ELEKTROENCEFALOGRAM: HISTORIE, FUNKCE, VLNY - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Elektroencefalogramu (EEG) je test, který slouží k záznamu a vyhodnocovat bioelektrické aktivity mozku. Elektrické potenciály se získávají pomocí elektrod umístěných na pokožce hlavy pacienta.

Záznamy lze tisknout na pohyblivý papír přes EEG nebo si je můžete prohlédnout na monitoru. Elektrická aktivita mozku může být měřena za bazálních podmínek klidu, bdělosti nebo spánku.

Aplikace elektroencefalogramu u dítěte

Elektroencefalogram se používá k diagnostice epilepsie, poruch spánku, encefalopatií, kómatu a smrti mozku. Může být také použit ve výzkumu.

To bylo dříve používáno k detekci fokálních mozkových poruch, jako jsou nádory nebo mrtvice. Dnes se používá zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) a počítačová tomografie (CT).

Stručná historie elektroencefalogramu

Historie elektroencefalogramu začíná v roce 1870, kdy Fristsch a Hitzig, lékaři pruské armády, vyšetřovali mozky vojáků. Ty byly objeveny v bitvě u Sedanu. Brzy si uvědomili, že stimulací některých oblastí mozku galvanickým proudem se v těle vytvářely pohyby.

Richard Birmick Caton

Veřejná doména

Avšak v roce 1875 lékař Richard Birmick Caton potvrdil, že mozek produkoval elektrické proudy. Toto později umožnilo neurologovi Ferrierovi experimentovat s „faradickým proudem“ a lokalizovat motorické funkce v mozku.

Vladimir Pravdich-Neminsky

Veřejná doména

V roce 1913 byl Vladimír Pravdich-Neminsky první, kdo provedl to, čemu říkal „electrocerebrogram“, zkoumající nervový systém psa. Až do této chvíle byla všechna pozorování prováděna na objevených mozcích, protože do vnitřku lebky nedošlo k žádným postupům zvětšení.

Hans berger

Veřejná doména

V roce 1920 začal Hans Berger experimentovat s lidmi a o 9 let později vytvořil metodu pro měření elektrické aktivity mozku. On razil termín “electroencephalogram” charakterizovat záznam elektrických výkyvů v mozku.

Tento německý neurolog byl tím, kdo objevil „Bergerův rytmus“. To znamená, že současné „alfa vlny“, které se skládají z elektromagnetických kmitů, které pocházejí ze synchronní elektrické aktivity thalamu.

Berger, navzdory jeho velkému objevu, nemohu tuto metodu pokročit kvůli jeho omezeným technickým znalostem.

V roce 1934 byli Adrian a Matthews na demonstraci ve Fyziologické společnosti (Cambridge) schopni ověřit „Bergerův rytmus“. Tito autoři pokročili s lepšími technikami a ukázali, že pravidelný a široký rytmus 10 bodů za sekundu nevznikl z celého mozku, ale z vizuálních oblastí asociace.

Frederic Golla

Veřejná doména

Později Frederic Golla potvrdil, že u některých onemocnění došlo ke změnám rytmických oscilací mozkové aktivity. To umožnilo velké pokroky ve studiu epilepsie, protože jsme si byli vědomi obtížnosti tohoto problému a nutnosti komplexně studovat mozek. Fisher a Lowenback, v roce 1934, byli schopni stanovit epileptiformní píky.

Nakonec, William Gray Walter, americký neurolog se zkušenostmi s robotikou, vyvinul své vlastní verze EEG a přidal vylepšení. Díky tomu je nyní možné detekovat různé typy mozkových vln, od alfa vln po delta vlny.

Jak funguje elektroencefalogram?

Standardní EEG je bezbolestné, neinvazivní skenování provedené připojením elektrod na pokožku hlavy vodivým gelem. Má záznamový kanál, který měří rozdíl napětí mezi dvěma elektrodami. Obvykle se používá 16 až 24 svodů.

Dvojice elektrod se kombinují a vytvářejí tzv. „Mount“, který může být bipolární (příčný a podélný) a monopolární (referenční). Bipolární sestřih se používá k zaznamenávání rozdílu napětí v oblastech mozkové aktivity, zatímco monopolární porovnává aktivní mozkovou zónu a jinou s nulovou nebo nulovou aktivitou.

Lze také měřit rozdíl mezi aktivní zónou a průměrem všech nebo některých aktivních elektrod.

Invazivní elektrony (v mozku) mohou být použity pro podrobné studium těžko přístupných oblastí, jako je mesiální povrch spánkového laloku.

Elektrokortikografie

Někdy může být nutné vložit elektrody blízko povrchu mozku, aby se detekovala elektrická aktivita v mozkové kůře. Elektrody jsou obvykle umístěny pod duru (jedna z vrstev meningů) pomocí řezu v lebce.

Tento postup se nazývá elektrokortikografie a používá se k léčbě rezistentní epilepsie a ke zkoumání.

10-20 systém

Existuje standardizovaný systém pro umístění elektrod známý jako „systém 10-20“. To znamená, že vzdálenost mezi elektrodami by měla být 10% nebo 20% s ohledem na přední osy (zepředu dozadu) nebo příčné (z jedné strany mozku na druhou).

Musí být umístěno 21 elektrod a každá elektroda bude připojena k jednomu vstupu diferenciálního zesilovače. Zesilovače šíří napětí mezi aktivní a referenční elektrodou 1 000 až 100 000 krát.

V současnosti je analogový signál nepoužíván a používají se digitální zesilovače. Digitální EEG má velké výhody. Například usnadňuje analýzu a ukládání signálu. Kromě toho umožňuje modifikovat parametry, jako jsou filtry, citlivost, doba záznamu a sestřih.

Signály EEG lze zaznamenávat pomocí hardwaru s otevřeným zdrojovým kódem, jako je OpenBCI. Na druhé straně může být signál zpracován svobodným softwarem, jako je EEGLAB nebo Neurofyziologický biomarker Toolbox.

Elektroencefalografický signál je reprezentován rozdílem v elektrickém potenciálu (ddp), který existuje mezi dvěma body na lebečním povrchu. Každý bod je elektroda.

EEG mozkové vlny

Náš mozek pracuje prostřednictvím elektrických impulsů, které putují našimi neurony. Tyto impulsy mohou být rytmické nebo ne a jsou známé jako mozkové vlny. Rytmus sestává z pravidelné vlny, která má stejnou morfologii a trvání a která udržuje svou vlastní frekvenci.

Vlny jsou klasifikovány podle jejich frekvence, tj. Podle počtu opakování vlny za sekundu, a jsou vyjádřeny v hertzech (Hz). Frekvence mají určitou topografickou distribuci a reaktivitu. Většina mozkového signálu pozorovaného na pokožce hlavy je v rozmezí 1 až 30 Hz.

Na druhé straně se také měří amplituda. To je určeno na základě srovnání vzdálenosti mezi základní linií a vrcholem vlny. Morfologie vlny může být ostrá, špičatá, v komplexech špičkových vln a / nebo ostrých vln pomalých vln.

V EEG lze vidět 4 hlavní šířky pásma známé jako alfa, beta, theta a delta.

Vlny beta

Vlny beta. Zdroj: Hugo Gamboa

Skládají se z širokých vln, jejichž frekvence je mezi 14 a 35 Hz. Objevují se, když jsme vzhůru, když děláme činnosti, které vyžadují intenzivní mentální úsilí, jako je například zkouška nebo studium.

Alfa vlny

Vlny beta. Zdroj: Hugo Gamboa

Mají větší amplitudu než předchozí a jejich kmitočet osciluje mezi 8 a 13 Hz. Vznikají, když je člověk uvolněný, aniž by vynaložil značné duševní úsilí. Objeví se také při zavření očí, snění nebo při provádění činností, které máme vysoce automatizované.

Theta vlny

Vlny beta. Zdroj: Hugo Gamboa

Mají větší amplitudu, ale nižší frekvenci (mezi 4 a 8 Hz). Odrážejí stav velké relaxace před začátkem spánku. Konkrétně je spojena s ranými stádii spánku.

Delta vlny

Delta vlny. Zdroj: Hugo Gamboa

Jedná se o vlny s nejnižší frekvencí ze všech (mezi 1 a 3 Hz). Jsou spojeny s hlubšími fázemi spánku (fáze 3 a 4, kde obvykle nemáte sen).

Proces

Pro provedení EEG musí být pacient uvolněný, v temném prostředí a se zavřenýma očima. Obvykle to trvá asi 30 minut.

Nejprve se provádějí aktivační testy, jako je intermitentní fotostimulace (aplikace světelných podnětů s různými frekvencemi) nebo hyperventilace (dýchání ústy pravidelně a hluboko po dobu 3 minut).

Může také vyvolat spánek nebo naopak udržet pacienta vzhůru. To záleží na tom, co výzkumný pracovník hodlá pozorovat nebo ověřit. Toto video ukazuje aplikaci pro dospělé:

Výklad

K interpretaci elektroencefalogramu je nutné znát normální činnost mozku podle věku a stavu pacienta. Je také nutné prozkoumat artefakty a možné technické problémy, aby se minimalizovala nesprávná interpretace.

EEG může být abnormální, pokud je přítomna epileptiformní aktivita (což naznačuje epileptický proces). To může být lokalizováno, zobecněno nebo se zvláštním a neobvyklým vzorem.

Může to být také neobvyklé, jsou-li pomalé vlny vizualizovány v určité oblasti nebo je nalezena generalizovaná asynchronie. Mohou také existovat abnormality v amplitudě nebo pokud existuje čára, která se odchyluje od normálu.

V současné době byly kromě elektrokortikografie vyvinuty další pokročilejší techniky, jako je video-EEG monitorování, ambulantní EEG, telemetrii, mapování mozku.

Druhy elektroencefalogramu

Níže jsou uvedeny různé typy EEG:

Elektroencefalogram základní linie

Je to ten, který se provádí, když je pacient v bdělém stavu, takže není nutná žádná příprava. Aby se zabránilo použití produktů, které by mohly ovlivnit vyšetření, provádí se řádné čištění pokožky hlavy.

Elektroencefalogram v období deprivace spánku

Je nutná předchozí příprava. Pacient musí být vzhůru 24 hodin před svým výkonem. To se provádí za účelem umožnění fyziologických stop spánkových fází, aby se detekovaly abnormality, které nelze získat pomocí výchozí EEG.

Video-elektroencefalogram

Je to normální EEG, ale jeho charakteristickou vlastností je, že během procesu je pacient natáčen. Jeho účelem je získat vizuální a elektrický záznam, který bude sledovat, zda se objeví krize nebo pseudokrize.

Elektroencefalogram mozkové smrti

Je nezbytnou technikou pozorovat mozkovou kortikální aktivitu nebo její nepřítomnost. Je to první krok tzv. „Protokolu smrti mozku“. Je nezbytné spustit zařízení pro extrakci a / nebo transplantaci orgánů.

Klinické aplikace

Elektroencefalogram se používá v celé řadě klinických a neuropsychologických stavů. Zde jsou některé z jeho použití:

Zjistit epilepsie

EEG v epilepsiích je zásadní pro diagnózu, protože umožňuje odlišit se od jiných patologií, jako jsou psychogenní záchvaty, synkopa, poruchy pohybu nebo migrény.

Používá se také ke klasifikaci epileptického syndromu a ke kontrole jeho vývoje a účinnosti léčby.

Zjistit encefalopatie

Encefalopatie zahrnují poškození nebo selhání mozku. Díky elektroencefalogramu je možné zjistit, zda určité příznaky jsou způsobeny „organickým“ problémem s mozkem nebo jsou výsledkem jiných psychiatrických poruch.

Kontrolní anestezie

Elektroencefalogram je užitečný pro kontrolu hloubky anestézie, která brání pacientovi vstoupit do kómy nebo probuzení.

Sledujte funkci mozku

EEG je nezbytný v jednotkách intenzivní péče pro sledování funkce mozku. Zejména záchvaty, účinek sedativ a anestézie u pacientů v indukovaném kómatu, jakož i kontrola sekundárního poškození mozku. Například ten, který se může objevit při subarachnoidálním krvácení.

Detekce neobvyklých operací

Používá se k diagnostice abnormálních změn v těle, které mohou ovlivnit mozek. Obvykle je to nezbytný postup pro diagnostiku nebo sledování mozkových onemocnění, jako jsou Alzheimerova choroba, poranění hlavy, infekce nebo nádory.

Určité elektroencefalografické vzorce mohou být zajímavé pro diagnózu některých patologií. Například herpetická encefalitida, cerebrální anoxie, otrava barbiturátem, jaterní encefalopatie nebo Creutzfeldt-Jakobova choroba.

Zkontrolujte správný vývoj mozku

U novorozenců může EEG poskytnout informace o mozku za účelem identifikace možných abnormalit na základě jejich délky života.

Identifikujte kómu nebo smrt mozku

Elektroencefalogram je nezbytný k posouzení stavu vědomí pacienta. Poskytuje údaje o prognóze a stupni zpomalení mozkové aktivity, takže nižší frekvence by znamenala snížení úrovně vědomí.

Umožňuje nám také pozorovat, zda je mozková aktivita kontinuální nebo diskontinuální, přítomnost epileptiformní aktivity (což naznačuje horší prognózu) a reaktivitu na podněty (což ukazuje hloubku kómy).

Kromě toho je možné ověřit přítomnost spánkových vzorců (které jsou při hlubším kómatu jen zřídka).

Patologie ve spánku

EEG je velmi důležitý pro diagnostiku a léčbu vícečetných spánkových patologií. Pacient může být vyšetřen, zatímco spí a pozorovat jeho mozkové vlny.

Nejčastěji používaným testem pro studium půdy je polysomnografie. To kromě zahrnutí elektroencefalogramu současně zaznamenává pacienta na video. Kromě toho vám umožní analyzovat vaši svalovou aktivitu, respirační pohyby, průtok vzduchu, nasycení kyslíkem atd.

Vyšetřování

Elektroencefalogram se používá ve výzkumu, zejména v neurovědě, kognitivní psychologii, neurolingvistice a psychofyziologii. Ve skutečnosti je mnoho věcí, které víme o našem mozku dnes, způsobeno výzkumem prováděným s EEG.

Reference

1. Elektrická aktivita mozku: jazyk k dešifrování? (sf). Citováno 31. prosince 2016, z Metode: Journal of Diffusion of Research University of Valencia. Převzato z metode.cat/es/.
2. Barea Navarro, R. (sf). Téma 5: Elektroencefalografie. Citováno z 31. prosince 2016, z UNIVERSIDAD DE ALCALÁ, ODDĚLENÍ ELEKTRONIKY: Převzato z bioingenieria.edu.ar.
3. Barlow, JS (1993). Elektroencefalogram: jeho vzorce a původ. Stiskněte MIT.
4. Barros, MIM a Guardiola, GT (2006). Základy elektroencefalografie. Duazary, 3 (1).
5. Elektroencefalografie. (sf). Citováno z 31. prosince 2016, z Wikipedie.
6. García, TT (2011). Základní příručka pro sestry v elektroencefalografii. Teaching Nursing, 94, 29-33.
7. Merino, M. a Martínez, A. (2007). Konvenční elektroencefalografie v pediatrii, technika a interpretace. Pediatr Contin. 5 (2): 105-8.
8. Niedermeyer, E., & da Silva, FL (Eds.). (2005). Elektroencefalografie: základní principy, klinické aplikace a související obory. Lippincott Williams & Wilkins.
9. Ramos-Argüelles, F., Morales, G., Egozcue, S., Pabón, RM, & Alonso, MT (2009). Základní techniky elektroencefalografie: principy a klinické aplikace. Anales del Sistema Sanitario de Navarra, 32 (dodatek 3), 69-82. Citováno 31. prosince 2016, z scielo.isciii.es.