Электроэнцефалография головного мозга: методика проведения. Характеристика и методика проведения электроэнцефалографии

ЭЭГ - основной метод параклинической диагностики функционального состояния головного мозга. Применение ЭЭГ в комплексном клинико-инструментальном обследовании новорождённых существенно повышает объективность оценки состояния центральной нервной системы.

Основы метода

Поверхностная (накожная, скальповая) ЭЭГ отражает суммарные изменения соматодендритных биоэлектрических потенциалов нейронов коры мозга, связанные с возбуждающими и тормозными влияниями, приходящими через интернейронные связи. На функциональное состояние больших групп корковых нейронов (и, соответственно, на электроэнцефалограмму) оказывают влияние два основных фактора. Первый из них - поступление информации из внешней среды по специфическим сенсорным каналам, которое приводит к возникновению мозаики процессов функциональной активации и инактивации в различных зонах неокортекса. Второй - неспецифическая модуляция деятельности коры мозга. На разных уровнях ствола мозга, в структурах лимбической системы, в базальных отделах переднего мозга и во фронтальном неокортексе расположены нейронные системы, способные изменять её функциональное состояние через восходящие и нисходящие диффузные связи с большинством областей коры. В пределах каждой из этих систем выделяют активирующие и подавляющие (сомногенные) системы. Их взаимодействие определяет как организацию цикла «сон-бодрствование», так и более тонкие градации функционального состояния коры мозга в рамках каждой из фаз цикла. Эти факты и лежат в основе использования ЭЭГ для диагностики степени нарушения функционального состояния ЦНС.

Для получения корректной диагностической информации необходима регистрация электроэнцефалограммы от различных областей коры больших полушарий. Для этого используются энцефалографы, имеющие достаточно большое количество каналов (8 и более). Биопотенциалы отводятся от кожных покровов головы с помощью электродов и подаются на вход энцефалографа через блок усиления на регистрирующее устройство. В зависимости от типа регистрирующего устройства электроэнцефалографы подразделяются на традиционные «бумажные» - перьевые, и «безбумажные» - цифровые, преобразующие аналоговый сигнал в цифровую форму, записывающие его и выводящие на экран компьютера. Согласно предложению Международного комитета электоэнцефалографистов, в лабораториях всего мира используется схема расположения электродов 10-20, разработанная с учётом рентгенологических и паталогоанатомических данных и пригодная для обследования пациентов с различными размерами и формой черепа. Зоны регистрации (места отведения) электрической активности мозга имеют буквенные обозначения в соответствии с областями, над которыми располагаются электроды: О - затылочное (occipitalis), Р - теменное (parietalis), С - центральное (centralis), F - лобное (frontalis), Та - передневисочное (temporalis anterior) и Тр - задневисочное (temporalis posterior) отведения. Лоб полюсный обозначается как Fр (p - polus). Референтные электроды, располагающиеся на мочках ушей, обозначаются как А (auricularis). Электроды, расположенные над левым полушарием, принято обозначать нечётными цифрами, а над правым - чётными.

Существуют различные методики проведения ЭЭГ. В условиях ОРИТН наиболее часто применяют мониторинговые методики, позволяющие оценивать данные, получаемые в течение длительного периода наблюдения. Из них наиболее простым (и обладающим несколько ограниченными возможностями) является так называемый мониторинг церебральных функций - выполнение ЭЭГ с помощью одной пары биполярных электродов. Электроды при этом устанавливаются в теменных и фронтальных позициях. Возможности методики:

Позволяет оценивать непрерывность активности и наличие пароксизмальности;

Позволяет контролировать эффективность противосудорожной терапии.

Метод не даёт возможности диагностировать очаговые поражения, определять источник судорожной активности.

Более информативным является 12-часовой ЭЭГ-мониторинг и видеомониторинг (видеозапись больного параллельно с многоканальной ЭЭГ). В настоящее время методика широко применяется за рубежом в ОРИТН. В отечественной практике данная методика используется в основном в специализированных неврологических и нейрохирургических стационарах. Метод ЭЭГ-мониторинга позволяет:

Оценить степень зрелости нервной системы и диагностировать задержку или нарушение её созревания;

Диагностировать очаговые изменения, определять уровень поражения ЦНС;

Объективно дифференцировать эпилептические феномены от пароксизмальных состояний несудорожного генеза;

Оценивать эффективность терапии. В силу высокой информативности ЭЭГ-мониторинг имеет большую прогностическую ценность, чем мониторинг церебральных функций.

В диагностике с использованием ЭЭГ при наличии показаний к проведению исследования информативность метода на 70% выше при условии соблюдения следующих правил:

Во всех случаях неясных пароксизмальных состояний необходимо проведение ЭЭГ-мониторинга естественного сна;

Ночной, а у детей раннего возраста и дневной ЭЭГ-мониторинг должен проводиться до назначения лечения;

ЭЭГ-мониторинг необходимо сочетать с ЭКГ-мониторингом.

Рутинная методика регистрации, наиболее широко применяемая как в специализированных, так и стационарах общего профиля, подразумевает отведение биоэлектрической активности от скальповых электродов, при котором в электроэнцефалограмме представлена активность основных областей коры мозга. Согласно принятым методическим рекомендациям, ЭЭГ у детей старше 3 лет и взрослых людей осуществляется в течение 20 мин с проведением стандартных функциональных проб («открыть-закрыть глаза», гипервентиляция и фотостимуляция). В силу возрастных особенностей применение подобной методики у новорождённых и детей раннего возраста невозможно.

Методика регистрации электроэнцефалограммы у новорождённых и детей первого года жизни

Основные методические требования к проведению ЭЭГ являются общими для детей и взрослых [Зенков Л.Р., 2002]. Способ расположения электродов на голове ребёнка должен соответствовать Международной схеме отведений [система «10-20»] либо модифицированной международной схеме с уменьшенным количеством электродов. В последнее время, благодаря относительно широкому распространению современных аппаратно-программных комплексов, в педиатрии всё чаще применяют расширенную систему «10-20» с увеличенным числом электродов. Учитывая важность топографического картирования биоэлектрической активности для диагностики и прогноза в неонатологии, такое увеличение количества отводящих электродов представляется вполне оправданным и даже необходимым. При монополярной регистрации в качестве референтного рекомендуется использовать отведение от двух объединённых друг с другом электродов, расположенных на мочках ушей. Не следует применять так называемый усреднённый референтный электрод (average reference). При небольшом количестве активных электродов (при исследовании младенцев) возникает ложное представление о характере пространственного распространения амплитуд ЭЭГ-ритмов. Ещё более неудачным выбором следует признать цефалический референтный электрод С„ который часто используется в исследованиях младенцев из практических соображений. Так как топографический максимум многих диагностически важных компонентов ЭЭГ соответствует расположению электрода С„ то при таком референте топографическое распределение биопотенциалов по конвекситальной поверхности резко изменено или даже извращено . Использование различных схем отведений (цепочкой, поперечное и т.д.) при биполярной регистрации соответствует обычным правилам, изложенным в руководствах по клинической ЭЭГ [Зенков Л.Р., 2001].

Следует подчеркнуть три принципиально важных условия проведения ЭЭГ у детей раннего возраста в диагностических целях:

Заключение должно основываться на регистрации ЭЭГ и полиграфических показателей (электроокулограммы, электрокардиограммы, электромиограммы, дыхания, кожно-гальванической реакции) основных фаз цикла «сон- бодрствование». Информация, полученная в ходе регистрации одного состояния (будь то бодрствование или одна из фаз сна) не даёт права судить об аномалиях ЭЭГ-паттерна.

Оценка ЭЭГ-паттернов в цикле «сон-бодрствование» должна исходить из скорректированного возраста ребёнка (возраст, в свою очередь, должен учитывать срок недоношенности).

По правилам Международной электроэнцефалографической Ассоциации, недопустимо базировать заключение лишь на компьютерной оценке электроэнцефалографии без данных экспертного визуального анализа ЭЭГ-паттерна. Это требование особенно важно для неонатальной ЭЭГ, учитывая отсутствие нормативных данных для ЭЭГ и высокую вероятность низкого качества исходной записи из-за трудностей проведения ЭЭГ у детей раннего возраста.

Семиотика изменений электроэнцефалограммы при патологических состояниях нервной системы у новорождённых и детей раннего возраста

Аномалии на электроэнцефалограмме в периоде новорождённости и в грудном возрасте проявляются следующим образом:

«негативные» симптомы, т.е. отсутствие свойственных возрасту и состоянию ребёнка форм ритмики, фоновые аномалии;

Появление аномальных графоэлементов (грубой пароксизмальной активности, условно-эпилептифрмных элементов ЭЭГ);

Регуляторные изменения (нарушения в цикле «сон-бодрствование»).

Для диагностики судорог ЭЭГ считается основным параклиническим методом. Особенности этой патологии у новорожденных (кратковременность, фрагментарность, атипичность, высокая частота несудорожных пароксизмальных состояний, медикаментозная седация в связи с необходимостью ИВЛ) делают необходимым мониторинг ЭЭГ во избежание гиподиагностики и гипердиагностики судорог, что важно в связи с серьёзностью прогноза. Прогностическая ценность полученных данных высока безотносительно этиологии повреждения, однако наиболее значимы данные, полученные в течении первых 10 дней жизни ребёнка. Известно также, что надёжный прогноз возможен лишь на основе серии регистраций, устойчивость аномалий электроэнцефалограммы при повторном исследовании служит основанием для неблагоприятного прогноза развития. Максимально информативной в плане прогноза развития является первая категория нарушений развития - нарушение фоновой активности, поскольку эти сведения могут изменить оценку тяжести поражения ЦНС ребёнка. Даже в случае неонатальных судорог наличие или отсутствие фоновых нарушений по данным ЭЭГ даёт больше оснований для характеристики прогноза, чем наличие эпилептической активности или пароксизмальных изменений электроэнцефалограммы. Кроме того, ряд пароксизмальных паттернов, расцениваемых как аномальные в более старшем возрасте, являются нормальным компонентом электроэнцефалограммы в неонатальном периоде.

Типологическая классификация паттернов электроэнцефалограммы сна у детей в возрасте 1 мес

Для экспертной оценки электроэнцефалограммы сна у детей в возрасте 1 мес мы предлагаем представленную ниже систему критериев. В основу этой системы положены данные литературы по клинической оценке младенческой электроэнцефалограммы, экспериментальные данные о нормальном и аномальном онтогенетическом формировании биоэлектрической активности мозга человека в структуре цикла сна на первом году жизни, многолетний клинико- экспериментальный опыт сотрудников лаборатории возрастной физиологии НИИ мозга РАМН и Лаборатории возрастной психогенетики ПИ РАО, и результаты комплексного проспективного обследования группы детей различного гестационного возраста, перенёсших перинатальные постгипоксические поражения ЦНС, сотрудниками кафедры неонатологии ФУВ РГМУ.

Критерии экспертной оценки ЭЭГ-паттерна сна.

Структура сна:

Невозможность идентификации 2-х основных фаз сна - активированного и медленноволнового сна. При продолжительной регистрации сна ребёнка (не менее 30 мин) сон представлен однотипным ЭЭГ-паттерном;

Наличие в структуре сна фазы «промежуточного сна», не отвечающего принятым критериям фаз активированного и медленноволнового сна, вклинивающейся между фазами активированного и медленноволнового сна и длится более 1 мин (см. главу 3-4);

Относительная длительность фаз активированного, промежуточного и медленноволнового сна в структуре цикла. Увеличение относительной длительности активированного более 50% и промежуточного сна более 10-20% от длительности полного цикла сна;

Спонтанное прерывание (пробуждение ребёнка) в цикле сна.

ЭЭГ медленноволновой фазы сна.

Физиологические ритмические компоненты.

Дельта-активность.

Депрессия дельта-активности (снижение амплитуды дельта-активности менее 50 мкВ):

А умеренная (30-50 мкВ);

А выраженная (10-20 мкВ);

А грубая (менее 10 мкВ).

Альтернация дельта-активности (периодические снижения и повышения амплитуды синхронизированной дельта- активности с разницей амплитуд более 25%):

А тенденция (разница амплитуд 25-50%);

А выраженная (разница амплитуд 50-75%);

А грубая (по типу паттерна «вспышка-подавление»).

Нарушение топографического распределения дельта-активности по областям коры головного мозга:

А сглаженность топографического распределения (различия в амплитуде дельта-активности между задними и передними отделами коры менее 50% с сохранением амплитудного преобладания в задних областях коры);

А отсутствие зональных различий;

А извращение топографического распределения (максимальная амплитуда дельта-активности в передних отделах полушарий).

Веретёна сна (сигма-ритм).

Отсутствуют рудиментарные сонные веретёна (с локализацией в центрально-париетальных отделах, частотой 1215 Гц, амплитудой 8-10 мкВ, длительностью 0,5-6 сек, часто с межполушарной амплитудно-частотной асимметрией или перетеканием).

Патологические графоэлементы.

Пароксизмальные графоэлементы (имеющие определённое начало и окончание, чётко выделяющиеся из фоновой активности и превосходящие по амплитуде фон не менее чем на 50%. Наиболее частые формы: фронтальные и центральные острые волны, вспышки мультифокальных острых волн, билатерально-синхронные вспышки дельта-тета- волн длительностью 0,5-1,5 сек и более, часто имеющие в составе вспышки острые волны. Обязательно указывается топографическое распределение пароксизмов, амплитудно-частотный состав).

Единичные, слабо выраженная пароксизмальная активность (не более 2-3-х вспышек за 10 мин регистрации спокойного сна, по амплитуде превышающие фоновую активность не более, чем в 2 раза).

Умеренные, средневыраженная пароксизмальная активность (не более 5-6 вспышек за 1 мин регистрации спокойного сна, по амплитуде превышающие фоновую активность в 2 раза и более).

Выраженная пароксизмальная активность (более 5-6 вспышек за 1 мин регистрации спокойного сна, по амплитуде превышающие фоновую активность в 2 раза и более).

Эпилептиформные графоэлементы. Обязательно указывается тип и топографическое распределение эпилептиформных графоэлементов, локальный или генерализованный характер регистрации.

Стойкая амплитудно-частотная асимметрия (различия амплитуд между гомотопическими отведениями в двух полушариях более 25-50%).

Локальная.

Межполушарная.

На основании совокупности данных критериев мы выделили 5 типов общего ЭЭГ-паттерна сна у детей месячного возраста с перинатальными поражениями ЦНС. Эти типы паттернов отражают последовательные градации оценки функционального состояния мозга ребёнка с нарастанием степени тяжести нарушения от первого к пятому типу. При определении тяжести нарушения первоочередное значение имеет степень отклонения общего ЭЭГ-паттерна сна от характеристик, соответствующих нормальному ходу созревания биоэлектрической активности мозга в первый месяц жизни ребёнка. Первый тип ЭЭГ-паттерна («норма») предполагает соответствие функционального состояния мозга ребёнка диапазону нормальных вариаций, свойственных здоровым детям этого возраста. Второй тип («задержка созревания») характеризует задержку становления регуляции функционального состояния сна с сохранением основных характеристик физиологических ритмов, свойственных этому состоянию. Третий тип («нарушение созревания») отражает наличие патологических изменений в электрической активности мозга на фоне сохранного или изменённого формирования механизмов регуляции сна. Четвёртый тип («патология») соответствует патологическим изменениям в электрической активности мозга на фоне грубого нарушения формирования механизмов сна. Пятый тип («угнетение биоэлектрической активности») соответствует самым тяжёлым изменениям функционального состояния ЦНС и представляет собой глубокие нарушения процессов генерации электрической активности мозга (см. табл. 27-12). Использование данной классификации при проведении ЭЭГ у детей различного гестационного возраста, перенёсших перинатальное поражение ЦНС, в скорректированном возрасте 1 мес позволяет с высокой точностью и надёжностью прогнозировать исход их психомоторного развития к концу первого года жизни. Регистрация ЭЭГ-паттерна четвёртого или пятого типов позволяет прогнозировать формирование ДЦП, в то время как первый и второй типы предполагают нормальный уровень психомоторного развития, невзирая на тяжесть перенесённого церебрального поражения.

Показания к обследованию

Проведение ЭЭГ в режиме мониторинга безмедикаментозного сна новорождённому и ребёнку раннего возраста показано для:

Диагностики и дифференциальной диагностики судорожных состояний и пароксизмальных состояний несудорожного генеза;

Оценки соответствия уровня зрелости ЦНС возрасту ребёнка и диагностики задержки развития;

Выяснения степени тяжести повреждения ЦНС (в комплексе клинико-инструментальных методов);

Установления прогноза течения заболевания и возможного исхода повреждения ЦНС;

Учёта терапевтической эффективности и определения длительности медикаментозного лечения.

Следует подчеркнуть отсутствие нозологической специфичности данных ЭЭГ.

Противопоказания к обследованию

Абсолютных противопоказаний к проведению ЭЭГ не существует. У пациентов в критическом состоянии ЭЭГ используют для оценки степени тяжести церебрального повреждения и прогноза. В настоящее время наиболее сложным вопросом в клинической практике остается диагностика смерти мозга.

Согласно Практическим рекомендациям Международной Федерации Клинической Нейрофизиологии (1999), диагностика смерти мозга базируется в основном на клинических критериях (ареактивная кома, утрата стволовых рефлексов, апноэ). Нейрофизиологические исследования - важные дополнительные, подтверждающие методы.

Для установления смерти мозга пациент должен соответствовать следующим критериям:

Утрата всех мозговых функций;

Невозможность восстановления;

Известная этиология комы.

При клиническом обследовании для установления смерти мозга должно быть выявлено отсутствие следующих показателей жизнедеяфтельности:

Зрачкового рефлекса;

Корнеального рефлекса;

Реакции на слуховой и зрительный стимулы;

Окуловестибулярного рефлекса (симптома «кукольных глаз»);

Реакции на калорическую пробу;

Дыхательного напряжения при пробе с апноэ.

Клиницист обязан удостовериться, что отсутствие реактивности не связано с наркотической интоксикацией, метаболическими нарушениями или нервно-мышечной блокадой. Должны быть оценены следующие параметры:

Температура тела не ниже 32,2 °С;

Систолическое АД не менее 80 мм рт.ст.;

Нет токсического уровня препаратов, угнетающих нервную систему;

Нет блокады нервно-мышечной проводимости.

Против наличия нервно-мышечной блокады могут свидетельствовать наличие сухожильных рефлексов, наличие примитивных реакций на ноцицептивные раздражители, или наличие мышечной реакции на электрическую стимуляцию моторных нервов. В рекомендациях по диагностике смерти мозга указывается, что окончательному заключению обязательно предшествует период наблюдения. При этом в начале и в конце периода наблюдения должны быть даны документированные заключения специалистов о клиническом состоянии больного. Если причиной комы является не аноксия, такой период составляет 24 ч. Период наблюдения может быть сокращён при проведении следующих объективных подтверждающих обследований с 12 до 6 ч в случае неаноксической комы, с 24 до 12 ч в случае аноксической комы:

Ангиография;

Радиоизотопное исследование кровотока.

Принятые критерии смерти мозга суммирует табл. 27-13.

В качестве объективного теста, подтверждающего смерть мозга, возможно применить транскраниальную ДГ. Однако в связи с тем, что смерть мозга диагностируется на основании комплекса критериев, специально не оговаривающих использование этой методики, она не может быть использована до того, как её употребление для установления смерти мозга будет частью общепринятой клинической практики.

Смерть мозга не устанавливают у ребёнка в возрасте менее 7 суток жизни. Клинические и электрофизиологические критерии для раннего неонатального периода до настоящего времени не разработаны.

Для детей в возрасте от 7 суток жизни до 2 мес для диагностики смерти мозга необходимо двукратное клиническое обследование и двукратная ЭЭГ с интервалом 48 ч.

Для детей в возрасте от 2 мес до 1 г. необходимо двукратное клиническое обследование и двукратное ЭЭГ- обследование с интервалом в 24 ч.

Для детей старше 1 г. необходимо двукратное обследование с интервалом в 12 ч. без применения подтверждающих тестов. Если проводят единственную ЭЭГ, период наблюдения может составлять 6 ч.

Рекомендуемый монтаж отведений для регистрации электроэнцефалографии при определении смерти мозга приведён в табл. 27-14. Остальные параметры регистрации идентичны таковым у взрослых. Регистрация проводится при калибровке 20 мкВ/см.

Технические стандарты проведения ЭЭГ для диагностики смерти мозга включают следующие рекомендации:

Наложение не менее восьми скальповых электродов, должны быть представлены все области конвекситальной поверхности головы. Обычно это схема «10-20» с уменьшенным количеством электродов. Как минимум, должны быть установлены электроды Fpb Fp2,C3,C3, C4,ObO2,T3,T4.

Используются отведения с большими - не менее 10 см - межэлектродными расстояниями. Это позволяет лучше детектировать низкоамплитудную ЭЭГ-активность. Минимальный монтаж приведён в табл. 27-14.

Межэлектродное сопротивление (импеданс) должно быть не более 10 кОм, но не менее 100 Ом. Низкое подэлектродное сопротивление достигается при использовании специальных гелей. Амплитуда регистрируемой церебральной активности при чрезмерно низком импедансе также может быть крайне низкой.

Чувствительность входов, воспринимающих сигнал, должна быть не менее 2 мкВ/мм при большинстве регистраций.

Используют фильтр низких частот в 1 Гц и фильтр высоких частот 30 Гц.

Используют ЭКГ-мониторинг и мониторинг других физиологических параметров. Мониторинг ЧДД необходим для дифференциации природы медленной активности, выявляемой по данным ЭЭГ и вызванной деятельностью дыхательного центра.

Записывают ЭЭГ-реактивность на слуховую, зрительную и тактильную стимуляцию.

Время регистрации составляет не менее 30 мин, при этом полученная запись должна быть относительно безартефактной.

Проверяют правильность регистрирующей системы путём касания электродов и вызывая появление высокоамплитудных артефактов. Это позволяет убедиться, что плоская кривая не является следствием технических факторов.

Электроэнцефалограмма, переданная специалисту с помощью телекоммуникаций, не может использоваться для подтверждения диагноза смерти мозга.

Запись должна быть проведена высококвалифицированным специалистом.

Приложение

Таблица 27-12. Типологическая классификация электроэнцефалограммы сна в скорректированном возрасте 1 мес у детей с перинатальными постгипоксическими поражениями ЦНС

	отсутствует или продолжается менее 1 мин. Начало сна в спокойной или активированной фазе. Паттерн спокойного сна соответствует скорректированному возрасту, или с отдельными признаками незрелости:амплитуда дельта-активности - 50-150 мкВ;зональные различия дельта-активности правильные, или сохранены, но несколько сглажены, без грубой межполушарной асимметрии;рудиментарный сигма-ритм с топическим максимумом в центрально--теменных отведениях;пароксизмальная активность отсутствует или слабо выражена;аномальные графоэлементы отсутствуют либо единичные
2-й тип «задержка созре-вания»	Идентифицируются фазы спокойного и активированного сна, фаза неопределённого сна более 1 мин. Начало сна в активированной фазе, удлинение латентного периода спокойного сна. Паттерн электроэнцефалограммы спокойного сна без выраженных изменений, но с признаками незрелости:амплитуда дельта-активности - 50-150 мкВ;дельта-активность с сохраняющейся тенденцией к альтернации;зональные различия дельта-активности сохранены, но несколько сглажены, без грубой межполушарной асимметрии;рудиментарный сигма-ритм отсутствует или видны единичные ритмические последовательности;пароксизмальная активность от слабо выраженной до умеренной;аномальные графоэлементы отсутствуют либо единичные
3-й тип «нарушение созре-вания»	Идентифицируются фазы спокойного и активированного сна, длительная фаза неопределённого сна. Начало сна в активированной фазе, удлинение латентного периода спокойного сна. Паттерн электроэнцефалограммы спокойного сна с выраженными изменениями или с признаками глубокой незрелости:амплитуда дельта-активности варьирует в пределах 10-100 мкВ и шире, или стойкая межполушарная асимметрия при нормальной амплитуде;дельта-активность с тенденцией к альтернации или явная альтернация;зональные различия дельта-активности сглажены или отсутствуют, но не извращены;рудиментарный сигма-ритм отсутствует или единичные ритмические последовательности;пароксизмальная активность от слабо выраженной до выраженной;количество патологических графоэлементов от единичных до умеренного
4-й тип «пато-логия»	Идентификация фаз спокойного и активированного сна затруднена, основное время сна занимает фаза неопределённого сна. Паттерн электроэнцефалограммы спокойного сна с грубыми изменениями:амплитуда дельта-активности варьирует в пределах 10-100 мкВ и шире, или устойчивое снижение амплитуды менее 30 мкВ;дельта-активность альтернирующая;зональные различия дельта-активности отсутствуют или нестойкое извращение;возможна стойкая межполушарная асимметрия при нормальной амплитуде;рудиментарный сигма-ритм отсутствует;пароксизмальная активность от слабо выраженной до выраженной;количество патологических графоэлементов от умеренного до выраженного
5-й тип «угне-тение биоэлектрической активности»	Идентификация фаз спокойного и активированного сна затруднена или невозможна, основное время сна занимает фаза неопределённого сна. Паттерн электроэнцефалограммы спокойного сна с грубыми изменениями:амплитуда дельта-активности варьирует в пределах 10-100 мкВ и шире, или устойчивое выраженное снижение амплитуды менее 10-15 мкВ;дельта-активность представлена паттерном «вспышка-подавление активности» или общая депрессия активности (10-15 мкВ и менее);зональные различия дельта-активности извращены или отсутствуют;возможна стойкая межполушарная асимметрия;пароксизмальная активность от слабо выраженной до выраженной;количество патологических графоэлементов от умеренного до выраженного, возможны множественные разряды условно эпилептиформной активности

Таблица 27-13. Критерии смерти мозга

Таблица 27-14. Монтаж отведений при диагностике смерти мозга

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время во всем мире отмечается повышенный интерес к изучению ритмической организации процессов в организме, как в условиях нормы, так и патологии. Интерес к проблемам хронобиологии обусловлен тем, что ритмы господствуют в природе и охватывают все проявления живого - от деятельности субклеточных структур и отдельных клеток до сложных форм поведения организма и даже популяций и экологических систем. Периодичность - неотъемлемое свойство материи. Феномен ритмичности является универсальным. Факты о значении биологических ритмов для жизнедеятельности живого организма накапливались давно, но только в последние годы начато их систематическое изучение. В настоящее время хронобиологические исследования являются одним из основных направлений в физиологии адаптации человека.

ГЛАВА I. Общие представления о методических основах электроэнцефалографии

Электроэнцефалография -- метод исследования головного мозга, основанный на регистрации его электрических потенциалов. Первая публикация о наличии токов в центральной нервной системе была сделана Du Bois Reymond в 1849 г. В 1875 г. данные о наличии спонтанной и вызванной электрической активности в мозге собаки были получены независимо R.Caton в Англии и В. Я. Данилевским в России. Исследования отечественных нейрофизиологов на протяжении конца XIX и начала XX века внесли существенный вклад в разработку основ электроэнцефалографии. В. Я. Данилевский не только показал возможность регистрации электрической активности мозга, но и подчеркивал ее тесную связь с нейрофизиологическими процессами. В 1912 г. П. Ю. Кауфман выявил связь электрических потенциалов мозга с «внутренней деятельностью мозга» и их зависимость от изменения метаболизма мозга, воздействия внешних раздражений, наркоза и эпилептического припадка. Подробное описание электрических потенциалов мозга собаки с определением их основных параметров было дано в 1913 и 1925 гг. В. В. Правдич-Неминским.

Австрийский психиатр Ганс Бергер в 1928 г. впервые осуществил регистрацию электрических потенциалов головного мозга у человека, используя скальповые игольчатые электроды (Berger H., 1928, 1932). В его же работах были описаны основные ритмы ЭЭГ и их изменения при функциональных пробах и патологических изменениях в мозге. Большое влияние на развитие метода оказали публикации G.Walter (1936) о значении ЭЭГ в диагностике опухолей мозга, а также работы F.Gibbs, E.Gibbs, W.G.Lennox (1937), F.Gibbs, E.Gibbs (1952, 1964), давшие подробную электроэнцефалографическую семиотику эпилепсии.

В последующие годы работы исследователей были посвящены не только феноменологии электроэнцефалографии при различных заболеваниях и состояниях мозга, но и изучению механизмов генерации электрической активности. Существенный вклад в эту область внесен работами E.D.Adrian, B.Metthews (1934), G.Walter (1950), В.С.Русинова (1954), В.Е.Майорчик (1957), Н.П.Бехтеревой (1960), ЛА.Новиковой (1962), H.Jasper (1954).

Большое значение для понимания природы электрических колебаний головного мозга имели исследования нейрофизиологии отдельных нейронов с помощью метода микроэлектродов, выявившие те структурные субъединицы и механизмы, из которых слагается суммарная ЭЭГ (Костюк П.Г., Шаповалов А.И., 1964, Eccles J., 1964).

ЭЭГ представляет собой сложный колебательный электрический процесс, который может быть зарегистрирован при расположении электродов на мозге или на поверхности скальпа, и является результатом электрической суммации и фильтрации элементарных процессов, протекающих в нейронах головного мозга.

Многочисленные исследования показывают, что электрические потенциалы отдельных нейронов головного мозга связаны тесной и достаточно точной количественной зависимостью с информационными процессами. Для того чтобы нейрон генерировал потенциал действия, передающий сообщение другим нейронам или эффекторным органам, необходимо, чтобы собственное его возбуждение достигло определенной пороговой величины.

Уровень возбуждения нейрона определяется суммой возбуждающих и тормозных воздействий, оказываемых на него в данный момент через синапсы. Если сумма возбуждающих воздействий больше суммы тормозных на величину, превышающую пороговый уровень, нейрон генерирует нервный импульс, распространяющийся затем по аксону. Описанным тормозным и возбуждающим процессам в нейроне и его отростках соответствуют определенной формы электрические потенциалы.

Мембрана -- оболочка нейрона -- обладает электрическим сопротивлением. За счет энергии обмена веществ концентрация положительных ионов в экстраклеточной жидкости поддерживается на более высоком уровне, чем внутри нейрона. В результате существует разность потенциалов, которую можно измерить, введя один микроэлектрод внутрь клетки, а второй расположив экстраклеточно. Эта разность потенциалов называется потенциалом покоя нервной клетки и составляет около 60-70 мВ, причем внутренняя среда заряжена отрицательно относительно экстраклеточного пространства. Наличие разности потенциалов между внутриклеточной и внеклеточной средой носит название поляризации мембраны нейрона.

Увеличение разности потенциалов называется соответственно гиперполяризацией, а уменьшение -- деполяризацией. Наличие потенциала покоя является необходимым условием нормального функционирования нейрона и генерирования им электрической активности. При прекращении обмена веществ или снижении его ниже допустимого уровня различия концентраций заряженных ионов по обе стороны мембраны сглаживаются, с чем связано прекращение электрической активности в случае клинической или биологической смерти мозга. Потенциал покоя является тем исходным уровнем, на котором происходят изменения, связанные с процессами возбуждения и торможения, -- спайковая импульсная активность и градуальные более медленные изменения потенциала. Спайковая активность (от англ. spike-- острие) характерна для тел и аксонов нервных клеток и связана с бездекрементной передачей возбуждения от одной нервной клетки к другой, от рецепторов к центральным отделам нервной системы или от центральной нервной системы к исполнительным органам. Спайковые потенциалы возникают в момент достижения мембраной нейрона некоторого критического уровня деполяризации, при котором наступает электрический пробой мембраны и начинается самоподдерживающийся процесс распространения возбуждения в нервном волокне.

При внутриклеточной регистрации спайк имеет вид высокоамплитудного, короткого, быстрого положительного пика.

Характерными особенностями спайков являются их высокая амплитуда (порядка 50-125 мВ), небольшая длительность (порядка 1-2 мс), приуроченность их возникновения к достаточно строго ограниченному электрическому состоянию мембраны нейрона (критический уровень деполяризации) и относительная стабильность амплитуды спайка для данногонейрона (закон все или ничего).

Градуальные электрические реакции присущи в основном дендритам в соме нейрона и представляют собой постсинаптические потенциалы (ПСП), возникающие в ответ на приход к нейрону спайковых потенциалов по афферентным путям от других нервных клеток. В зависимости от активности возбуждающих или тормозящих синапсов соответственно различают возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП) и тормозные постсинаптические потенциалы (ТПСП).

ВПСП проявляется положительным отклонением внутриклеточного потенциала, а ТПСП --отрицательным, что соответственно обозначается как деполяризация и гиперполяризация. Эти потенциалы отличаются локальностью, декрементным распространением на очень короткие расстояния по соседним участкам дендритов и сомы, сравнительно малой амплитудой (от единиц до 20-40 мB), большой длительностью (до 20-50 мс). В отличие от спайка, ПСП возникают в большинстве случаев независимо от уровня поляризации мембраны и имеют различную амплитуду в зависимости от объема афферентной посылки, пришедшей к нейрону и его дендритам. Все эти свойства обеспечивают возможность суммации градуальных потенциалов во времени и пространстве, отображающей интегративную деятельность определенного нейрона (Костюк П.Г., Шаповалов А.И., 1964; Eccles, 1964).

Именно процессы суммации ТПСП и ВПСП определяют уровень деполяризации нейрона и, соответственно, вероятность генерации нейроном спайка, т. е. передачи накопленной информации другим нейронам.

Как видно, оба эти процесса оказываются тесно связанными: если уровень спайковой бомбардировки, обусловленной приходом спайков по афферентным волокнам к нейрону, определяет колебания мембранного потенциала, то уровень мембранного потенциала (градуальные реакции) в свою очередь обусловливает вероятность генерации спайка данным нейроном.

Как следует из изложенного выше, спайковая активность представляет собой значительно более редкое событие, чем градуальные колебания соматодендритного потенциала. Приблизительное соотношение между временным распределением этих событий можно получить из сопоставления следующих цифр: спайки генерируются нейронами мозга со средней частотой10 в секунду; в то же время по каждому из синаптических окончаний кдендритам и соме притекает соответственно в среднем 10 синаптических воздействий за секунду. Если учесть, что на поверхности дендритов и сомы одного коркового нейрона могут оканчиваться до нескольких сотен и тысяч синапсов, то объем синаптической бомбардировки одного нейрона, а соответственно и градуальных реакций, составит несколько сотен или тысяч за секунду. Отсюда соотношение между частотой спайковой и градуальной реакции одного нейрона составляет 1-3 порядка.

Относительная редкость спайковой активности, кратковременность импульсов, приводящая к их быстрому затуханию из-за большой электрической емкости коры, определяют отсутствие значительного вклада в суммарную ЭЭГ со стороны спайковой нейронной активности.

Таким образом, электрическая активность мозга отображает градуальные колебания соматодендритных потенциалов, соответствующих ВПСП и ТПСП.

Связь ЭЭГ с элементарными электрическими процессами на уровне нейронов нелинейная. Наиболее адекватной в настоящее время представляется концепция статистического отображения активности множественных нейронных потенциалов в суммарной ЭЭГ. Она предполагает, что ЭЭГ является результатом сложной суммации электрических потенциалов многих нейронов, работающих в значительной степени независимо. Отклонения от случайного распределения событий в этой модели будут зависеть от функционального состояния мозга (сон, бодрствование) и от характера процессов, вызывающих элементарные потенциалы (спонтанная или вызванная активность). В случае значительной временной синхронизации активности нейронов, как это отмечается при некоторых функциональных состояниях мозга или при поступлении на корковые нейроны высокосинхронизированной посылки от афферентного раздражителя, будет наблюдаться значительное отклонение от случайного распределения. Это может реализоваться в повышении амплитуды суммарных потенциалов и увеличении когерентности между элементарными и суммарными процессами.

Как показано выше, электрическая активность отдельных нервных клеток отражает их функциональную активность по переработке и передаче информации. Отсюда можно сделать заключение, что суммарная ЭЭГ также в преформированном виде отражает функциональную активность, но уже не отдельных нервных клеток, а их громадных популяций, т.е., иначе говоря, функциональную активность мозга. Это положение, получившее многочисленные неоспоримые доказательства, представляется исключительно важным для анализа ЭЭГ, поскольку дает ключ к пониманию того, какие системы мозга определяют внешний вид и внутреннюю организацию ЭЭГ.

На разных уровнях ствола и в передних отделах лимбической системы имеются ядра, активация которых приводит к глобальному изменению уровня функциональной активности практически всего мозга. Среди этих систем выделяют так называемые восходящие активирующие системы, расположенные на уровне ретикулярной формации среднего и в преоптических ядрах переднего мозга, и подавляющие или тормозящие, сомногенные системы, расположенные главным образом в неспецифических таламических ядрах, в нижних отделах моста и продолговатом мозге. Общими для обеих этих систем являются ретикулярная организация их подкорковых механизмов и диффузные, двусторонние корковые проекции. Такая общая организация способствует тому, что локальная активация части неспецифической подкорковой системы, благодаря ее сетевидному строению, приводит к вовлечению в процесс всей системы и к практически одновременному распространению ее влияний на весь мозг (рис. 3).

ГЛАВА II. Основные элементы центральной нервной системы, участвующие в генерации электрической активности мозга

Основными элементами ЦНС являются нейроны. Типичный нейрон состоит из трех частей: дендритное дерево, тело клетки (сома) и аксон. Сильно разветвленное тело дендритного дерева имеет большую поверхность, чем остальные его части, и является его рецептивной воспринимающей областью. Многочисленные синапсы на теле дендритного дерева осуществляют прямой контакт между нейронами. Все части нейрона покрыты оболочкой -- мембраной. В состоянии покоя внутренняя часть нейрона -- протоплазма -- имеет негативный знак по отношению к внеклеточному пространству и составляет приблизительно 70 мВ.

Этот потенциал называют потенциалом покоя (ПП). Он обусловлен разностью концентраций ионов Na+, преобладающих в экстраклеточной среде, и ионов К+ и Cl-, преобладающих в протоплазме нейрона. Если мембрана нейрона деполяризуется от -70 мВ до -40 мВ, при достижении некоторого порога нейрон отвечает коротким по длительности импульсом, при котором мембранный потенциал сдвигается до +20 мВ, а затем обратно до -70 мВ. Этот ответ нейрона называют потенциалом действия (ПД).

Рис. 4. Виды потенциалов, регистрируемых в ЦНС, их временные и амплитудные соотношения.

Длительность этого процесса составляет около 1 мс (рис. 4). Одно из важных свойств ПД состоит в том, что он является основным механизмом, с помощью которого аксоны нейронов несут информацию на значительные расстояния. Распространение импульса по нервным волокнам происходит следующим образом. Потенциал действия, возникающий в одном месте нервного волокна, деполяризует соседние участки и бездекрементно, за счет энергии клетки, распространяется по нервному волокну. Согласно теории распространения нервных импульсов, эта распространяющаяся деполяризация локальных токов является основным фактором, ответственным за распространение нервных импульсов (Brazier, 1979). У человека длина аксона может достигать одного метра. Такая длина аксона позволяет передавать информацию на значительные расстояния.

На дистальном конце аксон делится на многочисленные ветви, которые оканчиваются синапсами. Мембранный потенциал, генерируемый на дендритах, распространяется пассивно в сому клетки, где происходит суммация разрядов от других нейронов и контролируются нейронные разряды, инициирующиеся в аксоне.

Нервным центром (НЦ) называют группу нейронов, объединенных пространственно и организованных в определенную функционально- морфологическую структуру. В этом смысле НЦ могут считаться: ядра переключения афферентных и эфферентных путей, подкорковые и стволовые ядра и ганглии ретикулярной формации ствола мозга, функционально и цитоархитектонически специализированные области коры мозга. Поскольку в коре и ядрах нейроны ориентированы параллельно друг другу и радиально по отношению к поверхности, то к такой системе, так же как и к отдельному нейрону, может быть применена модель диполя -- точечного источника тока, размеры которого много меньше, чем расстояние до точек измерения (Brazier, 1978; Гутман, 1980). При возбуждении НЦ возникает суммарный потенциал дипольного типа с неравновесным распределением заряда, который может распространяться на большие расстояния за счет потенциалов отдаленного поля (рис. 5) (Егоров, Кузнецова, 1976; Hosek et al., 1978; Гутман, 1980; Жадин,1984)

Рис. 5. Представление возбужденного нервного волокна и нервного центра как электрического диполя с линиями поля в объемном проводнике; конструкция трехфазной характеристики потенциала в зависимости от относительного расположения источника по отношению к отводящему электроду.

Основные элементы ЦНС, дающие вклад в генерацию ЭЭГ и ВП.

А. Схематическое изображение процессов от генерации до отведения скальпового вызванного потенциала.

Б. Ответ одного нейрона в Tractus opticus после электрического раздражения Chiasma opticum. Для сравнения: в верхнем правом углу изображен спонтанный ответ.

В. Ответ этого же нейрона на вспышку света (последовательность разрядов ПД).

Г.Связь гистограммы нейронной активности с потенциалами ЭЭГ.

В настоящее время признано, что электрическая активность мозга, регистрируемая на скальпе в виде ЭЭГ и ВП, обусловлена в основном синхронным возникновением большого числа микрогенераторов под воздействием синаптических процессов на мембране нейронов и пассивным затеканием внеклеточных токов в области регистрации. Эта активность является небольшим, но существенным отражением электрических процессов собственно в мозге и связана со строением головы человека (Гутман, 1980; Nunes, 1981; Жадин, 1984). Мозг окружен четырьмя основными слоями ткани, существенно отличающимися по электропроводности и влияющими на измерение потенциалов: спинномозговая жидкость (СМЖ), твердая мозговая оболочка, кость черепа и кожа скальпа (рис. 7).

Значения электропроводности (G) чередуются: мозговая ткань -- G=0,33Ом·м)-1, СМЖ с лучшей электропроводностью -- G=1 (Ом·м)-1, над ней слабо проводящая кость -- G=0,04 (Ом·м)-1. Скальп обладает сравнительно хорошей проводимостью, почти такой же, как у мозговой ткани -- G=0,28-0,33 (Ом·м)-1 (Fender, 1987). Толщина слоев твердой мозговой оболочки, кости и скальпа, по данным ряда авторов, колеблется, но средние размеры соответственно составляют: 2, 8, 4 мм при радиусе кривизны головы 8 - 9 см (Блинков, 1955; Егоров, Кузнецова, 1976 и другие).

Такая электропроводящая структура существенно уменьшает плотность токов, текущих в скальпе. Кроме того, она сглаживает пространственные вариации плотности токов, то есть локальные неоднородности токов, вызванных активностью в ЦНС, находят небольшое отражение на поверхности скальпа, где картина потенциалов содержит сравнительно мало высокочастотных деталей (Гутман, 1980).

Существенным фактом является также то, что картина поверхностных потенциалов (рис. 8) оказывается более «размазанной», чем определяющие эту картину распределения внутримозговых потенциалов (Baumgartner, 1993).

ГЛАВА III. Аппаратура для электроэнцефалографических исследований

Из изложенного выше следует, что ЭЭГ представляет собой процесс, обусловленный активностью огромного числа генераторов, и, в соответствии с этим, создаваемое ими поле представляется весьма неоднородным по всему пространству мозга и меняющимся во времени. В связи с этим между двумя точками мозга, а также между мозгом и удаленными от него тканями организма возникают переменные разности потенциалов, регистрация которых и составляет задачу электроэнцефалографии. В клинической электроэнцефалографии ЭЭГ отводится с помощью электродов, расположенных на интактных покровах головы и в некоторых экстракраниальных точках. При такой системе регистрации потенциалы, генерируемые мозгом, существенно искажаются вследствие влияния покровов мозга и особенностей ориентации электрических полей при различном взаимном расположении отводящих электродов. Эти изменения отчасти обусловлены суммацией, усреднением и ослаблением потенциалов за счет шунтирующих свойств сред, окружающих мозг.

ЭЭГ, отведенная скальповыми электродами, в 10-15 раз ниже по сравнению с ЭЭГ, отведенной от коры. Высокочастотные составляющие при прохождении через покровы мозга ослабляются значительно сильнее, чем медленные компоненты (Воронцов Д.С., 1961). Кроме того, помимо амплитудных и частотных искажений, различия в ориентации отводящих электродов вызывают также изменения фазы регистрируемой активности. Все эти факторы необходимо иметь в виду при записи и интерпретации ЭЭГ. Разность электрических потенциалов на поверхности интактных покровов головы имеет относительно небольшую амплитуду, в норме не превышающую 100-150 мкВ. Для регистрации таких слабых потенциалов используют усилители с большим коэффициентом усиления (порядка 20 000- 100 000). Учитывая, что регистрацию ЭЭГ практически всегда производят в помещениях, снабженных устройствами передачи и эксплуатации промышленного переменного тока, создающими мощные электромагнитные поля, применяют дифференциальные усилители. Они обладают усилительными свойствами только в отношении разностного напряжения на двух входах и нейтрализуют синфазное напряжение, в одинаковой мере действующее на оба входа. Учитывая, что голова представляет собой объемный проводник, ее поверхность практически эквипотенциальна в отношении источника помех, действующих извне. Таким образом, помеха прикладывается ко входам усилителя в виде синфазного напряжения.

Количественной характеристикой этой особенности дифференциального усилителя является коэффициент подавления синфазных помех (коэффициент режекции), который определяется как отношение величины синфазного сигнала на входе к его величине на выходе.

В современных электроэнцефалографах коэффициент режекции достигает 100 000. Использование таких усилителей позволяет проводить регистрацию ЭЭГ в большинстве больничных помещений при условии, что поблизости не работают какие-либо мощные электротехнические устройства типа распределительных трансформаторов, рентгеновской аппаратуры, физиотерапевтических устройств.

В тех случаях, когда невозможно избежать соседства мощных источников помех, используют экранированные камеры. Наилучшим способом экранирования является обшивка стен камеры, в которой располагается обследуемый, листами металла, сваренными между собой, с последующим автономным заземлением с помощью провода, припаянного к экрану и вторым концом соединенного с металлической массой, зарытой в землю до уровня контакта с грунтовыми водами.

Современные электроэнцефалографы представляют собой многоканальные регистрирующие устройства, объединяющие от 8 до 24 и более идентичных усилительно-регистрирующих блоков (каналов), позволяющих таким образом регистрировать одномоментно электрическую активность от соответствующего числа пар электродов, установленных на голове обследуемого.

В зависимости от того, в каком виде регистрируется и представляется для анализа электроэнцефалографисту ЭЭГ, электроэнцефалографы подразделяются на традиционные бумажные (перьевые) и более современные безбумажные.

В первых ЭЭГ после усиления подается на катушки электромагнитных или термопишущих гальванометров и пишется непосредственно на бумажную ленту.

Электроэнцефалографы второго типа преобразуют ЭЭГ в цифровую форму и вводят ее в компьютер, на экране которого и отображается непрерывный процесс регистрации ЭЭГ, одновременно записываемой в память компьютера.

Бумажнопишущие электроэнцефалографы обладают преимуществом простоты эксплуатации и несколько дешевле при приобретении. Безбумажные обладают преимуществом цифровой регистрации со всеми вытекающими отсюда удобствами записи, архивирования и вторичной компьютерной обработки.

Как уже указывалось, ЭЭГ регистрирует разность потенциалов между двумя точками поверхности головы обследуемого. Соответственно этому на каждый канал регистрации подаются напряжения, отведенные двумя электродами: одно -- на положительный, другое -- на отрицательный вход канала усиления. Электроды для электроэнцефалографии представляют собой металлические пластины или стержни различной формы. Обычно поперечный диаметр электрода, имеющего форму диска, составляет около 1 см. Наибольшее распространение получили два типа электродов -- мостовые и чашечковые.

Мостовой электрод представляет собой металлический стержень, закрепленный в держателе. Нижний конец стержня, контактирующий с кожей головы, покрыт гигроскопическим материалом, который перед установкой смачивают изотоническим раствором хлорида натрия. Электрод крепят с помощью резинового жгута таким образом, что контактный нижний конец металлического стержня прижимается к коже головы. К противоположному концу стержня подсоединяют отводящий провод с помощью стандартного зажима или разъема. Преимуществом таких электродов являются быстрота и простота их подсоединения, отсутствие необходимости использовать специальную электродную пасту, поскольку гигроскопический контактный материал долго удерживает и постепенно выделяет на поверхность кожи изотонический раствор хлорида натрия. Использование электродов этого типа предпочтительно при обследовании контактных больных, способных находиться сидя или полулежа.

При регистрации ЭЭГ для контроля наркоза и состояния центральной нервной системы во время хирургических операций допустимо отведение потенциалов с помощью игольчатых электродов, вкалываемых в покровы головы. После отведения электрические потенциалы подаются на входы усилительно-регистрирующих устройств. Входная коробка электроэнцефалографа содержит 20-40 и более пронумерованных контактных гнезд, с помощью которых к электроэнцефалографу может быть подсоединено соответствующее количество электродов. Помимо этого, на коробке имеется гнездо нейтрального электрода, соединенного с приборной землей усилителя и поэтому обозначаемого знаком заземления или соответствующим буквенным символом, например «Gnd» или «N». Соответственно электрод, установленный на теле обследуемого и подсоединяемый к этому гнезду, называется электродом заземления. Он служит для выравнивания потенциалов тела пациента и усилителя. Чем ниже подэлектродный импеданс нейтрального электрода, тем лучше выровнены потенциалы и, соответственно, меньшее синфазное напряжение помехи будет приложено на дифференциальные входы. Не следует путать этот электрод с заземлением прибора.

ГЛАВА IV. Отведение и запись ЭКГ

Перед проведением записи ЭЭГ производят проверку работы электроэнцефалографа и его калибровку. Для этого переключатель режима работы ставят в положение «калибровка», включают двигатель лентопротяжного механизма и перья гальванометров и из калибровочного устройства на входы усилителей подают калибровочный сигнал. При правильной регулировке дифференциального усилителя, верхней полосе пропускания выше 100 Гц и постоянной времени 0,3 с калибровочные сигналы положительной и отрицательной полярности имеют абсолютно симметричную форму и одинаковые амплитуды. Калибровочный сигнал имеет скачкообразный подъем и экспоненциальный спад, скорость которого определяется выбранной постоянной времени. При верхней частоте пропускания ниже 100 Гц вершина калибровочного сигнала из заостренной становится несколько закругленной, причем закругленность тем больше, чем ниже верхняя полоса пропускания усилителя (рис. 13). Понятно, что такие же изменения будут претерпевать и собственно электроэнцефалографические колебания. Используя повторную подачу калибровочного сигнала, производят подгонку уровня усиления по всем каналам.

Рис. 13. Регистрация калибровочного прямоугольного сигнала при разных значениях фильтров низких и высоких частот.

Верхние три канала имеют одинаковую полосу пропускания в отношении низких частот; постоянная времени составляет 0,3 с. Нижние три канала имеют одинаковую верхнюю полосу пропускания, ограниченную 75 Гц. 1 и 4 каналы соответствуют нормальному режиму регистрации ЭЭГ.

4.1 Общие методические принципы исследования

Для получения правильной информации при электроэнцефалографическом исследовании необходимо соблюдение некоторых общих правил. Поскольку, как уже указывалось, ЭЭГ отображает уровень функциональной активности мозга и весьма чувствительна к изменениям уровня внимания, эмоциональному состоянию, воздействию внешних факторов, пациент во время исследования должен находиться в свето- и звукоизолированном помещении. Предпочтительным является положение обследуемого полулежа в удобном кресле, мышцы расслаблены. Голова покоится на специальном подголовнике. Необходимость расслабления, помимо обеспечения максимального покоя обследуемого, определяется тем, что напряжение мышц, особенно головы и шеи, сопровождается появлением артефактов ЭМГ в записи. Глаза пациента во время исследования должны быть закрыты, так как при этом наблюдается наибольшая выраженность нормального альфа-ритма на ЭЭГ, а также некоторых патологических феноменов у больных. Кроме того, при открытых глазах обследуемые, как правило, двигают глазными яблоками и совершают мигательные движения, что сопровождается появлением на ЭЭГ глазодвигательных артефактов. Перед проведением исследования больному объясняют его суть, говорят о его безвредности и безболезненности, излагают общий порядок процедуры и указывают ее приблизительную продолжительность. Для нанесения световых и звуковых раздражений используют фото- и фоностимуляторы. Для фотостимуляции обычно используют короткие (порядка 150 мкс) вспышки света, близкого по спектру к белому, достаточно высокой интенсивности (0,1-0,6 Дж). Некоторые системы фотостимуляторов позволяют изменять интенсивность вспышек света, что, естественно, является дополнительным удобством. Помимо одиночных вспышек света, фотостимуляторы позволяют предъявить по желанию серии одинаковых вспышек желаемой частоты и продолжительности.

Серии вспышек света заданной частоты применяют для исследования реакции усвоения ритма -- способности электроэнцефалографических колебаний воспроизводить ритм внешних раздражений. В норме реакция усвоения ритма хорошо выражена на частоте мельканий, близкой к собственным ритмам ЭЭГ. Распространяясь диффузно и симметрично, ритмические волны усвоения имеют наибольшую амплитуду в затылочных отделах.

мозг нервный активность электроэнцефалограмма

4.2 Основные принципы анализа ЭЭГ

Анализ ЭЭГ не представляет собой выделенной во времени процедуры, а совершается по существу уже в процессе записи. Анализ ЭЭГ во время записи необходим для контроля за ее качеством, а также для выработки стратегии исследования в зависимости от получаемой информации. Данные анализа ЭЭГ в процессе записи определяют необходимость и возможность проведения тех или иных функциональных проб, а также их продолжительность и интенсивность. Таким образом, выделение анализа ЭЭГ в отдельный параграф определяется не обособленностью этой процедуры, а спецификой задач, которые при этом решаются.

Анализ ЭЭГ складывается из трех взаимосвязанных компонентов:

1. Оценка качества записи и дифференциация артефактов от собственно электроэнцефалографических феноменов.

2. Частотная и амплитудная характеристика ЭЭГ, выделение характерных графоэлементов на ЭЭГ (феномены острая волна, спайк, спайк-волна и др.), определение пространственного и временного распределения этих феноменов на ЭЭГ, оценка наличия и характера переходных явлений на ЭЭГ, таких как вспышки, разряды, периоды и др., а также определение локализации источников различного типа потенциалов в мозге.

3. Физиологическая и патофизиологическая интерпретация данных и формулирование диагностического заключения.

Артефакты на ЭЭГпо своему происхождению могут быть разделены на две группы -- физические и физиологические. Физические артефакты обусловлены нарушениями технических правил регистрации ЭЭГ и представлены несколькими видами электрографических феноменов. Наиболее частым видом артефактов являются помехи от электрических полей, создаваемых устройствами передачи и эксплуатации промышленного электрического тока. В записи они достаточно легко распознаются и выглядят как регулярные колебания правильной синусоидной формы частотой 50 Гц, накладывающиеся на текущую ЭЭГ или (при ее отсутствии) представляющие единственный вид колебаний, регистрируемых в записи.

Причины появления этих помех следующие:

1. Наличие мощных источников электромагнитных полей сетевого тока, таких как распределительные трансформаторные станции, рентгеноаппаратура, физиотерапевтическая аппаратура и др., при отсутствии соответствующей экранировки помещения лаборатории.

2. Отсутствие заземления электроэнцефалографической аппаратуры и оборудования (электроэнцефалографа, стимулятора, металлического кресла или кровати, на которых располагается обследуемый, и др.).

3. Плохой контакт между отводящим электродом и телом больного или между заземляющим электродом и телом больного, а также между этими электродами и входной коробкой электроэнцефалографа.

Для выделения на ЭЭГ значимых признаков ее подвергают анализу. Как для всякого колебательного процесса, основными понятиями, на которые опирается характеристика ЭЭГ, являются частота, амплитуда и фаза.

Частота определяется количеством колебаний в секунду, ее записывают соответствующим числом и выражают в герцах (Гц). Поскольку ЭЭГ представляет собой вероятностный процесс, на каждом участке записи встречаются, строго говоря, волны различных частот, поэтому в заключение приводят среднюю частоту оцениваемой активности. Обычно берут 4-5 отрезков ЭЭГ длительностью 1 с и сосчитывают количество волн на каждом из них. Средняя из полученных данных будет характеризовать частоту соответствующей активности на ЭЭГ

Амплитуда -- размах колебаний электрического потенциала на ЭЭГ, ее измеряют от пика предшествующей волны до пика последующей волны в противоположной фазе (см. рис. 18); оценивают амплитуду в микровольтах (мкВ). Для измерения амплитуды используют калибровочный сигнал. Так, если калибровочный сигнал, соответствующий напряжению 50 мкВ, имеет на записи высоту 10 мм (10 клеток), то соответственно 1 мм (1 клетка) отклонения пера будет означать 5 мкВ. Измерив амплитуду волны ЭЭГ в миллиметрах и помножив ее на 5 мкВ, получим амплитуду этой волны. В компьютеризированных устройствах значения амплитуд можно получать автоматически.

Фаза определяет текущее состояние процесса и указывает направление вектора его изменений. Некоторые феномены на ЭЭГ оценивают количеством фаз, которые они содержат. Монофазным называется колебание в одном направлении от изоэлектрической линии с возвратом к исходному уровню, двухфазным -- такое колебание, когда после завершения одной фазы кривая переходит исходный уровень, отклоняется в противоположном направлении и возвращается к изоэлектрической линии. Полифазными называют колебания, содержащие три и более фаз (рис. 19). В более узком смысле термином «полифазная волна» определяют последовательность а- и медленной (обычно д-) волны.

Рис. 18. Измерение частоты (I) и амплитуды (II) на ЭЭГ. Частота измеряется как число волн в единицу времени (1 с). А -- амплитуда.

Рис. 19. Монофазный спайк (1), двухфазное колебание (2), трехфазное (3), полифазное (4).

Под понятием «ритм» на ЭЭГ подразумевается определенный тип электрической активности, соответствующий некоторому определенному состоянию мозга и связанный с определенными церебральными механизмами.

Соответственно при описании ритма указывается его частота, типичная для определенного состояния и области мозга, амплитуда и некоторые характерные черты его изменений во времени при изменениях функциональной активности мозга. В связи с этим представляется целесообразным при описании основных ритмов ЭЭГ связывать их с некоторыми состояниями человека.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Краткие итоги. Суть метода ЭЭГ.

Электроэнцефалография применяется при всех неврологических, психических и речевых расстройствах. По данным ЭЭГ можно изучить цикл «сон и бодрствование», установить сторону поражения, расположение очага поражения, оценить эффективность проводимого лечения, наблюдать за динамикой реабилитационного процесса. Большое значение ЭЭГ имеет при исследовании больных с эпилепсией, поскольку лишь на электроэнцефалограмме можно выявить эпилептическую активность головного мозга.

Записанная кривая, отражающая характер биотоков мозга, называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Электроэнцефалограмма отражает суммарную активность большого количества клеток мозга и состоит из многих компонентов. Анализ электроэнцефалограммы позволяет выявить на ней волны, различные по форме, постоянству, периодам колебаний и амплитуде (вольтажу).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Акимов Г. А. Преходящие нарушения мозгового кровообращения. Л. Медицина, 1974.с. 168.

2. Бехтерева Н. П., Камбарова Д. К., Поздеев В. К. Устойчивое паталогическое состояние при болезнях головного мозга. Л. Медицина, 1978.с. 240.

3.Боева Е. М. Очерки по патофизиологии закрытой травмы мозга. М. Медицина, 1968.

4. Болдырева Г. Н. Роль диэнцефальных структур в организации электрической активности мозга человека. В кн. Электрофизиологическое исследование стационарной активности мозга. М. Наука, 1983.с. 222-223.

5. Болдырева Г. Н., Брагина Н. Н., Доброхотова К. А., Вихерт Т. М. Отражение в ЭЭГ человека очагового поражения таламоподбугровой области. В кн. Основные проблемы электрофизиологии головного мозга. М. Наука, 1974.с. 246-261.

6. Бронзов И. А., Болдырев А. И. Электроэнцефалографические показатели у больных с висцеральным ревматизмом и пароксизмами ревматического генеза. В кн. Всероссийская конференция по проблеме эпилепсии М. 1964.с. 93-94

7. Бреже М. Электрофизиологическое изучение зрительного бугра и гиппокампа у человека. Физиологический журнал СССР, 1967, т. 63, N 9, с. 1026-1033.

8. Вейн А. М. Лекции по неврологии неспецифических систем мозга М. 1974.

9. Вейн А. М., Соловьева А. Д., Колосова О. А. Вегето-сосудистая дистония М. Медицина, 1981, с. 316.

10.Верищагин Н. В. Патология вертебробазилярной системы и нарушения мозгового кровообращения М. Медицина, 1980, с. 308.

11. Георгиевский М. Н. Врачебно-трудовая экспертиза при неврозах. М. 1957.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Общие представления о методических основах электроэнцефалографии. Элементы центральной нервной системы, участвующие в генерации электрической активности мозга. Аппаратура для электроэнцефалографических исследований. Электроды и фильтры для снятия ЭКГ.

контрольная работа , добавлен 08.04.2015


Сущностные характеристики нейрональной активности и исследование активности нейронов головного мозга. Анализ электроэнцефалографии, которая занимается оценкой биопотенциалов, возникающих при возбуждении мозговых клеток. Процесс магнитоэнцефалографии.

контрольная работа , добавлен 25.09.2011


Международная схема расположения электродов при выполнении энцефалограммы (ЭЭГ). Виды ритмических ЭЭГ по частоте и амплитуде. Применение ЭЭГ в клинической практике при диагностике заболеваний мозга. Метод вызванных потенциалов и магнитоэнцефалографии.

презентация , добавлен 13.12.2013


Электрография и ее задачи. Оценка функционального состояния органа по его электрической активности. Примеры использования метода эквивалентного генератора. Метод регистрации биологической активности головного мозга посредством записи биопотенциалов.

презентация , добавлен 30.09.2014


Вызванные потенциалы - метод исследования биоэлектрической активности нервной ткани с применением зрительных и звуковых стимуляций для головного мозга, электростимуляции для периферических нервов (тройничного, локтевого) и вегетативной нервной системы.

презентация , добавлен 27.03.2014


Исследование функционального состояния центральной нервной системы методом электроэнцефалографии. Формирование протокола обследования. Картирование электрической активности мозга. Исследование мозгового и периферического кровообращения методом реографии.

курсовая работа , добавлен 12.02.2016


Начало изучения электрических процессов мозга Д. Реймоном, открывшим его электрогенные свойства. Электроэнцефалография как современный неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путем регистрации биоэлектрической активности.

презентация , добавлен 05.09.2016


Характеристика применения стереотаксического метода в нейрохирургии для лечения тяжёлых заболеваний центральной нервной системы человека: паркинсонизма, дистонии, опухолей мозга. Описания современных аппаратов для исследования глубоких структур мозга.

курсовая работа , добавлен 16.06.2011


Использование электроэнцефалограммы для изучения функций мозга и целей диагностики. Способы отведения биопотенциалов. Существование характерных ритмических процессов, определяемых спонтанной электрической активностью мозга. Суть метода главных компонент.

курсовая работа , добавлен 17.01.2015


Основные клинические формы черепно-мозговой травмы: сотрясение головного мозга, ушиб головного мозга лёгкой, средней и тяжёлой степени, сдавление головного мозга. Компьютерная томография головного мозга. Симптомы, лечение, последствия и осложнения ЧМТ.

Исследования йенского психиатра Ганса Бергера в 20-е годы в области изучения биопотенциалов мозга имели точно такое же значение как и работы Эйнтховена на рубеже веков, открывшие новую- эпоху в области электрокардиографии. Еще в 1875 г. Кетон заметил, что при деятельности мозга наблюдаются электрические явления. Почти одновременно с ним Данилевский говорил о влия­нии звуковых импульсов на электрические явления в мозгу. И тем -не менее именно Бергер открыл взаимосвязь явлений, нашел зави­симость между деятельностью мозга и электрическими эффектами в нем, разработал методы применения электроэнцефалографии в области диагностики. Кривая, полученная и записанная от непо­врежденного головного мозга, названа им электроэнцефалограм­мой (ЭЭГ).

Электроэнцефалография занимается регистрацией и оценкой биопотенциалов, возникающих при возбуждении мозговых клеток. Поскольку ЭЭГ представляет собой равнодействующую биопотен­циалов многих миллиардов нервных клеток, образующих нервную систему, то оценка далеко не так проста. Чем больше отведений, с помощью которых получают ЭЭ1, тем полнее может быть оценка при сопоставлении многих кривых. Для этого применяют многока­нальные (8-, 12-, 16- и даже 32-канальные) аппараты. Результат обследования будет еще более надежным, если сигналы, получен­ные от многих различных отведений, проанализирует ЭВМ

Вид электроэнцефалограммы

Еще Бергер подметил, что ЭЭГ состоит из.волн с различной амплитудой и частотой. Если пациент спокойно лежит с расслаб­ленными мышцами в среде без раздражений с закрытыми глаза­ми, но не спит, то в ЭЭГ доминирует синусообразная волна, осо­бенно в кривой активного напряжения, отведенной от заднего и бокового участков черепа. Ее называют альфа-ритмом. Характер­ный диапазон ее частот 7,5. 13 Гц и размах от пика до пика (ам­плитуда) составляет 50 мкВ. У отдельных пациентов амплитуда может быть в два раза больше, хотя примерно у 10% людей аль­фа-ритм вообще не наблюдается. Этот ритм исчезает тотчас же, как только пациент откроет глаза. Это явление называют альфа-торможением. Вместо исчезающего альфа-ритма появляются более частые беспорядочные волны, занимающие более широкий спектр частот Альфа-ритм является наиболее характерным признаком ЭЭГ здорового человека, но у многих молодых людей его вообще нет, и это отнюдь не свидетельствует о болезни или об отсутствии восприимчивости организма.

Другая характерная волна ЭЭГ - бета-ритм. Он наблюдает­ся главным образом в сигналах, отведенных от лобовой части че­репа. Бета-ритм имеет более высокую частоту, чем альфа-ритм, но меньшую амплитуду и менее правильную форму кривой. Он прояв­ляется не постоянно, а примерно через секундные отрезки време­ни. Каждый такой период называют бета-веретеном.

С виска пациента можно отвести тета-волну, смешанную с альфа- и бета-ритмами. Полоса частот этого ритма ниже, чем у альфа-ритма. Различают еще гамма- и дельта-волны. Они появ­ляются, как правило, в патологических случаях.

Применение электроэнцефалографии

Особо важную роль она играет при ранней диагностике эпи­лепсии (при определении ее различных типов). Это заболевание может быть вызвано небольшим кровоизлиянием в мозг, повреж­дением мозга. Узел, вызывающий эпилепсию, можно выявить с помощью ЭЭГ. Это имеет большое значение, например, при пла­нировании оперативного вмешательства.

Другая важная область применения электроэнцефалографии - определение наличия и места расположения различных очаговых процессов в мозгу (опухолей, кровоизлияний). Над опухолью мо­жет возникнуть характерное «электрическое молчание», поскольку клетки, вытесненные очаговым процессом, не могут нормально функционировать. Изменения биопотенциалов мозга могут вызы­вать и токсические воздействия.

Было подмечено, что ЭЭГ отражает обеспечение мозга кисло­родом. В этом можно убедиться и на опыте. Если пациент дышит глубже и чаще, чем обычно, возрастает содержание кислорода в крови, поступающей в мозг, в результате меняется и ЭЭГ. Харак­терными изменениями сопровождается и гипоксия мозга. Именно поэтому для контроля за состоянием пациента во время операции можно применять электроэнцефалографию. Такой метод особенно ценен, когда во время операции нельзя прибегнуть к электрокар­диографическому анализу, например при операции на сердце. В та­ких случаях ЭЭГ информирует врача-нарколога о состоянии мозга больного.

В последнее время чаще стали пользоваться ЭЭГ для решения "вопроса о том, наступила или нет биологическая смерть. С рас­пространением методов реанимации, как теперь известно, прекра­щение деятельности сердца (так называемая клиническая смерть) не обязательно означает смерть биологическую. Если ЭЭГ пациен­та, оказавшегося в состоянии клинической смерти, еще дает инфор­мацию, т. е. остановка деятельности мозга еще не наступила (о чем в ЭЭГ свидетельствует «электрическое молчание»), значит есть на­дежда на оживление организма без особых для него последствий. (Установление биологической смерти имеет и важное юридическое значение, например, при пересадке органов, когда надо быстро ре­шить, можно ли уже считать донора мертвым.) При наблюдении за таким пациентом нет нужды в многоканальном клиническом электроэнцефалографе и чаще всего можно вообще отказаться от регистрации. В таких случаях применяют электроэнцефалоскоп, с помощью которого можно визуально наблюдать за мозговой дея­тельностью пациента.

С помощью ЭЭГ можно оценить и глубину сна. Если пациент устал, в ЭЭГ появляются медленные волны с большой амплитудой. Когда пациент засыпает, сразу исчезает альфа-ритм, кривая имеет меньшую амплитуду, становится более вытянутой. Альфа-ритм мо­жет появиться спонтанно или под действием какого-либо внешнего импульса. С увеличением глубины сна на этой растянутой кривой появляются бета-веретена. Если ЭЭГ наблюдается по нескольким отведениям, то, как показывает опыт, бета-веретена появляются не одновременно, подтверждая тем самым, что торможение на от­дельных участках мозга наступает не в одно и то же время. По­этому и получается, что в одних отведениях есть альфа-ритм, а в других наблюдается альфа-торможение. Если сон становится более глубоким, то бета-веретена постепенно пропадают и появляются беспорядочные волны (тета и дельта). Если пациент находится под наркозом и количество усыпляющего вещества не уменьшает­ся, амплитуда ЭКГ будет все меньше и меньше, пока не наступит состояние чрезмерно глубокого сна. При этом на ЭЭГ амплитуды уменьшаются почти до нуля.

Поскольку ЭЭГ фиксирует состояние бодрствования, состоя­ние «мозговой готовности», метод можно успешно использовать для наблюдения за способностью человека концентрировать свое вни­мание на определенных вещах. Например, в самолетах, имеющих большую скорость, в космических кораблях- перед выполнением, важных маневров необходимо, чтобы пилот был максимально вни­мателен. В таких случаях ведется постоянное наблюдение за его ЭЭГ и при ослаблении внимания предупреждают летчика или стан­цию слежения о возможной опасности сна. Разумеется, принимают­ся соответствующие меры (пациента надо освежить, дать ему при­нять медикамент, разбудить его сменщика и т. д.).

Электроды для снятия ЭЭГ

Самым важным для правильного проведения электроэнцефалографического обследования является правильное размещение элек­тродов. Дело в том, что электроэнцефалографический сигнал за­частую имеет амплитуду всего в несколько микровольт (в сред­нем 50 мкВ), а мозговая жидкость, находящаяся между мозговы­ми клетками и электродами, и толстая кость черепа как переход­ное сопротивление ослабляют электрический эффект. Поэтому фор­му и материал электрода надо подбирать такими, чтобы обеспе­чивалось по возможности наименьшее переходное сопротивление и не возникало поляризационного напряжения. При соответствующей конструкции и способе расположения электродов сопротивление между ними можно снизить до 1...2 кОм. Обычно применяют элек­троды из серебра или хлористого серебра в форме кнопки. Элек­троды крепятся к коже головы с помощью резиновых бинтов или электродных шлемов, причем место контакта тщательно обезжири­вается. Волосы, как правило, раздвигают и только в редких слу­чаях ^выстригают. Переходное сопротивление между электродом и кожей можно уменьшить, применяя специальную электродную пас­ту. Поскольку провода к электродам могут воспринимать сущест­венные электрические помехи, следует предъявлять повышенные требования и к входной ступени усилителя. Если входные сопро­тивления в двух ответвлениях дифференциального усилителя не равны, то даже высокий коэффициент усиления его не гарантирует качественных измерений. Следовательно, при установке электродов надо стремиться не только к обеспечению небольших переходных сопротивлений, но и к их равенству. Поэтому у большинства аппа­ратов ЭЭГ имеется устройство, измеряющее сопротивление элек­тродов.

Способы отведений

В электроэнцефалографии обычно применяют три способа отведений (рис. 9). При униполярном (или однополюсном) отведе-дии регистрируется напряжение в отдельных точках относительно общей опорной. В качестве опорной точки можно использовать со­единение двух ушных электродов. В принципе напряжение в этой точке должно быть неизменно, однако на практике наблюдается его колебание. Поэтому могут возникать трудности о выборе соответствующей опорной точки. В определенных случаях целесообраз­но создавать опорную точку, соединяя все точки отведения через суммирующие сопротивления, и считать регистрируемым сигналом разницу напряжении относительно напряжения в этой точке в дан­ный момент. Если же необходимо выявить такую патологическую активность, как острая волна, которая прослеживается только под однои-единственной точкой отведения, то при использо­вании такой опорной точки острая волна появляется только в од­ном отведении или в худшем случае в нескольких. Таким образом можно добиться локализации явления. (Эта система отведе­ний соответствует униполярному

методу, применяемому в электро­кардиографии, когда опорная точка образуется тремя суммирующи­ми сопротивлениями).

При биполярном методе отведений регистрируется разность по­тенциалов между парами точек отведения. Этим способом можно наиболее точно локализовать отдельные вспышки электрической активности мозга. При этом электрод над точкой разряда положи­телен, а потенциал в соседней точке вызывает в ЭЭГ отрицатель­ное отклонение. Врач с натренированным глазом сразу же заме­тит 180-градусное различие фаз сигналов от двух точек. Это яв­ление считают наиболее надежным средством определения поло­жения очага малозаметной локализованной электрической активно­сти мозга.

Электроэнцефалографы

Принципиальная схема прибора аналогична схеме электрокардиографа. Однако поскольку сигналы ЭЭГ почти на два порядка слабее, то усиление электроэнцефалографа должно быть большим. Электроэнцефалографы отличаются от электрокар­диографов и по способу регистрации сигналов. Если в последних в настоящее время вообще не применяют регистра­торов, пишущих с помощью чернил, то у электроэнцефало-графов этот способ наиболее распространен. Причина в том, что с помощью электроэнцефа­лографа даже такой способ регистрации сигналов дает воз­можность фиксировать пере­дачу относительно низких частот. И в то же время этот способ имеет большое пре­имущество перед другими: ре­гистрирующая бумага очень дешева, что очень важно, так как для снятия ЭЭГ пациента приходится использовать лен­ту длиной 40...50 м. Можно, конечно, применять для накоп­ления сигналов магнитную ленту, то это выгодно в слу­чае, если данные ЭЭГ впо­следствии обрабатываются на ЭВМ. Если же создать аппарат для чтения кривой в чернильной записи и введения полученных данных в ЭВМ, то он получился бы весьма громоздким. Да и сам про­цесс отнимал бы много времени, требовал бы больших затрат. С другой стороны, при регистрации сигналов с помощью магнито­фона мы лишаемся возможности контролировать фиксацию во время ее записи непосредственно визуально.

Анализ электроэнцефалограммы

ЭЭГ сама по себе является более сложной кривой, чем ЭКГ, не говоря уже о том, что она требует больше отведений, а реги­страция сигналов длится дольше. Оценка на глаз здесь оставляет желать лучшего, поэтому понятно стремление специалистов сделать анализ ЭЭГ более удобным и точным. Различные анализаторы (в которых могут применяться анализ спектра, интегрирование, диф­ференцирование, образование перекрестной и автокорреляции, опре­деление средних значений и т. д.) дают возможность получать на основании ЭЭГ все более ценную информацию. Например, рис. 13 ясно показывает различие между спектрами ЭЭГ, снятых у паци­ентов с открытыми и закрытыми глазами: при закрытых глазах спектр сдвигается в сторону более высоких частот.

ЭЭГ, полученная при регистра­ции спонтанной биоэлектрической активности, подчас не дает харак­терной картины. Поэтому в электпо-энцефалографии нередко применяют искусственное раздражение и оцени­вают отклик на него. Так, например, под действием световой стимуляции изменяется активность мозга. Харак­терные изменения наблюдаются и при звуковом воздействии. Следова­тельно, приборы для создания свето­вого и звукового раздражения явля­ются важными средствами электро-энцефалографического анализа.

Безболезненный и достаточно эффективный метод исследования головного мозга – электроэнцефалография (ЭЭГ). Впервые он был применён ещё в 1928 году Гансом Бергером, но его до сих пор используют в клинике. Направляют на него пациентов при определённых показаниях, для того чтобы диагностировать различные патологии головного мозга. ЭЭГ практически не имеет противопоказаний. Благодаря тщательно разработанной методике проведения, компьютерной расшифровке полученных данных, она помогает клиницисту вовремя распознать болезнь и назначить эффективное лечение.

Показания и противопоказания к проведению ЭЭГ

Электроэнцефалография позволяет диагностировать заболевание головного мозга, оценить его течение в динамике и реакцию на лечение.

Биоэлектрическая активность мозга отражает состояние бодрствования, метаболизм, гемо- и ликвородинамику. Она имеет свои возрастные особенности, но при патологических процессах она значительно отличается от нормы, поэтому с помощью ЭЭГ можно выявить наличие поражения головного мозга.

Этот метод исследования безопасен, его применяют для выявления различных заболеваний головного мозга даже у новорожденных. Эффективна ЭЭГ для диагностики патологий у пациентов, находящихся без сознания или в коме. С помощью современных аппаратов, компьютерной обработки данных электроэнцефалография отображает:

• функциональное состояние головного мозга;
• наличие поражения головного мозга;
• локализацию патологического процесса;
• динамику состояния мозга;
• характер патологических процессов.

Эти данные помогают клиницисту провести дифференциальную диагностику и назначить оптимальный терапевтический курс. В дальнейшем с помощью ЭЭГ наблюдают, как протекает лечение. Наиболее эффективна электроэнцефалография для диагностики таких патологий:

• эпилепсия;
• сосудистые поражения;
• воспалительные заболевания.

При подозрении на патологию клиницист с помощью ЭЭГ выявляет:

• диффузное это поражение мозга или очаговое;
• сторону и локализацию патологического очага;
• поверхностное это изменение или глубинное.

Кроме того, ЭЭГ используют при мониторном наблюдении за развитием заболевания, эффективностью лечения. Во время нейрохирургических операций прибегают к особому методу записи биопотенциалов головного мозга – электрокортикографии. В этом случае запись ведётся с помощью погружённых в мозг электродов.

Электроэнцефалография относится к наиболее безопасным и неинвазивным методам изучения функционального состояния головного мозга. Её используют для регистрации биопотенциалов головного мозга при разных уровнях сознания у пациента. Если нет биоэлектрической активности, это свидетельствует о смерти мозга.

ЭЭГ является эффективным диагностическим инструментом, когда нет возможности проверить рефлексы, расспросить больного. Её основные достоинства:

• безвредность;
• неинвазивность;
• безболезненность.

Противопоказаний к проведению процедуры нет. Нельзя самостоятельно пытаться расшифровать электроэнцефалограмму. Это должен делать только специалист. Даже неврологу и нейрохирургу необходима подробная расшифровка. Неверная интерпретация данных приведёт к тому, что лечение будет неэффективным.

Если пациент определит у себя более тяжёлое заболевание, чем есть на самом деле, то нервное перенапряжение значительно усугубит состояние его здоровья.

Проводить процедуру должен врач-нейрофизиолог. Поскольку слишком много внешних факторов могут повлиять на полученные данные, разработана специальная методика проведения.

Как проводят ЭЭГ

Для проведения ЭЭГ на голову обследуемого надевают специальную шапочку с электродами.

Чтобы избежать влияния внешних раздражителей, ЭЭГ делают в свето-, звукоизолированном помещении. Перед процедурой нельзя:

• принимать успокоительное;
• быть голодным;
• находиться в состоянии нервного возбуждения.

Для регистрации биопотенциалов используют сверхчувствительный прибор – электроэнцелограф. На голову пациента по общепринятой схеме прикрепляют электроды. Они могут быть:

• пластинчатые;
• чашечные;
• игольчатые.

Для начала записывают фоновую активность. В это время пациент находится в удобном кресле в положении полулёжа, с закрытыми глазами. Потом для расширенного определения функционального состояния мозга делают провокационные пробы:

1. Гипервентиляция. Пациент делает глубокие дыхательные движения 20 раз в минуту. Это приводит к алкалозу, сужению кровеносных сосудов головного мозга.
2. Фотостимуляция. Проба со световым раздражителем проводится с помощью стробоскопа. Если реакция отсутствует, то нарушена проводимость зрительных импульсов. Наличие на ЭЭГ патологических волн свидетельствует о повышенной возбудимости корковых структур, а длительное раздражение светом провоцирует возникновение истинных судорожных разрядов, может возникнуть фотопароксизмальная реакция, характерная для эпилепсии.
3. Проба со звуковым раздражителем. Она, как и световая проба, необходима для дифференциации истинных, истерических или симуляционных зрительных и слуховых расстройств.

Проведение процедуры детям до 3-летнего возраста затруднено из-за их неспокойного состояния, невыполнения инструкций. Вот поэтому методика проведения электроэнцефалографии у них имеет свои особенности:

1. Грудничков исследуют на пеленальном столике. Если ребёнок бодрствует, то он должен находиться на руках у взрослого с приподнятой головкой или же сидя (после 6 месяцев).
2. Для выявления альфа-подобного ритма необходимо привлечь внимание ребёнка с помощью игрушки. Он должен зафиксировать на ней взгляд.
3. В крайнем случае ЭЭГ делают при выходе грудничка из медикаментозного сна.
4. Пробу с гипервентиляций проводят детям старше 1 года в игровой форме, предлагают подуть на горячий чай или просят надуть воздушный шарик.

Полученные данные электроэнцефалографист анализирует, и расшифровку передаёт клиницисту. Невролог или нейрохирург перед тем как поставить окончательный диагноз смотрят не только на результаты ЭЭГ, но и назначают другие исследования ( , ликвора), оценивают рефлексы. При подозрении на опухоль рекомендуют или КТ. Визуализирующие методы диагностики более точно определяют локализацию органического поражения мозга.

Заключение

Показаниями к проведению электроэнцефалографии является подозрение на эпилепсию, опухоль, диффузные поражения мозга. Она отражает функциональное состояние центральной нервной системы, тем самым помогает неврологу или нейрохирургу в постановке точного диагноза, мониторинге эффективности. Проводит обследование и интерпретирует полученные данные с учётом возрастных особенностей пациента электроэнцефалографист.

Медицинский обучающий фильм «Электроэнцефалография»:

Врач функциональной диагностики Ю. Крупнова рассказывает об ЭЭГ:

Цель:

· Умение регистрации электроэнцефалограммы и принципы анализа.

· Изучении внешнего электрического поля мозга при помощи ЭЭГ.

· Значение для генеза ЭЭГ взаимосвязи электрической активности пирамидных нейронов.

Основные вопросы темы:

1.Какие методы используется для регистраций ЭЭГ?

2.Основные типы электрической активности пирамидных нейронов.

3.Какие современные модели используется в ЭЭГ?

4.Какое значение имеет взаимосвязь электрической активности пирамидных нейронов.

5.Какое важное условие генеза ЭЭГ?

Методы обучения и преподования: Работа группах

Краткое содержание по теме

Исследование рабочих свойств центральной нервной системы производится при помощи специальных нейрофизиологических методов. Одним из основных является электроэнцефалография , позволяющая регистрировать суммарную активность нейронов коры головного мозга, представляющую собой колебательный процесс в частотном диапазоне в основном от 1 до 30-40 колебаний в секунду и регулирующуюся глубинными мозговыми структурами. Таким образом, по картине активности коры головного мозга возможно оценить и ее самое, и степень подкорковых влияний на процесс ее формирования.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) (электро- + др.-греч. ενκεφαλος - "головной мозг" + γραφω - "пишу", изображать) - раздел электрофизиологии, изучающий закономерности суммарной электрической активности мозга, отводимой с поверхности кожи головы, а также метод записи таких потенциалов. Электроэнцефалография дает возможность качественного и количественного анализа функционального состояния головного мозга и его реакций при действии раздражителей. Запись ЭЭГ широко применяется в диагностической и лечебной работе (особенно часто при эпилепсии), в анестезиологии, а также при изучении деятельности мозга, связанной с реализацией таких функций, как восприятие, память, адаптация и т. д. Регистрация ЭЭГ осуществляется с помощью новейшего 32-канального электроэнцефалографа «Нейрон-Спектр-5» (рис-1). Многоканальная запись ЭЭГ позволяет одновременно регистрировать электрическую активность всей поверхности мозга, что дает возможность проводить самые тонкие исследования.

Достоинствами метода электроэнцефалографии являются объективность, воз-можность непосредственной регистрации показателей функционального состояния мозга, количественной оценки получаемых результатов, наблюдения в динамике. Большое преимущество этого метода состоит в том, что он не связан с вмешатель-ством в организм обследуемого.

Метод ЭЭГ является наиболее адекватным для изучения нейрофизиологиче-ских основ психической деятельности, оценки зрелости центральной нервной системы и общего функционального состояния мозга. Когерентный анализ ЭЭГ позволяет оценить степень согласованности электрической активности в разных точках головного мозга, что даёт возможность исследования особенностей функционирования мозга как единого целого.

ЭЭГ является клиническим методом исследования, позволяющим диагности-ровать эпилепсию, выявить возможные дегенеративные, опухолевые поражения головного мозга, установить их локализацию (рис.2).

Начало изучению электрических процессов мозга было положено Д. Реймоном в 1849 году, который показал, что мозг, также как нерв и мышца, обладает электрогенными свойствами. Начало электроэнцефалографическим исследованиям положил В. В. Правдич-Неминский, опубликовав 1913 году первую электроэнцефалограмму записанную с мозга собаки. В своих исследованиях он использовал струнный гальванометр. Так же Правдич-Неминский вводит термин электроцереброграмма.

Рис. 1.

Первая запись ЭЭГ человека получена австрийским психиатром Гансом Бергером в 1928 году. Он же предложил запись биотоков мозга называть «электроэнцефалограмма». Работы Бергера, а также сам метод энцефалографии получили широкое признание лишь после того как в мае 1934 года Эдриан и Мэттьюс впервые убедительно продемонстрировали «ритм Бергера» на собрании Физиологического общества в Кембридже.

Регистрация ЭЭГ производится специальными электродами (наиболее распространенные мостиковые, чашечковые и игольчатые). В настоящее время чаще всего используется расположение электродов по международным системам «10-20 %» или «10-10 %». Каждый электрод подключен к усилителю. Для записи ЭЭГ может использоваться или бумажная лента или сигнал может преобразовываться с помощью АЦП и записываться в файл на компьютере. Наиболее распространена запись с частотой дискретизации 250 Гц. Запись потенциалов с каждого электрода осуществляется относительно нулевого потенциала референта, за который принимается мочка уха, или кончик носа. В настоящее время получают все большее распространение перерасчет потенциала относительно взвешенного среднего референта, за который принимается все каналы с определенными весовыми коэффициентами. При таком расчете возможные артефакты локализуются, а влияние соседних отведений друг на друга уменьшается.

Рис. 2.

Показания для ЭЭГ:

• черепно-мозговые травмы - для оценки функционального состояния мозга и судорожной готовности;
• проведение ЭЭГ в динамике для оценки эффективности противосудорожной терапии;
• синдром вегетативной дисфункции с паническими вегетативными пароксизмами;
• дифференциальная диагностика тсинкопальных состояний с целью исключения эпилептической активности.

В зависимости от частоты колебаний выделяется несколько ритмических рисунков электрической активности мозга – ритмов. Так, альфа–ритм, в большинстве случаев наиболее широко представленный в электроэнцефалограмме взрослого человека, имеет частотный диапазон от 8 до 13 колебаний в секунду и тесно связан в своем происхождении с системой зрительного восприятия. Поэтому он наиболее отчетлив он при закрытых глазах, то есть в состоянии ее максимального покоя, и лучше всего выражен в затылочных отделах, то есть там, где располагается высший отдел анализа зрительной информации. Наиболее высокочастотная часть электрической активности мозга, превышающая рамки альфа–ритма по частоте, именуется бета-активностью. Амплитуда ее, как правило, невысока и выражена она в противовес альфа-ритму, больше лобной и височной проекциях. Эта высокочастотная активность чаще всего рассматривается как признак активной работы многочисленных ансамблей нервных клеток. Альфа и бета активностью оканчивается ряд ритмических рисунков, характерных для взрослого человека в состоянии покоя, однако выделяются еще два варианта мозговой активности – тета и дельта. Тета-диапазон – более медленный в сравнении с альфа, от 7 до 5 колебаний в секунду. Дельта-волна еще медленнее, в секундном отрезке записи она может уместиться лишь 1-4 раза. Для такого рода медленной активности в состоянии бодрствования имеется в медицинской практике синоним – патологическая, то есть связанная с патологией, или – заболеванием, мозга. Ритмический рисунок мозговой активности существенно меняется с возрастом. Так, со второго полугодия сначала появляется, а затем постепенно начинает преобладать в картине активности альфа-ритм. Интересные метаморфозы происходят с медленной активностью. Патологической она считается только для взрослых в состоянии бодрствования. У детей наличие медленных волн в электроэнцефалограмме является нормальным, а вот представленность их отчетливо уменьшается с возрастомю. Большинство имеющихся экспериментальных данных говорит о том, что генез ЭЭГ определяется в основном электрической активностью коры больших полушарий головного мозга, а на уровне клеток – активностью ее пирамидных нейронов. У пирамидных нейронов выделяют два типа электрической активности. Импульсный разряд (потенциал действия) с длительностью около 1 мс и более медленное (градуальное ) колебание мембранного потенциала – тормозные и возбуждающие постсинаптические потенциалы (ПСП). Тормозные ПСП пирамидных клеток генерируются в основном в теле нейрона, а возбуждающие ПСП – преимущественно в дендритах. Правда, на теле нейрона имеется определенное количество возбуждающих синапсов, и соответственно этому тело пирамидных нейронов(сома) способно генерировать также и возбуждающие ПСП. Длительность ПСП пирамидных клеток по крайней мере на порядок больше продолжительности импульсного разряда.

Изменение мембранного потенциала обусловливают возникновение в пирамидных клетках двух токовых диполей, отличающихся по цитологической локализации (рис3).

Один из них – соматический диполь с дипольным моментом . Он формируется при изменении мембранного потенциала тела нейрона; ток в диполе и во внешней среде протекает между сомой и дендритным стволом. Вектор дипольного момента при импульсном разряде или генерации в теле нейрона возбуждающего ПСП направлен от сомы вдоль дендритного ствола, а тормозной ПСП создает соматический диполь с противоположным направлением дипольного момента. Другой диполь, называемый дендритным, возникает в результате генерации возбуждающих ПСП на ветвлении апикальных дендритов в первом, плексиморным слое коры; ток в этом дипооле течет между дендритным стволом и указанным ветвлением. Вектор дипольного момента дендритного диполя имеет направление в сторону сомы вдоль дендритного ствола.

Генерация возбуждающего ПСП в районе дендритного ствола без ветвления приводит к появлению квадруполя, поскольку при этом от частично деполяризованного участка ток внутри клетки распространяется в двух противоположных направлениях, в результате чего формируются два диполя с противоположным напрвлением дипольных моментов . Так как диполи малы по сравнению с расстояниями до точек отведения ЭЭГ, внешним полем квадрупольного генератора пирамидных клеток можно пренебречь.

На (рис 4) изображена полученная пространственная структура электрического поля вдоль дендритного ствола и вокруг на расстоянии около 0,01 мм от продольной оси этого ствола. Оказалось, что внешнее поле пирамидного нейрона при импульсном разряде очень резко уменьшается вдоль дендритного ствола: уже на расстоянии около 0,3 мм потенциал падает практически до нуля. В противоположность этому внеклеточное ПСП характеризуется гораздо большей протяженностью (примерно на порядок), и, следовательно, при этой активности пирамидные клетки имеют гораздо более высокий дипольный момент. Это различие находит обьяснение при рассмотрении пассивных электрических свойств дендритного ствола.

По отношению к потенциалу действия ввиду его кратковременности

Рис.3. мембрана дендрита ведет себя как емкость, обладающая низким сопротивлением току высокой частоты. Поэтому ток, обусловленный импульсной активностью, циркулирует на небольшом расстоянии от тела клетки; емкость мембраны шунтирует отдаленные участки ствола. Действительно, по данным микроэлектродных исследований, внешнее электрическое поле пирамидных нейронов, генерируемое потенциалом действия, не обнаруживается рис.4.

уже на расстояниях выше 0,1 мм. таким образом, ЭЭГ должна в основном создаваться «медленным» соматическим и дендритным диполями, возникающими при генерации тормозных и возбуждающих постсинаптических потенциалов.

При изучении внешнего электрического поля мозга регистрируют и интерпретируют переменный сигнал ЭЭГ, а постоянную составляющую, как правило, не принимают во внимание. Как видно на(рис. 5), ЭЭГ фоновой активности мозга представляет собой весьма сложную зависимость разнсти потенциалов от времени и выглядит как совокупность случайных колебаний разности потенциалов. Для характеристики таких хаотических колебаний («шумов») используют параметры, известные из теории вероятности: среднюю величину и стандартное отклонение от средней величины. Чтобы наити , выделяют

участок на ЭЭГ, который разбивают на небольшие равные интервалы времени, и в конце каждого интервала (t i , t j , t m на рис. 74) определяют напряжение U (U i , U j , U m на рис. 74). Стандартное отклонение рассчитывают по обычной формуле: , (1.1)

в которой - среднеарифметическое значение разности потенциалов; - число отсчетов . При отведении ЭЭГ от твердой мозговой оболочки величина для фоновой активности составляет 50-100 мкВ.

Аналогичная характеристика (стандартное

Рис.5. отклонение) используется и для описания градуальной активности отдельных нейронов . При изучении ритмических ЭЭГ, характеризующихся определенной амплитудой и частотой изменение разности потенциала, показателем величины ЭЭГ может служить амплитуда этих колебаний.

В настоящее время в исследованиях ЭЭГ для моделирования электрической активности коры головного мозга рассматривают поведение совокупности токовых электрических диполей отделных нейронов. Предложено несколько таких моделей, позволяющих объяснить отделные особенности ЭЭГ. Рассмотрим модель М. Н. Жадина, которая на примере генеза ЭЭГ при отведении с твердой мозговой оболочки позволяет выявить общие закономерности возникновения суммарного внешнего электрического поля коры.

Основные полежения модели: 1) внешнее поле головного мозга в некоторой точке регистрации – интегрированное поле, генерируемое токовыми диполями нейронов коры; 2) генез ЭЭГ обусловен градуальной электрической активностью пирамидных нейронов; 3) активность разных пирамидных нейронов в определенной степени взаимосвязана (скорелирована); 4) нейроны распределены по коре равномерно и их дипольные моменты перпендикулярны к поверхности коры; 5) кора плоская, имеет конечную толчину , а ее остальные размеры бесконечны; со стороны черепа мозг ограничен плоской бесконечной токонепроводящей средой. Обоснование первых двух положений расмотрено выше. Остановимся на друних положениях модели.

Очень большое значение для генеза ЭЭГ имеет взаимосвязь электрической активности пирамидных нейронов. Если бы градуальное изменение мембранного потенциала во времени происходило в каждом нейроне совершенно независимо от остальных клеток, переменная составляющая потенциала их суммарного внешнего электрического поля была бы неболшой, так как увеличение потенциала за счет усиления активности одного нейрона в значительной мере скомпенсировалось бы хаотическим снижением активности других нейронов. Сравнительно высокая величина регистрируемой в опыте ЭЭГ заставляет предположить, что между активностями пирамидных нейронов существует положительная кореляция . Количественно это явление характеризуют коэффициентом корреляции . Этот коэффициент равен нулю при отсутствии связи между активностями индвидуальных нейронов и был бы равен единице, если бы изменение мембранного потенциала (дипольных моментов) клеток происходили совершенно синхронно. Наблюдаемое в действительности промежуточное значение свидетельствует о том, что деятельность нейронов синхронизована лишь частично.

Интегрированное поле множества диполей-нейронов было бы очень слабым при высоком уровне синхронизации, если бы векторы дипольных моментов элементарных источников тока были ориентированы в коре хаотически. В этом случае наблюдалась бы значительная взаимная компенсация полей индивидуальных нейронов. В действительности же, согласно цитологическим данным, дендритные стволы пирамидных клеток в новой коре (эти клетки составляют 75% от всех клеток коры) ориентированы практически одинакова, перпендикулярно поверхности коры. Поля, создаваемые диполями таких одинакова ориентированных клеток, не компенсируются, а складываются. Расчеты, произведенные на оснований всех этих положений, показали, что для ЭЭГ, отводимой от твердой мозговой оболочки,