Електроенцефалографія (ЕЕГ) — метод графічної реєстрації біопотенціалів головного мозку, що дозволяє проаналізувати його фізіологічні зрілість і стан, наявність осередкових уражень, загальмозкових розладів і їхній характер. Полягає в реєстрації й аналізі сумарної біоелектричної активності головного мозку — електроенцефалограми (ЕЕГ). ЕЕГ може зніматися зі скальпу, з поверхні головного мозку, а також з глибоких структур мозку. Типово під електроенцефалограмою розуміють поверхневий запис, тобто здійснений зі шкіри. Запис, здійснений за допомогою електродів з поверхні головного мозку, називають електрокортикограмою.
ЕЕГ найчастіше використовується для діагностики епілепсії, яка спричиняє аномалії ЕЕГ. Також використовується для діагностики порушень сну, глибини анестезії, коми, енцефалопатії та смерті мозку. ЕЕГ використовувався як першочерговий метод діагностики пухлин, інсульту та інших фокальних порушень головного мозку, але, коли стало можливо отримувати анатомічні зображення з високою роздільною здатністю, методами магнітно-резонансної томографії (МРТ) та комп'ютерної томографії (КТ), використання ЕЕГ скоротилося. Незважаючи на обмежену роздільну здатність, ЕЕГ продовжує бути цінним інструментом для дослідження та діагностики. Він є одним з небагатьох доступних мобільних методів та має часову роздільну здатність в діапазоні мілісекунди, що неможливо з КТ, ПЕТ або МРТ.
Історія
Генерація в корі головного мозку електричних коливань була помічена Річардом Катоном (1875) і Василем Данилевським (1876).
Спосіб реєстрації коливань електричних потенціалів з поверхні голови був розроблений вперше в 1913 році українським фізіологом Володимиром Правдичем-Немінським у дослідах на тваринах (під назвою «електроцеребрографія») і німецьким психіатром Гансом Бергером (1929) у людей.
Історія електроенцефалографії пов'язана із вдосконаленням методів реєстрації ЕЕГ та розвитком методів її аналізу. Розвиток мікроелектронної техніки призвів до того, що сучасні електроенцефалографи є апаратно-програмними комплексами, які дозволяють якісно зареєструвати ЕЕГ сигнал та опрацювати його потужними математичними методами. Математико-статистичні методи аналізу дають змогу дати точну чисельну оцінку параметрам ЕЕГ, встановити закономірності узгодженості сигналу ЕЕГ у просторі і часі. Новітні математичні методи дозволяють робити висновки щодо локалізації у глибині мозку різних компонентів його активності, що має неабияке значення в першу чергу при клінічній діагностиці вогнища захворювання.
Реєстрація ЕЕГ
Реєстрація і аналіз ЕЕГ у сучасній науці і клініці здійснюється за допомогою комп'ютерних електроенцефалографічних комплексів, які складаються із кількох функціональних блоків:
• блок реєстрації сигналу,
• блок фільтрів та підсилювачів,
• аналогово-цифровий перетворювач (АЦП),
• комп'ютерна програма для зберігання, візуалізації та математичного аналізу сигналу.
В електроенцефалографії використовують металеві електроди з хлорсрібним покриттям. Для забезпечення електричного контакту електроду з шкірою використовують або електропровідний гель (чашечкові), або марлю, просочену фізіологічним розчином.
Схема розташування електродів на поверхні голови називається монтаж. У клінічній та науковій електроенцефалографії стандартом є схема «10-20 %», яку було введено у 1950-х роках канадським нейрофізіологом Генрі Джаспером. Для визначення місць накладання електродів через маківку (Vertex) проводяться два умовні меридіани — перший від перенісся (Nasion) до потиличного бугра (Inion), другий між зовнішніми слуховими проходами (див. схеми нижче). Через ці точки прокладають умовний меридіан, який діляться на відрізки по 10 і 20 % загальної довжини. Поперечні меридіани відкладаються по осі, яка проходить між зовнішніми слуховими проходами через маківку. Електроди розміщуються у місцях перетину умовних ліній. Електроди, які розміщуються на лівій стороні голови, мають непарні індекси; на правій стороні — парні; електроди, розміщені на вертексній лінії, мають індекс z. Чим менше індекс електрода, тим ближче він розташований до основних меридіанів. Позначення електродів: F (Frontalis) — лобні; T (Temporalis) — скроневі; C (Centralis) — центральні; P (Parientalis) — тім'яні; O (Occipitalis) — потиличні; А (Auricularis) — вушні. Кількість накладених електродів залежить від конкретної мети дослідження. В разі необхідності схему 10-20 % можна розширити шляхом проведення додаткових меридіанів між основними. Стандартизація схеми накладання електродів дозволяє дослідникам та лікарям зіставляти результати, отримані в різний час у різних лабораторіях. Для реєстрації ЕЕГ необхідна наявність двох електродів, між якими і буде вимірюватися різниця електричних процесів. Пара електродів, між якими реєструється різниця потенціалів, називається відведенням.
Існують дві категорії відведень: монополярні і біполярні. При монополярному відведенні один з кожної пари електродів розміщується над певною ділянкою мозку, а другий — на певному віддаленні від мозку. Перший з цих електродів називається активним або робочим, а другий — пасивним або референтним. Найбільш часто використовують об'єднаний вушний референт. При біполярному відведенні обидва електроди розташовані над мозком, а тому в такому відведенні буде реєструватися різниця потенціалів цих двох областей. В сучасній електроенцефалографії більш поширеним є монополярний запис ЕЕГ, оскільки він дозволяє легко перейти до біполярного запису, математично перерахувавши реєстровані сигнали.
Електричний сигнал, який відводиться зі скальпу обстежуваного, має досить низьку амплітуду (10−4 — 10−6 В), а тому для реєстрації повинен бути підсиленим. Для цього використовуються підсилювачі змінного струму. Сучасні ЕЕГ-комплекси реалізовані на базі персональних комп'ютерів і дозволяють одночасно здійснювати запис сигналу та відображати його на моніторі у режимі on-line. Для того, щоб електроенцефалографічний сигнал міг оброблятися комп'ютером, його необхідно перевести з аналогової форми до цифрової. Для цього проводиться періодичне вимірювання його амплітуди і передача результату до комп'ютера («цифрування» сигналу). Зареєстрований ЕЕГ сигнал може зберігатися у комп'ютері і підлягати обробці за допомогою численних математичних методів.
Структура ЕЕГ людини
ЕЕГ складається з коливань різної частоти і амплітуди. За виразністю коливань тієї чи іншої частоти у різних фізіологічних станах на початку історії методу ЕЕГ було виділено кілька основних фізіологічних частотних діапазонів:
діапазон | частота | фізіологічні властивості |
---|---|---|
дельта | до 4Гц | коливання амплітудою 20-30 мкВ можуть зустрічатися у ЕЕГ здорової притомної людини; наявність коливань більш високої амплітуди (40-300мкВ) у ЕЕГ притомної людини є патологічною ознакою (мозкові пухлини); дельта-коливання стають вираженими під час певних фаз природного сну, наркотичного сну або у стані коми |
тета | 4-7Гц | коливання амплітудою до 40 мкВ можуть зустрічатися у ЕЕГ здорової притомної людини, зростання їх частки є ознакою емоційної активації та інших типів мозкової активності; наявність тета-коливань у більших кількостях пов'язана із патологічними станами або ж зміненими станами свідомості (сон, медитація та ін.) |
альфа | 8-13Гц | синусоїдальні коливання амплітудою до 100 мкВ, амплітуда яких зростає у лобно-потиличному напрямку, є найбільш вираженим у ЕЕГ здорової притомної людини із закритими очима, у формі вираженого ритму реєструється у 80-90 % людей, пригнічується при відкриванні очей, переході до активної діяльності, аналізу інформації |
бета | 13-40Гц | коливання амплітудою 5-30 мкВ, наявність яких у ЕЕГ пов'язана із активним функціональним станом мозку, зростання рівня активації головного мозку здебільшого супроводжується зменшенням частки альфа-коливань і зростанням частки бета-коливань; наявність вираженого бета-ритму з амплітудою вище 40 мкВ є патологічною ознакою |
гамма | вище 30-40Гц | коливання амплітудою до 10 мкВ, вважається ознакою когнітивних процесів і свідомості; наявність коливань цього діапазону амплітудою вище 15 мкВ є патологічною ознакою |
- Приклад ЕЕГ здорової людини з вираженим ритмом спокою - альфа-ритмом.
- Приклад ЕЕГ здорової людини у стані спокою. Без альфа-ритма.
- Приклади основних типів електроенцефалографічних артефактів. 1- Електроокулографічний артефакт. 2 - Електродний артефакт. 3- Ковтальний артефакт. 4- Артефакт, пов'язаний з референтним електродом.
Для здорової притомної людини нормальною є наявність альфа-ритму, присутність у ЕЕГ коливань в формі ритму інших діапазонів є ознакою патологічних станів або ж змінених станів свідомості. Для оцінки «кількості» коливань того чи іншого ритму використовують спектральний аналіз.
Див. також
Примітки
- Tatum, William O. (2014). Handbook of EEG interpretation. Demos Medical Publishing. с. 155—190. ISBN . OCLC 874563370.
- . Архів оригіналу за 27 січня 2012. Процитовано 22 березня 2019.
- Chernecky, Cynthia C.; Berger, Barbara J. (2013). Laboratory tests and diagnostic procedures (вид. 6th). St. Louis, Mo.: Elsevier. с. ?. ISBN .
Література
Книги
- Чернінський А. О., Крижановський С. А., Зима І.Г. (2011). Електрофізіологія головного мозку людини: методичні рекомендації до практикуму;— Київ: Мартинюк, 2011;— 49 с.
- Libenson, Mark H. (2010). Practical approach to electroencephalography. Philadelphia, PA: Elsevier/Saunders. ISBN
- Mecarelli, Oriano (2019). Clinical electroencephalography. Cham, Switzerland. ISBN
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Elektroencefalografiya EEG metod grafichnoyi reyestraciyi biopotencialiv golovnogo mozku sho dozvolyaye proanalizuvati jogo fiziologichni zrilist i stan nayavnist oseredkovih urazhen zagalmozkovih rozladiv i yihnij harakter Polyagaye v reyestraciyi j analizi sumarnoyi bioelektrichnoyi aktivnosti golovnogo mozku elektroencefalogrami EEG EEG mozhe znimatisya zi skalpu z poverhni golovnogo mozku a takozh z glibokih struktur mozku Tipovo pid elektroencefalogramoyu rozumiyut poverhnevij zapis tobto zdijsnenij zi shkiri Zapis zdijsnenij za dopomogoyu elektrodiv z poverhni golovnogo mozku nazivayut elektrokortikogramoyu EEG najchastishe vikoristovuyetsya dlya diagnostiki epilepsiyi yaka sprichinyaye anomaliyi EEG Takozh vikoristovuyetsya dlya diagnostiki porushen snu glibini anesteziyi komi encefalopatiyi ta smerti mozku EEG vikoristovuvavsya yak pershochergovij metod diagnostiki puhlin insultu ta inshih fokalnih porushen golovnogo mozku ale koli stalo mozhlivo otrimuvati anatomichni zobrazhennya z visokoyu rozdilnoyu zdatnistyu metodami magnitno rezonansnoyi tomografiyi MRT ta komp yuternoyi tomografiyi KT vikoristannya EEG skorotilosya Nezvazhayuchi na obmezhenu rozdilnu zdatnist EEG prodovzhuye buti cinnim instrumentom dlya doslidzhennya ta diagnostiki Vin ye odnim z nebagatoh dostupnih mobilnih metodiv ta maye chasovu rozdilnu zdatnist v diapazoni milisekundi sho nemozhlivo z KT PET abo MRT IstoriyaPershij zapis lyudskoyi EEG otrimanij Gansom Bergerom 1924 roku Generaciya v kori golovnogo mozku elektrichnih kolivan bula pomichena Richardom Katonom 1875 i Vasilem Danilevskim 1876 Sposib reyestraciyi kolivan elektrichnih potencialiv z poverhni golovi buv rozroblenij vpershe v 1913 roci ukrayinskim fiziologom Volodimirom Pravdichem Neminskim u doslidah na tvarinah pid nazvoyu elektrocerebrografiya i nimeckim psihiatrom Gansom Bergerom 1929 u lyudej Istoriya elektroencefalografiyi pov yazana iz vdoskonalennyam metodiv reyestraciyi EEG ta rozvitkom metodiv yiyi analizu Rozvitok mikroelektronnoyi tehniki prizviv do togo sho suchasni elektroencefalografi ye aparatno programnimi kompleksami yaki dozvolyayut yakisno zareyestruvati EEG signal ta opracyuvati jogo potuzhnimi matematichnimi metodami Matematiko statistichni metodi analizu dayut zmogu dati tochnu chiselnu ocinku parametram EEG vstanoviti zakonomirnosti uzgodzhenosti signalu EEG u prostori i chasi Novitni matematichni metodi dozvolyayut robiti visnovki shodo lokalizaciyi u glibini mozku riznih komponentiv jogo aktivnosti sho maye neabiyake znachennya v pershu chergu pri klinichnij diagnostici vognisha zahvoryuvannya Reyestraciya EEGElektroencefalograf Neurovisor BMM 40 Reyestraciya i analiz EEG u suchasnij nauci i klinici zdijsnyuyetsya za dopomogoyu komp yuternih elektroencefalografichnih kompleksiv yaki skladayutsya iz kilkoh funkcionalnih blokiv blok reyestraciyi signalu blok filtriv ta pidsilyuvachiv analogovo cifrovij peretvoryuvach ACP komp yuterna programa dlya zberigannya vizualizaciyi ta matematichnogo analizu signalu Roztashuvannya na poverhni golovi elektrodiv za shemoyu 10 20 V elektroencefalografiyi vikoristovuyut metalevi elektrodi z hlorsribnim pokrittyam Dlya zabezpechennya elektrichnogo kontaktu elektrodu z shkiroyu vikoristovuyut abo elektroprovidnij gel chashechkovi abo marlyu prosochenu fiziologichnim rozchinom Shema roztashuvannya elektrodiv na poverhni golovi nazivayetsya montazh U klinichnij ta naukovij elektroencefalografiyi standartom ye shema 10 20 yaku bulo vvedeno u 1950 h rokah kanadskim nejrofiziologom Genri Dzhasperom Dlya viznachennya misc nakladannya elektrodiv cherez makivku Vertex provodyatsya dva umovni meridiani pershij vid perenissya Nasion do potilichnogo bugra Inion drugij mizh zovnishnimi sluhovimi prohodami div shemi nizhche Cherez ci tochki prokladayut umovnij meridian yakij dilyatsya na vidrizki po 10 i 20 zagalnoyi dovzhini Poperechni meridiani vidkladayutsya po osi yaka prohodit mizh zovnishnimi sluhovimi prohodami cherez makivku Elektrodi rozmishuyutsya u miscyah peretinu umovnih linij Elektrodi yaki rozmishuyutsya na livij storoni golovi mayut neparni indeksi na pravij storoni parni elektrodi rozmisheni na verteksnij liniyi mayut indeks z Chim menshe indeks elektroda tim blizhche vin roztashovanij do osnovnih meridianiv Poznachennya elektrodiv F Frontalis lobni T Temporalis skronevi C Centralis centralni P Parientalis tim yani O Occipitalis potilichni A Auricularis vushni Kilkist nakladenih elektrodiv zalezhit vid konkretnoyi meti doslidzhennya V razi neobhidnosti shemu 10 20 mozhna rozshiriti shlyahom provedennya dodatkovih meridianiv mizh osnovnimi Standartizaciya shemi nakladannya elektrodiv dozvolyaye doslidnikam ta likaryam zistavlyati rezultati otrimani v riznij chas u riznih laboratoriyah Dlya reyestraciyi EEG neobhidna nayavnist dvoh elektrodiv mizh yakimi i bude vimiryuvatisya riznicya elektrichnih procesiv Para elektrodiv mizh yakimi reyestruyetsya riznicya potencialiv nazivayetsya vidvedennyam Isnuyut dvi kategoriyi vidveden monopolyarni i bipolyarni Pri monopolyarnomu vidvedenni odin z kozhnoyi pari elektrodiv rozmishuyetsya nad pevnoyu dilyankoyu mozku a drugij na pevnomu viddalenni vid mozku Pershij z cih elektrodiv nazivayetsya aktivnim abo robochim a drugij pasivnim abo referentnim Najbilsh chasto vikoristovuyut ob yednanij vushnij referent Pri bipolyarnomu vidvedenni obidva elektrodi roztashovani nad mozkom a tomu v takomu vidvedenni bude reyestruvatisya riznicya potencialiv cih dvoh oblastej V suchasnij elektroencefalografiyi bilsh poshirenim ye monopolyarnij zapis EEG oskilki vin dozvolyaye legko perejti do bipolyarnogo zapisu matematichno pererahuvavshi reyestrovani signali Elektrichnij signal yakij vidvoditsya zi skalpu obstezhuvanogo maye dosit nizku amplitudu 10 4 10 6 V a tomu dlya reyestraciyi povinen buti pidsilenim Dlya cogo vikoristovuyutsya pidsilyuvachi zminnogo strumu Suchasni EEG kompleksi realizovani na bazi personalnih komp yuteriv i dozvolyayut odnochasno zdijsnyuvati zapis signalu ta vidobrazhati jogo na monitori u rezhimi on line Dlya togo shob elektroencefalografichnij signal mig obroblyatisya komp yuterom jogo neobhidno perevesti z analogovoyi formi do cifrovoyi Dlya cogo provoditsya periodichne vimiryuvannya jogo amplitudi i peredacha rezultatu do komp yutera cifruvannya signalu Zareyestrovanij EEG signal mozhe zberigatisya u komp yuteri i pidlyagati obrobci za dopomogoyu chislennih matematichnih metodiv Struktura EEG lyudiniEEG skladayetsya z kolivan riznoyi chastoti i amplitudi Za viraznistyu kolivan tiyeyi chi inshoyi chastoti u riznih fiziologichnih stanah na pochatku istoriyi metodu EEG bulo vidileno kilka osnovnih fiziologichnih chastotnih diapazoniv diapazon chastota fiziologichni vlastivosti delta do 4Gc kolivannya amplitudoyu 20 30 mkV mozhut zustrichatisya u EEG zdorovoyi pritomnoyi lyudini nayavnist kolivan bilsh visokoyi amplitudi 40 300mkV u EEG pritomnoyi lyudini ye patologichnoyu oznakoyu mozkovi puhlini delta kolivannya stayut virazhenimi pid chas pevnih faz prirodnogo snu narkotichnogo snu abo u stani komi teta 4 7Gc kolivannya amplitudoyu do 40 mkV mozhut zustrichatisya u EEG zdorovoyi pritomnoyi lyudini zrostannya yih chastki ye oznakoyu emocijnoyi aktivaciyi ta inshih tipiv mozkovoyi aktivnosti nayavnist teta kolivan u bilshih kilkostyah pov yazana iz patologichnimi stanami abo zh zminenimi stanami svidomosti son meditaciya ta in alfa 8 13Gc sinusoyidalni kolivannya amplitudoyu do 100 mkV amplituda yakih zrostaye u lobno potilichnomu napryamku ye najbilsh virazhenim u EEG zdorovoyi pritomnoyi lyudini iz zakritimi ochima u formi virazhenogo ritmu reyestruyetsya u 80 90 lyudej prignichuyetsya pri vidkrivanni ochej perehodi do aktivnoyi diyalnosti analizu informaciyi beta 13 40Gc kolivannya amplitudoyu 5 30 mkV nayavnist yakih u EEG pov yazana iz aktivnim funkcionalnim stanom mozku zrostannya rivnya aktivaciyi golovnogo mozku zdebilshogo suprovodzhuyetsya zmenshennyam chastki alfa kolivan i zrostannyam chastki beta kolivan nayavnist virazhenogo beta ritmu z amplitudoyu vishe 40 mkV ye patologichnoyu oznakoyu gamma vishe 30 40Gc kolivannya amplitudoyu do 10 mkV vvazhayetsya oznakoyu kognitivnih procesiv i svidomosti nayavnist kolivan cogo diapazonu amplitudoyu vishe 15 mkV ye patologichnoyu oznakoyu Priklad EEG zdorovoyi lyudini z virazhenim ritmom spokoyu alfa ritmom Priklad EEG zdorovoyi lyudini u stani spokoyu Bez alfa ritma Prikladi osnovnih tipiv elektroencefalografichnih artefaktiv 1 Elektrookulografichnij artefakt 2 Elektrodnij artefakt 3 Kovtalnij artefakt 4 Artefakt pov yazanij z referentnim elektrodom Dlya zdorovoyi pritomnoyi lyudini normalnoyu ye nayavnist alfa ritmu prisutnist u EEG kolivan v formi ritmu inshih diapazoniv ye oznakoyu patologichnih staniv abo zh zminenih staniv svidomosti Dlya ocinki kilkosti kolivan togo chi inshogo ritmu vikoristovuyut spektralnij analiz Div takozhEhoencefalografiya Medichna vizualizaciya NejrovizualizaciyaPrimitkiTatum William O 2014 Handbook of EEG interpretation Demos Medical Publishing s 155 190 ISBN 9781617051807 OCLC 874563370 Arhiv originalu za 27 sichnya 2012 Procitovano 22 bereznya 2019 Chernecky Cynthia C Berger Barbara J 2013 Laboratory tests and diagnostic procedures vid 6th St Louis Mo Elsevier s ISBN 9781455706945 LiteraturaKnigi Cherninskij A O Krizhanovskij S A Zima I G 2011 Elektrofiziologiya golovnogo mozku lyudini metodichni rekomendaciyi do praktikumu Kiyiv Martinyuk 2011 49 s ISBN 978 966 96879 7 5 Libenson Mark H 2010 Practical approach to electroencephalography Philadelphia PA Elsevier Saunders ISBN 978 1 4557 4594 4 Mecarelli Oriano 2019 Clinical electroencephalography Cham Switzerland ISBN 978 3 030 04573 9