<<
>>

Электроэнцефалография

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) — запись биоэлектрической активности головного мозга, регистрируемой с поверхности скальпа. Первую ЭЭГ человека зарегистрировал немецкий психи­атр Ханс Бергер в 1929 г.

Согласно современным представлениям, ЭЭГ — алгебраиче­ская сумма внеклеточных электрических полей возбуждающих и тормозных постсинаптических потенциалов корковых нейро­нов. Основной вклад в амплитуду ЭЭГ вносят постсинаптические потенциалы на апикальных дендритах, а также разность потен­циалов между ними и телами наиболее крупных вертикально ориентированных нейронов (в частности, пирамидных клеток коры головного мозга). ЭЭГ отражает совместную активность большого числа нервных элементов, поэтому по картине ЭЭГ можно судить о работе участка нервной системы, расположенного под отводящим электродом.

Цель

Цель ЭЭГ — 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.

Методика исследования

ЭЭГ регистрируют в виде разности потенциалов между актив­ными электродами, которые помещают на кожу головы, и рефе­рентными (условно неактивными) электродами, которые чаще всего располагают на мочках ушей или на сосцевидных отростках (реже). Запись ЭЭГ между активным и референтным электрода­ми условно называют монополярной, а между двумя активными электродами — биполярной.

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.

Функциональная нагрузка

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 перцептивно­когнитивных задач;

• фармакологические пробы.

Интерпретация результатов

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 процен­тах);

• степень генерализации основных ритмических и фазиче- ских компонентов ЭЭГ;

• локализация фокуса — наибольшая выраженность по ам­плитуде и индексу основных ритмических и фазических компонентов ЭЭГ.

Нормальная электроэнцефалограмма

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

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

• р-Ритм (роландический, центральный, аркообразный ритм) — сенсомоторный аналог затылочного а-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 проприоцептив- ном раздражении, а также при реальном или воображаемом движении.

• к-Ритм (кеннеди-волны) регистрируют в височных отведе­ниях. Он возникает в ситуации высокого уровня зрительно­го внимания при подавлении затылочного а-ритма.

Другие ритмы. Выделяют также 0- (4-8 Гц), 5- (0,5-4 Гц), (3- (выше 14 Гц) и у-ритмы (выше 40 Гц), а также ряд других ритми­ческих и апериодических (фазических) компонентов ЭЭГ. 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 а-ритма и повышенное содержание 0- и 8-активности (на­пример, при деменции пожилого возраста, в зонах с нару­шенным мозговым кровообращением или при опухолях головного мозга).

• Десинхронизация ЭЭГ проявляется в виде угнетения а-ритма и повышения содержания — ^-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 — это например, грубая межполушарная асимметрия ЭЭГ при локальных корковых опухолях; сглаживание меж­зональных различий ЭЭГ за счёт угнетения затылочного а-ритма при тревожных расстройствах или при генерали­зации а-частотной активности за счёт почти одинаковой выраженности а- и р-ритмов, что нередко выявляют при депрессии; смещение фокуса р-активности из передних в задние отведения при вертебробазиллярной недостаточно­сти.

• Появление патологических волновых форм [прежде всего высокоамплитудных острых волн, пиков, комплексов (например, пик-волн при эпилепсии)]. Иногда такая «эпи- лептиформная» 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 к 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 ЭЭГ.

Осложнения

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

Количественная электроэнцефалография

Количественная (цифровая, компьютерная, безбумажная) ЭЭГ возникла в связи с бурным развитием электронно-вычислитель­ной техники как дальнейшее развитие метода ЭЭГ.

Современные аппаратно-программные комплексы для ко­личественного анализа и топографического картирования ЭЭГ включают усилитель ЭЭГ с цифровыми фильтрами (чаще всего управляемые программными средствами), аналого-цифровой преобразователь для записи сигналов ЭЭГ на магнитные или иные носители информации в цифровой форме, центральный процес­сор (обычно серийный персональный компьютер), осуществляю­щий специальные виды анализа ЭЭГ (спектрально-когерентный, периодометрический, нелинейные), и средства отображения ин­формации (видеомонитор, принтер и др.).

Спектральный анализ

В качестве основного метода автоматического компьютерного анализа ЭЭГ используют спектральный анализ, основанный на фурье-преобразовании, — представление нативной картины ЭЭГ в виде совокупности набора синусоидальных колебаний, разли­чающихся по частоте и амплитуде.

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 с) 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 а-частотной полосе (особенно при десин­хронизации ЭЭГ) выявляют при активном совместном участии соответствующих отделов коры головного мозга в выполняемой деятельности. Напротив, повышенная когерентность в полосе 8-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, или на определении временных соотношений между некоторыми характерными фрагментами ЭЭГ (ЭЭГ-паттернами (например, веретёнами а-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 ЭЭГ позволяет более точно, чем при визуаль­ном анализе ЭЭГ, определять локализацию очагов патологиче­ской активности при эпилепсии и различных неврологических и сосудистых расстройствах, выявлять нарушения амплитудно­частотных 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.

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.

Регистрация уровня постоянного потенциала головного мозга

Регистрация уровня постоянного потенциала головного моз­га — специальный раздел электрофизиологии головного мозга. Уровень постоянного потенциала с амплитудой милливольтного диапазона и его сверхмедленные колебания (со-волны с периода­ми от нескольких секунд до нескольких десятков минут и даже часов) — интегральное отражение метаболизма головного мозга (сумма мембранных потенциалов нейронов и глиальных клеток, а также потенциалов гематоэнцефалического барьера и сосудов).

Цель метода регистрации уровня постоянного потенциала — оценка метаболизма головного мозга.

Интерпретация результатов. Интенсивные исследования диагностической информативности уровня постоянного потен­циала у здоровых испытуемых разного пола и возраста в разных функциональных состояниях, а также у больных логоневрозом, наркоманией, болезнью Альцгеймера, паркинсонизмом, инсуль­том и опухолями головного мозга показали, что в норме и при стрессе увеличение уровня постоянного потенциала соответству­ет усилению локального мозгового кровотока, повышению моз­гового метаболизма и уменьшению рН крови. При старении и в условиях патологии, когда локальный мозговой кровоток умень­шается, рост уровня постоянного потенциала и снижение рН кро­ви отражают усиление анаэробных процессов гликолиза.

Электрофизиологические исследования сна (полисомно- графия)

Электрофизиологическое исследование сна (полисомногра- фия) — 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), сердечно­сосудистых (нарушения ритма сердца и проводимости) и дыха­тельных (апноэ) нарушений во время сна.

Методика исследования

Физиологические параметры сна (ночного или дневного):

• ЭЭГ в 1-2 отведениях (чаще всего Сш или С);

• 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 8-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), артериальное давление (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 полисомнография даёт возможность дифференцировать депрессию и депрессивную псевдодеменцию у пожилых больных. Кроме того, этот метод объективно выявляет бессонницу, нарколепсию, сомнамбулизм, а также ночные кошмары, панические атаки, апноэ и эпилептиче­ские приступы, возникающие во время сна.

Вызванные потенциалы

Регистрация вызванных потенциалов — одна из областей ко­личественной ЭЭГ. Вызванные потенциалы — кратковременные изменения электрической активности головного мозга, возника­ющие в ответ на сенсорную стимуляцию. Амплитуда единичных вызванных потенциалов настолько мала, что их практически не выделяют из фоновой ЭЭГ. По этой причине для их выявления ис­пользуют метод усреднения (когерентного накопления с синхро­низацией от момента подачи стимула) ответов головного мозга на большое число (от десятков до сотен) стимулов с помощью спе­циализированных лабораторных электронно-вычислительных машин.

Виды вызванных потенциалов в зависимости от характе­ра сенсорных раздражителей:

• зрительные [вспышка света или включение оформленного зрительного образа (например, «шахматная доска» — поле, заполненное тёмными и светлыми квадратами, чередующи­мися в шахматном порядке, цвет которых ритмически меня­ется на противоположный с частотой 1 Гц)];

• слуховые и «стволовые» (звуковой щелчок);

• соматосенсорные (электростимуляция кожи или чрескож­ная стимуляция нервов конечностей).

Интерпретация результатов

Усреднённый вызванный потенциал — полифазный волновой комплекс, отдельные компоненты которого имеют определённые амплитудные соотношения и значения пиковой латентности. Для большинства вызванных потенциалов известна внутримозговая локализация генераторов каждого из компонентов. Наиболее ко­ротколатентные (до 50 мс) компоненты генерируются на уровне рецепторов и стволовых ядер, а среднелатентные (50-150 мс) и длиннолатентные (более 200 мс) волны — на уровне корковых проекций анализатора.

Коротколатентные и среднелатентные сенсорные вызванные потенциалы имеют ограниченное применение в клинике психиче­ских расстройств из-за нозологически неспецифического харак­тера их изменений. Они позволяют осуществлять объективную сенсометрию (например, отличать последствия органического поражения периферических отделов соответствующей сенсорной системы от истерических нарушений зрения и слуха) по измене­ниям амплитуды или латентности отдельных компонентов.

Когнитивные вызванные потенциалы

Шире используют регистрацию когнитивных вызванных по­тенциалов (эндогенные вызванные потенциалы, или «вызванные потенциалы, связанные с событием»). Когнитивные вызванные потенциалы — длиннолатентные (с пиковой латентностью более 250 мс) волны, возникающие в ЭЭГ в такой экспериментальной ситуации, когда испытуемому подают два типа стимулов. Одни (на которые по инструкции не следует обращать внимания) подают ча­сто, другие (целевые, которые требуют либо считать, либо в ответ на них реагировать нажатием на кнопку) — значительно реже.

Наиболее изучен третий позитивный компонент с пиковой ла­тентностью примерно 300 мс (РЗ, или Р300), который возникает в ответ на предъявление целевого стимула. Таким образом, волна Р300 — электрофизиологическое отражение селективного вни­мания. Исходя из данных корковой топографии (максимум ам­плитуды в центральных и теменных отведениях) и локализации внутримозгового диполя, она образуется на уровне базальных ганглиев и/или гиппокампа.

Амплитуда волны Р300 снижается, а её пиковая латентность увеличивается при нормальном и патологическом старении, а также при многих психических расстройствах (шизофрении, деменции, депрессии, абстиненции), связанных с нарушения­ми внимания. Обычно более чувствительный показатель функ­ционального состояния — величина пиковой латентности. При успешной терапии параметры волны Р300 могут возвращаться к норме.

Магнитоэнцефалография

Магнитоэнцефалография — регистрация магнитной состав­ляющей электромагнитного поля головного мозга. Этот метод возник относительно недавно в связи с успехами физики низких температур и сверхчувствительной магнитометрии.

Магнитоэнцефалография — не только неинвазивный, но даже бесконтактный метод исследования функционального состояния головного мозга. Его физическая сущность заключается в реги­страции сверхслабых магнитных полей, возникающих в результа­те протекания в головном мозге электрических токов.

Основной датчик — индукционная катушка, помещённая в со­суд с жидким гелием для придания ей сверхпроводящих свойств.

Её располагают параллельно поверхности черепа на расстоянии до 1 см. Только таким способом можно зарегистрировать слабые индукционные токи, возникающие в катушке под влиянием маг­нитных полей, обусловленных протеканием внеклеточных токов параллельно поверхности черепа, силовые линии этих полей вы­ходят радиально (перпендикулярно поверхности черепа).

Принципиальное отличие магнитного поля головного мозга от электрического поля состоит в том, что череп и мозговые обо­лочки практически не оказывают влияния на его величину. Это позволяет регистрировать активность не только наиболее поверх­ностно расположенных корковых структур (как в случае ЭЭГ), но и глубоких отделов головного мозга с достаточно высоким отно­шением сигнал/шум. По этой причине магнитоэнцефалография особенно эффективна для точного определения внутримозговой локализации эпилептических очагов и генераторов различных компонентов вызванных потенциалов и ритмов ЭЭГ, тем более что к настоящему времени созданы многоканальные магнитоэн- цефалографы.

Несмотря на кажущиеся преимущества магнитоэнцефало- графии перед ЭЭГ, их рассматривают как взаимодополняющие методы исследования головного мозга. Во-первых, аппаратура для регистрации магнитоэнцефалограммы намного дороже, чем ЭЭГ-системы. Во-вторых, магнитоэнцефалография чрезвычайно чувствительна к смещениям датчика относительно головы боль­ного и к внешним магнитным полям, экранирование которых составляет достаточно сложную техническую задачу. В-третьих, магнитоэнцефалография в основном регистрирует активность тангенциально расположенных диполей (предположительно нейронов, лежащих в бороздах), тогда как ЭЭГ отражает актив­ность большей части корковых нейронов как в глубине борозд, так и на поверхности извилин головного мозга.

4.2.1.

<< | >>
Источник: Психиатрия.. 2012

Еще по теме Электроэнцефалография:

  1. 1. ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЯ КАК МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ. ОПИСАНИЕ И АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММЫ
  2. 4. Электроэнцефалография при смерти мозга
  3. ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЯ
  4. Электроэнцефалография
  5. Электроэнцефалография
  6. Электроэнцефалография
  7. Электроэнцефалография
  8. /. Общие принципы использования электроэнцефалографии в диагностике эпилепсии
  9. Компьютерная электроэнцефалография (КЭЭГ) в диагностике эпилепсии
  10. ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЯ (ЭЭГ)
  11. Электроэнцефалография
  12. Электроэнцефалография
  13. ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЯ