Диффузные изменения биопотенциалов головного мозга что это

ЭЭГ головного мозга — неинвазивный метод исследования органа с целью выявления очагов повышенной судорожной готовности его коры. Данный способ диагностики позволяет определить у взрослых и детей патологические изменения, которые способны влиять на функциональность отдельных участков полушария.

Оборудование

Для регистрации ЭЭГ используют приборы, называемые Электроэнцефалографами. Они состоят из электродной части, системы усилителей, регистрирующего прибора. Электроды бывают разными: чашечковые и мостиковые. Изготавливают их из электропроводного угля или из металла с хлорсеребряным покрытием. Такое покрытие необходимо, что бы на электроде не накапливался постоянный потенциал, который вызывает поляризацию электрода. Это приводит к появлению помех. Менее всего поляризуются неметаллические электроды.

Для обеспечения точной регистрации используют параллельные синфазные усилители с режекционным фильтром. Это позволяет бороться с сетевыми помехами. По своему качеству усилители сейчас позволяют проводить запись без электроизолированной камеры и без заземления.

Регистрирующий прибор. Первоначально в качестве регистратора использовались пишущие приборы с подачей бумажной ленты. Они различались на чернильные приборы, приборы с термопером. Но расходные материалы были достаточно дороги. Сейчас в качестве регистрирующего прибора используют компьютерную технику. С приходом компьютерной техники появилась возможность не только записывать ЭЭГ на небумажный носитель, но так же проводить дополнительную математическую обработку ЭЭГ. Это повысило разрешающую способность метода.

Наложение электродов проводится так же различными способами. Международной системой, принятой за эталон, является система 10 — 20. Электроды накладывают следующим образом. Измеряют расстояние по сагиттальной линии от Inion до Nasion и принимают его за 100%. В 10% этого расстояния от Inion и Nasion соответственно устанавливают нижние лобные и затылочные электроды. Остальные расставляют на равном расстоянии составляющем 20% от расстояния inion — nasion. Вторая основная линия проходит между слуховыми проходами через макушку.

Нижние височные электроды располагают соответственно в 10% этого расстояния над слуховыми проходами, а остальные электроды этой линии на расстоянии 20% длины биаурикулярной линии. Буквенные символы обозначают соответственно области мозга и ориентиры на голове: О — occipitalis, F — frontalis, A — auricularis, P — parietalis, С — centralis, Т — temporalis. Нечетные номера соответствуют электродам левого полушария, четные — правому.

По системе Юнга лобные электроды (Fd, Fs) располагают в верхней части лба на расстоянии 3 — 4 см от средней линии, затылочные (Od, Os) — на 3 см выше от inion и на 3 — 4 см от средней линии. Отрезки линий Od — Fd и Os — Fs делят на три равные части и в точках деления устанавливают центральные (Cd, Cs) и теменные (Pd, Ps) электроды. На горизонтальном уровне верхнего края ушной раковины по фронтальной линии Cd — Cs устанавливают передние височные (Tad, Tas), а по фронтальной линии Ps — Pd — задние височные (Tpd, Tps).

Преимуществом системы 10 — 20 является большое количество электродов (от 16 до 19 — 24), но эта система требует более чувствительного оборудования, т.к. межэлектродное расстояние мало и потенциал слаб. Система Юнга дает достаточное расстояние и все электроды равномерно распределены по поверхности головы, но степень локализации при отведении недостаточна.

Способ отведения потенциала так же может быть различен. Общепринятой является система монополярной записи. При этом электроды на голове являются активными и регистрируют изменение потенциала относительно индифферентно¬го электрода (чаще всего располагают на мочках ушей). Биполярная запись определяет изменение потенциала между двумя электродами, расположенными в разных точках на поверхности скальпа.

Все обозначенные методы и приемы имеют свои достоинства и недостатки. Поэтому в международной практике установлена обязательная запись по системе 10 — 20 , как в монополярном, так и в биполярном режиме. При компьютерной записи допускается регистрация по системе 10 — 20 с дальнейшим цифровым преобразованием ЭЭГ по выбранной биполярной схеме.

Что из себя представляет электроэнцефалография головного мозга

Электроэнцефалография (ЭЭГ) — исследование функционального состояния головного мозга путём регистрации его биоэлектрической активности. Для проведения процедуры используется электроэнцефалограф, затем проводится компьютерная обработка данных.

Результатом ЭЭГ является электроэнцефалограмма — графическая запись ритмов мозга в виде кривых линий.

Читайте также:  Все о тензионной головной боли, кто в группе риска

Что показывает?

Такое исследование показывает:

  • ритмы электрической активности мозга, их характеристику;
  • наличие или отсутствие очагов повышенной судорожной готовности и их локализацию;
  • последствия операций на мозге или инсультов;
  • опухолевые процессы в мозгу и их влияние на функциональную активность;
  • эффективность медикаментозного лечения при эпилепсии.

Преимущества

Основные плюсы метода ЭЭГ в медицине:

  • высокая точность и эффективность;
  • отсутствие необходимости в сложной подготовке;
  • не только диагностирует заболевания, но и помогает отличить истинные расстройства от симуляций или истерий;
  • позволяет провести исследование, когда пациент находится в тяжелом состоянии или коме;
  • проходит безопасно и безболезненно для пациентов разных возрастов;
  • процедура недорогостоящая, оборудование есть практически во всех больницах;
  • выявляет нарушения в работе мозга на ранних стадиях, до появления клинических симптомов.

Недостатки

Исследование также имеет минусы:

  1. Высокая чувствительность прибора к движениям и тремору, обусловленному психоэмоциональным напряжением пациента, вызывает помехи в работе, что может затруднить диагностику.
  2. Необходимо сохранять спокойствие и неподвижность на протяжении всего исследования.
  3. Особые сложности возникают с детьми, поскольку маленьким пациентам тяжело объяснить всю важность процедуры.

Регистрация биопотенциалов

Задача регистрации переменных электрических полей, генерируемых живым организмом (биопотенциалов), имеет большое значение для целей диагностики многих заболеваний и определения функционального состояния различных органов.

Для регистрации электрических потенциалов используются электроды — специальные проводники, закрепляемые на поверхности тела или вводимые внутрь его для регистрации электрических потенциалов (электрограмм) либо для подведения внешнего электрического воздействия к биообъекту (рис. 18.2).

Рис. 18.2. Схема электрической цепи при регистрации биопотенциала

В медицине к электродам предъявляют специальные требования: они должны быстро фиксироваться и сниматься, обладать постоянством электрических параметров, эластичностью, прочностью, не создавать электрических помех, не оказывать раздражающего действия на биоткани.

Биопотенциал характеризуется электродвижущей силой (ЭДС), которая обозначена на схеме Ш.

При регистрации биопотенциала сила тока в цепи, содержащей ЭДС, определяется законом Ома для полной цепи:

а напряжение на входе усилителя

где RBX — собственное входное сопротивление усилителя либо измерительного прибора; Rn — так называемое переходное сопротивление, которое представляет собой сопротивление всех компонентов электрической цепи между источником биопотенциала и входными клеммами усилителя; UBX — измеряемое напряжение, регистрируемое на входе усилителя или регистрирующего прибора.

Подставляя формулу (18.1) в (18.2), получим

Из выражения (18.3) следует, что напряжение на входе усилителя (или измерительного прибора) всегда меньше величины измеряемого биопотенциала & и что это различие уменьшается с уменьшением отношения RJRBX. Поэтому при регистрации биопотенциалов необходимо максимально снижать переходное сопротивление Rn и использовать усилители (измерительные приборы) с высоким входным сопротивлением RBX. Чтобы различие между UBX и ^ не превышало, например, 5 %, необходимо, чтобы входное сопротивление используемого усилителя в 20 раз превышало переходное сопротивление цепи. При более точных измерениях биопотенциалов следует еще больше уменьшать соотношение Ru /RBX. На практике величина переходного сопротивления может составлять от десятков килоом до нескольких мегаом, поэтому очень важно знать способы его уменьшения. Рассмотрим с этой целью схему переходного сопротивления цепи регистрации ЭДС биопотенциала (рис. 18.3).

Из схемы видно, что основной вклад в переходное сопротивление вносит сопротивление кожи, составляющее единицы мегаом, по сравнению с которым сопротивление внутренних проводящих тканей (единицы кОм) и электродов (единицы Ом) невелико. Поэтому для снижения переходного сопротивления необходимо прежде всего уменьшить сопротивление кожи до десятков и единиц килоом.

Если между электродом и кожей поместить марлевый тампон, смоченный физиологическим раствором, то сопротивле-

Рис. 18.3. Эквивалентная схема переходного сопротивления

ние кожи уменьшается до десятков килоом. Использование вместо тампона с физраствором специальных токопроводящих гелей и паст позволяет снизить сопротивление кожи до единиц килоом, что уже сравнимо с сопротивлением внутренних проводящих тканей, поэтому дальнейшее неинвазивное снижение переходного сопротивления невозможно.

При регистрации биопотенциалов следует учитывать также возникновение электродных потенциалов U1 и U2 при контакте электрода с кожей вследствие диффузии электронов из металла в электролиты кожи. При этом металл электрода всегда заряжается положительно, а электролиты кожи — отрицательно, поэтому электродные потенциалы и U2 всегда включены навстречу друг другу (см. рис. 18.3). Полная ЭДС, возникающая в электродной регистрирующей цепи, равна алгебраической сумме ЭДС биопотенциала Ж и электродных потенциалов Ux и U2:

Читайте также:  Витамины для нервной системы: какие лучше и как подобрать

Величина электродных потенциалов зависит только от материала электродов и составляет десятые доли вольта, что в сотни раз превышает ЭДС биопотенциала (единицы и доли милливольта). Поэтому, во избежание грубых ошибок в измерении материалы применяемых электродов должны быть одинаковы и одинаковым образом накладываться на кожу. Тогда иг и U2 будут равны и скомпенсируют друг друга, а полная измеряемая ЭДС будет равна %.

Регистрация импульсной активности нейронов.

В условиях нейрохирургических операций у человека можно непосредственно регистрировать импульсную активность нейронов. Это делается с помощью специальных металлических или стеклянных микроэлектродов с диаметром около 1 мкм (см. рис. ). Кончик электрода подводят близко к нейрону, но так, чтобы не повредить его. Потенциалы действия нейронов усиливают с помощью специальной электронной техники и анализируют с использованием специальных компьютерных программ.

Самый доступный и хорошо отработанный метод исследования центральной нервной системы — электроэнцефалография (рис. ). Регистрация электрических потенциалов с поверхности мозговой части черепа проводится в обычных

Рис. Метод электроэнцефалографии:

а — положение обследуемого при снятии ЭЭГ; 6 — схема наложения регистрирующих электродов на поверхность головы

условиях, без повреждающего вмешательства. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) отражает суммарную активность клеток мозга (рис. ). Для регистрации ЭЭГ на кожной поверхности головы (скальпе) укрепляют электроды, соединенные с усилителями электрических сигналов мозга и компьютерной техникой, позволяющей провести обработку полученных результатов. Существует стандартная система наложения электродов на определенные участки с учетом проекции на эти участки различных областей мозга (см. рис. , б).

Электрические потенциалы мозга имеют колебательный характер и следуют с определенной частотой в зависимости от состояния человека. Выделяют следующие ритмы ЭЭГ.

Рис. Основные ритмы электроэнцефалограммы

Альфа-ритм с частотой 8—13 Гц (амплитуда 50—100 мкВ) — самый распространенный, регистрируется в состоянии покоя (бодрствования), чаще всего в затылочных областях, и может распространяться на другие области мозга. Если в момент записи альфа-ритма человека отвлечь каким-либо стимулом, то альфа-ритм заменяется другим, высокочастотным. Это явление называется реакцией активизации или десинхронизацией. У слепых людей (с врожденной или многолетней слепотой) альфа-ритм отсутствует, что заставляет думать о его связи с предметным зрением.

Бета-ритм с частотой 14—30 Гц (амплитуда 3—5 мкВ) выражен в лобных областях, появляется в ЭЭГ при интенсивной деятельности, распространяется на другие области мозга.

Гамма-ритм имеет колебания в диапазоне выше 30 Гц, при амплитуде не больше 15 мкВ; наблюдается при максимальном сосредоточении внимания, например при решении задач.

Тета-ритм с частотой 4—8 Гц (амплитуда 20—100 мкВ) наиболее выражен в гиппокампе; сто связывают с поисковым поведением, эмоциональным напряжением.

Дельта-ритм имеет частоту 1—4 Гц, представляет собой высокоамплитудные (сотни микровольт) колебания. Этот ритм связывают с естественным и наркотическим сном.

Перечисленные ритмы энцефалограммы редко встречаются в чистом виде: ЭЭГ постоянно меняется по амплитуде и частоте.

В последние годы были созданы новые методы исследования ЦНС, получившие применение и на практике. Их широко используют в медицине для обследования мозга. К таким методам относятся: компьютерная томография, магнитоэн- цефалография, эмиссионная компьютерная томография. С помощью томографии можно получить послойные «срезы» головного и спинного мозга. С помощью этих методов удалось изучить участие разных областей мозга в выполнении различных функций, например чтении, произнесении слов и др.

Компьютерная томография (КТ) позволяет в течение короткого времени определить состояние мозга (изменение кровообращения, опухоль мозга и т.д.). В этом методе получение послойных «срезов» мозга производится посредством рентгеновского метода.

Магнитоэпцефалография (МЭГ) связана с регистрацией магнитного ноля, которое излучает каждая клетка организма. При одновременной активности нервных клеток со-

Рис. Методы исследования головного мозга:

а — позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) мозга при изучении межполушарной асимметрии. Активация кровотока в лобных долях левого и правого полушарий при мыслительной деятельности; 6 — магнитно-резонансная томография (МРТ). Последствия внутриутробного поражения ЦНС: атрофия белого вещества около желудочков мозга и коры лобных и теменных долей полушарий

здаются магнитные поля, которые могут быть зарегистрированы с помощью специального прибора — магнитометра, что позволяет получить магнитоэицефалограмму. Магнитное поле клеток головного мозга отражает общую картину его активности. Магнигоэнцефалограмма дополняет информацию, полученную с помощью ЭЭГ.

Позитронно-эмиссионная томография мозга (ПЭТ) дает возможность увидеть и зарегистрировать мозговой кровоток и метаболизм активных участков мозга, а также получить их пространственное изображение при выполнении различных функций, например речевой, зрительной и др. (рис. ). Для этого человеку вводят в кровеносное русло изотопы, которые с током крови попадают в головной мозг. С помощью специальных датчиков определяется кровоток в активизированных участках мозга, и компьютер выдает результат.

Читайте также:  Хронический менингит

Как проводится электронейромиография

Электронейромиография – абсолютно безопасный метод диагностики. Единственное, что в месте введения иглы может остаться небольшой синячок. Но, поскольку процедура проводится в стерильных условиях, риск инфекционных осложнений исключен. На функции мышц или нервов процедура также не оказывает негативного воздействия, т.к. сила электрического сигнала очень маленькая.

Процедура ЭМГ проводится в положении — лежа или сидя. На кожу устанавливается электрод аппарата, затем в мышцу погружается игла электрода. Электрод при этом подключен к электромиографу, с помощью которого регистрирует электрическая активность мышцы (сначала в покое, затем при ее сокращении). Запись мышечной активности напоминает электрокардиограмму.

1

ЭНМГ в МедикСити

2

ЭНМГ в МедикСити

3

ЭНМГ в МедикСити

Процедура длится 30-60 минут, в зависимости от количества обследуемых мышц.

Во время проведения ЭНГ на кожу в области прохождения того или иного нерва прикрепляется металлический диск-электрод. Другой электрод прикрепляется в области мышцы, где иннервируется нерв. К первому электроду подаются электрические сигналы, которые переходят на нерв и вызывают сокращение мышцы. Время передачи сигнала по нерву к мышце регистрируется аппаратом – это т.н. скорость передачи импульса. Процедура может длиться от 15 минут до часа.

Диффузные изменения биопотенциалов и их симптомы

Изменения биопотенциалов головного мозга могут значительно ухудшить жизнь пациента. На первых стадиях возникают легкие симптомы головокружения, но далее все может дойти до возбуждения активности головного мозга, проявляются в следующем:

  • В снижении работоспособности;
  • Трудности в переключении между различными видами деятельности (медлительность);
  • Рассеянность, человеку становится трудно запомнить какую-либо информацию;
  • Психологические расстройства (ухудшение самооценки, безразличие ко многим видам деятельности, к которым ранее был определенный интерес).

К данной патологии относят и общемозговые неврологические симптомы

  • Головные боли, головокружения, спазмы в мышцах.
  • Снижение зрительных функций, нарушение обоняния и вкуса.

В редких случаях, на фоне диффузных изменений мозга проявляются нарушения функционирования диэнцефально-стволовых структур, в данном случае пациент жалуется на ухудшение самочувствия, которые сопровождаются головокружением и прочими патологическими состояниями. Если диффузные изменения значительные, это указывает на то, что человек склонен к припадкам.

Периодические диффузные эпилептиформные разряды

Электрические разряды при этом типе генерализованных изменений БЭАГМ происходят через регулярные промежутки времени. Разряды многофазны и имеют эпилептиформную морфологию. Таким образом, они похожи на периодические латеральные эпилептиформные разряды (PLED), за исключением того, что имеют генерализованное, а не латеральное распределение.

Иногда их называют генерализованными периодическими эпилептиформными разрядами (GPED). Напротив, термин bi-PLED обычно относится к периодическим разрядам, которые являются асинхронными.

Умеренные регуляторные изменения ЭЭГ характеризуются всплеском активности (смесь острых и медленных волн), периодически сменяющейся эпизодами торможения (активность {amp}lt;10 мкВ). Как правило, эпизоды торможения более длительные (обычно 5-10 с), чем всплески активности (1-3 с). У некоторых пациентов (например, у ребёнка) смена возбуждения и торможения коры головного мозга может происходить очень быстро.

Внешний вид патологической ЭЭГ, паттерн «вспышка-угнетение»

Электромозговая инактивность (ЭМИ) характеризуется активностью менее 2 мкВ; для постановки диагноза смерти мозга электроэнцефалограмма должна регистрироваться в соответствии со строгими правилами. Эти требования определяют время записи, межэлектродное расстояние, тестируемую реактивность и непрерывность записи.

Периодические диффузные эпилептиформные разряды

Тяжелые энцефалопатические картины электроэнцефалограммы неспецифичны в отношении этиологии, но представляют собой чрезвычайно опасные степени энцефалопатии. Поскольку седативные препараты могут вызывать или усугублять эти аномалии, интерпретация данных должна осуществляться только неврологом. Вышеперечисленные виды генерализованных нарушений свидетельствуют об очень тяжелой дисфункции головного мозга, если седативные препараты исключены в качестве причины.

Периодические разряды, включая паттерны «вспышка-подавление», несколько чаще встречаются при аноксических повреждениях, чем других системных нарушениях. Периодические эпилептиформные разряды могут быть вызваны высокими дозами седативных средств, такими как барбитураты, бензодиазепины или пропофол.

В соответствующем клиническом контексте некоторые периодические модели могут помочь в диагностике болезни Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ) и подострого склерозирующего панэнцефалита (ПСП). Классически периодичность для БКЯ составляет приблизительно 1-2 секунды, тогда как для ПСП около 4-10 с.

Внимание! ЭМИ может стать основанием для постановки диагноза «клиническая смерть». Однако вопреки распространенному заблуждению ЭЭГ не требуется для заключения смерти мозга неврологом и используется только как вспомогательный тест.