Электроэнцефалографические исследования

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1. Ознакомиться с блоками электроэнцефалографа и принципом функционирования каждого блока.

2. Научиться накладывать электроды на голову человека, располагая их по международной системе.

3. Освоить приемы общей оценки электроэнцефалограммы человека.

4. Ознакомиться с принципами компьютерного анализа электроэнцефалограммы.

Студенты должны знать:

1. Из прилагаемого списка литературных источников разделы, отражающие основы электрофизиологических исследований головного мозга человека.

2. Разделы физики и биофизики, содержащие сведения о генезе электрических потенциалов, способах их усиления, регистрации и обработки.

Электрическая активность мозга человека впервые была записана в 1924 году немецким психиатром Бергером. В настоящее время электроэнцефалография является разделом физиологической науки со своими сложными понятиями, касающимися общих принципов анализа и трактовки информации о работе здорового и больного мозга, которую несут в себе волны ЭЭГ. На электроэнцефалограмме находит отражение суммарная электрическая активность головного мозга. В силу высокой чувствительности усилительной техники, используемой при регистрации ЭЭГ, исследуемый должен находиться в экранированной камере, принять удобное положение (сидя или лежа), расслабить мышцы, закрыть глаза, стараться не моргать и не двигать глазными яблоками.

Электроды делаются из металлических или угольных пластинок с поверхностью около 1 квадратного сантиметра. Между ними и кожей головы пациента помещают гигроскопические прокладки, смоченные гипертоническим раствором хлорида натрия.

Основным блоком прибора для регистрации ЭЭГ (электроэнцефалографа) является многоканальный усилитель биопотенциалов с большим коэффициентом усиления (до 100000 и более). В состав аппарата также входят: коммутатор, блок питания, электрические фильтры, калибратор, регистратор, набор проводников и соединительных кабелей.

Применяют моно- и биполярный способы отведения. При монополярном способе активный электрод располагают над мозгом, а “референтный”– несколько отдаленно от “активного” электрода (на мочке уха, подбородке и др.). При биполярном способе отведения оба электрода являются “активными” и располагаются на поверхности головы (над мозгом).

Если при монополярном отведении в силу большого расстояния между электродами на ЭЭГ записываются не только местные корковые, но и отдаленные электрические процессы подкорковых образований, то при биполярном выявляют локализацию корковых очагов электрической активности.

На выходе каждого канала электроэнцефалографа (симметричный усилитель) регистрируется разность динамики двух точек, с постоянно меняющейся разностью потенциалов. Этот процесс пишется на бумажной ленте (чернилами или тепловым пером) с выбранной скоростью движения ленты. Полученная кривая колебаний биопотенциалов мозга называется электроэнцефалограммой. На регистраторе величина отклонения пера тем больше, чем больше разность потенциалов под электродами, расположенными на голове обследуемого (от единиц до нескольких сотен микровольт).

При обработке кривой энцефалограммы амплитуду колебаний, измеренную в миллиметрах, соотносят с величиной калибровочного сигнала известной амплитуды.

По количеству колебаний в секунду волны ЭЭГ различаются по ритму:

1. Альфа-ритм – ритмические колебания потенциалов с частотой следования 8–12 в секунду и амплитудой 20–110 мкв.

2. Бета-ритм – с частотой 14–35 колебаний в секунду и амплитудой колебаний 10–15 мкв.

3. Дельта-ритм – с частотой 1–3 колебания в секунду и амплитудой 10–250 мкв.

4. Тета-ритм – колебания потенциалов с частотой 4–47 в секунду, амплитудой 100–200 мкв.

Существует международная схема стандартных положений электродов. Электроды обозначаются соответственно месту положения: F- лобные; Р-теменные; С-центральные; Т-височные; О-затылочные; А-ушные; Fo, Сo, Рo - расположенные по средней линии. Электроды, помещенные на области левого полушария, обозначаются нечетными цифрами, а расположенные на области правого полушария – четными (рис. 45).

Рис. 45. Международная система наложения электродов «10-20»

Регистрация электроэнцефалограммы человека проводится в экранированной камере. До снятия ЭЭГ обследуемый сидит, расслабившись в кресле, в течение 10 – 15 минут с наложенными электродами. По команде пациент закрывает глаза и начинается запись. Обычно отмечается преобладание альфа-ритма, что особенно заметно в средних и задних отделах мозга. Если испытуемому дать задание, в результате которого усиливается умственная деятельность и становится напряженным внимание, то отмечается уменьшение амплитуды альфа-ритма.

Бета – ритм наиболее отчетливо виден на ЭЭГ, снимаемой в передних отделах мозга. Если провести раздражение зрительной системы вспышками света, то отмечается десинхронизация альфа-ритма, замена более медленной и упорядоченной во времени волновой активности более быстрыми и менее регулярными колебаниями биотоков. При этом значительно падает амплитуда волн. В случаях двигательной активации или тактильной стимуляции происходит угасание бета-ритма.

У взрослых пациентов, находящихся в расслабленном, бодрствующем состоянии, форма записи ЭЭГ в одноименных отведениях примерно одинакова. В норме может быть лишь небольшое количество асимметричных низкоамплитудных неритмичных медленных волн. Примерно у трети обследуемых амплитуда альфа-ритма несколько выше в правом полушарии. В активном состоянии, при различных умственных нагрузках амплитуда колебаний биотоков ЭЭГ снижается, а частота колебаний возрастает. В расслабленном – преобладает альфа-ритм, а в дремотном – появляются дельта и тета-колебания низкой амплитуды. Глубокий сон характеризуется преобладанием высокоамплитудных колебаний дельта и тета-ритма.

Стадии сна и ЭЭГ

I стадия – состояние дремоты. Низкоамплитудная (15 – 30 мкв) ЭЭГ, преимущественно быстрая активность. Альфа – волны одиночные, группами или могут совсем отсутствовать.

II стадия – легкий сон. На фоне низкоамплитудных медленных волн появляются вспышки “веретена” сна: острой или синусоидальной формы колебания потенциала с частотой 12 – 20 в секунду и амплитудой до 50 мкв.

III стадия - сон средней глубины. “Веретена” вперемежку с тета- и дельта-волнами более высокой амплитуды, чем в предыдущей стадии (до 50 мкв). При глубоком сне “веретена ” постепенно исчезают.

IV стадия – глубокий сон. Сначала доминирует тета и дельта – активность высокой амплитуды (до 100 мкв и более), которая постепенно становится более медленной и низкоамплитудной.

Описана стадия “парадоксального” или “быстрого” сна, во время которой на ЭЭГ, при внешних проявлениях глубокого сна, регистрируется лишь низкоамплитудная быстрая бета активность.

Изменения ЭЭГ, характерные для вышеописанных стадий физиологического сна, могут наблюдаться и при наркотическом сне. В практику вошло применение ЭЭГ в качестве контроля глубины наркоза.

Артефакты при регистрации ЭЭГ

При записи ЭЭГ возникают помехи, вызванные колебаниями переменного тока, являющиеся результатом плохого заземления экспериментальной камеры. Иногда причиной помех становится подсыхание электродов, могут влиять и нарушения целостности проводников, плохие контакты в цепи, механические колебания электродов, высокоамплитудные колебания при моргании. При попадании электрода на кровеносный сосуд возникают медленные колебания в такт сердечным ударам.

Помехи следует снимать, устраняя непосредственные причины их возникновения.