Мат_анализ ЭЭГ (1113549), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Альфа ритм локального генеза. Локальный альфа ритм — любое преобладание альфа ритма в определенной зоне. В данном случае нельзя достоверно оценить это локальное усиление альфа ритма или редукция альфа ритма в данной зоне. Необходимо указать, что локальный корковый альфа ритм имеет отдельный генератор в корковой зоне. При подкорковом генераторе когерентность с соседними нарастает. Такой подход позволяет более четко отмечать степень изменения альфа ритма. По мнению Иванова Л.Б. (к которому можно присоединиться) измененным можно считать ритм с малой когерентностью с соседними участками. Можно отметить, что снижение когерентности говорит об отдельном генераторе альфа ритма, как правило корковом, что не соответствует генезу генерации нормального альфа ритма. На спектрах мощности такой локальный ритм может быть как более высоким так и низким по мощности.

Анализ других ритмов более сложен, но в целом подчиняется той же схеме. Высокий уровень когерентности отмечается при подкорковом очаге ритма, низкий уровень при корковом генераторе. Так, напрмер при опухолях полушарий и конвекситальных очаговых процессах в зоне очага когерентность значительно снижается. При анализе необходимо только адекватно выбирать пары для оценки когерентности.

Трехмерная локализация источников патологической активности.

Метод трехмерной локализации источников патологической активности по праву можно назвать тем новым, что появилось со времени разделения ЭЭГ на частотные диапазоны. Целью данного доклада является не описание программы или преимущества того или иного метода расчета, а раскрытие принципа метода и основных подходов его использования в практике ЭЭГ.

Одним из дополнительных элементов математического анализа является метод многошаговой дипольной локализации (МДЛ), основанный на пейсмекерной теории, согласно которой нейроны мозга работают не в случайных режимах, а синхронизируют свою активность между собой, т.е. объединяются в группы (пейсмекеры), дающие относительно одновременные положительные и отрицательные колебания потенциала. Основой расчетов является теорема Лапласа (амплитуда потенциала обратно пропорциональна квадрату расстояния) с учетом электрических свойств среды.

Сущность метода заключается в решении так называемой обратной задачи ЭЭГ — по имеющимся записанным потенциалам коры головного мозга определить локализацию генерирующего их функционального очага. Необходимо отметить, что данный метод расчетов создает математическую модель распределения источников в трехмерном пространстве с определенной достоверностью. Это делает данный метод статистическим, что не позволяет оценивать осточник данной активности только по одному диполю.

Основными предпосылками метода являются следующие положения:

1. Источник представляет из себя “диполь”, в данном случае это популяция нейронов, генерирующая определенный вид активности, с положительным и отрицательным полюсами, размеры которой много меньше расстояния до точек регистрации потенциала с коры головного мозга (т.е. до точек установления электродов).

2. Ткани мозга по отношению к току являются проводником, т.е. не принимается в расчет специфика проведения, связанная с физическим, химическим и биологическим импедансом тканей.

3. Ток проходит по тканям мгновенно.

4. Ткани мозга одинаково проводят ток во всех точках и направлениях, т.е. не учитывается значительная разность сопротивления при проведении тока в белом и сером веществе, вдоль нервных волокон и поперек и т.п. Участки с большим и меньшим сопротивлением компенсируют друг друга и замена отдельных параметров средними не приводит к значительной ошибке.

1. Число одновременно действующих источников не превышает одного - двух. Данное ограничение необходимо, т.к. каждый источник описывается тремя координатами в пространстве и тремя параметрами, описывающими его ориентацию и интенсивность. При этом точность расчета определяется превышением числа отведений над числом параметров.

Данные допущения требуют определенного подхода к выбору активност. Основным условием является достаточная амплитудная представленность ритма, либо его большое количество. Поэтому высокоамплитудную активность можно оценивать по малому числу волн. Для адекватного построения источников по низкоамплитудной активности необходимо анализировать значительно большее количество волн.

В целом метод работает следующим образом. На оцифрованной кривой ЭЭГ отмечают временное сечение, которому соответствует одна точка в каждом отведении. Измеряется амплитуда потенциала в каждой точке и по данным распределения потенциала методом МДЛ находится источник данной активности, который с определенной долей вероятности соответствует распределению потенциала на скальпе.

Метод трехмерной локализации не является самостоятельным, а лишь дополняет стандартный анализ ЭЭГ. Для принятия решения какую активность лучше всего брать для анализа необходимо тщательно изучить ЭЭГ, провести спектральный анализ для выделения основных гармоник патологических ритмов. В зависимости от целей анализу методом МДЛ могут подвергаться разные формы активности:

1. Волновые компоненты.

   • Локальные "фоновые" волны.

   • Пароскизмальные волновые феномены, как локальные так и диффузные.

   • Физиологические ритмы.

2. Неволновые компоненты.

   • Спайковая активность единичная и групповая.

   • Островолновая активность.

   • Полифазные волны.

3. Эпилептические феномены (смешанные неволновые и волновые компоненты).

Каждый из компонентов требует своего подхода при проведении анализа методом МДЛ.

Точность расчетов методом МДЛ определяется следующими моментами:

1. Качеством записи ЭЭГ (точное соблюдение методики по системе "10-20"). Чем выше точность наложения электродов тем выше точность анализа.

2. Наличие артефактов. На исследуемой активноести не должно быть артефактов. Это достигается разными приемами: фильтрация, удаление дефектных участков, при необходимости удаление канала.

3. Устранение дрейфа изолинии.

4. Правильный выбор анализируемой активности. Основные требования к исследуемой активности:

• Интересующий элемент должен быть хорошо сформирован

• Интересующий компонент д.б. достаточно амплитудным и отличаться от прочей активности.

• Фрагмент не должен быть слишком длинным

Весь процесс анализа методом трехмерной локализации можно разделить на несколько этапов:

1. Выделение фрагментов для анализа.

2. Выбор системы отведений, их количества.

3. Подготовка выделенных фрагментов к анализу.

4. выбор временных срезов для анализа (вручную или в автоматическом режиме).

5. Предварительная оценка результатов (выбор уровня достоверности полученной мат. Модели в соответствии распределения потенциалов на скальпе).

6. Выбор опорного канала.

7. Локализация источников в трехмерном пространственном макете головы.

8. Клиническая оценка результатов.

Основным моментом является адекватный выбор и подготовка фрагментов для анализа. Подход к анализу патологической активности зависит от ее модальности.

Волновые компоненты — локальные "фоновые" волны. В данном случае подразумевается медленноволновая активность, достаточно постоянная, которая может являться основным ритмом ЭЭГ. Ее отличает наличие локального преобладание в определенной зоне скальпа. После визуальной оценки ЭЭГ, проводится удаление артефактов (исключение из анализа. Выбираются эпохи в которых наиболее четко представлен патологический ритм по амплитуде. После этого проводят спектральный анализ ритма и определяют частотный диапазон данного ритма. Далее проводят цифровую фильтрацию кривой в данном диапазоне. После этого для анализа берут только те участки, в которых наиболее амплитудный ритм. В случае, если на спектре патологический ритм представлен одномодальным пиком, ограничиваются одним частотным диапазоном. При двухмодальном пике, фильтрация проводится в каждом диапазоне. Выбор временных срезов проводится в автоматическом режиме расстановки точек. После этого проводят оценку дипольности и локализуют место генерации активности.

По такому же алгоритму проводится анализ физиологических ритмов.

Волновые компоненты — пароксизмальные волновые компоненты требуют несколько иного подхода. Первоначально мы анализировали данную активность так же как и диффузную, что оказалось не совсем правильно (не совсем точно локализовался очаг). Далее мы изменили алгоритм подхода к анализу. Первоначально отмечаются участки с интересующей нас патологической активностью. Далее проводится спектральный анализ выделенных ритмов с расположением интересующей нас активности в центре коротких (5 с) эпох. На основании спектра мощности определяется частотный диапазон данной активности. Далее в автоматическом режиме выбираются срезы. Далее проводится указанный выше анализ.

Неволновые компоненты. Данные элементы носят, как правило пароксизмальный характер. Первоначально выбираются участки, где данные компоненты представлены в наиболее амплитудном виде. Далее проводится анализ участков. Временные срезы выбираются вручную по негативным пикам (можно отмечать по несколько точек на каждом пике). После этого делается расчет диполей.

В случае если активность представлена полифазными волнами, острыми волнами не единичными а групповыми анализ проводится как волнового пароксизмального компонента.

Смешанные компоненты, к которым относится эпиактивность (комплексы пик-волна, острая-медленная волна. В данном случае необходимо соединение двух способов подготовки фрагментов. Сначала проводится выбор фрагментов с эпиактивностью. Далее, после устранения артефактов проводится анализ пиков (острых волн) в ручном режиме выделения временных срезов. Медленноволновый компонент анализируется отдельно, после проведения предварительной фильтрации. Диапазон фильтра выбирается на основании анализа периода медленноволнового компонента. Оптимально брать диапазон дельта ритма. После фильтрации проводится автоматическая расстановка временных срезов. После расчетов и выбора уровня достоверности данные накладываются друг на друга в одной системе координат. Наблюдения показывают, что медленно волновой компонент эпиактивности отражает преимущественно очаговые изменения, тогда как островолновый отражает распространение возбуждения в мозге.

Для более четкого выделения активности можно прибегать к изменению монтажа с выбором другого референтного электрода. Целью изменения монтажа вывести в более амплитудном виде интересующую нас активность. Так, если сточник находится в медиобазальных отделах, он более амплитудно представлен на скальпе при монополярном отведении. При приближении источника к конвексу, он более четко проявляется при биполярных отведениях и с усредненным электродом. Таким образом выбор системы отведений позволяет как бы фокусировать патологическую активность.

После проведения анализа активности составляется заключение (короткое резюме) по данной активности. Указывают место расположения очага, по какой активности, степень достоверности математической модели. В случае анализа нескольких видов активности описывается каждый из них.

При анализе методом МДЛ необходимо помнить, что мы оцениваем не анатомические изменения, а функциональные и речь идет именно о функциональном очаге. Кроме того, мы имеем дело с математической моделью, которая имеет определенную степень достоверности распределения диполей.

Данный очаг может совпадать с методами нейровизуализации, может несколько отличатся.

Николаев Сергей

17.09.2001

Характеристики

Список файлов учебной работы