Электроэнцефалография (ЭЭГ)

Электроэнцефалография, ЭЭГ (от электро- + др. греч. ἐγκέφαλος «головной мозг» + γραμμή «запись») — раздел электрофизиологии, изучающий закономерности суммарной электрической активности мозга, отводимой с поверхности кожи волосистой части головы, а также метод записи таких потенциалов. Также ЭЭГ — неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путём регистрации его биоэлектрической активности. Электроэнцефалография (ЭЭГ) – высокоинформативный метод диагностики состояния нервной системы, основанный на регистрации биоэлектрических потенциалов коры головного мозга (ГМ) в процессе его жизнедеятельности. Электроэнцефалография измеряет колебания напряжения в результате ионного тока в нейронах головного мозга. Клинически электроэнцефалограмма является графическим изображением спонтанной электрической активности мозга в течение определенного периода времени, записанной с нескольких электродов на мозге или поверхности скальпа. ЭЭГ — чувствительный метод исследования, он отражает малейшие изменения функции коры головного мозга и глубинных мозговых структур во временном измерении, обеспечивая миллисекундное временное разрешение, не доступное другим методам исследования мозговой активности, в частности ПЭТ и фМРТ. 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.

Согласно требованиям Международной федерации клинической электроэнцефалографии, стандартное ЭЭГ-обследование следует проводить в утренние часы, поскольку картина ЭЭГ существенно зависит от функционального состояния человека. Она различна в состоянии деятельности, покоя и сна. Испытуемый должен находиться в удобном положении (сидя или полулежа), с закрытыми глазами, в расслабленном состоянии. Практика показывает, что при проведении обследования в положении пациента сидя или лежа на спине, неоценимую помощь оказывает наличие валика, помещенного под шею обследуемого для обеспечения комфорта во время проведения исследования и максимально возможной релаксации пациента, что позволяет минимизировать физические (электродные) и физиологические (электромиография) артефакты. Запись ЭЭГ обычно занимает 10-20 мин и должна включать не менее 1-2 мин записи при закрытых глазах, до применения различных функциональных нагрузок, и запись ЭЭГ во время стандартных процедур активации: при проведении гипервентиляции (до 3 мин) и фотостимуляции в соответствии с принятыми протоколами. Запись должна включать участки с открытыми и закрытыми глазами.

Специальные процедуры, потенциально опасные для пациента, должны выполняться только в присутствии квалифицированного врача, при наличии соответствующего оборудования, в том числе реанимационного, и информированного согласия пациента или ответственного лица.

ЭЭГ регистрируют в режиме реального времени при непрерывном мониторировании (просмотр ЭЭГ без записи на диск и запись на жесткий диск или иные носители). Этому предшествует соответствующая подготовка пациента и аппаратуры: инструктаж пациента о сущности процедуры, выбор схемы коммутации отведений на входных каналах биоусилителя, планирование программы выполнения физиологических проб, крепление электродов на голове испытуемого.

Электроды представляют одно из важнейших звеньев, осуществляющих контакт между испытуемым и регистрирующей аппаратурой, поэтому правильная техника наложения электродов необходима для хорошего качества записи ЭЭГ. Мостиковые электроды наиболее удобны при использовании и наиболее распространены: их можно быстро и надежно установить на поверхности головы испытуемого, причиняя ему минимум неудобств, и регистрировать биопотенциалы с поверхности головы, не нарушая волосяного покрова (рис. 1, А). Ушные электроды – это различного рода прищепки или клипсы с встроенными контактными металлическими дисками, обернутыми тканью или наполненные пастой. Очень важно учитывать материал, из которого изготовлены электроды. Экспериментальные данные показали, что наилучшим выбором являются хлорсеребряные или золотые электроды. Не рекомендуется одновременно использовать электроды, изготовленные из разного материала.

Рис. 1. Образец мостиковых электродов (А) и шлема для их крепления (Б)

На голову испытуемого электроды крепят с помощью специальных шлемов-сеток. Обычно они изготовляются из эластичных резиновых тяжей, скрепленных пластмассовыми дисками и наушными секторами с регулируемым натяжением (рис. 1, Б). Электроды-мостики подсовывают под эти тяжи, а их шарообразный конец устанавливают в соответствующей точке на голове. Контакт с покровами головы осуществляют через шарообразное утолщение электрода, сделанное из мелкопористой губки или ваты, покрытое полотном, смоченным в насыщенном растворе поваренной соли (рис. 1, А). Перед установкой электродов волосы в месте контакта раздвигают, кожу протирают спиртом. Для удаления естественного жира и улучшения качества контакта можно использовать специальные гели (электродные пасты). Кроме регистрирующих электродов требуется электрод для заземления испытуемого.

Для надлежащей регистрации ЭЭГ требует оценки влияния на нее различных стимулов. К стандартным и обязательным функциональным нагрузкам относятся реакция активации при открывании и закрывании глаз и гипервентиляция. Доктор должен самостоятельно разработать сценарий исследования в соответствии с предполагаемым диагнозом. Основным требованием, предъявляемым к функциональным пробам, является стандартность их проведения и воспроизводимость, позволяющие сопоставлять данные, получаемые у разных обследуемых, и наблюдать за изменениями ЭЭГ одного больного в динамике. Одна из распространенных проб – открывание и закрывание глаз. При этом возникают изменения ЭЭГ, позволяющие выявить степень контактности обследуемого, уровень его сознания и ориентировочно оценить реактивность ЭЭГ. Наряду с этим на ЭЭГ появляются характерные артефакты электроокулограммы, которые не следует путать с волнами, собственно ЭЭГ. Гипервентиляцию используют для провокации судорожной активности, неэпилептических и психогенных атак (неэпилептических судорог, или псевдосудорог). Гипервентиляцию выполняют во всех случаях, кроме ситуаций, когда она не может проводиться по медицинским или иным показаниям (недавнее внутричерепное кровоизлияние, кардиологические или легочные заболевания, вызывающие у пациента одышку покоя, серповидноклеточная анемия, отсутствие кооперации со стороны пациента). Недопустимо проводить гипервентиляцию при наличии в анамнезе (последние 12 мес) инсультов (интракраниальных или субарахноидальных) и инфаркта миокарда. Интенсивность гипервентиляции определяется как слабая, средняя и сильная в зависимости от возраста пациента и его способности выполнять процедуру. При необходимости проведения гипервентиляции детям, не умеющим выполнить процедуру, можно использовать кислородные баллоны. При проведении гипервентиляции рекомендуется одновременно регистрировать электрокардиограмму (ЭКГ). Если на фоне гиперветиляции развивается тахикардия, процедуру следует остановить. При стандартной методике ритмической фотостимуляции пациенту предъявляются световые вспышки различной частоты. Обязательно прерывать стимуляцию не менее чем на 10 с при смене частотных диапазонов световых мельканий. Выбор спектра ритмической стимуляции зависит от задачи исследования. Например, для провокации эпилептической активности при подозрении на абсансную форму эпилепсии рекомендуется проводить стимуляцию в диапазоне 2, 3, 4 колебаний/с длительностью до 10-15 с для каждого диапазона с перерывом между периодами стимуляции не менее 10 с.

Монтаж – порядок одновременного отображения определенного количества отведений записи ЭЭГ. Международная федерация обществ электроэнцефалографии при использовании компьютерных установок рекомендует проводить запись ЭЭГ в референциальном (монополярном) монтаже. Этот монтаж исходно заложен в установках программного обеспечения. В условиях нестандартных исследований, требующих дополнительных точек для анализа или специальных схем, исследователь самостоятельно выбирает схему коммутации. В зависимости от цели исследования или состояния пациента возможно изменение схемы монтажа. В большинстве современных ЭЭГ-установок предусмотрены гнезда для создания нескольких схем монтажа, что позволяет запрограммировать несколько монтажей для их быстрого выбора. Монтаж (montage, run) – фиксированный набор отведений, благодаря которому без помощи селектора записываются специально подобранные или стандартные программы отведений.

Биполярный монтаж (bipolar montage)– множественные биполярные отведения при отсутствии общего для всех отведений электрода. В большинстве случаев в цепочке электродов смежные отведения имеют один общий электрод, соединенный со вторым входом одного усилителя и с первым входом следующего усилителя.
Венечный биполярный монтаж (coronal bipolar montage)– способ расположения биполярных электродов в виде поперечных рядов. Его синоним – поперечный биполярный монтаж.
Замкнутый биполярный монтаж (circumferential bipolar montage)– способ расположения биполярных пар электродов, когда они образуют замкнутый круг.
Референциальный монтаж (referential montage)– монтаж, состоящий из референциальных отведений. Референциальный монтаж обязателен при проведении ЭЭГ-обследования. Использование этого монтажа при записи позволяет в последующем (при анализе ЭЭГ) провести ремонтаж по любой другой схеме монтажа, что заметно сокращает время записи. На электроэнцефалограммах заметна ритмичность электрической активности мозга. Различают целый ряд ритмов, обозначаемых буквами греческого алфавита. Для выделения на ЭЭГ значимых признаков её подвергают анализу. Основными понятиями, на которые опирается характеристика ЭЭГ, являются:
средняя частота колебаний;
их максимальная амплитуда;
их фаза;
также оцениваются различия кривых ЭЭГ на разных каналах и их временная динамика.

Суммарная фоновая электрограмма коры и подкорковых образований мозга пациента, варьируя в зависимости от уровня филогенетического развития и отражая цитоархитектонические и функциональные особенности структур мозга, также состоит из различных по частоте медленных колебаний.

Артефакты электроэнцефалограммы — это возникающие в ходе процедуры электроэнцефалографического исследования помехи, которые представляют собой дефект записи. В связи с тем, что современная аппаратура для проведения ЭЭГ регистрирует слишком малые величины биоэлектрических потенциалов, истинная электроэнцефалографическая запись может искажаться из-за воздействия разных физиологических и технических (физических) артефактов. Это зачастую может повлечь за собой трудности при расшифровке и интерпретации записи. Виды артефактов:

Физические артефакты — артефакты, возникающие вследствие воздействия на аппаратуру для проведения ЭЭГ различных физических или технических помех. Это могут быть: обрыв проводника, плохой контакт электрода, так называемый «телефонный артефакт» (расположение телефонного аппарата рядом с проходящим процедуру ЭЭГ пациента, вследствие чего ЭЭГ-анализатор регистрирует электромагнитные волны из телефонного аппарата).
Физиологические артефакты — артефакты, возникающие из-за различных биологических процессов, которые протекают в организме пациента. Это могут быть:

реограмма (РЭГ-артефакт), электрокардиограмма (ЭКГ-артефакт), электромиограмма (ЭМГ-артефакт) и другие.

Также электроэнцефалография используется для выявления потенциалов, связанных с событиями — откликов мозга, являющихся непосредственным результатом определенного ощущения, когнитивного или моторного события. Следует учитывать влияние на ЭЭГ лекарственных препаратов и тонизирующих напитков, поэтому за 2-3 дня до процедуры необходимо отменить все препараты. В день проведения исследования следует исключать прием тонизирующих напитков (кофе, крепкий чай и др.). Накануне исследования пациенту рекомендуется вымыть голову и не пользоваться дополнительными средствами для укладки волос, не надевать украшения и заколки. Необходимо сообщить пациенту о безопасности процедуры для организма и ее безболезненности, проинструктировать пациента о том, как он должен сидеть (или лежать): не двигаться, закрыть глаза, не напрягаться, не моргать, зубы не сжимать, все команды о проведении функциональных проб выполнять молча.

Проведение рутинной ЭЭГ рекомендуется осуществлять в монополярных (референтных) монтажных схемах с активными электродами, расположенными по системе «10-20» над правым и левым полушариями ГМ, и референтными электродами, расположенными справа и слева на ушах, сосцевидных отростках или других отдаленных от головного мозга точках (физический референт). Полный цикл современного компьютерного электрофизиологического исследования включает 2 основных этапа, разделенных по времени:

Регистрация электрофизиологических показателей пациента (испытуемого) с записью на жестком диске (сохранением в архиве).
Визуальный и компьютерный анализ ЭЭГ (файла), выбранной из дискового архива.

Исследование ЭЭГ в клинике «АльтМед» проводится с помощью 32-канального прибора «EasyIII» фирмы «Cadwell Industries» (США) с использованием стандартного международного размещения электродов 10-20. Устройство было специально изготовлено в США и является одним из менее чем 10 подобных в мире, которое работает как на электричестве, так и на солнечной энергии, что позволяет нам проводить ЭЭГ как в клинике, так и в отдаленной деревне. Электроэнцефалографы «Cadwell EasyIII» – это новые стандарты регистрации и анализа клинической ЭЭГ, непрерывного мониторинга ЭЭГ, мониторинга в отделениях интенсивной терапии и полисомнографии, идеальное решение для оснащения нейродиагностических лабораторий. В своей практике мы используем «Worldwide Neurology» — сайт, посвященный оказанию помощи в передаче результатов исследований ЭЭГ в отдаленных деревнях развивающихся стран неврологам по всему миру. Этот сайт облегчает передачу результатов исследования ЭЭГ, а также передает отчет в формате PDF для включения в карту пациента.

В соответствии с Рекомендациями Международной Федерации Обществ электроэнцефалографии и клинической нейрофизиологии в основе ЭЭГ обследования лежат традиционные методы регистрации, анализа, описания и интерпретации ЭЭГ. В качестве медицинского документа выступает «Заключение», сделанное врачом-электроэнцефалографистом на основе визуального анализа электроэнцефалограммы.