Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


I. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ




Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод нейрофизиологического исследования, основанный на регистрации биоэлектрических потенциалов, возникающих в головном мозге и регистрируемых с поверхности скальпа. Метод является одним из немногих, позволяющих оценить функциональное состояние различных структур (кора, подкорковые структуры), реакцию на различные внешние воздействия (свет, звук, тактильные и другие) раздражители.

Использование ЭЭГ ценно при эпилепсии, травмах головного мозга, опухолях, некоторых нейроинфекциях, острых нарушениях мозгового кровообращения. Чрезвычайно важна роль ЭЭГ при оценке смерти головного мозга в условиях реанимационного отделения, т.к. наличие «биоэлектрического молчания» является одним из показателей смерти головного мозга. Динамика показателей биоэлектрических потенциалов помогает врачу в определении тяжести изменений функционального состояния головного мозга, локализации очага поражения и динамики патологического процесса.

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

Относительная дешевизна ЭЭГ и метода вызван­ных потенциалов — (ВП) по сравнению с методами ядерно-магнитного резонанса и позитронно-эмиссионной томографии, безопасность для пациента, небольшая продолжительность исследова­ния, доступность этих методов для обследования медицинскими учреждениями (возможность приобретения оборудования) делает их незаменимы­ми при диагностике целого ряда заболеваний:

• гипертонической болезни,

• атеросклерозе,

• заболеваний внутренних органов,

• инсульте,

• неврозоподобных расстройствах церебрально-орга­нического генеза,

• психических заболеваниях, нарколепсии.

ЭЭГ исследования позволяют оценить биоэлектрическую активность головного мозга, отражающую общее функциональное состояние этого органа (что важно для клиники, определения про­фессиональной пригодности, а также для науки), а при некоторых видах патологии — степень поражения мозгового вещества и даже локализацию патологического очага.

У подавляющего большинства приборов, имеющихся в распоряжении у наших медиков, регистрация результатов ЭЭГ исследования осуществля­ется на бумажную ленту (рис.1).

Именно это определяет основные недостатки данных моделей "бумажных" электроэнцефалографов:

• качественную и легко анализируемую электроэнце­фалограмму можно получить при большой скорости записи, следовательно, приходиться сталкиваться с проблемами частого восполнения запасов бумажных лент;

• если запись осуществляется чернилами, это нередко сопровождается их разбрызгиванием, а при высыха­нии – «непроходимостью» пишущих перьев;

• постоянно возникает вопрос: "Где и как хранить кипы исписанных лент?";

• при регистрации на бумажную ленту возможна толь­ко визуальная оценка данных исследования, без мате­матической обработки результатов.

Во всём мире в последние годы традиционный "бумажный" метод регистрации биотоков головного мозга вытесня­ется компьютерными. Схема компьютерного электроэнцефалографа приведена на рис. 2.

Рис. 2 Блок-схема компьютерного электроэнцефалографа.

 

Компьютерная техника не­заменима для получения точной, объективной оценки параметров ЭЭГ и ВП. Наличие всё более совершенных программ обработки ЭЭГ записей позволяет использовать современный математи­ческий аппарат для статистической обработки биоэлектрической активности.

Преимущества компьютерного способа ре­гистрации результатов ЭЭГ исследования:

• небольшие размеры оборудования позволяют про­водить ЭЭГ исследования в любом помещении - лаборатории, палате, на квартире пациента. ЭЭГ обследования можно проводить даже в полевых условиях. В не­малой степени этому способствует наличие узкополосного фильтра, позволяющего устранять помехи частотой 50 Гц, что дает возможность регистрировать ЭЭГ в неэкранированных от сетевых наводок помещениях. Цифровые электроэнцефалографы на базе миниатюр­ных ЭВМ типа “laptop” или “notebook” сохраняют возмож­ности больших электроэнцефалографов, включая многоканальность и весь объем функциональных проб и приемов записей;



• наличие магнитного носителя информации позво­ляет компактно хранить десятки ЭЭГ записей. Ненуж­ные записи могут быть стерты, а освободившееся на носителе место занято новой записью;

• сокращается время проведения обследования. При анализе записи методом компьютерной рекомпозиции можно получить все необходимые биполярные, а также специальные отведения, обладающие некоторы­ми локализационными преимуществами (с усреднен­ным электродом, "от источника" и др.);

• более качественная предварительная и окончатель­ная обработка ЭЭГ записей. Как при записи энцефа­лограммы, так и при ее воспроизведении можно ме­нять скорость развертки и амплитуду волн, что позво­ляет провести детальный анализ отдельных паттернов и волн. Специально созданные программы позволяют быстро и точно определять импеданс между электро­дами, задавать определенную полосу цифрового филь­трования и проводить коррекцию нулевой линии;

• позволяет осуществлять значительно более полную, развернутую и наглядную документацию, чем при за­писи на "бумажном" энцефалографе. Достигается это за счёт возможности неограниченного использования разных маркировок и сопровождающих текстов.

• возможность подключения к телефонной линии свя­зи и передачи результатов ЭЭГ исследования в любое другое учреждение, в том числе и расположенное в других городах и странах;

• возможность создания банков данных (архивов) ЭЭГ записей здоровых людей, служащих эталоном для срав­нения с обследуемым пациентом по возрасту, полу и другим показателям. Включение подобных баз данных в компьютерную сеть может быть полезным для мно­гих лабораторий, клиник и центров;

• расширяет возможности творческого подхода к ЭЭГ исследованию и создания новых методик обследова­ния, Например, компьютерная обработка позволяет проводить трехмерную локализацию очага (источни­ка) патологического процесса. Точность определения локализации, особенно глубины расположения очага, при этом неизмеримо выше, что существенно повы­шает диагностические возможности ЭЭГ (а также ВП). путём создания неинвазивного метода компьютерной стереоэнцефалографии.

Другой пример новых методических подходов в ЭЭГ исследованиях - картирование ("мэппинга") биопотенциалов головного мозга. Картирование по спектральной мощности и амп­литудное картирование, позволяют получать стан­дартные показатели полей ЭЭГ здорового и боль­ного организма, что в ряде случаев позволяет бы­стро определять статистически значимые откло­нения ЭЭГ от нормы.

Для определения локализации эпилептического очага в настоящее время всё шире используется трёхмерное компьютерное моделирование "иде­ального" спайкового диполя. Топографическое картирование позволяет обна­ружить и локализовать изменения в ЭЭГ, возника­ющие вследствие травмы головного мозга, не вы­являемые при обычном зрительном анализе ЭЭГ. Таким образом, компьютерная электроэнцефало­графия обладает несомненными преимуществами по сравнению с традиционной, сохраняя все её до­стоинства и исключая многие недостатки. Опыт, накопленный за годы эксплуатации этой техники, свидетельствует, что большая по сравнению с "бу­мажной" ЭЭГ стоимость быстро компенсируется удобством в работе, повышением достоверности результатов, а также экономией средств, которые тратятся на бумагу и чернила. В заключение хотелось бы напомнить, что метод ЭЭГ анализа работы головного мозга при любом способе регистрации данных был, есть и будет не основным, а вспомогательным методом анализа. Как бы ни был высок уровень программного обес­печения и машинной обработки данных ЭЭГ, ре­шающее слово принадлежит человеку, дающему заключение и соотносящего результаты расшиф­ровки ЭЭГ анализа с данными клинического об­следования и анамнестическими сведениями.

Многочисленные исследования показывают, что электрические потенциалы отдельных нейронов головного мозга связаны тесной и достаточно точной количественной зависимостью с информационными процессами.

Применение компьютерных технологий существенно расширяет возможности врача-нейрофизиолога, позволяя осуществлять углубленный анализ изучаемого сигнала, внося преимущества, свойственные цифровым технологиям — высокое разрешение, помехоустойчивость, возможность получения неограниченного числа копий одной записи для анализа ее различными специалистами, использования методов спектрального анализа, корреляционного анализа, фильтрации, периодометрии и др. Существенным дополнением является возможность решения обратной задачи ЭЭГ — распознавания источника патологической активности в трехмерном пространстве, что позволяет выявить соответствие данных нейрофизиологического исследования и результатов различных методов визуализации — компьютерной томографии, ядерно-магнитного резонанса, позитронно-эмиссионной томографии и др.

Электроэнцефалограмма, зарегистрированная через неповрежденные костно-мышечные структуры черепа человека представляет собой суммарную активность нейронов головного мозга и представляет собой совокупность колебаний различных частот. Наиболее часто выделяемыми частотными диапазонами являются: альфа — от 8 до 12-15 колебаний в секунду, правильные ритмичные, наиболее выраженные в норме в затылочных отведениях, бета — колебания частотой более 15 Гц, наиболее выраженные в лобных и центральных отведениях. В зависимости от возраста, функционального состояния (сон, бодрствование, стрессовые условия и т.д.), патологических процессов возможна регистрация медленных колебаний дельта-диапазона — от 0,5 до 3 Гц и тета-диапазона — от 3 до 7-8 Гц. К патологическим формам активности относятся пики, острые волны и патологические комплексы пик-волна, острая-медленная волна и их вариации.

Для того чтобы нейрон генерировал потенциал действия, передающий сообщение другим нейронам или эффекторным органам, необходимо, чтобы собственное его возбуждение достигло определённой 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.

В цифровых электроэнцефалографахЭЭГ записывается на диск компьютера с одновременным выводом изображения на экран. По окончании регистрации нужные страницы записи могут быть выведены в виде бумажной копии с помощью принтера или самописца.

На рис.2 представлена типовая структурная схема цифрового электро-энцефалографа. Чаще всего такие системы строятся на основе персонального компьютера, реже — на основе встроенного процессорного блока.

Цифровые электроэнцефалографы, как и аналоговые, имеют входные коммутаторы, предварительные усилители и фильтры. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) обеспечивает возможность использования компьютера для дальнейшей обработки и храпения сигналов.

При достаточном быстродействии компьютера и канала ввода данных, фильтрация сигналов может производится программно, что упрощает построение аналоговых фильтров, обеспечивает стабильность характеристик тракта обработки сигналов, дает возможность оперативной регулировки части характеристик.





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:



Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 1887; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2022 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.016 с.) Главная | Обратная связь