EEG-L2 (Раздаточные материалы)

Лекция № 2

9

Электроэнцефалография и ее клиническое значение.

_____________________________________________________________________________________

Лекция № 2

Электроэнцефалография и ее клиническое значение.

Биофизическим проявлением функционирования нервной системы является спонтанная электрическая активность. Благодаря процессам генерации электрических импульсов, их подавления, передачи, нервные клетки объединяются в единую систему, управляющую организмом. Данную электрическую активность можно зарегистрировать в нервной системе на любом уровне.

Электроэнцефалография — раздел электрофизиологии центральной нервной системы (ЦНС), занимающийся изучением закономерностей распространения электрической активности в головном мозге для определения функционального состояния головного мозга. В настоящее время данная методика нашла очень широкое применение в неврологии, нейрохирургии, психиатрии, эндокринологии и является ведущей при изучении функции ЦНС. Методика основана на регистрации электрической активности, являющейся основой функционирования всякой возбудимой ткани организма.

Электроэнцефалография позволяет:

1. Дифференцировать разлитой патологический процесс (сосудистый, воспалительный) от очагового поражения (опухоль, гематома, абсцесс).

2. Устанавливать сторону поражения по наличию межполушарной асимметрии.

3. Локализовать первичный очаг в одном из полушарий.

4. Установление степени выраженности и характера общемозговых нарушений.

5. Выявление эпилептогенного коркового фокуса и характера общемозговых изменений при нем.

6. Выявлять характер общей реактивности коры мозга с помощью изучения изменений ЭЭГ при проведении различных функциональных проб.

7. Оценивать терапевтический эффект тех или иных лекарственных средств.

8. Определять динамику течения процесса методом сравнительного анализа данных, зарегистрированных в разное время.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) — кривая, получаемая при регистрации электрической активности головного мозга через ткани черепа. Регистрация потенциалов непосредственно с коры головного мозга называется электрокортикограммой.

Электрическая активность в коре головного мозга была обнаружена физиологами еще в середине прошлого столетия (1849 г.), когда была выявлена электронегативность в месте разреза головного мозга лягушки и черепахи. Затем длительное время электрическую активность мозга никто не изучал. Только в 1875 — 1876 г. возобновили изучение потенциалов головного мозга животных при различных раздражениях (Данилевский В. Я., Caton). В 1884 г. Введенский Н. Е. применил телефон для прослушивания электрических процессов в мышцах и нервах, а в дальнейшем и в нервных центрах. В дальнейшем изучение электрофизиологии головного мозга проводилось с помощью гальванометров, которые из-за своей инертности позволяли наблюдать изменение постоянного потенциала при различных раздражениях, т. е. фиксировались медленные колебания в коре. Быстрые ритмы определялись со значительными искажениями.

Началом клинической ЭЭГ считают 1924 г., когда Ганс Бергер впервые осуществил регистрацию ЭЭГ сигналов у человека. Тогда же в его работах было дано описание основных ритмов. В 1936 году G. Walter при исследовании больных с опухолью головного мозга обнаружил, что изменения ритмов могут иметь диагностическое значение. В ЭЭГ больных он нашел медленные волны, которые назвал Дельта-волнами. В США в середине 30-х годов Devis, Jasper и Gibbs обнаружили специфические проявления на ЭЭГ у больных с малыми эпилептическими припадками.

В дальнейшем ЭЭГ развивалась двумя путями: совершенствование технической базы, с созданием новых, более чувствительных и точных приборов; исследование феноменологии ЭЭГ и совершенствование диагностики. Но постоянно перед энцефалографистами вставал вопрос о локализации и механизме генерации импульсов. В этом направлении были достигнуты значительные успехи, особенно после начала изучения нейрофизиологии отдельных нейронов. Это имело важное значение для понимания природы ЭЭГ.

В настоящее время установлено, что центральная нервная система на всех своих уровнях генерирует спонтанную электрическую активность. Эта ритмика сложна, особенно в коре больших полушарий, она зависит от функциональной организации и изменяется под действием различных раздражителей.

Существует много теорий объяснения природы данных ритмических процессов, основанных на изучении электрической активности отдельных нейронов, синаптических потенциалов. Установлено, что нейроны, даже находящиеся близко друг от друга, обладают различной активностью. Но если считать, что нейроны все работают независимо друг от друга, тогда каким образом из этой шумовой кривой получается ритмическая активность, наблюдаемая на ЭЭГ. Наличие ритмов на ЭЭГ сейчас считают прямым показателем того, что нейроны мозга синхронизируют свою активность сложным образом, что позволяет системе функционировать как единому целому. Т. е. нейроны работают в едином динамическом соотношении, и изменение соотношений на разных уровнях организации, межуровневых соотношений приведет к изменению ритмической активности, что будет прямым отражением изменения функционального состояния.

Оборудование.

Для регистрации ЭЭГ используют приборы, называемые Электроэнцефалографами. Они состоят из электродной части, системы усилителей, регистрирующего прибора. Электроды бывают разными: чашечковые и мостиковые. Изготавливают их из электропроводного угля или из металла с хлорсеребряным покрытием. Такое покрытие необходимо, что бы на электроде не накапливался постоянный потенциал, который вызывает поляризацию электрода. Это приводит к появлению помех. Менее всего поляризуются неметаллические электроды.

Для обеспечения точной регистрации используют параллельные синфазные усилители с режекционным фильтром. Это позволяет бороться с сетевыми помехами. По своему качеству усилители сейчас позволяют проводить запись без электроизолированной камеры и без заземления.

Регистрирующий прибор. Первоначально в качестве регистратора использовались пишущие приборы с подачей бумажной ленты. Они различались на чернильные приборы, приборы с термопером. Но расходные материалы были достаточно дороги. Сейчас в качестве регистрирующего прибора используют компьютерную технику. С приходом компьютерной техники появилась возможность не только записывать ЭЭГ на небумажный носитель, но так же проводить дополнительную математическую обработку ЭЭГ. Это повысило разрешающую способность метода.

Наложение электродов проводится так же различными способами. Международной системой, принятой за эталон, является система 10 — 20. Электроды накладывают следующим образом. Измеряют расстояние по сагиттальной линии от Inion до Nasion и принимают его за 100%. В 10% этого расстояния от Inion и Nasion соответственно устанавливают нижние лобные и затылочные электроды. Остальные расставляют на равном расстоянии составляющем 20% от расстояния inion — nasion. Вторая основная линия проходит между слуховыми проходами через макушку. Нижние височные электроды располагают соответственно в 10% этого расстояния над слуховыми проходами, а остальные электроды этой линии на расстоянии 20% длины биаурикулярной линии. Буквенные символы обозначают соответственно области мозга и ориентиры на голове: О — occipitalis, F — frontalis, A — auricularis, P — parietalis, C — centralis, T — temporalis. Нечетные номера соответствуют электродам левого полушария, четные — правому.

По системе Юнга лобные электроды (Fd, Fs) располагают в верхней части лба на расстоянии 3 — 4 см от средней линии, затылочные (Od, Os) — на 3 см выше от inion и на 3 — 4 см от средней линии. Отрезки линий Od — Fd и Os — Fs делят на три равные части и в точках деления устанавливают центральные (Cd, Cs) и теменные (Pd, Ps) электроды. На горизонтальном уровне верхнего края ушной раковины по фронтальной линии Cd — Cs устанавливают передние височные (Tad, Tas), а по фронтальной линии Ps — Pd — задние височные (Tpd, Tps).

Преимуществом системы 10 — 20 является большое количество электродов (от 16 до 19 — 24), но эта система требует более чувствительного оборудования, т. к. межэлектродное расстояние мало и потенциал слаб. Система Юнга дает достаточное расстояние и все электроды равномерно распределены по поверхности головы, но степень локализации при отведении недостаточна.

Способ отведения потенциала так же может быть различен. Общепринятой является система монополярной записи. При этом электроды на голове являются активными и регистрируют изменение потенциала относительно индифферентного электрода (чаще всего располагают на мочках ушей). Биполярная запись определяет изменение потенциала между двумя электродами, расположенными в разных точках на поверхности скальпа.

Все обозначенные методы и приемы имеют свои достоинства и недостатки. Поэтому в международной практике установлена обязательная запись по системе 10 — 20 , как в монополярном, так и в биполярном режиме. При компьютерной записи допускается регистрация по системе 10 — 20 с дальнейшим цифровым преобразованием ЭЭГ по выбранной биполярной схеме.

Нормальный рисунок ЭЭГ.

В норме ЭЭГ снимается в состоянии спокойного бодрствования, когда пациент сидит с закрытыми глазами, расслабившись. В своей основе нормальная ЭЭГ представляет достаточно организованную кривую, состоящую преимущественно из быстрых ритмов, которые имеют определенную пространственную и временную организацию.

Параметры нормального альфа - ритма.

Частота 8 - 13 Гц, по некоторым авторам признается частота 7-12 Гц или 8 - 12 Гц. Чаще всего в нормальном состоянии встречается частота 9-10 Гц, что можно назвать норморитмом. Тогда среднюю частоту 8 - 9 (7 - 9) Гц можно считать замедленным альфа ритмом, а 11 - 12 Гц - учащенным. Естественно замедленный и учащенный ритмы уже выходят за рамки нормы (у взрослых людей) и могут рассматриваться, как условно патологические (по Гриндель О.М.)

Амплитуда в норме составляет 20 - 80 мкВ. Некоторые авторы признают за норму 20 - 110 мкВ. Амплитуда в норме варьирует в зависимости от возраста.

Зональное распределение — в норме определяются затылочно — теменной зоной, где ритм наиболее выражен. Данное положение признается всеми одинаково.

Модулированность характеризуется волнообразным изменением амплитуды ритма.

Синусоидальность устанавливает в норме закругленность вершин. При компьютерной визуализации синусоидальность не выявляется столь четко (при 8-ми битовой записи) и все ритмы кажутся заостренными. Но, как правило, истинное заострение ритма должно сочетаться с другими нарушениями нормального ритма.

Симметричность по амплитуде и частоте. Достоверность амплитудной симметрии устанавливается путем хорошего наложения электродов с измерением импеданса. Частотная асимметрия так же должна быть объективизирована (критерии достоверности). При этом надо учитывать наличие физиологической асимметрии полушарий.

Реакция активации альфа - ритма, т. е. его угнетение при открывании глаз иди вспышке света. Данный феномен является одним из основных в характеристике альфа - ритма. По нему можно точно отнести выявляемый ритм к альфа-ритму.

Индекс альфа - ритма, который в норме составляет 80 %. При математической обработке индекс можно вычислять, как процент мощности альфа - ритма относительно мощности остальных ритмов в затылочных и теменных отведениях.

Параметры нормального бета ритма.

Частота 12 — 25 Гц (некоторые признают 13 — 25 Гц) — Бета1-ритм и 25 — 40 Гц — Бета2-ритм.

Амплитуда мала — 10 — 15 мкВ.

Зональность — в норме распределяется в передне-центральных и височных отделах. По мнению Жирмунской Е.А. Бета1-ритм не является чисто физиологическим и для нормы не характерен. Височный бета ритм часто бывает результатом мышечного артефакта.

m -ритм — является вариантом нормального ритма частотой 8 — 13 Гц и выявляется в центральных отделах. Имеет следующие особенности: исчезает при контралатеральном активном сжимании кисти в кулак, узко локализован в центральных отделах.

Медленные ритмы, встречающиеся в норме.

Тета-ритм — частота 4 — 8 Гц, амплитуда до 30 — 40 мкВ.

Дельта-ритм — частота 0,5 — 4 Гц, амплитуда до 30 — 40 мкВ.

Регионарные особенности ЭЭГ.

Доминирующий ритм — это ритм потенциалов, преобладающий на данном участке кривой и при визуальном анализе отличается наибольшей периодичностью и регулярностью, а при частотном анализе- наибольшей амплитудой.

Затылочная, теменно-затылочная и височно-затылочная область. Четко выражен доминирующий альфа-ритм, двухфазный, синусоидальный, подавляемый на открывание глаз. Появление в задне-теменной и теменной области ритма частотой в 20 — 26 Гц, в состоянии покоя, может рассматриваться, как ирритация коры.

Теменно-центральные и передние 2/3 височной области. Преобладает альфа ритм, но без четкого доминирования. Кроме него регистрируются: 1) тета-ритм (4 — 7 Гц), амплитудой меньше, чем альфа-ритм. На открывании глаз меняется; 2) роландический (аркообразный) ритм (m -ритм) частотой 8 — 12 Гц, аркообразный, на открывание глаз не меняется, а даже усиливается. Исчезает при контралатеральной физической нагрузке. 3) Частый экстрароландический частотой 16 — 30 Гц, с амплитудой 10 — 30 мкВ, не изменяется при афферентных воздействиях (b1-ритм).

Передние отделы полушарий — прецентральная и лобная области. Частые ритмы усилены, альфа почти не прослеживается. Тета-ритм снижен по сравнению с центральными отделами.

Т. о. фоновый рисунок ЭЭГ представляет собой сложный организованный волновой процесс, состоящий из веретен модулированного в разной степени альфа-ритма, на фоне низкоамплитудной высокочастотной активности типа бета-ритма. Данный паттерн проявляется в задних отделах. В более оральных отделах появляются элементы медленноволновой активности с фоновым бета-ритмом.