Клинический и статистический методы анализа ЭЭГ

В зависимости от задачи при анализе ЭЭГ может применяться клинический или статистический методы. Клинический метод предполагает визуальный анализ кривой ЭЭГ, не обязательно записанной на компьютере (может быть просто бумажная запись). Этапы стандартного ЭЭГ-обследования включают в себя фоновую запись (с закрытыми глазами) и проведение так называемых функциональных проб (открыть — закрыть глаза, ритмическая фотоили фоностимуляция, гипервентиляция). Функциональные пробы позволяют выявить скрытые патологические знаки в ЭЭГ, а также записать реакцию мозга на нагрузку.

Реакция активации (открыть — закрыть глаза) позволяет выявить альфа-ритм (он будет исчезать при открывании глаз) и определить его динамику (насколько быстро он исчезает и затем восстанавливается) (см. рис. 16.6). Иногда эта проба может спровоцировать патологические знаки.

Реакция на фотостимуляцию. Что касается реакции мозга на фотостимуляцию, то ее отсутствие не является патологическим знаком. Реакция на фотостимуляцию может быть выражена в виде усвоения ритма мельканий лампочки (рис. 16.7). Если это происходит, то, во-первых, можно сделать вывод, что нервная система данного человека скорее слабая, чем сильная. Во-вторых, анализируют, на каких частотах это усвоение происходит: если мозг усваивает частоты в диапазоне альфа или бета-ритма, то это считается нормальным, если же усвоение происходит на медленных частотах, то это может быть признаком скрытого патологического процесса.

Рис. 16.6. Реакция активации (депрессии альфа-ритма, arousal, десинхронизации).

Рис. 16.7. Реакция усвоения ритма фотостимуляции 16 Гц в затылочных областях мозга.

Реакция на гипервентиляцию. Гипервентиляция представляет собой активное дыхание в течение 3 мин. Нужно следить за тем, чтобы глубина вдоха и полнота выдоха была полной (как при надувании мяча или шарика). При этой пробе в организме происходят следующие изменения:

• • сдвиг кислотно-щелочного равновесия;
• • активация диэнцефальных структур (промежуточного мозга);
• • гипокапния (снижение концентрации С0₂) и гипогликемия (снижение уровня глюкозы).

У взрослых людей мозг может не реагировать на подобную нагрузку, но может наблюдаться небольшое усиление синхронизации альфа-ритма, его индекса и амплитуды больше в передних областях. У детей мозг более чувствителен к гипервентиляции и реагирует достаточно бурно (рис. 16.8). Как правило, происходит усиление тетаи дельта-активности, иногда в виде вспышек.

Рис. 16.8. ЭЭГ ребенка 9 лет в фоне и во время гипервентиляции.

Довольно часто функциональные пробы провоцируют эпилептическую активность или медленную дельта-активность, которой не наблюдалось при обычной фоновой записи.

После проведения фоновой записи и функциональных проб при клиническом методе анализа ЭЭГ специалист определяет следующее:

• • соответствие биоэлектрической активности возрастной норме;
• • соотношение процессов возбуждения и торможения в ЦНС;
• • степень влияния различных отделов головного мозга на биоэлектрическую активность (БЭА) коры;
• • наличие и выраженность межиолушарной асимметрии;
• • наличие и приблизительный характер патологических процессов в ЦНС;
• • выявление локализации патологических очагов;
• • выявление особенностей реакции нервной ткани на нагрузки (функциональные пробы).

Статистический метод анализа ЭЭГ предполагает перевод аналогового сигнала в цифровой и затем применение быстрого преобразования Фурье для разложения сложного синусоидального сигнала, которым является запись ЭЭГ, на ряд простых синусоид с параметрами основных ритмов ЭЭГ. В итоге можно рассчитать средние значения частот, амплитуд и мощностей выбранных частотных диапазонов, а также вычислить дополнительные показатели (функция когерентности) и перевести полученные показатели в наглядную форму (спектры мощности и топографическое картирование ритмов ЭЭГ).

Спектральный анализ ЭЭГ предполагает построение спектров мощности частотных составляющих ЭЭГ-сигнала. Спектр показывает вклад каждой из частотных составляющих (ритмов ЭЭГ) в общую картину. Если на спектре виден отчетливый пик на частоте 10 Гц (рис. 16.9), то можно говорить о том, что доминирует альфа-активность. При открывании глаз спектр меняется — пик на альфа-частоте исчезает.

Рис. 16.9. Спектры мощности ЭЭГ-сигнала при закрытых и открытых глазах.

Спектры мощности ЭЭГ можно подвергать дальнейшей обработке, например, корреляционному анализу, при этом вычисляют автои кросскорреляционные функции, а также когерентность^[1].

Когерентность ритмов ЭЭГ является количественным показателем синхронности вовлечения различных корковых зон в процессе их работы, обеспечивающим интегративную деятельность мозговых структур. Когерентность в определенной мере указывает на вовлеченность разных зон коры в обеспечение выполнения функций мозга и характеризует меру синхронности частотных диапазонов ЭЭГ в двух различных отведениях. Когерентность изменяется в диапазоне от + 1 (полностью совпадающие формы волны) до 0 (абсолютно различные формы волн). Такая оценка проводится в каждой точке непрерывного частотного спектра или как средняя в пределах частотных поддиапазонов.

Рис. 16.10. Когерентность. Функциональные объединения областей корм б.п. на различных частотах основного ритма у детей 7 и 10 лет при вербальной деятельности¹:

в 7-летнем возрасте отсутствует как избирательность частотной организации, так и четкая левосторонняя латерализация функциональных объединений. В центре внизу — схема локализации электродов Когерентный анализ ЭЭГ считается индикатором функциональных взаимосвязей между различными корковыми областями. В частности, с помощью этого метода можно установить ведущее полушарие для конкретной деятельности испытуемого, наличие устойчивой межполушарной асимметрии и др.

Топографическое картирование электрической активности мозга — область электрофизиологии, оперирующая множеством количественных методов анализа электроэнцефалограммы. Топографические карты представляют собой контур черепа, на котором изображен какой-либо закодированный цветом параметр ЭЭГ в определенный момент времени, причем разные градации этого параметра (степень выраженности) представлены разными цветовыми оттенками (рис. 16.11).

Рис. 16.11. Топографическое картирование биоэлектрической активности головного мозга в диапазоне альфа-ритма (8—13 Гц) при закрытых и открытых глазах.

Поскольку параметры ЭЭГ постоянно меняются, но ходу обследования, соответственно этому изменяется цветовая композиция на экране, позволяя визуально отслеживать динамику ЭЭГ процессов.

В связи с появлением и все большим распространением как в клинике, так и в исследовательских задачах различных методов визуализации процессов и структур в нервной ткани, метод ЭЭГ стал восприниматься как устаревший. Однако у него есть ряд преимуществ перед самыми современными методиками, такими как компьютерная томография или магнитнорезонансная томография:

• • ЭЭГ более чувствительна к преимущественно метаболическим нарушениям;
• • ЭЭГ чувствительна к начальным стадиям заболевания;
• • ЭЭГ чувствительна при динамических ишемических нарушениях;
• • ЭЭГ незаменима в эпилептологии;
• • высока роль ЭЭГ в исследовании функциональных расстройств;
• • ЭЭГ абсолютно безвредна (возможны суточный мониторинг и ночная запись).

• [1] Марютина Т. М, Ермолаев О. /О.

  Введение

  в психофизиологию. М.: Изд-во МПСИ ;Флинта, 2001.