2 (Раздаточные материалы), страница 6

Частота 4–6 Гц, амплитуда такая же, как иу дельта-ритма.♦ Альфа-ритм. Частота 8–13 Гц, амплитуда до 100 мкВ.Является наиболее информативным и в большинствеслучаев доминирующим при анализе ЭЭГ. Лучшевсего выражен в затылочных отделах. По направлению к лобным отделам его амплитуда уменьшается.Наибольшую амплитуду альфа-ритм имеет в состоянии спокойного расслабленного бодрствования, особенно при закрытых глазах. В большинстве случаевдостаточно регулярно наблюдаются спонтанные изменения амплитуды, так называемые модуляции альфа-ритма, выражающиеся в чередующемся нарастании и снижении амплитуды волн с образованием характерных “веретен” - амплитудно-модулированныхколебаний ЭЭГ, длительность которых может быть от2 до 8 секунд.♦ Бета-ритм. Частота 14–35 Гц.

Амплитуда в норме неболее 15 мкВ.Таким образом, анализируемый диапазон частот в электроэнцефалографии расположен в диапазоне от 0,5 Гц до 35 Гц,а амплитуда обычно не превышает 100 мкВ.Основной смысл картирования - определение в данномчастотном диапазоне средней (или максимальной, пиковой) амплитуды по каждому отведению и, на основании полученныхзначений, расчет амплитуд в любой точке поверхности скальпа.41К сожалению врачей интересует распределение этих потенциалов в объеме головного мозга, но эта задача не имеет однозначного математического решения.

Визуализация плоской картиныв виде топокартограммы тем не менее значительно облегчаетпонимание объемных процессов.Для построения топокартограммы заранее определяютсяграницы амплитуд, значения в рамках которых будут кодироваться своим цветом. Таким образом, для каждого из определенных выше ритмов строится условная карта распределенияамплитуд сигнала.Для регистрации ЭЭГ может использоваться от 8 до 24 отведений (обычно используются 8, 16, 19 или 24 отведения). Приэтом датчики для каждого отведения располагаются во всех областях головы согласно стандартно определенным схемам расположения электродов.

В электроэнцефалографических системах такие схемы обычно заносятся заранее перед проведениемобследований.3.2. Последовательность действий при картированииПри картировании выполняются следующие действия1. Выбирается сигнал для картирования. Это может бытькак какой-либо участок ЭЭГ, так и вся записанная проба.2. Поскольку при картировании строятся четыре карты поритмам, то необходимо получить амплитудные значения сигнала для каждого ритма. Для этого можно использовать два пути.Первый заключается в применении полосовых фильтров длявыделения ритмов.

Затем для каждого ритма определяетсясредняя амплитуда по формулеNAср = (∑ Ai (0)) / N ,(3.1)i =1где Ai (0) - амплитуда текущего экстремума (пика) выделенногоритма, измеренная относительно изолинии;N - количество экстремумов на анализируемом участке.42Эта процедура применяется для каждого ритма и каждогоотведения.Второй путь заключается в первоначальном нахожденииспектра мощности сигнала. Для этого можно использовать различные алгоритмы цифровой обработки. В данном случае применим алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ). Данную процедуру необходимо применить для всех отведений. Дляполучения четких границ каждого ритма на спектре необходиматочность представления частоты сигнала до 1 Гц. Учитывая то,что для корректного представления ЭЭГ частота дискретизациидолжна быть не менее 200 Гц, для реализации алгоритма БПФнеобходимо брать участки длиной в 256 отсчетов. Таким образом, получим значения амплитуд для каждой точки в частотномдиапазоне от 1 до 35 Гц с шагом в 1 Гц.

Затем на спектре выделяются частотные границы ритмов для каждого отведения. Длякаждого такого участка определяется по спектру среднее значение амплитуды. Полученные значения либо первым, либо вторым способом принимаются как амплитудный показатель конкретного ритма для каждого отведения и используются длядальнейших расчетов.3. Наносится координатная сетка на схематическое изображение проекции головного мозга на какую-либо плоскость(обычно используется вид сверху). Для этого определяется необходимое число узлов данной сетки.

Эмпирически было получено, что наиболее оптимальна по скорости и точности представления сетка 8 x 6 (рис. 8).4. Определяется среднее амплитудное значение в каждомузле координатной сетки, учитывая суммарное влияние на нихсигналов со всех отведений ЭЭГ. В данном случае используетсяпринцип суперпозиции полей, и значения в узлах сетки зависятот расстояния до точек наложения электродов на поверхностиголовного мозга. Для расчета используется следующая формула:U=N∑ ( A[Ch ]µ[Ch ]) ,Ch =143(3.2)где Ch - номер текущего канала;N - число каналов;A - средняя амплитуда каждого отведения;µ - коэффициент, получаемый в результате расчетов сиспользованием уравнения Пуассона, характеризующий затухание сигнала в диэлектрической среде, каковой является мозгчеловека, зависящий также от расстояния между точкой расположения электрода и точкой в узле, где рассчитывается значение потенциала.

При этом считалось, что влияние каждого отведения не должно перекрываться более, чем на 20 %, а такжене должно быть участков не охваченных полем какого-либо канала.5. Имея значения амплитуды в узлах сетки, можно определить эти значения в любой точке плоскости, охваченной сеткой. Это возможно благодаря применению такого математического метода, как двумерная интерполяция. В нашем случае будем рассматривать линейную двумерную интерполяцию. Сутьего использования в следующем:♦ начинаем рассматривать первую область, охваченнуюпрямоугольником с координатами вершин (1,1), (2,1),(2,2), (1,2). Значения амплитуд в данных точках известны;♦ определяем так называемые коэффициенты изменения амплитуды, обозначаемые соответственно d1 иd2, на участках (1,1), (2,1) и (2,1), (2,2) (т.е.

вдоль осиX) по формуле (3.3). Теперь мы можем определитьамплитуду всех реальных точек, заключенных междуузлами (1,1). (2,1) и (2,1), (2,2) на соответствующихотрезках по формуле (3.4)d=(A2-А1)/n,(3.3)где А1 и А2 - амплитуды соответственно начальной и конечнойточек отрезка (узлах); n - число реальных точек на отрезке.44Рис.8.Схема головы для построения топокартограммыАk = A1+dk,(3.4)где k - номер точки из диапазона [1..n-1];♦ теперь определяем коэффициент изменения амплитуды между точками (1,1) и (1,2) (по оси Y) по формуле(3.3).

Затем находим амплитуду всех реальных точекмежду узлами (1,1) и (1,2) по формуле (3.4);♦ берем для расчета следующий отрезок, находящийсямежду реальными точками, принадлежащими сторонам (1,1), (2,1) и (2,1), (2,2), и повторяем предыдущуюпроцедуру. Таким образом, рассчитываем все точки,принадлежащие прямоугольной области с координатами вершин (1,1), (2,1), (2,2), (1,2);♦ далее берется для расчета следующая область, и повторяются все вышеперечисленные действия.45Таким образом, в результате определяются все амплитудные значения, принадлежащие построенной координатной сетке.6.

Определяются точки, принадлежащие схематическойобласти, обозначающей проекцию головного мозга.7. Согласно выбранной цветовой шкале определяетсяцвет, кодирующий амплитуду каждой такой точки, и она наносится на топокартограмму.Особое внимание следует уделить подбору цветов длякартирования. Обычно используют несколько базовых цветов иформируют их оттенки. Обычно при картировании более темные “холодные” цвета (темно-синий, синий, темно-зеленый, зеленый) используют для представления низкоамплитудных областей, а яркие “теплые” - для высокоамплитудных.В электроэнцефалографии применяют несколько видовкартирования.

Наиболее известные из них - абсолютное, относительное и нормативное картирование.В режиме абсолютного картирования цветом представляется абсолютное значение амплитуды сигнала. При этом максимальным значением считается 110 мкВ. Амплитуда выше 110мкВ изображается белым цветом. Остальные значения распределяются согласно основной цветовой шкале.При относительном картировании вначале определяетсямаксимально возможное значение амплитуды для каждого ритма. Это значение берется за 100%.

Остальные показатели определяются в процентном отношении от максимума. Далее строится карта по полученным процентным значениям амплитуды вкаждой точке. Этот режим необходим для случая низкоамплитудной ЭЭГ, когда она представлена небольшим количествомцветов, и сразу невозможно определить наличие очагов и степень распределения амплитуды.В режиме нормативного картирования максимальные значения амплитуды, являющиеся верхней границей нормы, определены для каждого ритма отдельно.

Для дельта- и тета-ритмовони равны 60 мкВ. Для альфа и бета-ритмов - соответственно46110 мкВ и 30 мкВ. И далее разложение в цветовую гамму идетаналогично режиму абсолютного картирования с той разницей,что для различных ритмов один и тот же цвет обозначает различный амплитудный диапазон. Поэтому для каждого ритмастроится своя цветовая шкала.474. СТАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ4.1. Общие понятияОдним из наиболее показательных методов статистической обработки является оценка сердечного ритма (СР), называемая иначе кардиоинтервалографией.Кардиоинтервалография (КИГ) использует графическоепредставление данных об изменениях СР при помощи регистрации последовательных кардиоинтервалов. Они измеряютсяпо длительности RR-интервалов электрокардиограммы (ЭКГ) всекундах или миллисекундах (1 c = 1000 мс).

Методика КИГпредставлена на рис.9.аб48вРис.9. Графики анализа RR-интервального рядаВначале, как это видно на рис. 9,а, при регистрации ЭКГизмеряются последовательные RR-интервалы (первые пять изрис. 9,а). Методика построения ритмограммы и гистограммыRR-интервалов отображена на рис. 9,б и 9,в:(б) – ритмограмма (Тrr - величина длительности RRинтервалов, N - порядковый номер RR-интервала). Ритмограмма строится путем откладывания значения RR-интервалов пооси ординат последовательно, согласно их порядковому номеру;(в) - гистограмма (N - порядковый номер RR-интервала вотрезке числовой оси.