ЭЭГ БОЛЬНЫХ В КОМЕ

Нейрометрика

Нейрометрика – термин, введенный Е. Джоном в 1977 году для описания определенного набора количественных ЭЭГ-тестов и их суммарной статистики. Эти тесты включали построение абсолютных и относительных спектров мощности, их асимметрии и межполушарной когерентности, которые измерялись для четырех основных диапазонов, обычно используя восемь биполярных отведений ЭЭГ. Статистика включала вычисление Z-критерия для каждого отведения, теста и суммарную статистику для обширных областей скальпа (левый, правый, передний, задний), включающую введение ковариант для объединения отдельных данных в суммарные Z-значения.

В настоящее время активно развиваются статистические методы анализа ЭЭГ, набираются банки нормативных данных на основании анализа ЭЭГ больших групп здоровых людей разного возраста. Множественный дискриминантный анализ, факторный анализ и анализ главных компонент используются для выделения дополнительной информации из ЭЭГ данных, для сравнения групповых данных, например, пациентов и нормы или групп пациентов между собой.

Абстрактные вычисления помогают получить информацию, которая недоступна при анализе «сырых» ЭЭГ данных, однако есть и недостатки, заключающиеся в возможности формулировки случайных, бессмысленных и невоспроизводимых результатов.

Трехмерная локализация источников электрической активности

Важной задачей в клинической электроэнцефалографии является определение источников патологической электрической активности генераторов ритмов с помощью компьютерных программ.

Метод дипольной локализации источников электрической активности разрабатывается с 1972 года. В нашей стране наиболее распространена программа BrainLoc, разработанная в 1988 году Ю.М. Коптеловым и В.В. Гнездицким.

Поскольку в коре и подкорковых ядрах нейроны ориентированы параллельно друг другу и радиально по отношению к поверхности, к такой системе может быть применена модель диполя – точечного источника тока, размеры которого много меньше, чем расстояние до точек измерений.

Прямая задача ЭЭГ: используя сферическую модель головы, предполагая наличие дипольного источника и объемного проведения, вычисляют потенциалы, которые распространяются от данного источника, в точках измерения на скальпе.

Обратная задача ЭЭГ – по потенциальному полю на скальпе и координатам измеряющих электродов найти координаты соответствующего диполя в трехмерном пространстве.

Процедура поиска источника состоит в следующем. Берется произвольное расположение диполя – источника внутри головы. Вычисляется распределение потенциала на поверхности при данном расположении источника. Затем сравнивается реальное измеренное электродами потенциальное поле и вычисленное потенциальное поле, и с помощью итерации произвольное начальное расположение источника изменяют таким образом, чтобы получить наилучшее среднеквадратическое приближение между измеренным и вычисленным полями (рис. 58).

Рис. 58. Трехмерная локализация источников активности (программа BrainLoc). На картах показано слева измеренное потенциальное поле (скальп), справа – вычисленное (модель)

Рис. 59. Трехмерная локализация источников активности (программа BrainLoc). Расположение вычисленных дипольных источников в трехмерной системе координат

Рис. 60. Трехмерная локализация источников активности (программа BrainLoc). Расположение вычисленных дипольных источников на формализованных МРТ-срезах

Рис. 61. Трехмерная локализация источников активности (программа BrainLoc). Проекция источников на реальные МРТ-срезы

Использование метода дипольной локализации для исследования дельта- активности, обусловленной объёмным процессом, показывает, что локализация её источника совпадает с окружающей очаг мозговой тканью. Это подтверждает существующие представления о генерации очаговых дельта-волн в перифокальной зоне опухоли.

В настоящее время нейрофизиологические исследования проводятся на многоканальных (до 256 каналов) ЭЭГ-установках, это так называемая ЭЭГ высокой плотности. Она обеспечивает неинвазивное измерение мозговой активности и временное разрешение, недостижимое для других технологий нейроимиджинга.

ЭЭГ высокой плотности используется в когнитивных исследованиях, она позволяет исследователям изучать паттерны мозговой активности с высокой чувствительностью, в то время как исследования на обычном энцефалографе сталкиваются с некоторыми ограничениями, такими как плохое пространственное разрешение и, как следствие, невозможность точной локализации источников активности. Хорошая локализация источников – необходимое условие для построения моделей связей активных областей во время решения испытуемым различных задач. В таких ЭЭГ-системах, как правило, имеется дополнительное аппаратное обеспечение для точного определения координат электродов в трехмерном пространстве с помощью фотокамер или других устройств.

Рис. 62. Многоканальная система Geodesic EEG System. Фотограмметрическая система для определения пространственных координат электродов

Подобные системы имеют программы поиска источника патологической активности, систему определения реальных координат электродов и совмещения найденных источников с результатами томографии (рис. 62).

Для проведения исследования когнитивных функций система включает блок когнитивных вызванных потенциалов, блок для предъявления стимулов различной природы, их протоколирования и синхронизации с ЭЭГ.

Системы многоканальной регистрации спонтанной и вызванной биоэлектрической активности интегрируются с различными программами научной обработки ЭЭГ, позволяют экспортировать данные в различных форматах: Matlab и др.

Перспективным направлением является использование биологической обратной связи по ЭЭГ, например, для регуляции состояния альфа-ритма и др.