Программа Энцефалан-НМ для нейромониторинга

Нейромониторинг – современное интенсивно развивающееся направление клинического мониторинга, позволяющее проводить продолжительный непрерывный анализ изменений биоэлектрической активности коры головного мозга и других физиологических сигналов с целью своевременной диагностики нарушений и осложнений со стороны центральной нервной системы (ЦНС), сердечно-сосудистой системы и дыхания.

Нейромониторинг имеет широкое применение в клинической практике, в частности, в отделениях нейрореанимации и палатах интенсивной терапии, в нейроанестезиологии и нейрохирургии, для оценки состояния мозга при операциях на его сосудах, при каротидной эндартерэктомии, для характеристики коллатерального кровообращения мозга.

В качестве методов исследования используется динамическое наблюдение ЭЭГ и дополнительных физиологических сигналов (ЭКГ, ЭОГ, ЭМГ, дыхание, положение тела и двигательная активность) и их показателей, т.е. мультипараметрический нейромониторинг.

Сжатые кривые длительной записи, или тренды, являются основным способом представления данных при длительном мониторировании, когда просмотр нативных данных не совсем удобен, а основные тенденции изменений в состоянии пациента не сразу очевидны. Сокращение объема нативных данных и их количественное выражение в виде трендов обеспечивается компьютерной обработкой.

Основное назначение дополнительного программно-методического обеспечения «Энцефалан-НМ» – обеспечение мультипараметрического нейромониторинга и обработки физиологических сигналов с представлением трендов усредненных расчетных физиологических показателей.

Программа  «Энцефалан-НМ» позволяет решать следующие задачи:

  • Динамическое наблюдение за неврологическим статусом с целью контроля текущего состояния, принятия решения по необходимым терапевтическим вмешательствам.
  • Мониторинг при проведении нейрохирургических операций, особенно при нейрохирургии эпилепсии.
  • Дифференциальный диагноз комы и бессудорожного эпилептического статуса.
  • Прогноз выхода из комы.
  • Дифференциальный диагноз судорожного синдрома у больного в коме (фокальные, генерализованные припадки).
  • Оценка глубины наркоза для поддержания его на оптимальном уровне и предоставлении информации для коррекции уровня наркоза.
  • Контроль состояния новорожденных с патологией.
  • Диагноз смерти мозга.

Основные отображаемые показатели при нейромониторинге

Окно Тренды в программе «Энцефалан-НМ» предоставляет возможность расчета и визуализации различных физиологических показателей. Тренды представляют собой сжатые кривые длительной записи, которые позволяют одновременно анализировать динамические изменения физиологических показателей в реальном времени и при обработке записанных длительных исследований.

Наблюдение за пациенткой в коме (благоприятный прогноз выхода из комы)
Наблюдение за пациенткой в коме (благоприятный прогноз выхода из комы)

Пациентка (50 лет) в коме. На трендах на фоне низкоамплитудной ЭЭГ доминирует медленно-волновая активность с периодическими паттернами сна с сонными веретенами – благоприятный прогноз выхода из комы. Значения ЧСС высокие и мало вариабельны (ригидный ритм, тахикардия).

Наблюдение за пациентом в коме (неблагоприятный прогноз)
Наблюдение за пациентом в коме (неблагоприятный прогноз)

Пациент, муж., 30 лет. На трендах под текущим маркером наблюдается резкое снижение амплитуды ЭЭГ, снижение тета и дельта-активности, резкое увеличение мощности альфа-активности в диапазоне 7,5–9 Гц, что свидетельствует о возможном наличии у пациента альфа–комы (альфа-активность выражена преимущественно в лобных отделах) и неблагоприятном прогнозе выхода из комы.

Период мониторирвания при бессознательном состоянии пациента
Период мониторирвания при бессознательном состоянии пациента

На трендах маркером выделен период ЭЭГ-исследования при бессознательном состоянии пациента. Об этом свидетельствуют текущие значения и тенденция изменения показателей на трендах: снижение значения средневзвешенной частоты (ЗСЧ) до 5.8, значительное уменьшение отношения мощности альфа к мощности дельта (АДО) до 0.1, увеличение значения индекса спектральной мощности (ИСМ) до 0.9, увеличение мощности Дельта ритма в лобно-височной области, увеличение амплитуды ЭЭГ в лобно-центральной области правого полушария, нарастание частоты сердечных сокращений (ЧСС) до 120 уд/мин.

Тренды показателей ЭЭГ-сигналов

Динамический контроль ЭЭГ в реанимационном и постреанимационном периоде — чувствительный и ценный прогностический метод оценки эффективности реанимационных мероприятий.

  • Спектральные мощности ритмов ЭЭГ.
  • Индексы спектральных мощностей ритмов ЭЭГ. Например, индекс альфа-активности чаще всего отражает соотношение активации и торможения по правому и левому полушарию, а повышение выраженности медленных волн (дельта- и тета-активности) может свидетельствовать о наличии различных нарушений, вплоть до органических, однако также может быть связано с изменением фаз сна-бодрствования (дремота, фаза быстрого сна, фаза медленного сна) или измененных состояний сознания (гипноз, аутотренинг).

    Одновременное представление трендов DCp по 2-м отведениям и индексов спектральной мощности ЭЭГ по разным ритмам
    Одновременное представление трендов DCp по 2-м отведениям и индексов спектральной мощности ЭЭГ по разным ритмам
  • Значения частот, характеризующие спектральное распределение ЭЭГ, в частности, средневзвешенная частота, медианная частота, частота спектрального края, эффективная полоса частот. Спектральные характеристики ЭЭГ могут использоваться для примерной оценки глубины наркоза или глубины нарушения сознания.
  • Отношение мощностей ЭЭГ по выбранным частотным диапазонам, в частности индекс спектральной мощности ИСМ, использующийся в анестезиологии совместно с перфузионным индексом, для оценки степени выраженности гипнотического и анальгетического компонентов анестезии. Показатель ИСМ используется в качестве альтернативы так называемому биспектральному индексу, используемому в BIS-мониторах, ориентированных на оценку глубины наркоза. Биспектральный индекс имеет определенные ограничения, обусловленные низкой информативностью при использовании ряда препаратов (Suzuki M. et al., 1998; Van Leuven P., 1998; Sakai T. et al., 1999; Wong J. et al., 2002; Duarte L.T., 2009; Agarwal J., 2009).
  • Отношение мощности альфа-ритма к мощности дельта-ритма характеризует степень церебральной ишемии мозга.
  • Показатели межполушарной асимметрии ЭЭГ используется для выявления регионарных и межполушарных отличий и оценки адекватности кровотока.
  • Усредненная амплитуда по выбранным ЭЭГ-отведениям или по полушариям мозга.
  • Амплитудно-интегрированная ЭЭГ (аЭЭГ) рассчитывается по специальному нелинейному алгоритму, является методом длительного наблюдения за функцией головного мозга и используется для выявления на длительной записи типовых паттернов (фрагментов тренда характерной формы), характеризующих функциональное состояние мозга и степень его нарушений (в частности, гипоксически-ишемических, эпилептических). В ПМО «Энцефалан-НМ» могут показываться только тренды аЭЭГ. Расширенные возможности анализа аЭЭГ доступны при поставке дополнительного ПМО «Энцефалан-ЦФМ».
  • Тренды значений сверхмедленной активности мозга или уровня постоянных потенциалов (УПП или DCp) характеризуют исходный уровень и динамику метаболической активности разных отделов мозга. Регистрируются с тех же самых электродов, с которых регистрируются ЭЭГ-сигналы. В ПМО «Энцефалан-НМ» могут показываться только тренды УПП/DCp. Расширенные возможности регистрации и анализа сверхмедленной активности мозга доступны при поставке дополнительного ПМО «Энцефалан-СМА».

Тренды показателей ЭКГ-сигнала

  • Частота сердечных сокращений и длительность кардиоцикла, отражающие уровень хронотропного механизма регуляции и наличие отклонений (брадикардия, тахикардия, нарушения сердечного ритма).
  • Параметры вариабельности сердечного ритма, отражающие соотношение активности симпатического и парасимпатического отделов ВНС.

Тренды показателей SpO2, в частности:

  • Сатурация кислорода.
  • Частота пульса.

Тренды показателей фотоплетизмограммы (ФПГ)

  • Амплитуда систолической волны, обратно пропорциональная тонусу резистивных сосудов и прямо пропорциональна пульсовому кровенаполнению в месте наложения датчика.
  • Постоянная составляющая ФПГ, зависящая от тонуса посткапиллярно-венулярных сосудов и депонирования крови.
  • Перфузионный индекс, отражающий степень выраженности гипнотического и анальгетического компонентов анестезии. По некоторым литературным данным перфузионный индекс является более чувствительным маркером недостаточной анальгезии по сравнению с индексом спектральной мощности ЭЭГ.
  • Время распространения пульсовой волны характеризует тонус магистральных сосудов.

Тренды показателей сигналов рекурсии дыхания или потока дыхания, в частности:

  • Частота дыхания.
  • Условная амплитуда дыхания.
  • Условный минутный объем дыхания.

Тренды показателей кожно-гальванической реакции (КГР) или кожной проводимости (КПр), в частности, для КПр зависят от состояния ВНС, уровня сознания и психоэмоционального состояния:

  • Кожная проводимость (КПр) – тоническая составляющая КПр, характеризующая уровень сознания, глубину и скорость развития сенсорной блокады при регионарной анестезии, а также позволяющая судить о засыпании и пробуждении пациентов во время седации, о состоянии чувствительности (аналгезии) во время анестезии, глубине и скорости развития сенсорной блокады при регионарной анестезии.
  • Фазическая компонента КПр – отражает кратковременные реакции и всплески, характеризующие проявления психоэмоционального дискомфорта. Кратковременное пробуждение пациентов сопровождается увеличением количества и выраженности фазических всплесков. Нарастание медикаментозной депрессии сознания сопровождается постепенным снижением количества КГР. Даже при глубоких уровнях угнетения сознания, эпизоды возникновения дискомфорта пациента (в том числе и с болевыми ощущениями) отражаются на КРР, что указывает на возможность применения данного метода для оценки аналгезии.

Тренды показателей сигналов электроокулограммы (ЭОГ), отражающие моргание и движения глазных яблок. Повышение амплитуды ЭОГ, коррелирующее с нарастанием дельта-активностью на ЭЭГ, отражает наступление фазы дельта-сна у пациента.

Тренды показателей сигналов электромиограммы (ЭМГ) или огибающей электромиограммы (ОЭМГ) отражают степень тонического и фазического напряжения мышц и могут применяться для контроля миорелаксации при проведении сомнологических исследований и при медикаментозных воздействиях (анестезии).

Тренды положения тела и двигательной активности

Тренд значения температуры тела в месте установки датчика.

Тренды параметров церебральной гемодинамики, регистрируемых на основе сигналов реоэнцефалограммы (РЭГ) и характеризующих пульсовое кровенаполнение и тонус мозговых сосудов:

  • Реографический индекс (РИ).
  • Показатель периферического сосудистого сопротивления (ППСС).
  • Время распространения пульсовой волны по R (ВРПВ_R).
  • Индекс венозного оттока (ИВО).

Тренды параметров центральной гемодинамики, регистрируемых на основе сигналов центральной реограммы (РЕО-ЦГД).

Указанные выше тренды отражают общие возможности ПМО «Энцефалан-НМ». Для каждого типа блока пациента и выбранной конфигурации съема могут быть свои ограничения по количеству и составу регистрируемых физиологических сигналов.

Функциональные возможности

Программное обеспечение предоставляет специалисту возможность формировать свои тренды для различного применения, получать быстрый доступ к различным участкам записи, легко описывать события.

Пример одновременной визуализации физиологических сигналов и трендов расчетных показателей
Пример одновременной визуализации физиологических сигналов и трендов расчетных показателей

Пример одновременной визуализации физиологических сигналов и трендов расчетных показателей в соответствии с выбранным шаблоном показателей. В данном случае показываются рекомендуемые физиологические показатели – индекс спектральной мощности ЭЭГ (ИСМ), альфа-дельта отношение (АДО), усредненная амплитуда по левому и правому полушарию (Ампл_L и Ампл_R), показатель асимметрии, частота спектрального края, аЭЭГ, сверхмедленная активность (DCp) и частота сердечных сокращений (ЧСС).

Сопоставление паттернов ЭЭГ в сплит-режиме на разных фрагментах одного и того же исследования
Сопоставление паттернов ЭЭГ в сплит-режиме на разных фрагментах одного и того же исследования

Сопоставление паттернов ЭЭГ в сплит-режиме на разных фрагментах одного и того же исследования. В верхней части сигнального окна – медикаментозное блокирование высокоамплитудной эпилептиформной активности, в нижней части – паттерн «вспышка-подавление» при высокой степени сжатия (скорость развертки – 2,5 мм/с) и соответствующим фрагментом трендов. Видны резкие изменения по сигналам ЭЭГ, по расчетным показателям ЭЭГ и по показателям сердечной деятельности (нижний трек – ЧСС).

Сопоставление паттернов ЭЭГ в сплит-режиме на разных фрагментах одного и того же исследования
Сопоставление паттернов ЭЭГ в сплит-режиме на разных фрагментах одного и того же исследования

Слева – первичное исследование, при нахождении пациента в коме: значение ИСМ варьирует в пределах 0.9-1, непрерывный паттерн aEEG нормальной амплитуды, мало изменяющаяся амплитуда ЭЭГ и нерегулярная медленная активность в виде тета и дельта активности. Справа наблюдается уменьшение дельта-активности, снижение значения ИСМ до 0.5, увеличение мышечной активности, что свидетельствует о выходе пациента из комы.

Длительность фрагментов исследования, одновременно показываемых на одном экране монитора в окне тренды, может составлять от десятков минут до суток и более. Эта длительность определяется степенью сжатия трендов и масштабом представления динамики показателей, которые, в свою очередь определяются временным квантом, который может настраиваться пользователем в широких пределах – от 10 до 300 секунд.

Тренды нейромониторинга показываются вместе с сигнальным окном, в котором представлены нативные физиологические сигналы.

Тренды расчетных показателей
Тренды расчетных показателей

– амплитудно-интегрированной ЭЭГ (аЭЭГ) левого полушария по отведению Р3-А1; – амплитудно-интегрированной ЭЭГ (аЭЭГ) правого полушария по отведению Р4-А2; – значения средневзвешенной частоты пользовательского частотного диапазона; – значения эффективной полосы частот пользовательского диапазона; – мощность тета-активности; – мощность альфа-активности. В левой части – цифровые значения по текущему временному кванту, равному 10 с.

Перемещение сигналов в сигнальном окне любыми средствами навигации (листание страниц, переход по ФП, событиям или выбранному времени, перетаскивание указателем горизонтальной линейки прокрутки и пр.) приводит к автоматическому изменению положения вертикальной пунктирной линии на трендах нейромониторинга, отражающей текущий временной срез, и перерисовке цифровых значений расчетных показателей. Двойной клик в любую точку тренда позволяет мгновенно получить доступ к интересующему участку исходной ЭЭГ для детального анализа.

Тренды могут формироваться по базовым или составным показателямБазовый показатель – это характеристика сигнала по одному отведению, например, индекс спектральной мощности альфа-ритма или усреднённая характеристика по нескольким отведениям, а составной показатель – это значение, вычисляемое по формуле, например, коэффициент межполушарной асимметрии по заданным отведениям или коэффициент, характеризующий лобно-окципитальные соотношения. Составные показатели врач может составлять сам по формуле, вводимой в специальном редакторе.

Тренды расчетных показателей отображаются один над другим, с левой стороны указаны названия, единицы измерения, границы диапазонов и цифровые значения показателей, соответствующих текущему временному срезу.

Над графиками отображается аббревиатура физиологического сигнала, на основе которого идет расчет, а также аббревиатура показателя и единицы измерения. Слева от графиков указаны значения показателей, соответствующие расположению этого маркера.

Интерфейс помощи – при наведении указателя мыши на фрагменты сигналов, трендов, временной шкалы и т.д. – появляется информация о времени, типе сигнала, частотном диапазоне и т.п.

Для ускорения и упрощения работы при типовых исследованиях предусмотрены специальные шаблоны с условиями мониторинга, содержащие список параметров мониторинга с соответствующими настройками и связанные с конфигурацией съема. Необходимый минимум готовых шаблонов для расчета показателей входит в поставку, шаблоны можно отредактировать или создать новые.

Функциональные возможности по регистрации и анализу ЭЭГ и сервисные возможности по настройкам программы, по формированию врачебного заключения, по хранению и систематизации данных, а также по выводу необходимых данных на печать обеспечиваются основным программы для ЭЭГ-исследований «Энцефалан-ЭЭГА» или «Энцефалан-ЭЭГР» (в зависимости от вида оборудования).

Дополнительные программы, расширяющее функциональные возможности «Энцефалан-НМ»

Сочетание основной программы для ЭЭГ-исследований и программы «Энцефалан-НМ» с дополнительным ПО обеспечивает повышение эффективности исследований и достоверности диагностики.

Синхронный ЭЭГ-видеомониторинг («Энцефалан-Видео») для сопоставления электрофизиологических и клинических данных и для дифференциальной диагностики эпилептиформных нарушений (за счет различения артефактов, клинических и электрофизиологических пароксизмов и анализа феноменов эпилептиформной активности) или при необходимости подбора медикаментозных или других видов терапевтического вмешательства, например, оценки адекватности противосудорожной терапии.

Анализ в процессе сна изменений гипнограммы, нарушений ЭЭГ, дыхания и сердечной деятельности («Энцефалан-ПСГ»). Позволяет при длительном мониторинге дополнительно анализировать структуру сна.

Анализ вызванных потенциалов головного мозга на зрительные, слуховые и соматосенсорные стимулы («Энцефалан-ВП»). Если при исследовании требуется проводить функциональные пробы с вызванными потенциалами (провокативные, либо для анализа медикаментозной терапии), то фрагменты записи при этих ВП возможно открыть и детально проанализировать в ПМО «Энцефалан-ВП».

Мониторинг церебральных функций («Энцефалан-ЦФМ») для представления и детального анализа амплитудно-интегрированной ЭЭГ (аЭЭГ), автоматической классификации паттернов аЭЭГ, динамики частоты вспышек, процента подавлений, длительности межвспышечных интервалов, сжатых спектров в 2D и 3D-представлении, зеркальной спектрограммы, средних значений когерентности и пр.

Это расширяет возможности врача и позволяет анализировать процессы одновременно в трех видах представления – нативные сигналы, тренды ЦФМ и тренды нейромониторинга, с разной степенью детализации и различными формами обработки. Это может использоваться в разных ситуациях, в том числе для контроля медикаментозных и других видов воздействий.

Анализ сверхмедленной активности мозга («Энцефалан-СМА») для оценки нейроэнергообмена и метаболических нарушений.

В программе «Энцефалан-НМ» доступна только возможность визуализации трендов уровня постоянных потенциалов (УПП или DCp) в одном временном масштабе с любыми другими физиологическими показателями.

Более полный набор функциональных возможностей, включая топографическое картирование DCp, референтную рекострукцию и анализ реакций DCp на проводимые функциональные пробы, доступны при опциональной поставке дополнительной программы «Энцефалан-СМА».

Тренды и видеоизображение
Тренды и видеоизображение

На трендах и в окне просмотра потоков ЭЭГ-видеомониторинга маркер установлен на фрагменте с фокальным ЭПИ-приступом. Во время фокального ЭПИ-приступа на трендах наблюдается увеличение ЧСС, увеличение мощности Тета+Дальта активности, резкое снижение значения показателя ADO (отношения мощности альфа к мощности дельта), увеличение значения ИСМ (показателя степени осведомленности пациента) до 0.9 (пациентка не отвечает на вопросы), снижение значения средневзвешенной частоты (больше слева), увеличение среднего значения амплитуды ЭЭГ преимущественно слева.

Тренды и гипнограмма
Тренды и гипнограмма

На гипнограмме представлено 5 циклов сна. Красный маркер установлен на REM-стадии последней фазы сна. На сигналах цветом выделены события «Быстрые движения глаз» и «Тахикардия». На трендах показателей каждой REM-стадии сна соответствует резкое увеличение частоты пульса, частоты дыхания и парадоксальное снижение мышечной активности.

Тренды нейромониторинга и тренды ЦФМ
Тренды нейромониторинга и тренды ЦФМ

Видно, как изменяются характеристики аЭЭГ, как появляются одиночные (SS – Single Seizure) и повторяющиеся эпифеномены (RS – Repetitive Seizure) с постепенно возрастающей частотой вспышек. Появление периодов угнетения ЭЭГ (резкого снижения амплитуды ЭЭГ и аЭЭГ), чередующиеся вспышками, отражает факт перехода в паттерн «вспышка-подавление», график «% подавления» показывает достаточно высокие значения выраженности (50 и более процентов), а длительность фрагментов подавления достигает 40 секунд, что может свидетельствовать о передозировке препарата.

Тренды нейромониторинга и тренды ЦФМ
Тренды нейромониторинга и тренды ЦФМ

Пример одновременного представления нативных сигналов, трендов нейромониторинга и результатов обработки режима ЦФМ (тренд аЭЭГ, сжатые спектры по левому и правому полушарию мозга, тренды спектральных индексов тренды средних значений когерентности по выбранным парам отведений. У пациентки опухоль 4-го желудочка и окклюзионная гидроцефалия. Доминирует медленноволновая активность с периодически возникающими вспышками эпилептиформной активности, во время которых возрастает ЧСС (нижний трек на трендах). Значение индекса спектральной мощности ИСМ=1, что соответствует бессознательному состоянию пациента.

Тренды нейромониторинга, тренды ЦФМ и 3D-локализация
Тренды нейромониторинга, тренды ЦФМ и 3D-локализация

Пример одновременного представления нативных сигналов, трендов нейромониторинга, результатов обработки ЦФМ и 3D локализации. Обработки «3D локализация» показывает, что в начале вспышки источник ЭПИ-активности расположен в левой височной области и затем распространяется в центральную область мозга. На трендах наблюдается межполушарная асимметрия по текущим значениям амплитуды и средневзвешенной частоты, подтверждающая преобладание ЭПИ-активности в левом полушарии мозга.

Тренды нейромониторинга и графики СМА
Тренды нейромониторинга и графики СМА

Пример одновременного представления нативных сигналов, трендов нейромониторинга, результатов обработки СМА. На карте dDCp показано наибольшее изменение сверхмедленной активности в левой височной и теменной области на выделенном фрагменте ЭЭГ с продолженной ЭПИ-активностью во время сна.