ELECTROENCEFALOGRAFIA

ELECTROENCEFALOGRAFIATODOR ANDREEA ANA MARIAElectroencefalografia este explorarea functionala neinvaziva reprezentata de detecteaza activitatea bioelectrica cerebrala la nivelul scalpului, amplificarea, inregistrarea si interpretarea ei.

Se inregistreaza suma vectoriala a campurilor electrice generate de neuroni, nu vectorul electric al fiecarui neuron in parte.Activitatea electrica cerebrala are ca sursa activitateaneuronilor piramidali corticali, mai exact: Potenialul de aciune = depolarizare totala si de scurta durata (impuls nervos) care se transmite de-a lungul axonului.Poteniale postsinaptice (PPS) = se formeaza subsinapticsi se propaga decremental astfel :- daca modificarea este n sens depolarizant, va avea efect excitator = potenialul postsinaptic de excitaie (PPSE),daca acioneaza hiperpolarizant, va avea un efect inhibitor = potenialul postsinaptic de inhibiie (PSSI)Dar potentialele de actiune, avand durata scurta, cauzeaza un transfer mai mic de sarcini, de aceea EEG reflecta mai mult suma potentialelor postsinaptice din celulele piramidale activate sincron.Modificarile potentialului de membrana

Un electroencefalograf este compus din:Sistem de culegere a biopotentialelor electroziSistem de amplificareSistem de afisare sau inscriere un osciloscop catodic sau galvanometru cu penite inscriptoare1. Sistemul de culegereElectrozii de argint, sub forma de discuri sunt atasati de scalp cu ajutorul unei substante adezive si a unei paste conductive (sau doar pasta conductiva). La o electroencefalografie standart, sunt aplicati 21 sau mai multi electrozi de suprafata. Electrozii plasati pe partea stanga a scalpului sunt notati cu numere impare iar cei plasati pe partea dreapta cu numere pare. Electrozii plasati pe linia medie sunt notati cu litera z de la "zero". Electrozii frontali sunt notati cu "F" , electrozii temporali cu "T", electrozii occipitali sunt notati cu litera "O, E- Lobul urechii, P parietal.Prin adaugarea mai multor electrozi pe configuratia standard se obtine sistemul international standard 10-20de plasarea a electrozilor pe scalp(21 de electrozi). Acest sistem a fost dezvoltat pentru a standardiza conditiile de inregistrate astfel incat sa fie posibila compararea rezultatelor obtinute pe un anumit subiect de-a lungul timpului si de asemenea pentru a putea compara rezultatele obtinute pentru diferii subieci. Cifrele 10i 20 se refera la faptul ca distantele dintre electrozii adiacenti sunt fie 10% sau 20% din dinstana frontal occipital sau dreapta stanga a scalpului.

Candsedoreste o inregistrare mai detaliata a activitatii cerebrale se folosesc mai multi electrozi (se pot folosi peste 100 de electrozi). Acestia sunt adaugati intre spatiile dintre electrozii din sistemul 10 - 20 obtinandu-se un sistem a carui nume este definit de MCN(Modified Combinatorial Nomenclature). Sistemul MCN foloseste 1, 3, 5, 7, 9 pentru emisfera stanga, ce reprezinta 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, din dinstanta frontal-occipital

Exista doua metode pentru plasarea electrozilor in functie de modul de nregistrare a EEG:inregistrare unipolara electrodul activ este plasat peste regiunea corticala de interes iar electrodul referina este atasat de lobul urechii sau pe o alta parte distanta din corp;inregistrare bipolara diferenta de potential dintre doi electrozi plasati peste zona corticala de interes este masurata fata de un al treilea electrod ce reprezinta referinta. Aceasta metoda de inregistrare este mai localizata.

De la electrozi se obtine un semnal cu amplitudini de 1-10 microvolti care trebuie amplificat foarte mult (de cca 1 milon de ori) in vederea inregistrarii.Culegerea unipolara amplifica semnalul de electrod fata de referinta.

Plasarea electrozilor si Culegerea unipolara

Culegerea bipolara permite localizarea mai buna a fenomenelor encefalice, caci semnalele utile pot fi in antifaza si astfel pot fi izolate deartefacte

culegere bipolara

2. Amplificarea

Odata cu amplificarea se elimina artefactele si zgomotul electromagnetic prin stabilirea unor limite de frecventa: inferioara de 0.16 0.53 1 5.3 Hz si superioara de 15 35 50 100 Hz PAD8 preamplificator pentru 8 canaleGeneratorul de semnal dreptunghiular (GS) furnizeaza impulsuri de 5...1000 microvolti i este folosit la etalonarea aparatuluiComutatorul RSI ajuta la reglarea separata a amplificarii canalelorConvertorul analog-numeric (CAN) realizeaza interfata cu un sistem deprelucrare numerica (PN). AP8 comanda inregistratorul DIS, a carui viteza a hartiei este controlata in trepte (10, 15,30, 60 mm/s) de blocul CVH

Schema bloc a unui electroencefalograf

14Sistemul de afisare sau de inscriereUn inregistrator clasic este cel cu penita. Viteza de inrgistrare este reglabila:redus (10mm/s), pentru observarea varfurilor de semnal, precum i ridicata (pana la 120 mm/s), in vederea detectarii diferitelor ritmuri in EEG.O alta modalitate de inregistrare este cea pe banda magnetica, multicanal, semnalul fiind modulat in frecventa. Un dispozitiv de afisare optica (osciloscop sau monitor video) permite monitorizarea EEG. Redarea semnalului inregistrat poate avea loc la viteza mai mare ca la inregistrare, folosind scheme de compensare in timp ce permit un raport uzual de 60:1 intre inregistrare si redare.Memorarea EEG poate avea loc si pe sisteme de calcul, cu ajutorul convertoarelor A/D interfatate cu memoria calculatorului. Rezolutia convertorului folosit este uzual de 10-12 biti. Un bloc de filtrare digitala poate preceda memorarea esantioanelor EEG. Astfel de tehnici permit memorarea pe termen scurt, datorita necesitatilor de memorie. De exemplu, pentru esantionare cu 128 Hz i o nregistrare de 8 sec., rezult 1024 de eantioane/canal; pentru10 min. nregistrate, trebuie memorate 76800 de eantioane. Apare astfel necesitatea compresiei datelor, prin tehnicile uzuale din domeniu

Analiza semnalelorAnaliza semiautomata asimileaza semnalul EEG pe un tronson limitat (de exemplu la dou secunde) cu un proces aleator, stationar i ergodic (mediile statistice sunt egale cu mediile temporale), astfel ca se foloseste o singura realizare reprezentativa si este posibila analiza in timp real.Din punct de vedere informaional, parametrii EEG sunt temporali, statistici de amplitudine ifrecveniali

Analizoarele spectrale (paralel, serie, cu filtru dispersiv, cu compresie de timp si analizoare Fourier) Analiza in frecventa se bazeaza pe spectrele de amplitudine (obinute prin transformata Fourier) i pe spectrele de putere. Parametrii frecveniali inseamna evidenierea ritmurilor specificeale EEG, a caror distribuie in frecventa se asociaza cu starile fiziopatologice ale subiectului. Puterea semnalului EEG, data de aria de sub funcia densitii spectrale de putere, da informaii despre gradul de oboseala, iar deplasarea benzilor de frecventa se asociaza cu anumite manifestari patologiceInterpretarea automata a EEG implica analiza unei mari varietati de forme de unde, normale si anormale, pe un numar mare de canale. Monitorizarea EEG are ca scop detectia si semnalizarea unor modificari semnificative ale EEG, atat pentru unde lente cat si pentru unde rapide (spike-uri). Monitorizarea EEG in timp real realizeaza functiile:calculul functiei de corelatie intre doua canale EEG;filtrarea adaptiva, prin care EEG curenta se compara cu diferite EEG memorate;filtrare digitala selectiva, prin care se pun in evidenta sau se elimina diferite ritmuri specifice EEG (de exemplu filtrare trece sau rejectie);monitorizarea intervalelor detrecere prin zerosi adensitatii spectraleActivitatea undelor cerebrale este inregistrata simultan din mai multe locatii si este convertita in numere de catre un calculator. In acest caz EEG-ul se numeste EEG calitativ Numerele obtinute sunt analizate statistic si pot fi convertite intr-o harta color a a functionarii corticale. Rezultatele pot fi comparate cu harti standard din cadrul unei baze de date populationala.

Tot in cadrul qEEG se elaboreaza un alt tip de harti pentru ceea ce se numeste conectivitate sau coerenta, care este o masura a gradului in care diferite regiuni ale creierului si undele cerebrale asocitate sunt similare ca forma sau sunt in aceleasi benzi de frecvente.In concluzie, putem spune ca qEEG: este un mijloc de cercetare, investigatie si diagnostic presupune un EEG digital, de regula, cu 19 canale, care printr-un program de calculator face analiza spectrala preleveaza replicate temporale (la acelasi individ) ori spatiale la mai multi indivizi din aceeasi clasa de interes (varsta, tip clasic de patologie etc.), pe care le analizeaza statistic (medie, abatere standard etc.) pe diferetele benzi de frecvente face comparatii statistice prin raportare la baze de date populationale pe diverse clase, punanad, pentru fiecare banda de frecvente diagnostic de normalitate ori anormalitate specific qEEG, caz in care se apreciaza sensul (peste, respectiv sub medie) si gradul anormalitatii (usoara, medie, severa) masoara conectiviatea intre oricare doua puncte de pe scalp in termenii benzilor de frecventa standard. INDICAIILE ELECTROENCEFALOGRAFIEI- neurologie - epilepsie, meningo-encefalite, procese degenerative;- neuro-chirurgie - traumatisme cranio-cerebrale, procese expansive neoplazice, tumori- benigne, malformaii vasculare;- psihiatrie - boli psihice, nevroze;- terapie intensiva aprecierea profunzimii comelor si diagnosticul de moarte clinicaInterpretareTraseul Eeg trebuie inregistrat atat in conditii de repaus cat si de activitate electrica corticala (hiperpneea, stimulare luminoasa intermitenta, activare prin sunet, activare medicamentoasa)Un traseu EEG normal se caracterizeaza prin existena unui ritm dominant, de 10 Hz si o amplitudine medie de 20-100 V. Amplitudinea reflecta numarul de neuroni care funcioneaza sincron si nu gradul de activiate al fiecarui neuron. Cnd creierul este activ (starea de veghe) predomina undele de mica amplitudine; cnd creierul este inactiv (n timpul somnului profund) predomina undele de amplitudine mare si frecvena mica deoarece neuronii tind sa funcioneze sincron.Ritmul EEG este definit ca o succesiune de unde cu aceleasi caracteristici - frecvena, amplitudine, durata, morfologie, topografie regionala si reactivitate la stimuli:alfa(): 8-13 c/s;beta(): 13-30 c/s; teta(): 4-7 c/s;delta (): 0,5-3,5 c/s;gama() 0,5-3,5 c/s. Pe traseul de referina se descrie un ritm posterior, cu tendina de organizare n fusuri si discreta asimetrie interemisferica (mai puin amplu n emisferul dominant), ritm n derivaiile anterioare si unde izolate n derivaiile temporale; ritmul este blocat sau desincronizat la deschiderea ochilor; Hiperpneea induce ritmului amplitudine mai mare si frecvena scazuta;

Ritmul alfaEste ritmul dominant la adult n stare de veghe, cu ochii nchisi, n condiii de relaxare fizica si psihica. Undele alfa sunt oscilaii de amplitudine mica, aproximativ 50 V si frecvena medie, 8-13 Hz (cicli pe secunda) mai lent la copii si batrni si mai rapid n starile de hiperexcitabilitate corticala. Amplitudinea undelor creste si descreste regulat formnd fusuri caracteristice fara modificarea frecvenei. ntre cele doua emisfere exista o diferenta de amplitudine ce nu depaseste 5-10 V, amplitudinea fiind mai redusa n emisferul dominant.Sub aciunea stimulilor luminosi (deschiderea ochilor) si concentrarea ateniei, ritmul a va fi inlocuit cu ritm reactie de blocare, sau va diminua n amplitudine cu peste 50% din valoarea iniiala, reacie de desincronizare. Acelasi fenomen se produce si n cazul unei activitai corticale, a unei stari emotive, etc.Aceste unde reflecta activitatea electrica sincrona a neuronilor din cortexul occipital

Ritmul betaReprezinta ritmul dominant la adult n stare de veghe, cu ochii deschisi, exprimnd starea de excitaie corticala. Caracteristic acestui ritm este amplitudinea de 5-30 V si frecvena de 13-30 Hz. Spre deosebire de ritmul alfa, undele beta sunt foarte neregulate si semnifica o desincronizare a activitaii neuronilor din cortexul frontal si parietal anterior. Din punct de vedere al reactivitaii la stimuli: ritmul b este blocat de excitaia tactila si stimuli proprioceptivi.

Ritmul tetaEste ritmul dominant la adult in primele faze ale somnului (somnul superficial) si la copiii cu varsta 2ntre 2 si 7 ani. Undele teta () sunt unde cu o frecvena de 4-7 Hz (sub 8 c/s) si o amplitudine maxima de 20 V. Desi sunt normale la copii, prezena lor la aduli, n stare de veghe, este considerata patologica.Reactivitate la stimuli: se descrie ritmul 1 blocat complet de stimuli luminosi, 2 care se amplifica odata cu intensificarea proceselor mentale si 3 influenat numai de starea afectiv emoionala.

Ritmul delta

Este ritmul dominant la adult n somnul profund, ntlnindu-se si n starile de anestezie, timp n care sistemul reticulat activator ascendent este inhibat. Aceste unde au cea mai mare amplitudine 50-200 V si o frecvena mica: 0,5-3,5, de maximum 4 Hz. Prezena undelor delta la aduli n stare de veghe semnifica existena unor leziuni cerebrale, tumori cerebrale, hipoglicemie, hipocalcemie, hipoxemie cerebrala, coma barbiturica, etc. Reactivitate la stimuli: lipsa de raspuns la orice stimul

Unde polimorfe, fiziologice, inregistrate la adultul sanatos in timpul somnului profund

Ritmul gamma

Undele gama au o frecvena mare, n jur de 30-100 Hz. Acestea se nregistreaza pe electroencefalograma n condiii de activitate corticala superioara, intensa, ca de exemplu: perceptia, rezolvarea unor probleme complicate, teama, constiina, etc.

EEG-ul normal la adult

EEG-ul normal la varstnic

Traseu Eeg in timpul somnuluisomn lent non-REM: stadiul A (trecere de la starea de veghe la faza de relaxare- scade incidentei si frecventei ); stadiul B (de adormire, ritmul e inlocuit cu ritmul de mica amplitudine); stadiul C (ritm cu ritm ) stdiul D (somn profund acivitate polimorfa )somnul rapid REM apariia unui ritm d sau q mai rapid, cu frecvene ntre 2-6 Hz. caracteristice sunt undele lente n dini de fierastrau ce apar n derivaiile vertexului sicare preced miscarile rapide si ample ale globilor oculari (REM) evideniate pe oculograma.

EpilepsiaEpilepsia afecteaza 1% din populatie. Apare atunci cand o populatie mare de neuroni se descarca cu un sincronism anormal. Semnul eeg al acestei descarcasi sincronizate este o unda ascutita cu amplitudine mare (varf). Epliepsia se imparte in doua mari categorii:epilepsia partiala (focala) neuronii activati anormal sunt grupati doar intr-un focar, de aceea apar varfuri numai la un grup de electrozi. Cunoscand pozitia electrozilor, focarul poate fi localizat.epilepsia generalizata (non focala) cuprinde parti mari ale creierului, deci varfurile se inregistreaza in toate derivatiile.Petit mal este caracterizat de o pierdere tranzitorie a constientei, in acest caz zona motorie nu este afectata. Pe EEG este patognomonic complexul varf-unda (asocierea dintre un varf si o unda ampla, lenta cu durata de 0,2-0,5 sec si amplitudine de 150-300 V.Crizele de Grand mal sunt caracterizate de pierderea de constienta asociata cu miscari tonico-clonice. Din cauza afectarii centrilor vegetativi apare hipersalivatie si incontinenta sfincteriana.Epilepsie Petit Mal criza comitiala

Epilepsie Petit Mal

Criza de Grand Mal

qEEG obtinut prin compararea cu baza de date SKIL

Electroencefalograma obtinuta prin folosirea software Win EEG

EEG calitativ (qEEG) comparare cu bazele de date Neuroguide