спектр” выполняется в следующей последовательности:

• Фиксируются на ЭЭГ фрагменты, которые будут подвергаться процедуре математического анализа. Эти фрагменты называются эпохами анализа.

• Выбираются процедуры математической обработки, которые необходимо выполнить (амплитудный анализ, поиск спайков и острых волн, частотно-спектральный анализ, корреляционный анализ и т.п.).

• Программа выполнит математические расчеты для каждой эпохи анализа и усреднит результаты расчета всех эпох в пределах одной функциональной пробы.

• После этого станут доступны различные методы визуализации результатов расчетов, а также можно будет автоматически сформировать описание электроэнцефалограммы (протокол), основанное на этих результатах.

Программа “Нейрон-Спектр” позволяет выполнять автоматический поиск спайков и острых волн по всей записи ЭЭГ или в пределах выделенных эпох анализа. Программа распознает спайки и острые волны по амплитудно-временному критерию. Волна ЭЭГ считается спайком или острой волной, если амплитуда каждой половины волны не меньше заданного значения, а длительность волны лежит в пределах заданного диапазона. Все спайки и острые волны в каждом отведении будут отмечены цветом, а фрагменты ЭЭГ, в которых найдены спайки и острые волны, будут выделены (Рис. 14).

Рис. 14. Поиск спайков и острых волн.

Рис. 15. Эпиактивность.

В таблице по каждому отведению приведены количество спайков и острых волн, их максимальная и средняя амплитуды в целом по записи, по функциональным пробам или по выделенному эпифеномену.

На закладке Картирование отображаются топографические карты количества и максимальной амплитуды спайков и острых волн в целом по записи, по функциональным пробам или по выделенному эпифеномену. На закладке Список эпифеноменов приведен список всех выделенных эпифеноменов.