загрузка...

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 — a-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 a-ритма происходит при открывании и движениях глаз, зрительной стимуляции, ориентировочной реакции.

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

• р-Ритм (роландический, центральный, аркообразный ритм) — сенсомоторный аналог затылочного a-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.

• 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 a-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 a-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 a-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 p-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 «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 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 a-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 pH крови. При старении и в условиях патологии, когда локальный мозговой кровоток уменьшается, рост уровня постоянного потенциала и снижение pH 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 C1V);

• 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 де- синхронизации 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 магнитоэнцефалографы.

Несмотря на кажущиеся преимущества магнитоэнцефалографии 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.

<< | >>
Источник: Коллектив авторов. Психиатрия. Национальное руководство. Краткое издание / под ред. Т.Б. Дмитриевой, В.Н. Краснова, Н.Г. Незнанова, В.Я. Семке, А.С. Титанова ; отв. ред. Ю.А. Александровский. — М. : ГЭОТАР- Медиа2012. 2012

Еще по теме Электроэнцефалография:

  1. Расстройства без нарушения сознания:
  2. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
  3. ПЕЧЕНОЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ
  4. Анкета для родителей при допуске детей к занятиям спортом
  5. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
  6. Диагноз
  7. Исследование и оценка функционального СОСТОЯНИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
  8. ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ■ Тестовые вопросы по курсу профессиональных болезней
  9. Лечение
  10. Юрий Андреевич Андреев. Три кита здоровья СПб.:,1994. — 382 с., 1994