реферат электроэнцефалография. Реферат по дисциплине Биофизические основы функциональной диагностики
 Скачать 62.51 Kb.
|
|
Электроды ЭЭГ ЭЭГ электрод – это проводящее устройство, накладываемое на или вводимое внутрь участка скальпа или мозга, подсоединяемая к одному из гнезд электроэнцефалографа. Виды электродов по функции Регистрирующие электроды для ЭЭГ не должны иметь собственного шума. Они не должны существенно уменьшать сигналы в диапазоне от 0,5 до 70 Гц. Экспериментальные данные показали, что наилучшим решением являются хлор-серебряные или золотые чашечковые ЭЭГ электроды. Современные усилители с высоким входным импедансом позволяют успешно применять различные типы электродов и электродных паст. Высококачественные электроды выпускаются многими производителями и в целом предпочтительнее «самодельных» электродов. Для уменьшения шума электроды всегда должны быть чистыми, необходимо также соблюдать особые меры предосторожности после записи у пациентов с подозрением на контагиозные заболевания (вирусный гепатит, болезнь Крейтцфельда-Якоба, синдром приобретенного иммунодефицита человека). В тех случаях, когда обстоятельства диктуют необходимость, электроды должны быть тщательно простерилизованы или уничтожены после использования. Всегда должен использоваться электрод заземления, за исключением особых ситуаций – например, в отделениях интенсивной терапии, операционной, – когда пациент соединен с дополнительным электрическим оборудованием. В данном случае оптимальным является использование портативных аппаратов ЭЭГ на основе компьютеров типа ноутбук с возможностью автономной работы без подключения к сети переменного электрического тока на период проведения рутинной ЭЭГ. Неинвазивные и инвазивные электроды По типу контакта с кожей электроэнцефалографические электроды могут быть разделены на две группы: неинвазивные и инвазивные. В подавляющем большинстве исследований используются неинвазивные скальповые ЭЭГ электроды, которые размещают на конвекситальной поверхности головы. Инвазивные игольчатые электроды используют в реанимационных и интраоперационных исследованиях биолектрической активности. Для ограниченного круга специальных исследований, в основном в эпилептологии, используются сфеноидальный, назофарингеальный электроды и электрод овального отверстия. Иногда эти электроды обозначают как базальные, поскольку их предназначение — регистрация биоэлектрической активности медиобазальных структур мозга. Виды электродов по форме и способу крепления В электроэнцефалографии применяют несколько видов ЭЭГ электродов, которые различаются как по форме, так и по способу их фиксации на голове: Контактные накладные неприклеивающися электроды, которые прилегают к голове при помощи тяжей шлема-сетки; Мостиковые электроды Приклеивающиеся электроды; Базальные электроды; Игольчатые электроды; Чашечковые электроды; Многоэлектродные иглы. Современные аппараты ЭЭГ оснащают электродными шлемами с вмонтированными чашечковыми электродами. Наряду со шлемами рекомендуется использование сетчатых шлемов для крепления двух типов электродов: чашечковых или мостиковых. Мостиковые электроды Мостиковые электроды ЭЭГ изготовлены из чистого серебра с золотым покрытием и имеют контактный слой из спекаемого Ag/AgCl (серебро / хлорид серебра). Они рекомендуются в качестве стандартных электродов для исследований и скрининга ЭЭГ. Мостовой электрод представляет собой металлический стержень, закрепленный в держателе. Нижний конец стержня, контактирующий с кожей головы, покрыт гигроскопическим материалом, который перед установкой смачивают изотоническим раствором хлорида натрия. Электрод крепят с помощью резинового жгута таким образом, что контактный нижний конец металлического стержня прижимается к коже головы. К противоположному концу стержня подсоединяют отводящий провод с помощью стандартного зажима или разъема. Преимуществом таких ЭЭГ электродов являются быстрота и простота их подсоединения, отсутствие необходимости использовать специальную электродную пасту, поскольку гигроскопический контактный материал долго удерживает и постепенно выделяет на поверхность кожи изотонический раствор хлорида натрия. Использование электродов этого типа предпочтительно при обследовании контактных больных, способных находиться сидя или полулежа. Для систематического размещения электродов на поверхности скальпа используют электродную шапочку. Она представляет собой соединенные фиксаторами поперечные («фронтальные») и продольные («сагиттальные») резиновые или силиконовые жгуты. Крепление системы жгутов на конвексе достигается подбородочным фиксатором. Жгуты обеспечивают плотное прилегание мостиковых или некоторых чашечковых электродов к коже головы. Преимуществом мостовидных электродов является простота и, следовательно, быстрота их установки. Мостиковые электроды подходят для ежедневного использования, так как они легко моются и не подвергаются истиранию при постоянном использовании. Однако явным недостатком выступает невозможность длительного обследования, поскольку электроды и «шапочка» давят на голову, вызывая беспокойство больных. Кроме того, электроды «подсыхают», что заметно увеличивает импеданс. Все это постепенно ухудшает качество записи и делает длительную запись невозможной. Приклеивающиеся электроды для ЭЭГ Приклеивающиеся электроды из серебра / хлорида серебра используются для записи электрофизиологических сигналов во время ЭЭГ, сна и нейродиагностики. В соответствии с их выдающейся силой сцепления и оптимальным качеством сигнала они также подходят для долгосрочного мониторинга и могут быть переставлены несколько раз. Игольчатые электроды для ЭЭГ При обследовании больных в коматозном состоянии или при интраоперационных исследованиях допустимо использование инвазивных игольчатых электродов. Эти исследования выполняются в условиях агрессивной электрической среды отделений реанимации и операционных залов. Для максимального снижения электродного сопротивления и минимизации артефактов в этих условиях могут использоваться игольчатые инвазивные электроды. Подкожные игольчатые электроды из медицинской нержавеющей стали с длиной кабеля от 10 до 250 см и соединителем 1,5 DIN. Чашечковые электроды для ЭЭГ Чашечковые (пиалковые или пиальные) электроды подходят для анализа вызванных потенциалов и ЭЭГ скрининга, а также при обследовании маленьких детей и больных с нарушением сознания и контакта с окружающими при долговременных записях и исследовании сна. При выборе типа электродов нужно ориентироваться на техническую составляющую: при проведении обследования в положении лежа предпочтительнее использовать чашечковые электроды; в положении сидя – можно использовать чашечковые и мостиковые электроды. Электроды представляют собой металлические пластины диаметром 7—10 см, имеющие форму вогнутой линзы, с отводящим проводом. В полость «чашечки» помещается электродная паста для создания плотного контакта с кожей и, как правило, для «приклеивания» электрода к коже, паста содержит помимо раствора хлорида натрия желеобразные связующие и некоторые вещества, размягчающие верхний слой эпидермиса. Если используемая паста сама по себе не обладает «приклеивающим» эффектом, то электрод может быть зафиксирован медицинским коллодием (по краю электрода) или клеящей лентой. Золотое покрытие чашечковых электродов предотвращает преждевременный износ даже при длительной и продолжительной работе. Также за счет золотого покрытия чашечных электродов обеспечивается точность измерения. Электроды покрывают также и серебром / хлоридом серебра (Ag / AgCl). Стандартные размеры чашечковых электродов: колпачки с внешним диаметром 10 мм и отверстия диаметром 2 мм. Также имеются колпачки диаметром 6 мм, выводы длиной 1.5, 2 или 2.5 м. Техника наложения электродов Для наиболее полного охвата всех корковых структур на скальпе, электроды располагаются в определенном порядке, по системе 10-20 или 10-10. В основе этой системы взято одинаковое расстояние между электродами, которое измеряется от переносицы до нижнего края большого затылочного отверстия и принимается за 100%. Система 10-20 Это основная схема, используемая для проведения рутинного ЭЭГ исследования в амбулаторно-поликлинических условиях. Подразумевает использование 21 электрода, располагаемого на расстоянии 10% друг от друга (1 уровень) и 20% – последующие. Система 10-10 Данная установка использует дополнительные электроды и чаще используется в научных исследованиях, т.к. требует установи большего количества электродов (на расстоянии 10%) друг от друга. Преимуществом данной системы перед системой 10-20 является большая чувствительность, позволяющая более точно локализовать патологический процесс. Модификации систем При регистрации ЭЭГ во младенческом возрасте применяют меньшее число электродов в зависимости от возраста и размера головы. При применении новых модификаций системы расположения электроды размещают ближе друг к другу, чем в системе «10—10». В системе «10—20» применяют следующие обозначения электродов: Fp (лобно-полярные), F (лобные), Т (височные), О (затылочные), С (центральные) и Р (теменные). После буквы следует цифра, определяющая локализацию электрода и его расположение в левом (нечетные) или в правом (четные) полушарии. Обозначение «z» указывает на расположение электрода по средней линии (например, Cz — центральные срединные). В системе «10—10» меньший номер отражает локализацию ближе к средней линии, и Т3/Т4 соответствует Т7/Т8, а Т5/Т6 — Р7/Р8. Электродный импеданс должен поддерживаться на уровне от 100 до 5000 Ом. Возможно применение специальных дополнительных электродов, например сфеноидальных, «истинных височных» (true temporal) или лобно-височных электродов. В большинстве случаев целью применения дополнительных электродов служит уточнение локализации активности, исходящей из височной доли. «Истинные височные» электроды (обозначенные как Т1 и Т2) применяются с целью дифференцировки электрических сигналов с локализацией в передней височной и задней нижней лобной области (отведения F7 и F8). Комбинация систем «10—20» и «10—10» может иметь практическое применение при необходимости введения дополнительных электродов. Другие дополнительные электроды могут включать отведения для регистрации электрокардиограммы (ЭКГ) (рекомендуется при проведении любого ЭЭГ-исследования), электромиографии (ЭМГ), монитор движения глаз, а также экстрацеребральные электроды, помогающие дифференцировать различные артефакты или дифференцировать различные стадии сна (как мониторы движения глаз). Мониторы для регистрации дыхательных движений могут иметь важное значение при дыхательных расстройствах. ЭЭГ отведения и монтажные схемы Каждый электрод, наложенный на зону скальпа, регистрирует суммарный биопотенциал, образованный изменениями потенциалов действия множества нервных клеток, находящихся под ним. Если подобный электрод соединить с нулевым потенциалом (землей) или другим электродом, находящимся на некотором удалении. То в этой системе возникнет электрическое напряжение, которое возможно усилить и зарегистрировать на соответствующей медицинской аппаратуре. Присоединение любых двух электродов к входу электроэнцефалографа называют отведением. Отведение, при котором на обе клеммы (+ и -) усилителя подается электрический потенциал от активных электродов называется биполярным. Отведение, при котором на одну из входных клемм усилителя подается электрический потенциал от активного электрода, а на другой – потенциал от пассивного электрода называют монополярным. Отведение с референтным усредненным электродом – это отведение, при котором на одну из входных клемм усилителя подастся электрический потенциал от активного электрода, а на другой – потенциал от искусственно объединенных электродов. Монтажные схемы Монтаж – фиксированный набор отведений, который позволяет без помощи индивидуального селектора записать стандартную программу отведений. Современные ЭЭГ регистраторы позволяют использовать три основных вида монтажных схем по основному виду монтажа отведений: монополярные биполярные смешанные Использование монополярных схем, подразумевающих подключение референтного электрода, позволяет получать большую разность потенциалов и наименьшее искажение регистрируемых изменений, поскольку референтный электрод не обладает активностью. Однако, представляя собой единый связующий узел всей системы, не дает провести точную топическую локализацию патологического процесса. При применении биполярных схем отведений, разность биопотенциалов под электродами значительно ниже, поскольку оба входных электрода являются активными. Соответственно чем ближе расположены электроды, тем менее значимую разность потенциалов они сформируют. Но подобная система позволяет более точно локализовать патологический процесс, поскольку каждая пара электродов будет давать свой специфический сигнал, без общей точки. Таким образом, для общего представления ЭЭГ результата наиболее предпочтительно использование смешанных монтажных схем, включающих как моно- так и биполярные отведения, позволяющие врачу определить как вид сигнала, так и его локализацию. Ритмы ЭЭГ Альфа-ритм — регулярный, синусоидальной формы, с частотой 8-13 Гц (колебаний в 1 с) и амплитудой 20-80 мкВ (микровольт). Альфа-ритм регистрируется при отведении биопотенциалов от всех зон коры большого мозга, но более постоянно — от затылочной и теменной областей. Альфа-ритм регистрируется у человека в условиях физического и умственного покоя, обязательно при закрытых глазах и отсутствии внешних раздражений. Бета-ритм имеет частоту колебаний 14-35 Гц. Амплитуда 10-30 мкВ. Может быть зарегистрирован в любых областях мозга, но более выражен в лобных долях. При открывании глаз, умственной работе и других раздражителях альфа-ритм быстро сменяется бета-ритмом. Это явление смены редкого ритма на более частый получило название реакции активации (или десинхронизации). Тета-ритм имеет частоту 4-7 Гц и амплитуду 100-150 мкВ. Наблюдается в состоянии неглубокого сна, при кислородном голодании мозга, наркозе. Дельта-ритм характеризуется медленными колебаниями с частотой 0,5-3 Гц, высокой амплитудой 250-300 мкВ, вплоть до 1000 мкВ. Обнаруживается во всех зонах мозга, во время глубокого сна, а также при наркозе. У детей до 7 лет дельта-ритм может быть зарегистрирован и в бодрствующем состоянии. Близкий по частоте альфа-эквивалент, регистрируемый над центральными и центрально-теменными отделами, носит название сенсомоторный или роландический ритм, поскольку максимальную выраженность он имеет в проекции роландовой борозды. Считается, что роландический ритм был впервые подробно описан Гасто в 1958 г. Этот ритм имеет характерную форму волн: аркообразные волны с закругленными вершинами и «острыми» основаниями, напоминающими греческую букву μ(мю). Поэтому существует еще одно название сенсомоторного ритма — мю-ритм. Мю-ритм, так же как и альфа-ритм, подвержен депрессии при реакции активации. Но в отличие от альфа-ритма, мю-ритм угнетается при двигательной активности: произвольной (сжимание пальцев в кулак), рефлекторной и даже при намерении движения. В состоянии бодрствования над средневисочными отделами могут быть зарегистрированы немодулированные каппа-волны частотой 8—12 Гц и тау-ритм частотой 10—12 Гц. Считается, что регистрации на ЭЭГ этих ритмов препятствуют кости черепа, и чаще альфа-эквиваленты могут быть зарегистрированы при наличии дефектов подлежащих костных структур. Тау-ритм избирательно чувствителен к слуховым стимулам, счету в уме и другим видам умственной деятельности. Существует еще один феномен: лямбда-волны — заостренные однофазные колебания обычно в альфа- или, реже, в тета-диапазонах частот амплитудой до 30—50 мкВ, регистрируемые в затылочных отведениях во время работы (!) зрительного анализатора (например, при демонстрации визуальных изображений). Считается, что лямбда-волны связаны с саккадическими движениями глаз при рассматривании сложных изображений. Артефакты ЭЭГ Артефакт (Artifact, artefact) или шум – это любая регистрируемая в канале ЭЭГ разность потенциалов экстрацеребрального происхождения или любое изменение ЭЭГ-сигнала, вызываемое внемозговыми факторами, такими как: окружающие мозг ткани и другие органы, инструментальные помехи или сбои, ошибки оператора и пр. В исследованиях было установлено, что артефакты наблюдаются в 22.3% ЭЭГ-записей, среди которых 10.8% составляют мышечные артефакты, 8.2% – кардиогенные, 5,1% – прочие.1 Систематический подход к распознаванию, идентификации источника и устранению артефакта является важным процессом, снижающим вероятность неправильного толкования ЭЭГ и ограничивающим вероятность неблагоприятных клинических последствий. Классификация артефактов Артефакты на ЭЭГ сигналах по своему происхождению могут быть разделены на две группы — физические (экстрафизиологические), которые исходят из внешней среды (например, электросеть или приборы), и физиологические (биологические), генерируемые телом пациента (например, мышцами). Физические артефакты, как правило, обусловлены нарушениями технических правил регистрации ЭЭГ и представлены несколькими видами электрографических феноменов, возникающих под влиянием внешних воздействий. К наиболее частным артефактам относятся: Сердечные артефакты Артефакты из-за электродов Артефакты внешней среды Мышечные артефакты Артефакты из-за движения глаз Артефакты внешней среды Разнообразные артефакты могут возникать из-за электрических источников, генерируемых устройствами, расположенными в окружающей среде пациента. Огромный и сложный набор артефактов с различными частотами и морфологиями может усложнить распознавание и выявление их источника. Эти артефакты особенно распространены в отделении интенсивной терапии. |