реферат электроэнцефалография. Реферат по дисциплине Биофизические основы функциональной диагностики
 Скачать 62.51 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» ШКОЛА БИОМЕДИЦИНЫ Кафедра медицинской биофизики, кибернетических и биотехнических систем РЕФЕРАТ по дисциплине «Биофизические основы функциональной диагностики» Специальность 30.05.02 «Медицинская биофизика» на тему «Электроэнцефалография: описание метода»
г. Владивосток 2021 Оглавление
Введение Среди методов электрофизиологического исследования ЦНС человека наибольшее распространение получила регистрация колебаний электрических потенциалов мозга с поверхности черепа — электроэнцефалография. В электроэнцефалограмме отражаются только низкочастотные биоэлектрические процессы длительностью от 10 мс до 10 мин. Предполагается, что электроэнцефалограмма (ЭЭГ) в каждый момент времени отражает суммарную электрическую активность клеток мозга. Окончательно вопрос о происхождении ЭЭГ не решен. Электроэнцефалография, которую также называют ЭЭГ, — метод, который применяется для исследования состояния человеческого мозга и базируется на регистрации его электрической активности. Это обследование позволяет обнаружить распространение патологических процессов, признаки эпилепсии. Средняя продолжительность процедуры составляет около часа, однако она отличается высокой информативностью, дает возможность отследить любые изменения мозга, динамику заболевания, оценить воздействие проводящейся терапии. Поскольку никаких болезненных ощущений и дискомфорта проведение процедуры не вызывает, ЭЭГ можно назвать не только наиболее точным, но и самым щадящим методом обследования мозга. Термин «электроэнцефалография» Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод исследования головного мозга, основанный на регистрации его электрических потенциалов. Понятие «электроэнцефалография» дуалистическое, объединяет в себе, по сути, два термина: методологию и методику. Электроэнцефалография — раздел электрофизиологии, изучающий механизмы генерации суммарной биоэлектрической активности головного мозга, а также нейрофизиологигеская методика регистрации биоэлектрической активности головного мозга с конвекситальной поверхности головы. Существуют и другие методы регистрации суммарной биоэлектрической активности головного мозга: электрокортикография — регистрация биоэлектрической активности непосредственно с коры, электросубкортикография — регистрация активности глубоких (подкорковых) структур мозга и др. Эти методы в подавляющем большинстве случаев используются в клинических целях для оценки локализации очага поражения головного мозга. Многочисленные исследования показывают, что электрические потенциалы отдельных нейронов головного мозга связаны тесной и достаточно точной количественной зависимостью с информационными процессами. История электроэнцефалографии Первая публикация о наличии токов в центральной нервной системе была сделана Du Bois Reymond в 1849 г. В 1875 г. данные о наличии спонтанной и вызванной электрической активности в мозге собаки были получены независимо R.Caton в Англии и В.Я. Данилевским в России. Исследования отечественных нейрофизиологов на протяжении конца XIX и начала XX века внесли существенный вклад в разработку основ электроэнцефалографии. В.Я. Данилевский не только показал возможность регистрации электрической активности мозга, но и подчеркивал ее тесную связь с нейрофизиологическими процессами. В 1912 г. П.Ю. Кауфман выявил связь электрических потенциалов мозга с «внутренней деятельностью мозга» и их зависимость от изменения метаболизма мозга, воздействия внешних раздражений, наркоза и эпилептического припадка. Подробное описание электрических потенциалов мозга собаки с определением их основных параметров было дано в 1913 и 1925 гг. В.В.Правдич-Неминским. Австрийский психиатр Ганс Бергер в 1928 г. впервые осуществил регистрацию электрических потенциалов головного мозга у человека, используя скальповые игольчатые электроды. В его же работах были описаны основные ритмы ЭЭГ и их изменения при функциональных пробах и патологических изменениях в мозге. Большое влияние на развитие метода оказали публикации G.Walter о значении ЭЭГ в диагностике опухолей мозга, а также работы F.Gibbs, E.Gibbs, W.G.Lennox, F.Gibbs, E.Gibbs (1952, 1964), давшие подробную электроэнцефалографическую семиотику эпилепсии. В последующие годы работы исследователей были посвящены не только феноменологии электроэнцефалографии при различных заболеваниях и состояниях мозга, но и изучению механизмов генерации электрической активности. Существенный вклад в эту область внесен работами E.D.Adrian, B.Metthews, G.Walter (1950), В.С.Русинова, В.Е.Майорчик, Н.П.Бехтеревой, Л .А. Новиковой (1962), H.Jasper. Большое значение для понимания природы электрических колебаний головного мозга имели исследования нейрофизиологии отдельных нейронов с помощью метода микроэлектродов, выявившие те структурные субъединицы и механизмы, из которых слагается суммарная ЭЭГ . Важнейшее значение для понимания механизмов генерации нормальной ЭЭГ и использования ее в качестве инструмента функциональной диагностики имели исследования неспецифических систем ретикулярной формации и лимбического комплекса — структур, определяющих уровень функциональной активности мозга. Устройство электроэнцефалографа Современные компьютеризированные электроэнцефалографы подразделяются на стационарные, используемые в поликлиниках и в специализированных лабораториях, а также портативные для регистрации ЭЭГ в реанимации или в больничной палате. Электроэнцефалографическая установка (электроэнцефалограф) состоит из коммутационного устройства, блока усиления с фильтрами высокой и низкой частоты и калибровочного устройства, отводящих электродов, соединительных проводов, устройств для фото- и фоностимуляции, позволяющие изучать вызванную активность мозга. Коммутационное устройство служит для подключения электродов на разные каналы и входы усилителей. К коммутационному устройству относится панель с гнездами для подключения электродов. Основными требованиями при этом являются хорошие контакты и надежная изоляция гнезд. Блок усиления с фильтрами высокой и низкой частоты и калибровочного устройства включает мощные усилители и узкополосные фильтры для выделения слабых сигналов ЭЭГ, поскольку амплитуда потенциалов ЭЭГ в норме не превышает 100 мкВ. Некоторые специальные сведения, касающиеся используемого прибора, можно найти в его техническом описании, с которым следует тщательно ознакомиться перед его эксплуатацией. В современных многоканальных электроэнцефалографах блоки усиления с фильтрами высокой и низкой частоты, калибровочные и коммутационные устройства смонтированы в одной операционной коробке. Электроды – датчики, с помощью которых осуществляется отведение биоэлектрической активности с различных областей поверхности головы. Электроды должны иметь минимальное сопротивление, не окисляться и не поляризоваться, не должны иметь собственного шума, не должны существенно уменьшать сигналы в диапазоне от 0,5 до 70 Гц. Современные усилители с высоким входным импедансом позволяют успешно применять различные типы электродов и электродных паст. В клинической практике используются электроды различной конструкции (электроды-мостики, плоские электроды и др.). Эксперименты показали, что наилучшими являются хлорсеребряные или золотые чашечковые электроды, которые крепятся коллодием. В настоящее время используются специальные шлемы с вмонтированными в них электродами. Их удобно использовать, когда исследования проводятся в положении испытуемого лежа. Соединительные провода или лиды (англ. lead) должны осуществлять передаточную роль между электродами и коммутатором, не вносить никаких помех, что обеспечивается их надежной изоляцией, малым сопротивлением и хорошим экранированием от электромагнитных и электростатических полей. Виды электроэнцефалографов Современные электроэнцефалографы представляют собой многоканальные регистрирующие устройства, объединяющие от 8 до 24 и более идентичных усилительно-регистрирующих блоков (каналов), позволяющих таким образом регистрировать одномоментно электрическую активность от соответствующего числа пар электродов, установленных на голове обследуемого. В зависимости от того, в каком виде регистрируется и представляется для анализа электроэнцефалографисту ЭЭГ, электроэнцефалографы подразделяются на традиционные «бумажные» (перьевые) и более современные — «безбумажные» (цифровые). В первых ЭЭГ после усиления подается на катушки электромагнитных или термопишущих гальванометров и пишется непосредственно на бумажную ленту. Электроэнцефалографы второго типа преобразуют ЭЭГ в цифровую форму и вводят ее в компьютер, на экране которого и отображается непрерывный процесс регистрации ЭЭГ, одновременно записываемой в память компьютера. На рис. представлена типовая структурная схема цифрового электроэнцефалографа. Чаще всего такие системы строятся на основе персонального компьютера, реже — на основе встроенного процессорного блока. Бумажнопишущие электроэнцефалографы обладают преимуществом простоты эксплуатации и несколько дешевле при приобретении. Безбумажные обладают преимуществом цифровой регистрации со всеми вытекающими отсюда удобствами записи, архивирования, вторичной компьютерной обработки и др. Классификация электроэнцефалографов На сегодняшний день существует множество различных типов электроэнцефалографов, оптимизированных под решения специальных задач. Их можно классифицировать на стационарные, амбулаторные и портативные, а также мобильные электроэнцефалографы и нейрогарнитуры. Стационарный, амбулаторный и портативный электроэнцефалографы представляют собой вариацию одной структурной схемы электроэнцефалографов и различаются между собой только форм-фактором измененным под определенные задачи, размерами и дополнительными опциями. Так стационарный электроэнцефалограф позволяет записывать короткие и продолжительные ЭЭГ исследования в стационаре или в других лечебно-профилактических учреждениях. Позволяет проводить фото/аудио или фоностимуляции, а также при наличии дополнительного оборудования позволяет проводить ЭЭГ-видеомониторинг. Таким образом стационарный электроэнцефалограф обладает самым широким спектром возможностей, но в тоже время он обладает малой мобильностью из-за больших размеров. Амбулаторный электроэнцефалограф предназначен для проведения ЭЭГ записи вне лечебных учреждений. Он позволяет проводить длительные записи на дому для маломобильных пациентов, в комфортных для них условиях. Поскольку запись проводится дома, то она позволяет проводить более длительные исследования, а также в более привычной для человека обстановке, что уменьшает стресс-фактор и позволяет сделать ЭЭГ более информативным и позволяет выявить скрытые катализаторы эпилептиформной активности. Портативный электроэнцефалограф обладает самыми минимальными размерами и помещается с сопутствующем оборудованием (электроды, аккамулятор и т.д.) в специальный небольшой контейнер для транспортировки. Портативный электроэнцефалограф позволяет проводить регистрацию биоэлектрической активности головного мозга на выездных обследованиях, а также в случаях когда необходимо проведение ЭЭГ исследованиях в экстренном порядке для немобильных пациентов: в реанимации или операционной. Нейрогарнитуры, как правило, представляют собой беспроводную мобильную систему ЭЭГ, которая позволяет собирать сигналы мозга как клинического, так и исследовательского уровня. Система устроена таким образом, что модуль для диагностики мозговой активности устанавливается на голове, после чего происходит соединение с контроллером. Компании производители На сегодняшний день рынок российских электроэнцефалографов в России представлен такими компаниями как: Нейрософт; Медицинские Компьютерные Системы (МКС); Нейротех; Медиком МТД; Mitsar; Неврокор; БИОЛА. Основный рынок сбыта для этих компаний на данный момент составляет Россия и страны СНГ, однако компании также известны и на международном уровне, что позволяет говорить о достаточно высоком качестве производимого оборудования. Продукция компаний различается по спектру производимого оборудования. Компания Нейрософт производит ЭЭГ оборудование для рутинной ЭЭГ, ЭЭГ- видеомониторинга, мониторинга церебральной функции, комплекс мониторинга для отделения реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), оборудование для изучения биологической обратной связи (БОС), а также оборудование для мониторинга глубины наркоза, оборудование для проведения ЭЭГ на водительских комиссиях и комплекс оборудования для лабораторий. Компания Медицинские Компьютерные Системы (МКС) производит оборудование для рутинной ЭЭГ, также одноразовые взрослые и детские ЭЭГ шлемы, которые можно использовать в неонатальной ЭЭГ, неврологии, нейрофизиологии, функциональной диагностики и научно-исследовательской ЭЭГ, вдобавок МКС производит оборудование для ЭЭГ мониторинг сна, ТМС-ЭЭГ, ЭЭГ высокого разрешения, МРТ-совместимое ЭЭГ и мобильные системы ЭЭГ, которые в свою очередь можно использовать в нейро-компьютерных интерфейсах, биологической обратной связи, нейромаркетинге, нейрогейминге, брейн-фитнесе. Компания Нейротех производит оборудование для рутинной ЭЭГ, системы для психофизиологического тренинга, эхоэнцефалографы, беспроводные электроэнцефалографы с возможностью параллельной регистрацией сигналов трех полиграфических каналов: ЭМГ, ЭКГ и ЭОГ, а также оборудование для углубленного исследования нервных структур и вызванных потенциалов. Компания Медиком МТД производит оборудование для мониторинга церебральных функций мозга, электронейромиографы, автономные и стационарные электроэнцефалографы, многоканальные компьютерные комплексы с картированием для проведения электроэнцефалографических, реоэнцефалографических исследований и исследований вызванных потенциалов, оборудование для ЭЭГ-видеомониторинга, полисомнографы, оборудование для тренинга БОС и нейробиоуправления, психодиагностические комплексы, реографы-полианализаторы, мобильные многофункциональные комплексы, трассировщики взгляда миниатюрные беспроводные регистраторы ЭЭГ и биобраслеты. Компания Mitsar производит мобильные, портативные и стационарные комплексы для рутинной ЭЭГ и ЭЭГ-видеомониторинга, оборудование для нейроинтерфейса и нейровизоры, а также компания выпускает реографы и эхоэнцефалографы. Компания Неврокор производит оборудование для рутинной ЭЭГ, ЭЭГ-видеомониторинга, суточного автономного мониторинга ЭЭГ, полисомнографических обследований, оборудование для применение провокационных процедур, регистрации и анализа вызванных потенциалов, оборудование для восстановительной медицины и неврологии. Компания БИОЛА производит оборудование для рутинной ЭЭГ и ЭЭГ-видеомониторинга. Классификация ЭЭГ Следует различать области применения методики регистрации биоэлектрической активности головного мозга, поскольку у разных разделов нейронаук свои задачи. Клиническая ЭЭГ эпилептологическая неэпилептологическая ЭЭГ критических состояний физиологическая (психофизиологигеская) ЭЭГ Предметом исследований ЭЭГ в клинике является биоэлектрическая активность головного мозга при заболеваниях (поражениях) головного мозга. Такие исследования могут быть определены как клиническая ЭЭГ. Клиническая ЭЭГ, в свою очередь, уже достаточно давно перестала быть однородной. Можно выделить, по крайней мере, три относительно самостоятельных направления: эпилептологическое, неэпилептологическое и ЭЭГ критических состояний (ЭЭГ-исследования, выполняемые в отделении реанимации при острой церебральной недостаточности). Выполняются исследования в психологии и психофизиологии, в которых предметом рассмотрения выступает нейродинамика мозга здорового человека. Данный вид ЭЭГ можно определить как физиологическая (психофизиологигеская) ЭЭГ. Понимание специфических задач каждого из направлений и соотнесение их с методическими возможностями ЭЭГ позволяют эффективно выполнять исследования и получать глубокое удовлетворение от полученных результатов. |