Основні поняття та визначення ЕЕГ Ряд та інтеграл Фурє (стр. 1 из 3)

Основні поняття та визначення ЕЕГ. Ряд ТА інтеграл Фур'є

1. Ритми ЕЕГ дорослої людини, яка не спить

Електроенцефалографія (ЕЕГ) є одним з методів одержання біомедичної інформації.

Електроенцефалографія – це метод дослідження головного мозку, який полягає у реєстрації його електричних потенціалів. ЕЕГ являє собою складний коливальний електричний процес, що може бути зареєстрований при розташуванні електродів на мозку чи на поверхні скальпа. ЕЕГ є результатом електричної підсумовування і фільтрації елементарних процесів, що протікають у нейронах головного мозку.

Спектр ЕЕГ є досить складним: існує класифікація ритмів ЕЕГ по деяких основних діапазонах. Під поняттям «ритм» на ЕЕГ розуміється визначена смуга частот. До ритмів ЕЕГ дорослої людини, яка не спить, відносяться альфа

, бета , мю -ритми.

Альфа-ритм характеризується частотою 8÷13 Гц, амплітудою до 100 мкВ. Реєструється у 85÷95% здорових дорослих обстежуваних; найкраще виражений у потиличних відділах, за напрямком наперед амплітуда його поступово зменшується. Для здорових людей характерний відносно вузький діапазон

-ритму. Найбільшу амплітуду -ритм має у стані спокійного розслабленого очікування. Його амплітуда істотно змінюється в часі. Досить регулярно спостерігаються спонтанні зміни амплітуди, так звані «веретена», що виражаються в наростанні і зниженні амплітуди почергово. При підвищенні рівня функціональної активності мозку амплітуда -ритму зменшується, і часто він цілком зникає.

Бета-ритм характеризується частотою 14÷40 Гц, амплітудою до 15 мкВ. Найкраще

-ритм реєструється в області передніх центральних звивин, однак поширюється і на задні центральні і лобові звивини. У нормі він дуже слабко виражений і зазвичай має амплітуду 3÷7 мкВ. При русі чи навіть при розумовому представленні його -ритм зникає в зоні відповідної коркової проекції.

Мю-ритм характеризується частотою 8÷13 Гц, амплітудою до 50 мкВ.

-ритм, названий також аркоподібним ритмом, спостерігається в тім'яно-центральній області і має параметри, що збігаються з параметрами нормального -ритму. Спостерігається в 5÷15% дорослих обстежуваних. Активізується -ритм під час розумового навантаження і психічної напруги.

2. Види активності, патологічні для дорослої людини, яка не спить

До патологічних проявів на ЕЕГ відноситься поява повільних ритмів: тета

і дельта . Чим нижче їхня частота і вище амплітуда, тим більше виражений патологічний процес. Тета -ритм характеризується частотою 4÷6 Гц, амплітуда перевершує 40 мкВ, досягаючи при деяких патологічних станах 300 мкВ і більше. Дельта-ритм характеризується частотою 0,5÷3 Гц, амплітуда така сама, як у -ритму. На ЕЕГ дорослої людини, яка не спить, можуть зустрічатися і -ритми в невеликій кількості і з амплітудою, що не перевищує амплітуду -ритму. У цьому випадку говорять про визначене зниження рівня функціональної активності мозку.

Одним з важливих аспектів застосування ЕЕГ є вивчення епілепсії. Дані сучасних досліджень свідчать про те, що мозок при епілепсії характеризується рядом функціональних перебудов на макро- і мікроструктурному рівні. Показано наявність деполяризаційного зсуву потенціалу мембрани нейронів, що визначає їхню підвищену схильність до генерації потенціалів дії. Це призводить у свою чергу до підвищення обсягу процесів збудження, розгальмовування шляхів і зв'язків, що у нормі загальмовані. У результаті в синхронні розряди втягуються набагато більші обсяги мозкових структур, ніж у нормі. Отже, однією з основних особливостей мозку при епілепсії є властивість нейронів давати більш активні реакції збудження і вступати у синхронізовану активність. Процес синхронізації активності нейронів приводить до наростання амплітуди ЕЕГ у результаті підсумовування амплітуд синфазних коливань.
У випадку, якщо розряди окремих нейронів синхронні в часі, крім наростання амплітуди, має спостерігатися також і зменшення тривалості сумарного потенціалу, що приводить до утворення короткого і високоамплітудного піка (спайка). Цей потенціал має пікоподібну форму, його тривалість 5-50 мс (рис. 1а). Амплітуда спайка зазвичай перевершує амплітуду фонової активності і може досягати сотень – тисяч мкВ. Піки можуть мати й менші амплітуди. Найчастіше піки групуються в пачки, що носять назву «множинні піки». Важливою ЕЕГ-ознакою епілепсії є також наявність так званих гострих хвиль, епізодичних чи стійких (рис. 1б). Зовні гостра хвиля нагадує пік і відрізняється від нього тільки розтягнутістю в часі. Тривалість гострої хвилі більше 50 мкс. Амплітуда така сама, як у спайків. Часто піки супроводжуються повільними хвилями, утворюють комплекс пік – хвиля (рис. 1г). Їхня поява буває генералізованою, або вони реєструються у вигляді локальних розрядів, що свідчить про епілептичне вогнище. Оскільки

-хвилі мають невелику тривалість, то при збільшенні їхньої амплітуди до 40÷50 мкВ вони приймають загострену форму, що характерно для деяких форм епілепсії. Ці коливання зазвичай не називають -ритмом, а позначають як гострі хвилі (рис. 1в). Аналогічне наростання амплітуди -ритму вище 150÷200 мкВ трактується не як звичайний -ритм, а як гострі -подібні хвилі, особливо коли вони йдуть у вигляді спалахів на більш низькому амплітудному фоні.

Гострі хвилі і піки найчастіше комбінуються з повільними хвилями. Комплекс, що виникає при комбінації піка з хвилею, називається «піки – хвилі» (рис. 1д). Зазвичай ці комплекси мають високу амплітуду, причому амплітуди піка і хвилі, як правило, корелюють. Комплекси піки – хвилі зазвичай йдуть серіями повторюваних феноменів, причому при накладанні вони збігаються. Часто кілька піків комбінуються з однією хвилею. Такий комплекс називається «множинні піки – хвилі».

Комплекс, що нагадує за формою комплекс піки – хвилі, але має велику амплітуду, називається «гостра хвиля – повільна хвиля» (рис. 1е). Зазвичай повільна хвиля має більшу тривалість, ніж хвиля, що йде за піком у комплексі піки – хвилі. Частота комплексів піки – хвилі складає 2,5-6 Гц. Частота комплексів гостра хвиля – повільна хвиля – 0,7-2 Гц.

Наявність епілептичних феноменів у мозку є прямим доказом того, що у відповідній області відбуваються гіперсинхронні, патологічні розряди великих груп нервових клітин. Повторне виявлення епілептичних розрядів у визначеній постійній області мозку свідчитиме про наявність фокального епілептичного ураження.

Одним з основних критеріїв при аналізі ЕЕГ є симетрія. Під симетричністю ЕЕГ розуміють істотний збіг частот, амплітуд і фаз симетричних областей двох півкуль мозку. Відносно патологічних форм активності говорять про сторону її амплітудної переваги, а не абстрактно про її асиметрію. За поширеністю цих асиметричних патологічних коливань говорять про порушення півкулі, коли зміни охоплюють усю півкулю, і фокальних (зазвичай максимально виражаються під одним електродом і різко знижуються за представленням й амплітудою під сусідніми).

Рисунок 1 – Основні типи епілептичної активності

3. Артефакти на ЕЕГ та їхнє усунення

Артефакти на ЕЕГ поділяються на дві групи – фізичні і фізіологічні.

Фізичні артефакти обумовлені порушеннями технічних правил реєстрації ЕЕГ. Зазвичай це перешкоди від електричних полів, які створюються пристроями промислового електричного струму. Вони легко розпізнаються, оскільки являють собою синусоїдальні коливання частотою 50 Гц (рис. 2). У деяких електроенцефалографах передбачені вузькосмугові фільтри, які усувають вузьку смугу в області 50 Гц (рис. 3а).

Інший тип артефактів представлений різкими стрибками позитивних і негативних відхилень напруги (рис. 3б). Від пароксизмальних розрядів ці артефакти відрізняються формою, крутизною, раптовістю появи.

Причини цих перешкод:

· мінливість контакту і рух електродів;

· поляризація електрода;

· нагромадження електричних зарядів на тілі обстежуваного.

Рисунок 2 – Спектр ЕЕГ з завадою мережі