ЭЭГ (электроэнцефалография) для пациентов и их родителей. Электроэнцефалография - описание и риски связанные с процедурой Ээг метод исследования

Электроэнцефалография (ЭЭГ) - запись электрических волн, характеризующихся определённой ритмичностью. При анализе ЭЭГ обращают внимание на базальный ритм, симметричность электрической активности мозга, спайковую активность, ответ на функциональные пробы. Диагноз ставят с учётом клинической картины. Первую ЭЭГ человека зарегистрировал немецкий психиатр Ханс Бергер в 1929 г.

Электроэнцефалография - метод исследования головного мозга с помощью регистрации разности электрических потенциалов, возникающих в процессе его жизнедеятельности. Регистрирующие электроды располагают в определённых областях головы так, чтобы на записи были представлены все основные отделы мозга. Получаемая запись - электроэнцефалограмма (ЭЭГ) - является суммарной электрической активностью многих миллионов нейронов, представленной преимущественно потенциалами дендритов и тел нервных клеток: возбудительными и тормозными постсинаптическими потенциалами и частично - потенциалами действия тел нейронов и аксонов. Таким образом, ЭЭГ отражает функциональную активность головного мозга. Наличие регулярной ритмики на ЭЭГ свидетельствует, что нейроны синхронизуют свою активность. В норме эта синхронизация определяется главным образом ритмической активностью пейсмейкеров (водителей ритма) неспецифических ядер таламуса и их таламокортикальных проекций.

Поскольку уровень функциональной активности определяется неспецифическими срединными структурами (ретикулярной формацией ствола и переднего мозга), эти же системы определяют ритмику, внешний вид, общую организацию и динамику ЭЭГ. Симметричная и диффузная организация связей неспецифических срединных структур с корой определяет билатеральную симметричность и относительную однородность ЭЭГ для всего мозга.

, , , , , , ,

Цель проведения электроэнцефалографии

Основная цель использования электроэнцефалографии в клинической психиатрии - выявление или исключение признаков органического поражения головного мозга (эпилепсии, опухолей и травм головного мозга, нарушений мозгового кровообращения и метаболизма, нейродегенеративных заболеваний) для дифференциальной диагностики и уточнения природы клинических симптомов. В биологической психиатрии ЭЭГ широко используют для объективной оценки функционального состояния тех или иных структур и систем головного мозга, для исследования нейрофизиологических механизмов психических расстройств, а также действия психотропных препаратов.

Показания к проведению электроэнцефалографии

• Дифференциальная диагностика нейроинфекций с объёмными поражениями ЦНС.
• Оценка степени тяжести поражения ЦНС при нейроинфекциях и инфекционных энцефалопатиях.
• Уточнение локализации патологического процесса при энцефалитах.

Подготовка к исследованию электроэнцефалографии

Перед исследованием пациент должен воздержаться от употребления напитков, содержащих кофеин, приёма снотворных и седативных препаратов. За 24-48 ч до электроэнцефалографии (ЭЭГ) больной прекращает приём противосудорожных средств, транквилизаторов, барбитуратов и других седативных препаратов.

Методика исследования электроэнцефалографии

Перед обследованием пациента информируют о методике проведения ЭЭГ и её безболезненности, потому что эмоциональное состояние существенно влияет на результаты исследования. ЭЭГ проводят утром до приёма пищи в положении лёжа на спине или полулёжа в кресле в расслабленном состоянии.

Электроды на коже головы располагают в соответствии с Международной схемой.

Сначала при закрытых глазах пациента регистрируют фоновую (базальную) ЭЭГ, затем проводят запись на фоне различных функциональных проб (активации - на открытие глаз, фотостимуляции и гипервентиляции). Фотостимуляцию осуществляют с помощью стробоскопического источника света, мигающего с частотой 1-25 в секунду. При пробе на гипервентиляцию пациента просят быстро и глубоко дышать в течение 3 мин. Функциональные пробы могут выявить патологическую активность, в иной ситуации не выявляемую (в том числе очаг судорожной активности), и спровоцировать у пациента судорожный приступ, который возможен и после исследования, поэтому необходимо уделить особое внимание пациенту, у которого обнаруживают те или иные формы патологической активности.

Положение электродов

Для оценки по ЭЭГ функционального состояния основных сенсорных, моторных и ассоциативных зон коры головного мозга и их подкорковых проекций на коже головы устанавливают значительное число электродов (обычно от 16 до 21).

С целью обеспечения возможности сравнения ЭЭГ у разных больных электроды располагают по стандартной Международной системе 10-20%. При этом ориентирами для установки электродов служат переносица, затылочный бугор и наружные слуховые проходы. Длину продольной полуокружности между переносицей и затылочным бугром, а также поперечной полуокружности между наружными слуховыми проходами делят в соотношении 10%, 20%, 20%, 20%, 20%, 10%. Электроды устанавливают в местах пересечений проведённых через эти точки меридианов. Ближе всего ко лбу (на расстоянии 10% от переносицы) устанавливают лобно-полюсные электроды (Fр 1, Fрz и Fр2), а далее (через 20% длины полуокружности) - лобные (FЗ, Fz и F4) и передневисочные (F7 и F8). затем - центральные (СЗ, Сz и С4) и височные (ТЗ и Т4). далее - теменные (РЗ, Рz и Р4), задневисочные (Т5 и Т6) и затылочные (01, Оz и 02) электроды соответственно.

Нечётными цифрами обозначают электроды, расположенные на левом полушарии, чётными - электроды, расположенные на правом полушарии, а индексом z - электроды, расположенные по средней линии. Референтные электроды на мочках ушей обозначают как А1 и А2, а на сосцевидных отростках - как М1 и М2.

Обычно электроды для регистрации ЭЭГ - металлические диски с контактным стержнем и пластмассовым корпусом (мостиковые электроды) или вогнутые «чашечки» диаметром около 1 см со специальным хлорсеребряным (Ag-AgCI) покрытием для предотвращения их поляризации.

С целью снижения сопротивления между электродом и кожей больного на дисковые электроды надевают специальные тампоны, смоченные раствором NаС1 (1-5%). Чашечковые электроды заполняют электропроводным гелем. Волосы под электродами раздвигают, а кожу обезжиривают спиртом. Электроды закрепляют на голове с помощью шлема из резиновых тяжей или специальными клеющими составами и тонкими гибкими проводами присоединяют к входному устройству электроэнцефалографа.

В настоящее время разработаны и специальные шлемы-шапочки из эластичной ткани, в которые электроды вмонтированы по системе 10-20%, а провода от них в виде тонкого многожильного кабеля с помощью многоконтактного разъёма подключают к электроэнцефалографу, что упрощает и ускоряет процесс установки электродов.

Регистрация электрической активности головного мозга

Амплитуда потенциалов ЭЭГ в норме не превышает 100 мкВ, поэтому аппаратура для регистрации ЭЭГ включает мощные усилители, а также полосовые и заградительные фильтры для выделения низкоамплитудных колебаний биопотенциалов головного мозга на фоне различных физических и физиологических помех - артефактов. Кроме того, электроэнцефалографические установки содержат устройства для фото- и фоностимуляции (реже для видео- и электростимуляции), которые используют при изучении так называемой «вызванной активности» головного мозга (вызванные потенциалы), а современные ЭЭГ-комплексы - ещё и компьютерные средства анализа и наглядного графического отображения (топографическое картирование) различных параметров ЭЭГ, а также видеосистемы для наблюдения за больным.

Во многих случаях для выявления скрытых нарушений деятельности головного мозга используют функциональные нагрузки.

Виды функциональных нагрузок:

• ритмическая фотостимуляция с разными частотами следования световых вспышек (в том числе синхронизированных с волнами ЭЭГ);
• фоностимуляция (тоны, щелчки);
• гипервентиляция;
• депривация сна;
• непрерывная запись ЭЭГ и других физиологических параметров во время сна (полисомнография) или в течение суток (ЭЭГ-мониторинг);
• регистрация ЭЭГ при выполнении различных перцептивно-когнитивных задач;
• фармакологические пробы.

Интерпретация результатов электроэнцефалографии

К основным ритмам, которые выделяют на ЭЭГ, относят α, β, δ, θ-ритмы.

• α-Ритм - основной корковый ритм ЭЭГ-покоя (с частотой 8-12 Гц) регистрируют при бодрствовании и закрытых глазах пациента. Максимально выражен в затылочно-теменных областях, имеет регулярный характер и исчезает при наличии афферентных раздражителей.
• β-Ритм (13-30 Гц) обычно связан с тревогой, депрессией, применением седативных препаратов и лучше регистрируется над лобной областью.
• θ-Ритм с частотой 4-7 Гц и амплитудой 25-35 мкВ составляет нормальный компонент взрослой ЭЭГ и доминирует в детском возрасте. В норме у взрослых 9-колебания регистрируют в состоянии естественного сна.
• δ-Ритм с частотой 0,5-3 Гц и разной амплитуды в норме регистрируют в состоянии естественного сна, в бодрствовании встречают лишь при небольшой амплитуде и в небольшом количестве (не более 15%) с наличием α-ритма в 50%. Патологическими считают 8-колебания, превышающие амплитуду 40 мкВ и занимающие более 15% общего времени. Появление 5-ритма в первую очередь свидетельствует о признаках нарушения функционального состояния мозга. У пациентов с внутричерепными очагами поражения на ЭЭГ выявляют над соответствующей областью медленные волны. Развитие энцефалопатии (печёночной) вызывает изменения на ЭЭГ, выраженность которых пропорциональна степени нарушения сознания, в виде генерализованной диффузной медленно-волновой электрической активности. Крайнее выражение патологической электрической активности мозга - отсутствие всяких колебаний (прямая линия), что свидетельствует о смерти мозга. При выявлении смерти мозга следует быть готовым оказать моральную поддержку родственникам пациента.

Визуальный анализ ЭЭГ

К информативным параметрам оценки функционального состояния головного мозга как при визуальном, так и при компьютерном анализе ЭЭГ относят амплитудно-частотные и пространственные характеристики биоэлектрической активности головного мозга.

Показатели визуального анализа ЭЭГ:

• амплитуда;
• средняя частота;
• индекс - время, занятое тем или иным ритмом (в %);
• степень генерализации основных ритмических и фазических компонентов ЭЭГ;
• локализация фокуса - наибольшая выраженность по амплитуде и индексу основных ритмических и фазических компонентов ЭЭГ.

Альфа-ритм

При стандартных условиях регистрации (состояние неподвижного спокойного бодрствования с закрытыми глазами) ЭЭГ здорового человека - совокупность ритмических компонентов, различающихся по частоте, амплитуде, корковой топографии и функциональной реактивности.

Основной компонент ЭЭГ в стандартных условиях в норме - α-ритм [регулярная ритмическая активность с волнами квазисинусоидальной формы частотой 8-13 Гц и характерными амплитудными модуляциями (α-веретёна)], максимально представленный в задних (затылочных и теменных) отведениях. Подавление α-ритма происходит при открывании и движениях глаз, зрительной стимуляции, ориентировочной реакции.

В α-частотном диапазоне (8-13 Гц) выделяют ещё несколько видов α-подобной ритмической активности, которые выявляются реже затылочного α-ритма.

• μ-Ритм (роландический, центральный, аркообразный ритм) - сенсомоторный аналог затылочного α-ритма, который регистрируют преимущественно в центральных отведениях (над центральной или роландовой бороздой). Иногда он имеет специфическую аркообразную форму волн. Угнетение ритма происходит при тактильном и проприоцептивном раздражении, а также при реальном или воображаемом движении.
• κ-Ритм (Кеннеди-волны) регистрируют в височных отведениях. Он возникает в ситуации высокого уровня зрительного внимания при подавлении затылочного α-ритма.

Другие ритмы. Выделяют также θ- (4-8 Гц), σ- (0,5-4 Гц), β- (выше 14 Гц) и γ- (выше 40 Гц) ритмы, а также ряд других ритмических и апериодических (фазических) компонентов ЭЭГ.

, , , , , , , , ,

Фаторы, влияющие на результат

В процессе регистрации отмечают моменты двигательной активности пациента, так как это отражается на ЭЭГ и может быть причиной неправильной её интерпретации.

, , , , , , , , , , , ,

Электроэнцефалограмма при психической патологии

Отклонения ЭЭГ от нормы при психических расстройствах, как правило, не обладают выраженной нозологической специфичностью (за исключением эпилепсии) и чаще всего сводятся к нескольким основным типам.

Основные типы изменений ЭЭГ при психических расстройствах: замедление и десинхронизация ЭЭГ, уплощение и нарушение нормальной пространственной структуры ЭЭГ, появление «патологических» волновых форм.

• Замедление ЭЭГ - снижение частоты и/или угнетение α-ритма и повышенное содержание θ- и σ-активности (например, при деменции пожилого возраста, в зонах с нарушенным мозговым кровообращением или при опухолях головного мозга).
• Десинхронизация ЭЭГ проявляется в виде угнетения α-ритма и повышения содержания β-активности (например, при арахноидитах, повышении внутричерепного давления, мигрени, цереброваскулярных нарушениях: церебральном атеросклерозе, стенозе мозговых артерий).
• «Уплощение» ЭЭГ включает общее угнетение амплитуды ЭЭГ и пониженное содержание высокочастотной активности [например, при атрофических процессах, при расширении субарахноидальных пространств (наружной гидроцефалии), над поверхностно расположенной опухолью головного мозга или в области субдуральной гематомы].
• Нарушение нормальной пространственной структуры ЭЭГ. Например, грубая межполушарная асимметрия ЭЭГ при локальных корковых опухолях; сглаживание межзональных различий ЭЭГ за счёт угнетения затылочного α-ритма при тревожных расстройствах или при генерализации α-частотной активности за счёт почти одинаковой выраженности α- и μ-ритмов, что нередко выявляют при депрессии; смещение фокуса β-активности из передних в задние отведения при вертебробазиллярной недостаточности.
• Появление «патологических» волновых форм (прежде всего высокоамплитудные острые волны, пики, комплексы [например, пик-волна при эпилепсии)!. Иногда такая «эпилептиформная» ЭЭГ-активность отсутствует в обычных поверхностных отведениях, но её можно зарегистрировать от назофарингеального электрода, который вводят через нос к основанию черепа. Он позволяет выявить глубинную эпилептическую активность.

Следует отметить, что перечисленные особенности изменений визуально определяемых и количественных характеристик ЭЭГ при разных нервно-психических заболеваниях, в основном, относят κ-фоновой ЭЭГ, записанной в стандартных условиях регистрации ЭЭГ. Такой вид ЭЭГ-обследования возможен для большинства больных.

Интерпретацию нарушений ЭЭГ обычно дают в терминах сниженного функционального состояния коры головного мозга, дефицита коркового торможения, повышенной возбудимости стволовых структур, корково-стволовой ирритации (раздражения), наличия ЭЭГ-признаков сниженного порога судорожной готовности с указанием (при возможности) локализации этих нарушений или источника патологической активности (в корковых областях и/или в подкорковых ядрах (глубоких переднемозговых, лимбических, диэнцефальных или нижнестволовых структурах)).

Такая интерпретация основана главным образом на данных об изменениях ЭЭГ в цикле сон-бодрствование, об отражении в картине ЭЭГ установленных локальных органических поражений головного мозга и нарушений мозгового кровотока в неврологической и нейрохирургической клинике, на результатах многочисленных нейрофизиологических и психофизиологических исследований (в том числе на данных о связи ЭЭГ с уровнем бодрствования и внимания, с действием стрессовых факторов, с гипоксией и др.) и на обширном эмпирическом опыте клинической электроэнцефалографии.

, , , , ,

Осложнения

При проведении функциональных проб возможно возникновение судорожного приступа , который необходимо зарегистрировать и быть готовым оказать первую помощь пациенту.

Применение различных функциональных проб, безусловно, повышает информативность ЭЭГ-обследования. но увеличивает время, необходимое для регистрации и анализа ЭЭГ, приводит к утомлению больного, а также может быть сопряжено с риском провокации судорожных приступов (например, при гипервентиляции или ритмической фотостимуляции). В связи с этим не всегда возможно использовать эти методы у больных эпилепсией , пожилых людей или детей младшего возраста.

, , , , , , , , , , ,

Альтернативные методы

Основные выходные параметры спектрального анализа:

• средняя амплитуда;
• средняя и модальная (наиболее часто встречающаяся) частоты ритмов ЭЭГ;
• спектральная мощность ритмов ЭЭГ (интегральный показатель, соответствующий площади под кривой ЭЭГ и зависящий как от амплитуды, так и от индекса соответствующего ритма).

Спектральный анализ ЭЭГ обычно выполняют на коротких (2-4 сек) фрагментах записи (эпохах анализа). Усреднение спектров мощности ЭЭГ по нескольким десяткам единичных эпох с вычислением статистического параметра (спектральной плотности) даёт представление о наиболее характерной для данного больного картине ЭЭГ.

Путём сравнения спектров мощности (или спектральной плотности; в разных отведениях получают показатель когерентности ЭЭГ, который отражает сходство колебаний биопотенциалов в разных областях коры головного мозга. Этот показатель имеет определённое диагностическое значение. Так, повышенную когерентность в α-частотной полосе (особенно, при десинхронизации ЭЭГ) выявляют при активном совместном участии соответствующих отделов коры головного мозга в выполняемой деятельности. Напротив, повышенная когерентность а полосе 5-ритма отражает сниженное функциональное состояние головного мозга (например, при поверхностно расположенных опухолях).

Периодометрический анализ

Реже используют периодометрический анализ (период-анализ, или амплитудно-интервальный анализ), когда измеряют периоды между характеристическими точками волн ЭЭГ (вершинами волн или пересечениями нулевой линии) и амплитуды вершин волн (пиков).

Период-анализ ЭЭГ позволяет определять средние и крайние значения амплитуды волн ЭЭГ, средние периоды волн и их дисперсию, точно (по сумме всех периодов волн данного частотного диапазона) измерять индекс ЭЭГ-ритмов.

По сравнению с Фурье-анализом период-анализ ЭЭГ обладает большей устойчивостью к помехам, так как его результаты в значительно меньшей степени зависят от вклада одиночных высокоамплитудных артефактов (например, помех от движений больного). Однако его применяют реже спектрального анализа, в частности, потому что не выработаны стандартные критерии порогов детекции пиков волн ЭЭГ.

Другие нелинейные методы анализа ЭЭГ

Описаны и другие нелинейные методы анализа ЭЭГ, основанные, например, на вычислении вероятности появления последовательных волн ЭЭГ, принадлежащих разным частотным диапазонам, пли на определении временных соотношений между некоторыми характерными фрагментами ЭЭГ |ЭЭГ-паттернами (например, веретёнами α-ритма)| в разных отведениях. Хотя в экспериментальных работах показана информативность результатов таких видов анализа ЭЭГ в отношении диагностики некоторых функциональных состояний головного мозга, в диагностической практике эти методы практически не применяют.

Количественная электроэнцефалография позволяет более точно, чем при визуальном анализе ЭЭГ, определять локализацию очагов патологической активности при эпилепсии и различных неврологических и сосудистых расстройствах, выявлять нарушения амплитудно-частотных характеристик и пространственной организации ЭЭГ, при ряде психических расстройств, количественно оценивать влияние терапии в том числе психофармакотерапии) на функциональное состояние головного мозга, а также осуществлять автоматическую диагностику некоторых расстройств и/или функциональных состояний здорового человека путём сравнения индивидуальных ЭЭГ с базами нормативных ЭЭГ-данных (возрастной нормы, разных видов патологии и др.). Все эти преимущества позволяют существенно сократить время подготовки заключения по результатам ЭЭГ-обследования, повышают вероятность выявления отклонений ЭЭГ от нормы.

Результаты количественного анализа ЭЭГ можно выдавать как в цифровой форме (в виде таблиц для последующего статистического анализа), а также в виде наглядной цветной «карты», которую удобно сравнивать с результатами КТ, магнитно-резонансной томографии (МРТ) и позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), а также с оценками локального мозгового кровотока и данными нейропсихологического тестирования. Таким образом можно непосредственно сопоставлять структурные и функциональные нарушения деятельности головного мозга.

Важным шагом в развитии количественной ЭЭГ стало создание программного обеспечения для определения внутримозговой локализации эквивалентных дипольных источников наиболее высокоамплитудных компонентов ЭЭГ (например, эпилептиформной активности). Последнее достижение в этой области - разработка программ, совмещающих МРТ и ЭЭГ-карты головного мозга больного с учётом индивидуальной формы черепа и топографии мозговых структур.

При интерпретации результатов визуального анализа или картирования ЭЭГ необходимо учитывать возрастные (как эволюционные, так и инволюционные) изменения амплитудно-частотных параметров и пространственной организации ЭЭГ, а также изменения ЭЭГ на фоне приёма лекарственных средств, которые закономерно возникают у больных в связи с лечением. По этой причине запись ЭЭГ, как правило, выполняют до начала или после временной отмены лечения.

Пполисомнография

Электрофизиологическое исследование сна, или полисомнография - одна из областей количественной ЭЭГ.

Цель метода заключается в объективной оценке длительности и качества ночного сна, выявлении нарушений структуры сна [в частности, длительности и латентного периода разных фаз сна, особенно фазы сна с быстрыми движениями глаз], сердечно-сосудистых (нарушения ритма сердца и проводимости) и дыхательных (апноэ) нарушений во время сна.

Методика исследования

Физиологические параметры сна (ночного или дневного):

• ЭЭГ в одном-двух отведениях (чаще всего С3 или С4);
• данные электроокулограммы;
• данные электромиограммы;
• частота и глубина дыхания;
• общая двигательная активность больного.

Все эти показатели необходимы для идентификации стадий сна по общепринятым стандартным критериям. Медленноволновые стадии сна определяют по наличию в ЭЭГ сонных веретён и σ-активности, а фазу сна с быстрыми движениями глаз - по десинхронизации ЭЭГ, появлению быстрых движений глаз и глубокому снижению мышечного тонуса.

Кроме того, часто регистрируют электрокардиограмму (ЭКГ). АД. температуру кожи и насыщение крови кислородом (с помощью ушного фотооксигемометра). Все эти показатели позволяют оценить вегетативные расстройства во время сна.

Интерпретация результатов

Сокращение латентности фазы сна с быстрыми движениями глаз (менее 70 мин) и раннее (в 4-5 ч) утреннее пробуждение - установленные биологические признаки депрессивных и маниакальных состояний. В связи с этим полисомиография даёт возможность дифференцировать

Электроэнцефалогр а фия (от электро..., греч. enkephalos - головной мозг и...графия), метод исследования деятельности головного мозга животных и человека; основан на суммарной регистрации биоэлектрической активности отдельных зон, областей, долей мозга.

В 1929 г. Бергер (Н. Berger), применив струнный гальванометр, зарегистрировал биоэлектрическую активность коры головного мозга человека. Показав возможность отводить биоэлектрическую активность от неповрежденной поверхности головы, он открыл перспективность использования этого метода при обследовании больных с нарушениями деятельности головного мозга. Однако электрическая активность головного мозга является очень слабой (величина биопотенциалов составляет в среднем 5-500 мкВ). Дальнейшее развитие этих исследований и их практическое использование стало возможным после создания усилительной электронной аппаратуры. Она дала возможность получить значительное усиление биопотенциалов и вследствие своей безинерционности позволила наблюдать колебания без искажения их формы.

Для регистрации биоэлектрической активности используют электроэнцефалограф , содержащий электронные усилители с достаточно высоким коэффициентом усиления, низким уровнем собственных шумов и полосой частот от 1 до 100 Гц или выше. Кроме этого, в электроэнцефалограф входит регистрирующая часть, представляющая осциллографическую систему с выходом на чернильное перо, электроннолучевой или шлейфный осциллографы. Отводящие электроды, соединяющие исследуемый объект со входом усилителя, могут быть наложены на поверхность головы или вживлены на более или менее длительный срок в исследуемые участки головного мозга. В настоящее время начинает развиваться телеэлектроэнцефалография, которая позволяет регистрировать электрическую активность головного мозга на расстоянии от объекта. В этом случае биоэлектрическая активность модулирует частоту передатчика ультракоротких волн, расположенного на голове человека или животного, а входное устройство электроэнцефалографа принимает эти сигналы. Запись биоэлектрической активности головного мозга называют электроэнцефалограммой (ЭЭГ), если она зарегистрирована от неповрежденного черепа, и электрокортикограммой (ЭКоГ) при регистрации непосредственно от коры головного мозга. В последнем случае метод регистрации биотоков мозга называют электрокортикографией . ЭЭГ представляют собой суммарные кривые изменений во времени разностей потенциалов, возникающих под электродами. Для оценки ЭЭГ разработаны приборы - анализаторы, автоматически разлагающие эти сложные кривые на составляющие их частоты. Большинство анализаторов содержит ряд узкополосных фильтров, настроенных на определенные частоты. На эти фильтры с выхода электроэнцефалографа подается биоэлектрическая активность. Результаты частотного анализа представляются регистрирующим прибором обычно параллельно ходу эксперимента (анализаторы Уолтера и Кожевникова). Для анализа ЭЭГ и ЭКоГ используют также интеграторы, дающие суммарную оценку интенсивности колебаний за некоторый промежуток времени. Их действие основано на измерении потенциалов конденсатора, который заряжается током, пропорциональным мгновенным значениям исследуемого процесса.

Цель ЭЭГ:

Выявление эпилептической активности и определение типа эпилептических припадков.

Диагностика интракраниальных очагов поражения (абсцесс, опухоли).

Оценка электрической активности головного мозга при болезнях обмена веществ, ишемии мозга, его травмах, менингите, энцефалите, нарушении умственного развития, психических заболеваниях и лечении различными препаратами.

Оценка степени активности головного мозга, диагностика смерти мозга.

Подготовка пациента:

Следует объяснить пациенту, что исследование позволяет оценить электрическую активность головного мозга.

Следует объяснить суть исследования пациенту и его родным и ответить на их вопросы.

Перед исследованием пациент должен воздержаться от употребления напитков, содержащих кофеин; других ограничений в диете и режиме питания не требуется. Следует предупредить пациента, что если он не позавтракает перед исследованием, то у него возникнет гипогликемия, которая скажется на результате исследования.

Пациенту следует тщательно помыть и высушить волосы для удаления остатков спреев, кремов, масел.

ЭЭГ регистрируют в положении пациента полулежа или лежа на спине. Электроды прикрепляют к коже головы с помощью специальной пасты. Следует успокоить пациента, объяснив ему, что электроды не ударяют током.

Пластинчатые электроды используются чаще, но если исследование проводят с помощью игольчатых электродов, следует предупредить пациента, что он будет чувствовать уколы при введении электродов.

Следует по возможности устранить страх и тревогу у пациента, так как они существенно влияют на ЭЭГ.

Следует выяснить, какие препараты пациент принимает. Например, прием противосудорожных, транквилизаторов, барбитуратов и других седативных препаратов следует прекратить за 24-48 ч до исследования. Детям, которые часто плачут во время исследования, и беспокойным пациентам желательно назначить седативные средства, хотя они могут повлиять на результат исследования.

У пациента с эпилепсией может потребоваться ЭЭГ сна. В таких случаях накануне исследования он должен провести бессонную ночь, а перед исследованием ему дают седативный препарат (например, хлоралгидрат), чтобы он заснул во время регистрации ээг.

Если ЭЭГ записывают для подтверждения диагноза смерти мозга, следует поддержать родственников пациента психологически.

Процедура и последующий уход:

Пациента укладывают в положение лежа на спине или полулежа и прикрепляют электроды к коже головы.

Перед тем как начать регистрацию ЭЭГ, пациента просят расслабиться, закрыть глаза и не двигаться. В процессе регистрации следует отмечать на бумаге момент, когда пациент моргнул, сделал глотательное или другие движения, так как это отражается на ЭЭГ и может явиться причиной неправильной ее интерпретации.

Регистрацию при необходимости можно приостановить, чтобы дать пациенту передохнуть, устроиться поудобнее. Это важно, так как беспокойство и усталость пациента могут отрицательно сказаться на качестве ЭЭГ.

После начального периода регистрации базальной ЭЭГ запись продолжают на фоне различных нагрузочных проб, т.е. действий, которые он не выполняет обычно в спокойном состоянии. Так, пациента просят быстро и глубоко дышать в течение 3 мин, что вызывает гипервентиляцию, которая может спровоцировать у него типичный эпилептический припадок или другие расстройства. Эту пробу обычно используют для диагностики припадков типа абсанса. Аналогично фотостимуляция позволяет исследовать реакцию головного мозга на яркий свет, она усиливает патологическую активность при эпилептических припадках типа абсанса или при миоклонических судорогах. Фотостимуляцию осуществляют с помощью стробоскопического источника света, мигающего с частотой 20 в секунду. ЭЭГ регистрируют при закрытых и открытых глазах пациента.

Необходимо проследить за тем, чтобы пациент возобновил прием противосудорожных и других препаратов, который был прерван перед исследованием.

После исследования возможны эпилептические припадки, поэтому пациенту предписывают щадящий режим и обеспечивают внимательный уход за ним.

Следует помочь пациенту удалить остатки пасты для электродов с кожи головы.

Если пациент перед исследованием принял седативные препараты, следует обеспечить его безопасность, например поднять борта кровати.

Если на ЭЭГ выявлена смерть мозга, следует поддержать морально родственников пациента.

Если припадки оказываются неэпилептическими, пациента должен обследовать психолог.

Данные ЭЭГ оказываются различными у здорового и больного человека. В состоянии покоя на ЭЭГ взрослого здорового человека видны ритмические колебания биопотенциалов двух типов. Более крупные колебания, со средней частотой 10 в 1 сек. и с напряжением, равным 50 мкв, называются альфа-волнами . Другие, более мелкие колебания, со средней частотой 30 в 1 сек. и напряжением, равным 15-20 мкв, называются бета-волнами . Если мозг человека переходит от состояния относительного покоя к состоянию деятельности, то альфа-ритм ослабевает, а бета-ритм усиливается. Во время сна как альфа-ритм, так и бета-ритм уменьшаются и появляются более медленные биопотенциалы с частотой 4-5 или 2-3 колебания в 1 сек. и частотой 14-22 колебания в 1 сек. У детей ЭЭГ отличается от результатов исследования электрической активности головного мозга у взрослых и приближается к ним по мере полного созревания мозга, т. е. к 13- 17 годам жизни. При различных заболеваниях мозга на ЭЭГ возникают разнообразные нарушения. Признаками патологии на ЭЭГ покоя считаются : стойкое отсутствие альфа-активности (десинхронизация альфа-ритма) или, наоборот, резкое ее усиление (гиперсинхронизация); нарушение регулярности колебаний биопотенциалов; а также появление патологических форм биопотенциалов - высокоамплитудных медленных (тета- и дельта-волн, острых волн, комплексов пик-волна и пароксизмальных разрядов и т. д. По этим нарушениям врач-невропатолог может определить тяжесть и до известной степени характер мозгового заболевания. Так, например, если в головном мозге имеется опухоль или произошло кровоизлияние в мозг, электроэнцефалографические кривые дают врачу указание, где (в какой части мозга) это повреждение находится. При эпилепсии на ЭЭГ даже в межприпадочном периоде можно наблюдать возникновение на фоне обычной биоэлектрической активности острых волн или комплексов пик-волна. Особенно важна электроэнцефалография когда встает вопрос о необходимости операции на мозге для удаления у больного опухоли, абсцесса или инородного тела. Данные электроэнцефалографии в сочетании с другими методами исследования используют, намечая план будущей операции. Во всех тех случаях, когда при осмотре больного с заболеванием ЦНС у врача-невропатолога возникают подозрения о структурных поражениях головного мозга, целесообразно электроэнцефалографическое исследование, С этой целью рекомендуется направлять больных в специализированные учреждения, где работают кабинеты электроэнцефалографии.

Факторы, влияющие на результат исследования

Наводки от электрических приборов, движения глаз, головы, языка, тела (наличие артефактов на ЭЭГ).

Прием противосудорожных и седативных препаратов, транквилизаторов и барбитуратов может маскировать судорожную активность. Острое отравление наркотическими препаратами или выраженная гипотермия вызывают снижение уровня сознания.

Другие методы

Компьютерная томография головного мозга .

КТ головного мозга позволяет получить на экране монитора с помощью компьютера серийные срезы (томограммы) головного мозга в различных плоскостях: горизонтальной, сагиттальной и фронтальной. Для получения изображения анатомических срезов различной толщины используется информация, получаемая от облучения ткани головного мозга на сотне тысяч уровнях. Специфичность и достоверность исследования повышаются с увеличением степени разрешения, которая зависит от рассчитываемой на компьютере плотности облучения нервной ткани. Несмотря на то что, МРТ превосходит КТ по качеству визуализации структур головного мозга в норме и при патологии, КТ нашла более широкое применение, особенно в острых случаях, и экономически более выгодна.

Цель

Диагностика поражений головного мозга.

Контроль эффективности хирургического лечения, лучевой и химиотерапии опухолей головного мозга.

Выполнение операций на головном мозге под контролем КТ.

Оборудование

КТ-сканер, осциллоскоп, контрастное вещество (меглумина йоталамат или диатризоат натрия), 60-милли-литровый шприц, игла 19-го или 21-го калибра, внутривенный катетер и система для внутривенных вливаний на случай необходимости.

Процедура и последующий уход

Пациента укладывают на спину на рентгеновский стол, голову при необходимости фиксируют ремешками и просят пациента не двигаться.

Головной конец стола вдвигают в сканер, который вращается вокруг головы пациента, производя рентгенографию с шагом 1 см по дуге 180°.

После получения этой серии срезов внутривенно вводят от 50 до 100 мл контрастного вещества в течение 1-2 мин. Внимательно следят за пациентом, с тем чтобы своевременно выявить признаки аллергической реакции (крапивница, затруднение дыхания), которая обычно появляется в течение первых 30 мин.

После введения контрастного вещества делают другую серию срезов. Информация о срезах хранится на магнитных лентах, которую вводят в компьютер, преобразующий эту информацию в изображения, выводимые на осциллоскоп. При необходимости отдельные срезы фотографируют для изучения после исследования.

Если была выполнена контрастная КТ, смотрят, нет ли у пациента остаточных проявлений непереносимости контрастного вещества (головная боль, тошнота, рвота), и напоминают ему, что он может перейти на обычный для него режим питания.

Меры предосторожности

КТ головного мозга с контрастированием противопоказана пациентам с непереносимостью йода или контрастного вещества.

Введение йодсодержащего контрастного вещества может оказать повреждающее действие на плод, особенно в I триместре беременности.

Нормальная картина

Количество радиации, проникающей через ткани, зависит от ее плотности. Плотность ткани выражается белым и черным цветом и различными оттенками серого цвета. Кость как наиболее плотная ткань имеет на компьютерной томограмме белый цвет. Спинномозговая жидкость, заполняющая желудочки гловного мозга и субарахноидальное пространство, как наименее плотная имеет на снимках черный цвет. Вещество головного мозга имеет различные оттенки серого цвета. Оценка состояния структур головного мозга производится исходя из их плотности, размеров, формы и расположения.

Отклонение от нормы

Изменение плотности в виде более светлых или темных участков на снимках, смещение сосудов и других структур наблюдаются при опухолях головного мозга, внутричерепных гематомах, атрофии, инфаркте, отеке, а также врожденных аномалиях развития мозга, в частности водянке головного мозга.

Опухоли головного мозга значительно отличаются друг от друга по своим особенностям. Метастазы обычно вызывают значительный отек на ранней стадии и могут быть распознаны при контрастной КТ.

В норме сосуды головного мозга на компьютерных томограммах не видны. Но при артериовенозной мальформации сосуды могут иметь повышенную плотность. Введение контрастного вещества позволяет лучше разглядеть пораженную область, однако в настоящее время более предпочтительным методом диагностики сосудистых поражений головного мозга является МРТ. Другим методом визуализации головного мозга является позитронно-эмиссионная томография.

ТКЭАМ - топографическое картирование электрической активности мозга - область электрофизиологии, оперирующая с множеством количественных методов анализа электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов (см. Видео). Широкое применение этого метода стало возможным при появлении относительно недорогих и быстродействующих персональных компьютеров. Топографическое картирование существенным образом повышает эффективность ЭЭГ-метода. ТКЭАМ позволяет очень тонко и дифференцированно анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с видами выполняемой испытуемым психической деятельности. Однако, следует подчеркнуть, что метод картирования мозга является не более чем очень удобной формой представления на экране дисплея статистического анализа ЭЭГ и ВП.

Сам метод картирования мозга можно разложить на три основные составляющие:

• регистрацию данных;

  анализ данных;

  представление данных.

Регистрация данных. Используемое число электродов для регистрации ЭЭГ и ВП, как правило, варьирует в диапазоне от 16 до 32, однако в некоторых случаях достигает 128 и даже больше. При этом большее число электродов улучшает пространственное разрешение при регистрации электрических полей мозга, но сопряжено с преодолением больших технических трудностей. Для получения сравнимых результатов используется система "10-20", при этом применяется в основном монополярная регистрация. Важно, что при большом числе активных электродов можно использовать лишь один референтный электрод, т.е. тот электрод, относительно которого регистрируется ЭЭГ всех остальных точек постановки электродов. Местом приложения референтного электрода служат мочки ушей, переносица или некоторые точки на поверхности скальпа (затылок, вертекс). Существуют такие модификации этого метода, которые позволяют вообще не использовать референтный электрод, заменяя его значениями потенциала, вычисленными на компьютере.

Анализ данных. Выделяют несколько основных способов количественного анализа ЭЭГ:временной,частотныйипространственный. Временный представляет собой вариант отражения данных ЭЭГ и ВП на графике, при этом время откладывается по горизонтальной оси, а амплитуда - по вертикальной. Временной анализ применяют для оценки суммарных потенциалов, пиков ВП, эпилептических разрядов. Частотный анализ заключается в группировке данных по частотным диапазонам: дельта,тета,альфа,бета. Пространственный анализ сопряжен с использованием различных статистических методов обработки при сопоставлении ЭЭГ из разных отведений. Наиболее часто применяемый способ - это вычисление когерентности.

Способы представления данных. Самые современные компьютерные средства картирования мозга позволяют легко отражать на дисплее все этапы анализа: "сырые данные" ЭЭГ и ВП, спектры мощности, топографические карты - как статистические, так и динамические в виде мультфильмов, различные графики, диаграммы и таблицы, а также, по желанию исследователя, - различные комплексные представления. Следует особо указать на то, что применение разнообразных форм визуализации данных позволяет лучше понять особенности протекания сложных мозговых процессов.

Ядерно-магнитно-резонансная томография мозга. Компьютерная томография стала родоночальницей ряда других еще более совершенных методов исследования: томографии с использованием эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томография), позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ), функционального магнитного резонанса (ФМР). Эти методы относятся к наиболее перспективным способам неинвазивного совмещенного изучения структуры, метаболизма и кровотока мозга. При ЯМР-томографии получение изображения основано на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. Полученные посредством ЯМР-томографии изображения дают информацию об изучаемых структурах головного мозга не только анатомического, но и физикохимического характера. Помимо этого преимущество ядерно-магнитного резонанса заключается в отсутствии ионизирующего излучения; в возможности многоплоскостного исследования, осуществляемого исключительно электронными средствами; в большей разрешающей способности. Другими словами, с помощью этого метода можно получить четкие изображения "срезов" мозга в различных плоскостях. Позитронно-Эмиссионная трансаксиальная Томография (ПЭТ-сканеры ) сочетает возможности КТ и радиоизотопной диагностики. В ней используются ультракороткоживущие позитронизлучающие изотопы ("красители"), входящие в состав естественных метаболитов мозга, которые вводятся в организм человека через дыхательные пути или внутривенно. Активным участкам мозга нужен больший приток крови, поэтому в рабочих зонах мозга скапливается больше радиоактивного "красителя". Излучения этого "красителя" преобразуют в изображения на дисплее. С помощью ПЭТ измеряют региональный мозговой кровоток и метаболизм глюкозы или кислорода в отдельных участках головного мозга. ПЭТ позволяет осуществлять прижизненное картирование на "срезах" мозга регионального обмена веществ и кровотока. В настоящее время разрабатываются новые технологии для изучения и измерения происходящих в мозге процессов, основанные, в частности, на сочетании метода ЯМР с измерением мозгового метаболизма при помощи позитронной эмиссии. Эти технологии получили название метода функционального магнитного резонанса (ФМР)

Содержание

Электроэнцефалография (ЭЭГ) – это один из методов исследований головного мозга, и единственный на данный момент, который позволяет проводить диагностику пациента при потере сознания. Проводится ЭЭГ от 45 минут до 2 часов, и за это время дает специалистам огромное количество ценной информации.

Что такое ЭЭГ головы

Электроэнцефалография головного мозга – это метод диагностики патологий головного мозга, который базируется на регистрации его активности. Благодаря этому способу вовремя выявляются патологии сосудов, доброкачественные и злокачественные опухоли, воспалительные заболевания, эпилепсия. Для проведения ЭЭГ предварительной подготовки не требуется. Вреда процедура для здоровья взрослых и детей не несет.

Электроэнцефалограмма головного мозга с помощью металлических электродов, наложенных на кожу головы, улавливает и усиливает биоэлектрические колебания мозга, записывая их графически. Если рутинная процедура малоэффективна, то врач может назначить ЭЭГ с депривацией сна, когда пациент остается в больнице на одну ночь. Самой полной диагностикой являются данные, снятые в момент пробуждения, во время ночного сна или непосредственно перед сном. Процедура многочасовой записи пациента на видеокамеру во время исследования называется ЭЭГ-видеомониторинг.

Что показывает электроэнцефалограмма

ЭЭГ активности головного мозга имеет вид кривой, формирующейся в результате колебаний его электрической частоты. Эта кривая помогает специалисту выявить четкую картину работы органа. Для определения степени конкретной болезни врач использует дополнительную диагностику. Оценка активности нейронов головного мозга дает уникальную возможность:

• изучить смену бодрствования и сна;
• оценить степень функционального нарушения мозга;
• уточнить другие методы исследований;
• установить сторону очага поражения;
• установить точное нахождение места травмы;
• найти участки, где начинается эпилепсия;
• проследить за эффективностью назначенных лекарственных препаратов;
• определить причины обмороков, панических атак и других кризисов;
• оценить работу органа между судорогами.

Расшифровка ЭЭГ у взрослого

Для пациента важно не только знать, что показывает ЭЭГ головного мозга, но и понимать, как ее расшифровать. Однако итоговый диагноз будет выставляться только специалистом с учетом определенных клинических признаков, беспокоящих больного. Основные понятия, отражающиеся в заключении врача:

1. Альфа-ритм. В норме составляет 8-14 Гц, а его амплитуда у здорового человека между полушариями находится в пределах 100 мкВ. Патологические признаки альфа-ритма: нестабильная частота, асимметрия между полушариями больше 30%, индекс меньше 50%, амплитуда более 90 или менее 20 мкВ.
2. Бета-ритм. В основном выражается в мозговых лобных долях. В обоих полушариях имеет амплитуду симметричную от 3 до 5 мкВ. Патологические признаки: асимметрия между полушариями более 50%, амплитуда от 7 мкВ, синусоидальный ритм, пароксизмальные разряды.
3. Дельта-ритм и тета-ритм. Прибор их фиксирует, но только в процессе сна. Если они проявляются при бодрствовании, то это свидетельствует о наличии дистрофических патологий в тканях головного мозга.
4. БЭА (биоэлектрическая активность). В норме показатель должен быть ритмичным, без пароксизмов, синхронным. Изменения БЭА выявляются при депрессии, склонности к судорогам, наличии эпилепсии раннего детского возраста.

Что такое ЭЭГ головы у ребенка

Есть обстоятельства, когда нейрофизиатр, невролог или психиатр назначает ребенку прохождение электроэнцефалографии. Стандартные показания к проведению ЭЭГ головного мозга у детей:

• припадки мозгового происхождения;
• травмы головы;
• подозрение на опухоль;
• оценка развития малыша на первом году жизни;
• неустойчивое артериальное давление;
• лунатизм или нарушение сна;
• частые потери сознания, головокружения, головные боли;
• вспыльчивость, раздражительность;
• регулярный необъяснимый плач.

Где сделать ЭЭГ

Проводят ЭЭГ в поликлиниках, больницах, медицинских центрах. Диагностикой и расшифровкой занимается, как правило, невролог, специализирующийся на лечении болезней нервной системы. Пациент в ходе обследования должен лежать на кушетке, либо сидеть в кресле с закрытыми глазами. К коже головы обследуемого крепят на липкой пасте в разных местах плоские металлические электроды. Иногда на голову надевается шлем с уже встроенными дисками.

Доктор во время процедуры может присутствовать или наблюдать за человеком через стекло соседнего помещения. В процессе проведения ЭЭГ активности головного мозга врач может иногда прерывать процедуру, чтобы пациент мог поменять позу и подвигаться. Иногда обследуемого просят специально выполнить определенные действия, чтобы определить состояние активности мозга.

Нередко человеку предлагается дневной сон с помощью седативных препаратов, а в редких случаях пациенту приходится спать в больнице, когда обследование проводят на протяжении всей ночи. Если происходит не суточный мониторинг, а обычная процедура, то ЭЭГ длится около 2 часов. Длительность обследования – это единственный дискомфорт, который испытывает пациент, в остальном проходит оно совершенно безболезненно. Использование пасты не наносит вреда коже – она легко смывается шампунем.

Сколько стоит электроэнцефалограмма мозга

Стоимость электроэнцефалограммы в государственных больницах составляет от 500 до 1500 рублей. Некоторые частные клиники выставляют цену за ЭЭГ выше (3000-4000 рублей). Это зависит от уровня комфорта медицинского центра, его ценовой политики, квалификации специалиста и некоторых других факторов. Следует помнить, что процедура проводится по назначению врача, поэтому перед обследованием проконсультируйтесь со своим доктором.

Видео: ЭЭГ с депривацией сна

Внимание! Информация, представленная в статье, носит ознакомительный характер. Материалы статьи не призывают к самостоятельному лечению. Только квалифицированный врач может поставить диагноз и дать рекомендации по лечению, исходя из индивидуальных особенностей конкретного пациента.

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!

Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод регистрации электрической активности мозга с помощью электродов, располагаемых на коже волосистой части головы.

По аналогии с работой компьютера, от работы отдельного транзистора до функционирования компьютерных программ и приложений, электрическую активность мозга можно рассматривать на различных уровнях: с одной стороны — потенциалы действия отдельных нейронов, с другой — общая биоэлектрическая активность мозга, которую регистрируют при помощи ЭЭГ.

Результаты ЭЭГ используются как для клинической диагностики, так и в научных целях. Существует интракраниальная, или внутричерепная ЭЭГ (intracranial EEG, icEEG), также называемая субдуральной ЭЭГ (subdural EEG, sdEEG) и электрокортикографией (ЭКоГ, или electrocorticography, ECoG). При проведении таких видов ЭЭГ регистрация электрической активности осуществляется непосредственно с поверхности мозга, а не с кожи головы. ЭКоГ характеризуется более высоким пространственным разрешением по сравнению с поверхностной (чрескожной) ЭЭГ, поскольку кости черепа и кожа головы несколько «смягчают» электрические сигналы.

Однако намного чаще используется электроэнцефалография транскраниальная. Этот метод является ключевым в диагностике эпилепсии, а также дает дополнительную ценную информацию при множестве других неврологических нарушений.

Историческая справка

В 1875 г. практикующий врач из Ливерпуля Ричард Катон (Richard Caton, 1842-1926) представил в Британском Медицинском Журнале результаты изучения электрического явления, наблюдаемого при исследовании им полушарий мозга кроликов и обезьян. В 1890 г. Бек (Beck) опубликовал исследование спонтанной электрической активности мозга кроликов и собак, проявлявшейся в виде ритмических колебаний, изменяющихся при воздействии света. В 1912 г. русский физиолог Владимир Владимирович Правдич-Неминский опубликовал первую ЭЭГ и вызванные потенциалы млекопитающего (собаки). В 1914 г. другие ученые (Cybulsky and Jelenska-Macieszyna) сфотографировали запись ЭЭГ искусственно вызванного приступа.

Немецкий физиолог Ганс Бергер (Hans Berger, 1873-1941) приступил к исследованиям ЭЭГ человека в 1920 г. Он дал устройству его современное название и, хотя другие ученые ранее проводили аналогичные эксперименты, иногда именно Бергер считается первооткрывателем ЭЭГ. В дальнейшем его идеи развивал Эдгар Дуглас Эдриан (Edgar Douglas Adrian).

В 1934 г. впервые был продемонстрирован паттерн эпилептиформной активности (Fisher и Lowenback). Началом клинической энцефалографии считается 1935 г., когда Гиббс, Дэвис и Леннокс (Gibbs, Davis and Lennox) описали интериктальную активность и паттерн малого эпилептического приступа. Впоследствии, в 1936 г. Гиббс и Джаспер (Gibbs and Jasper) охарактеризовали интериктальную активность как очаговый признак эпилепсии. В том же году в Массачусетском госпитале (Massachusetts General Hospital) была открыта первая лаборатория по изучению ЭЭГ.

Франклин Оффнер (Franklin Offner, 1911-1999), профессор биофизики Северо-западного Университета, разработал прототип электроэнцефалографа, который включал пьезоэлектрический самописец — кристограф (все устройство целиком называлось Динографом Оффнера).

В 1947 г. в связи с основанием Американского Общества Электроэнцефалографии (The American EEG Society) прошел первый Международный конгресс по вопросам ЭЭГ. А уже в 1953 г. (Aserinsky and Kleitmean) обнаружили и описали фазу сна с быстрым движением глаз.

В 50-х годах ХХ века английский врач Вильям Грей Вальтер разработал метод, названный ЭЭГ-топографией, который позволил картировать на поверхности мозга электрическую активность мозга. Этот метод не применяется в клинической практике, его используют только при проведении научных исследований. Метод приобрел особенную популярность в 80-е годы XX века и представлял особый интерес для исследователей в области психиатрии.

Физиологические основы ЭЭГ

При проведении ЭЭГ измеряют суммарные постсинаптические токи. Потенциал действия (ПД, кратковременное изменение потенциала) в пресинаптической мембране аксона вызывает высвобождение нейромедиатора в синаптическую щель. Нейромедиатор, или нейротрансмиттер, — химическое вещество, осуществляющее передачу нервных импульсов через синапсы между нейронами. Пройдя через синаптическую щель, нейромедиатор связывается с рецепторами постсинаптической мембраны. Это вызывает ионные токи в постсинаптической мембране. В результате во внеклеточном пространстве возникают компенсаторные токи. Именно эти внеклеточные токи формируют потенциалы ЭЭГ. ЭЭГ нечувствительна к ПД аксонов.

Хотя за формирование сигнала ЭЭГ ответственны постсинаптические потенциалы, поверхностная ЭЭГ не способна зафиксировать активность одного дендрита или нейрона. Правильнее сказать, что поверхностная ЭЭГ представляет собой сумму синхронной активности сотен нейронов, имеющих одинаковую ориентацию в пространстве, расположенных радиально к коже головы. Токи, направленные по касательной к коже головы, не регистрируются. Таким образом, во время ЭЭГ регистрируется активность радиально расположенных в коре апикальных дендритов. Поскольку вольтаж поля уменьшается пропорционально расстоянию до его источника в четвертой степени, активность нейронов в глубоких слоях мозга зафиксировать гораздо труднее, нежели токи непосредственно около кожи.

Токи, регистрируемые на ЭЭГ, характеризуются различными частотами, пространственным распределением и взаимосвязью с различными состояниями мозга (например, сон или бодрствование). Такие колебания потенциала представляют собой синхронизированную активность целой сети нейронов. Идентифицированы лишь немногие нейронные сети, ответственные за регистрируемые осцилляции (например, таламокортикальный резонанс, лежащий в основе «сонных веретен» — учащенных альфа-ритмов во время сна), тогда как многие другие (например, система, формирующая затылочный основной ритм) пока не установлены.

Методика проведения ЭЭГ

Для получения традиционного поверхностного ЭЭГ запись производят с помощью электродов, помещаемых на кожу волосистой части головы с применением электропроводящего геля или мази. Обычно перед помещением электродов по возможности удаляют омертвевшие клетки кожи, которые повышают сопротивление. Методику возможно усовершенствовать, используя углеродные нанотрубки, которые проникают в верхние слои кожи и способствуют улучшению электрического контакта. Такая система датчиков называется ENOBIO; однако представленная методика в общей практике (ни в научных исследованиях, ни тем более в клинике) пока не используется. Обычно во многих системах используются электроды, каждый из которых имеет отдельный провод. В некоторых системах используются специальные шапочки или сетчатые конструкции в виде шлема, в которых заключены электроды; чаще всего такой подход оправдывает себя, когда используется комплект с большим количеством плотно расположенных электродов.

Для большинства вариантов применения в клинике и в исследовательских целях (за исключением наборов с большим количеством электродов) расположение и название электродов определены Международной «10-20» системой. Использование данной системы гарантирует, что названия электродов между различными лабораториями строго согласованы. В клинике чаще всего используется набор из 19 отводящих электродов (плюс заземление и электрод сравнения). Для регистрации ЭЭГ новорожденных обычно используется меньшее количество электродов. Чтобы получить ЭЭГ конкретной области мозга с более высоким пространственным разрешением, можно использовать дополнительные электроды. Набор с большим количеством электродов (обычно в виде шапочки или шлема-сетки) может содержать до 256 электродов, расположенных на голове на более или менее одинаковом расстоянии друг от друга.

Каждый электрод соединен с одним входом дифференциального усилителя (то есть один усилитель приходится на пару электродов); в стандартной системе электрод сравнения соединен с другим входом каждого дифференциального усилителя. Такой усилитель увеличивает потенциал между измерительным электродом и электродом сравнения (обычно в 1,000-100,000 раз, или коэффициент усиления напряжения составляет 60-100 дБ). В случае аналоговой ЭЭГ сигнал затем проходит через фильтр. На выходе сигнал регистрируется самописцем. Однако в наше время многие самописцы являются цифровыми, и усиленный сигнал (после прохождения через фильтр подавления шумов) преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразователя. Для клинической поверхностной ЭЭГ частота аналого-цифрового преобразования происходит при 256-512 Гц; частота преобразования до 10 кГц используется в научных целях.

При цифровой ЭЭГ сигнал сохраняется в электронном виде; для отображения он также проходит через фильтр. Обычные параметры для фильтра низких частот и для фильтра высоких частот составляют 0,5-1 Гц и 35-70 Гц соответственно. Фильтр низких частот обычно отсеивает артефакты, представляющие собой медленные волны (например, артефакты движения), а фильтр высоких частот уменьшает чувствительность канала ЭЭГ к колебаниям высоких частот (например, электромиографические сигналы). Кроме того, может использоваться дополнительный узкополосный режекторный фильтр для устранения помех, вызванных линиями электропитания (60 Гц в США и 50 Гц во многих других странах). Режекторный фильтр часто используется, если запись ЭЭГ осуществляется в отделении интенсивной терапии, то есть в крайне неблагоприятных для ЭЭГ технических условиях.

Для оценки возможности лечения эпилепсии хирургическим путем возникает необходимость расположить электроды на поверхность мозга, под твердой мозговой оболочкой. Чтобы осуществить данный вариант ЭЭГ, производят краниотомию, то есть формируют трепанационное отверстие. Такой вариант ЭЭГ и называют интракраниальной, или внутричерепной ЭЭГ (intracranial EEG, icEEG), или субдуральной ЭЭГ (subdural EEG, sdEEG), или электрокортикографией (ЭКоГ, или electrocorticography, ECoG). Электроды могут погружаться в структуры мозга, например, миндалевидное тело (амигдала) или гиппокамп — отделы мозга, в которых формируются очаги эпилепсии, но сигналы которых невозможно зафиксировать в ходе поверхностной ЭЭГ. Сигнал электрокортикограммы обрабатывается так же, как цифровой сигнал рутинной ЭЭГ (см. выше), однако существует несколько особенностей. Обычно ЭКоГ регистрируется при более высоких частотах по сравнению с поверхностной ЭЭГ, поскольку, согласно теореме Найквиста, в субдуральном сигнале преобладают высокие частоты. Кроме того, многие артефакты, влияющие на результаты поверхностной ЭЭГ, не оказывают влияния на ЭКоГ, и поэтому часто использование фильтра для сигнала на выходе не требуется. Обычно амплитуда ЭЭГ сигнала взрослого человека составляет около 10-100 мкВ при измерении на коже волосистой части головы и около 10-20 мВ при субдуральном измерении.

Поскольку ЭЭГ-сигнал представляет собой разность потенциалов двух электродов, результаты ЭЭГ могут изображаться несколькими способами. Порядок одновременного отображения определенного количества отведений при записи ЭЭГ называется монтажом.

Биполярный монтаж

Каждый канал (то есть отдельная кривая) представляет собой разность потенциалов между двумя соседними электродами. Монтаж представляет собой совокупность таких каналов. Например, канал «Fp1-F3» — это разность потенциалов между электродом Fp1 и электродом F3. Следующий канал монтажа, «F3-C3», отражает разность потенциалов между электродами F3 и C3, и так далее для всего набора электродов. Общий для всех отведений электрод отсутствует.

Референциальный монтаж

Каждый канал представляет собой разность потенциалов между выбранным электродом и электродом сравнения. Для электрода сравнения не существует стандартного места расположения; однако его расположение отлично от расположения измерительных электродов. Часто электроды располагают в области проекций срединных структур мозга на поверхность черепа, поскольку в таком положении они не усиливают сигнал ни от одного из полушарий. Другой популярной системой фиксации электродов является крепление электродов на мочках уха или сосцевидных отростках.

Лапласовский монтаж

Используется при записи цифровой ЭЭГ, каждый канал — это разность потенциалов электрода и среднего взвешенного значения для окружающих электродов. Усредненный сигнал называется в таком случае усредненным референтным потенциалом. При использовании аналоговой ЭЭГ во время записи специалист переключается с одного типа монтажа на другой с целью максимально отразить все характеристики ЭЭГ. В случае цифровой ЭЭГ все сигналы сохраняются согласно определенному типу монтажа (обычно референциальному); поскольку любой тип монтажа может быть сконструирован математически из любого другого, специалист может наблюдать за ЭЭГ в любом варианте монтажа.

Нормальная ЭЭГ-активность

Обычно ЭЭГ описывают, используя такие термины как (1) ритмическая активность и (2) кратковременные компоненты. Ритмическая активность меняется по частоте и амплитуде, в частности, формируя альфа-ритм. Но некоторые изменения параметров ритмической активности могут иметь клиническое значение.

Большинство известных сигналов ЭЭГ соответствуют диапазону частот от 1 до 20 Гц (в стандартных условиях записи ритмы, частота которых выходит за пределы указанного диапазона, скорее всего являются артефактами).

Дельта-волны (δ-ритм)

Частота дельта-ритма составляет примерно до 3 Гц. Этот ритм характеризуется высокоамплитудными медленными волнами. Обычно присутствует у взрослых в фазе медленного сна. В норме также встречается и у детей. Дельта-ритм может возникать очагами в области подкорковых повреждений или распространяться повсеместно при диффузном поражении, метаболической энцефалопатии, гидроцефалии или глубоких поражениях срединных структур мозга. Обычно данный ритм наиболее заметен у взрослых во фронтальной области (лобная перемежающаяся ритмическая дельта-активность, или FIRDA — Frontal Intermittent Rhythmic Delta) и у детей в затылочной (затылочная перемежающаяся ритмическая дельта-активность или OIRDA — Occipital Intermittent Rhythmic Delta).

Тета-волны (θ-ритм)

Тета-ритм характеризуется частотой от 4 до 7 Гц. Обычно наблюдается у детей младшего возраста. Может встречаться у детей и взрослых в состоянии дремы или во время активации, а также в состоянии глубокой задумчивости или медитации. Избыточное количество тета-ритмов у пожилых пациентов свидетельствует о патологической активности. Может наблюдаться в виде очагового нарушения при локальных подкорковых поражениях; а кроме того, может распространяться генерализованно при диффузных нарушениях, метаболической энцефалопатии, поражениях глубинных структур мозга и в некоторых случаях при гидроцефалии.

Альфа-волны (α-ритм)

Для альфа-ритма характерная частота от 8 до 12 Гц. Название этому виду ритма дал его первооткрыватель, немецкий физиолог Ганс Бергер (Hans Berger). Альфа-волны наблюдаются в задних отделах головы с обеих сторон, причем их амплитуда выше в доминантной части. Данный вид ритма выявляется, когда исследуемый закрывает глаза или находится в расслабленном состоянии. Замечено, что альфа-ритм затухает, если открыть глаза, а также в состоянии умственного напряжения. Сейчас такой вид активности называют «основным ритмом», «затылочным доминирующим ритмом» или «затылочным альфа-ритмом». В действительности у детей основной ритм имеет частоту менее 8 Гц (то есть, технически попадает в диапазон тета-ритма). Дополнительно к основному затылочному альфа-ритму в норме присутствуют еще несколько его нормальных вариантов: мю-ритм (μ-ритм) и височные ритмы — каппа и тау-ритмы (κ и τ-ритмы). Альфа-ритмы могут возникать и в патологических ситуациях; например, если в состоянии комы на ЭЭГ пациента наблюдается диффузный альфа-ритм, который возникает без внешней стимуляции, такой ритм называют «альфа-кома».

Сенсомоторный ритм (μ-ритм)

Мю-ритм характеризуется частотой альфа-ритма и наблюдается в сенсомоторной коре. Движение противоположной руки (или представление такого движения) вызывает затухание мю-ритма.

Бета-волны (β-ритм)

Частота бета-ритма составляет от 12 до 30 Гц. Обычно сигнал имеет симметричное распределение, но наиболее очевиден в лобной области. Низкоамплитудный бета-ритм с варьирующей частотой часто связан с беспокойными и суетливыми размышлениями и активной концентрацией внимания. Ритмичные бета-волны с доминирующим набором частот связаны с различными патологиями и действием лекарственных препаратов, особенно бензодиазепинового ряда. Ритм с частотой более 25 Гц, наблюдаемый при снятии поверхностной ЭЭГ, чаще всего представляет собой артефакт. Он может отсутствовать или быть слабо выраженным в областях повреждения коры. Бета-ритм доминирует в ЭЭГ пациентов, находящихся в состоянии тревоги или беспокойства или у пациентов, у которых открыты глаза.

Гамма-волны (γ-ритм)

Частота гамма-волн составляет 26-100 Гц. Из-за того, что кожа головы и кости черепа обладают свойствами фильтра, гамма-ритмы регистрируются только при проведении электрокортиграфии или, возможно, магнитоэнцефалографии (МЭГ). Считается, что гамма-ритмы представляют собой результат активности различных популяций нейронов, объединенных в сеть для выполнения определенной двигательной функции или умственной работы.

В исследовательских целях с помощью усилителя постоянного тока регистрируют активность, близкую к постоянному току или для которой характерны крайне медленные волны. Обычно такой сигнал не регистрируют в клинических условиях, поскольку сигнал с такими частотами крайне чувствителен к целому ряду артефактов.

Некоторые виды активности на ЭЭГ могут быть кратковременными и не повторяются. Пики и острые волны могут быть следствием приступа или интериктальной активности у пациентов, страдающих эпилепсией или предрасположенных к этому заболеванию. Другие временные явления (вертекс-потенциалы и сонные веретена) считаются вариантами нормы и наблюдается во время обычного сна.

Стоит отметить, что существуют некоторые типы активности, которые статистически очень редки, однако их проявление не связано с каким-либо заболеванием или нарушением. Это так называемые «нормальные варианты» ЭЭГ. Примером такого варианта служит мю-ритм.

Параметры ЭЭГ зависят от возраста. ЭЭГ новорожденного очень сильно отличается от ЭЭГ взрослого человека. ЭЭГ ребенка обычно включает более низкочастотные колебания по сравнению с ЭЭГ взрослого.

Также параметры ЭЭГ варьируют в зависимости от состояния. ЭЭГ регистрируется вместе с другими измерениями (электроокулограммой, ЭОГ и электромиограммой, ЭМГ) для определения стадий сна в ходе полисомнографического исследования. Первая стадия сна (дремота) на ЭЭГ характеризуется исчезновением затылочного основного ритма. При этом может наблюдаться увеличение количества тета-волн. Существует целый каталог различных вариантов ЭЭГ во время дремоты (Joan Santamaria, Keith H. Chiappa). Во второй стадии сна появляются сонные веретена — кратковременные серии ритмичной активности в диапазоне частот 12-14 Гц (иногда называемые «сигма-полоса»), которые легче всего регистрируются в лобной области. Частота большинства волн на второй стадии сна составляет 3-6 Гц. Третья и четвертая стадии сна характеризуются наличием дельта-волн и обычно обозначаются термином «медленный сон». Стадии с первой по четвертую составляют так называемый сон с медленным движением глазных яблок (NonRapid Eye Movements, non-REM, NREM). ЭЭГ во время сна с быстрым движением глазных яблок (Rapid Eye Movement, REM) по своим параметрам похожа на ЭЭГ в состоянии бодрствования.

Результаты ЭЭГ, проведенной под общим наркозом, зависят от типа использованного анестетика. При введении галогенсодержащих анестетиков, например, галотана, или веществ для внутривенного введения, например, пропофола, практически во всех отведениях, особенно в лобной области, наблюдается особый «быстрый» паттерн ЭЭГ (альфа и слабый бета-ритмы). Согласно прежней терминологии, такой вариант ЭЭГ назывался лобный, распространенный быстрый (Widespread Anterior Rapid, WAR) в противоположность распространенному медленному паттерну (Widespread Slow, WAIS), возникающему при введении больших доз опиатов. Только недавно ученые пришли к пониманию механизмов воздействия анестезирующих веществ на сигналы ЭЭГ (на уровне взаимодействия вещества с различными типами синапсов и понимания схем, благодаря которым осуществляется синхронизированная активность нейронов).

Артефакты

Биологические артефакты

Артефактами называют сигналы ЭЭГ, которые не связаны с активностью головного мозга. Такие сигналы практически всегда присутствуют на ЭЭГ. Поэтому правильная интерпретация ЭЭГ требует большого опыта. Наиболее часто встречаются следующие типы артефактов:

• артефакты, вызванные движением глаз (включая глазное яблоко, глазные мышцы и веко);
• артефакты от ЭКГ;
• артефакты от ЭМГ;
• артефакты, вызванные движением языка (глоссокинетические артефакты).

Артефакты, вызванные движением глаз, возникают из-за разности потенциалов между роговицей и сетчаткой, которая оказывается довольно большой по сравнению с потенциалами мозга. Никаких проблем не возникает, если глаз находится в состоянии полного покоя. Однако практически всегда присутствуют рефлекторные движения глаз, порождающие потенциал, который затем регистрируется лобнополюсным и лобным отведениями. Движения глаз — вертикальные или горизонтальные (саккады — быстрые скачкообразные движения глаз) — происходят из-за сокращения глазных мышц, которые создают электромиографический потенциал. Независимо от того, осознанное это моргание глаз или рефлекторное, оно приводит к возникновению электромиографических потенциалов. Однако в данном случае при моргании большее значение имеют именно рефлекторные движения глазного яблока, поскольку они вызывают появление ряда характерных артефактов на ЭЭГ.

Артефакты характерного вида, возникающие вследствие дрожания век, ранее называли каппа-ритмом (или каппа-волнами). Обычно они регистрируются предлобными отведениями, которые находятся непосредственно над глазами. Иногда их можно обнаружить во время умственной работы. Обычно они имеют частоту тета- (4-7 Гц) или альфа-ритма (8-13 Гц). Данному виду активности присвоили название, поскольку считалось, что она является результатом работы мозга. Позднее установили, что эти сигналы генерируются в результате движений век, иногда настолько тончайших, что их очень сложно заметить. На самом деле они не должны называться ритмом или волной, потому что представляют собой шум или «артефакт» ЭЭГ. Поэтому термин каппа-ритм в электроэнцефалографии больше не используется, а указанный сигнал должен описываться как артефакт, вызванный дрожанием век.

Однако некоторые из этих артефактов оказываются полезными. Анализ движения глаз крайне важен при проведении полисомнографии, а также полезен в традиционной ЭЭГ для оценки возможных изменений в состояниях тревоги, бодрствования или во время сна.

Очень часто встречаются артефакты ЭКГ, которые можно перепутать со спайковой активностью. Современный способ регистрации ЭЭГ обычно включает один канал ЭКГ, идущий от конечностей, что позволяет отличить ритм ЭКГ от спайк-волн. Такой способ позволяет также определить различные варианты аритмии, которые наряду с эпилепсией могут быть причиной синкопальных состояний (обмороков) или других эпизодических нарушений и приступов. Глоссокинетические артефакты вызваны разностью потенциалов между основанием и кончиком языка. Мелкие движения языка «засоряют» ЭЭГ, особенно у пациентов, страдающих паркинсонизмом и другими заболеваниями, для которых характерен тремор.

Артефакты внешнего происхождения

В дополнение к артефактам внутреннего происхождения существует множество артефактов, которые являются внешними. Перемещение около пациента и даже регулирование положения электродов может вызвать помехи на ЭЭГ, всплески активности, возникающие из-за кратковременного изменения сопротивления под электродом. Слабое заземление электродов ЭЭГ может вызвать значительные артефакты (50-60 Гц) в зависимости от параметров местной энергосистемы. Внутривенная капельница также может служить источником помех, поскольку такое устройство может вызывать ритмичные, быстрые, низковольтные вспышки активности, которые легко перепутать с реальными потенциалами.

Коррекция артефактов

Недавно для коррекции и устранения артефактов ЭЭГ использовали метод декомпозиции, заключающийся в разложении сигналов ЭЭГ на некоторое количество компонентов. Существует множество алгоритмов разложения сигнала на части. В основе каждого метода лежит следующий принцип: необходимо проводить такие манипуляции, которые позволят получить «чистую» ЭЭГ в результате нейтрализации (обнуления) нежелательных компонентов.

Патологическая активность

Патологическую активность можно грубо разделить на эпилептиформную и неэпилептиформную. Кроме того, ее можно разделить на локальную (очаговую) и диффузную (генерализованную).

Очаговая эпилептиформная активность характеризуется быстрыми, синхронными потенциалами большого числа нейронов в определенной области мозга. Она может возникать вне приступа и указывать на область коры (область повышенной возбудимости), которая предрасположена к возникновению эпилептических приступов. Регистрации интериктальной активности еще недостаточно ни для того, чтобы установить, действительно ли пациент страдает эпилепсией, ни для локализации области, в которой приступ берет свое начало в случае фокальной, или очаговой эпилепсии.

Максимальная генерализованная (диффузная) эпилептиформная активность наблюдается в лобной зоне, однако ее можно наблюдать и во всех остальных проекциях мозга. Присутствие на ЭЭГ сигналов такого характера дает основание предполагать наличие генерализованной эпилепсии.

Очаговая неэпилептиформная патологическая активность может наблюдаться в местах повреждения коры или белого вещества головного мозга. Она содержит больше низкочастотных ритмов и/или характеризуется отсутствием нормальных высокочастотных ритмов. Кроме того, такая активность может проявляться в виде очагового или одностороннего уменьшения амплитуды сигнала ЭЭГ. Диффузная неэпилептиформная патологическая активность может проявляться в виде рассеянных аномально медленных ритмов или билатерального замедления обычных ритмов.

Преимущества метода

У ЭЭГ как инструмента для исследования мозга существует несколько значимых преимуществ, например ЭЭГ характеризуется очень высоким разрешением по времени (на уровне одной миллисекунды). Для других методов изучения активности мозга, таких как позитронно-эмиссионная томография (positron emission tomography, PET) и функциональная МРТ (ФМРТ, или Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI), разрешение по времени находится на уровне между секундами и минутами.

Методом ЭЭГ измеряют электрическую активность мозга напрямую, тогда как другие методы фиксируют изменения в скорости кровотока (например, однофотонная эмиссионная компьютерная томография, ОФЭКТ, или Single-Photon Emission Computed Tomography, SPECT; а также ФМРТ), которые являются непрямыми индикаторами активности мозга. ЭЭГ можно проводить одновременно с ФМРТ, чтобы совместно регистрировать данные как с высоким разрешением по времени, так и с высоким пространственным разрешением. Тем не менее, поскольку события, зарегистрированные в результате исследования каждым из методов, происходят в различные периоды времени, вовсе не обязательно, что набор данных отражает одну и ту же активность мозга. Существуют технические трудности комбинирования двух указанных методов, к которым относятся необходимость устранить с ЭЭГ артефакты радиочастотных импульсов и движения пульсирующей крови. Кроме того, в проводах электродов ЭЭГ могут возникнуть токи вследствие магнитного поля, создаваемого МРТ.

ЭЭГ может регистрироваться одновременно с проведением магнитоэнцефалографии, поэтому результаты этих комплементарных методов исследования с высоким разрешением по времени можно сравнить друг с другом.

Ограничения метода

Метод ЭЭГ имеет несколько ограничений, самое важное из которых — это слабое пространственное разрешение. ЭЭГ особенно чувствительна к определенному набору постсинаптических потенциалов: к тем, что формируются в верхних слоях коры, на вершинах извилин, непосредственно примыкающих к черепу, направленных радиально. Дендриты, расположенные глубже в коре, внутри борозд, находящиеся в глубоких структурах (например, поясной извилине или гиппокампе) или токи которых направлены по касательной к черепу, оказывают на сигнал ЭЭГ существенно меньшее влияние.

Оболочки головного мозга, цереброспинальная жидкость и кости черепа «смазывают» сигнал ЭЭГ, затеняя его интракраниальное происхождение.

Невозможно математически воссоздать единственный внутричерепной источник тока для заданного сигнала ЭЭГ, поскольку некоторые токи создают потенциалы, которые компенсируют друг друга. Ведется большая научная работа по локализации источников сигналов.

Клиническое применение

Стандартная запись ЭЭГ обычно занимает от 20 до 40 минут. Помимо состояния бодрствования, исследование может проводиться в состоянии сна или под воздействием на исследуемого разного рода раздражителей. Это способствует возникновению ритмов, отличных от тех, которые можно наблюдать в состоянии расслабленного бодрствования. К таким действиям относят периодическое световое раздражение вспышками света (фотостимуляция), усиленное глубокое дыхание (гипервентиляция) и открывание и закрывание глаз. Когда проводится исследование пациента, страдающего эпилепсией или находящегося в группе риска, энцефалограмму всегда просматривают на наличие интериктальных разрядов (то есть ненормальной активности, возникающей вследствие «эпилептической активности мозга», которая указывает на предрасположенность к эпилептическим приступам, лат. inter — между, среди, ictus — припадок, приступ).

В некоторых случаях проводят видео-ЭЭГ-мониторинг (одновременная запись ЭЭГ и видео-/аудиосигналов), при этом пациента госпитализируют на срок от нескольких дней до нескольких недель. Во время нахождения в стационаре пациент не принимает противоэпилептические препараты, что дает возможность записать ЭЭГ в приступный период. Во многих случаях запись начала приступа сообщает специалисту гораздо больше конкретной информации о заболевании пациента, чем межприступная ЭЭГ. Непрерывный ЭЭГ мониторинг включает использование портативного электроэнцефалографа, подсоединенного к пациенту в палате интенсивной терапии, для наблюдения за судорожной активностью, которая клинически неочевидна (то есть не определяется при наблюдении за движениями пациента или его психическим состоянием). Когда пациент вводится в состояние искусственной, индуцированной лекарствами комы, по паттерну ЭЭГ можно судить о глубине комы, и в зависимости от показателей ЭЭГ титруются препараты. В «амплитудно-интегрированной ЭЭГ» используют особый тип представления сигнала ЭЭГ, она используется совместно с непрерывным мониторингом функционирования мозга новорожденных, находящихся в реанимационном отделении.

Различные виды ЭЭГ используется в следующих клинических ситуациях:

• для того, чтобы отличить эпилептический припадок от других видов приступов, например, от психогенных приступов неэпилептического характера, синкопальных состояний (обмороков), двигательных расстройств и вариантов мигрени;
• для описания характера приступов с целью подбора лечения;
• для локализации участка мозга, в котором зарождается приступ, для осуществления хирургического вмешательства;
• для мониторинга бессудорожных приступов/бессудорожного варианта эпилепсии;
• для дифференциации энцефалопатии органического характера или делирия (острого психического расстройства с элементами возбуждения) от первичных психических заболеваний, например кататонии;
• для мониторинга глубины анестезии;
• в качестве непрямого индикатора перфузии головного мозга в ходе каротидной эндартерэктомии (удаление внутренней стенки сонной артерии);
• как дополнительное исследование с целью подтверждения смерти мозга;
• в некоторых случаях с прогностической целью у пациентов в коме.

Использование количественной ЭЭГ (математической интерпретации сигналов ЭЭГ) для оценки первичных психических, поведенческих нарушений и нарушений обучения представляется довольно спорным.

Использование ЭЭГ в научных целях

Использование ЭЭГ в ходе нейробиологических исследований имеет целый ряд преимуществ перед другими инструментальными методами. Во-первых, ЭЭГ представляет собой неинвазивный способ исследования объекта. Во-вторых, нет такой жесткой необходимости оставаться в неподвижном состоянии, как при проведении функциональной МРТ. В-третьих, в ходе ЭЭГ регистрируется спонтанная активность мозга, поэтому от субъекта не требуется взаимодействия с исследователем (как, например, это требуется в поведенческом тестировании в рамках нейропсихологического исследования). Кроме того, ЭЭГ обладает высоким разрешением во времени по сравнению с такими методами, как функциональная МРТ, и может использоваться для идентификации миллисекундных колебаний электрической активности мозга.

Во многих исследованиях когнитивных способностей с помощью ЭЭГ используются потенциалы, связанные с событиями (event-related potential, ERP). Большинство моделей такого типа исследования базируется на следующем утверждении: при воздействии на субъект он реагирует либо в открытой, явной форме, либо завуалированно. В ходе исследования пациент получает какие-либо стимулы, и при этом ведется запись ЭЭГ. Потенциалы, связанные с событиями, выделяют путем усреднения сигнала ЭЭГ для всех исследований в определенном состоянии. Затем средние значения для различных состояний могут сравниваться между собой.

Другие возможности ЭЭГ

ЭЭГ проводят не только в ходе традиционного обследования для клинической диагностики и изучения работы мозга с точки зрения нейробиологии, но и для многих других целей. Вариант нейротерапии с биологической обратной связью (Neurofeedback) до сих пор остается важным дополнительным способом применения ЭЭГ, который в своей наиболее совершенной форме рассматривается в качестве основы для разработки интерфейса «мозг-компьютер» (Brain Computer Interfaces). Существует целый ряд коммерческих изделий, которые в основном базируются на ЭЭГ. Например, 24 марта 2007 г. американская компания (Emotiv Systems) представила видеоигровое устройство, управляемое с помощью мыслей, созданное на основе метода электроэнцефалографии.

Аббревиатура ЭЭГ расшифровывается как электроэнцефалография. Это современная методика функциональной диагностики, с помощью которой проводится исследование электрической активности головного мозга. На сегодняшний день эта процедура проводится в большинстве медицинских учреждений.

Принцип исследования

Головной мозг содержит более 6 млрд. нейроцитов. Это клетки нервной системы, которые имеют тело и много волокон (отростки), соединяющихся между собой (нервы, состоящие из двигательных аксонов и чувствительных дендритов). Функциональная активность нейроцитов обеспечивается выработкой в них нервных импульсов, которые представляют собой электрический ток очень маленькой силы. Все процессы в головном мозгу - мышление, эмоции, чувства обеспечиваются течением электрических процессов в нейроцитах. При этом любая соматическая, инфекционная патология приводит к изменению электрической активности. Электроэнцефалография (ЭЭГ) проводится с помощью электродов, которые в определенном порядке прикрепляются к коже головы, регистрируют электрические потенциалы, возникающие на коже. Затем в специальном диагностическом аппарате (электроэнцефалограф) эти потенциалы усиливаются и подаются на самописцы, которые на движущейся бумажной ленте наносят кривую линию. Полученный результат называется электроэнцефалограмма головного мозга. По изменениям на полученной кривой делается заключение об отсутствии или наличии нарушений в работе головного мозга, их характере и степени выраженности. Современные электроэнцефалографы полученные данные оцифровывают, и записываю в файл. При необходимости результат можно распечатать на принтере, переслать по электронной почте или сохранить в медицинской базе данных.

Первую ЭЭГ выполнил немецкий врач психиатр Ганс Бергер в 1928 году. Он же ввел в обиход термин электроэнцефалография.

Виды ЭЭГ

В зависимости от длительности проведения и охвата всех физиологических состояний головного мозга (сон, бодрствование, умственная работа, эмоции) выделяют 2 вида ЭЭГ:

ЭЭГ-мониторинг является более сложным исследованием и обычно применяется в условиях специализированной неврологической клиники.

Сама процедура электроэнцефалографии является несложной. Она не требует специальной подготовки (для лучшего контакта электродов с кожей головы, она должна быть чистой). В основном проводится с утра в амбулаторных условиях или в медицинском стационаре. К голове прикрепляются специальные датчики (на голову обычно одевается специальная эластичная сетка с расположенными в определенном порядке датчиками), один из них прикрепляется к мочке уха (нулевой датчик). Процесс снятия ЭЭГ длится не более 20 минут. В течение дня можно получить результат исследования, после расшифровки ЭЭГ доктором.

Накануне исследования в течение нескольких дней нельзя принимать алкоголь или медикаменты, так как они могут значительно повлиять на активность мозга и результат исследования.

Показания к проведению

ЭЭГ головного мозга проводится для определения его электрической активности с целью диагностики ряда заболеваний:

• Судорожные состояния, эпилепсия - ЭЭГ позволяет определить очаг патологической импульсации, который приводит к развитию приступов тонико-клонических судорог.
• Злокачественные или доброкачественные новообразования - в области их развития значительно изменяется электрическая активность.
• Различные виды нарушений кровообращения, кровоснабжения и оттока крови по венозным сосудам.
• Ухудшение памяти, нарушения концентрации внимания, интеллекта и умственной трудоспособности - очень часто с помощью этого исследования удается дифференцировать соматические и психические заболевания.
• Отставание в умственном развитии - ЭЭГ головного мозга у детей позволит определить причины, его можно проводить в любом возрасте.
• Открытые или закрытые травмы головы.
• Энцефалит или менингит - воспалительный процесс в оболочках и веществе мозга, вызванный вирусами или бактериями.
• Невротические состояния, неврастения (слабость нервной деятельности) и эмоциональная лабильность (резкие изменения настроения).
• Хроническая бессонница, нарушения биоритма с сонливостью днем и невозможностью уснуть ночью.
• Частые потери сознания и обмороки.
• Головная боль неустановленной этиологии.
• Возрастные изменения в головном мозгу.
• Дегенеративно-дистрофические изменения в головном мозгу, в частности при подозрении на прионную инфекцию .
• Оценка функциональной активности после перенесенного инсульта.

Электроэнцефалограмма головного мозга позволяет оценить функциональную его функциональную активность и выявить локализацию и причину патологических изменений.

Результаты

На полученной электроэнцефалограмме определяют ряд показателей кривой - частоту, амплитуду, фазу. На
основании их выделяют несколько ритмов электрической активности:

• Альфа-ритм - считается основным ритмом, он должен преобладать в обоих полушариях. Его изменения указывают на инсульт головного мозга , развитие слабоумия, возможное наличие онкологического процесса с объемным новообразованием, невроз.
• Бета-ритм - преобладает в большей степени над лобными полушариями. Изменения этого ритма указывают на задержку умственного развития, невроз, энцефалит, перенесенную травму.
• Дельта- и тета-ритм - в норме они регистрируются только у спящего человека. Их появления во время бодрствования указывает на возможное слабоумие, развитие дегенеративно-дистрофических процессов, новообразование.

ЭЭГ важный метод функционального исследования, который является объективным, информативным и безопасным, поэтому его можно проводить детям, беременным и кормящим женщинам.