Шлем для ЭЭГ

Для фиксации ЭЭГ электродов на голове пациента долгое время при­менялись эластичные сетки с прутьями из резины или силикона, под которые помещались чашечные или мости­ковые электроды. К преимуществам таких систем можно отнести простую замену вышедшего из строя электро­да и легкий доступ к месту контакта электрода с кожей головы для добавле­ния контактной среды. Использование таких сеток подразумевает длитель­ный процесс размещения электродов в ходе которого возможно отклонение их расположения от системы «10-20». С появлением ЭЭГ шлемов с предустановленными электродами и об­щим разъемом процесс подготовки пациента к исследованию стал проще, поскольку выбрав правильный размер шлема, электроды сразу оказываются в необходимых местах, а подключение к электроэнцефалографу осуществля­ется присоединением единственного разъема.

На данный момент на территории Российской Федерации и Европы из коммерчески доступных ЭЭГ шле­мов с общим разъемом типа DB 25 для регистрации электроэнцефало­граммы, преимущественно при клиническом обследовании, наиболее распространены (рис. 1):

  • Electro-Cap E 1-M (Electro-cap International, Inc., USA);
  • WaveGuard connect CS-301 (eemagine Medical Imaging Solutions GmbH, Germany);
  • MCScap CLINIC (ООО Медицинские компьютерные системы, Россия).
Рисунок 1. Внешний вид трех шлемов и состав стандартных наборов: Electro-cap, WaveGuard connect и MCScap CLINIC

Технические свойства

Таблица 1. Результаты измерений электрохимических характеристик электродных систем

Electro-CapWaveGuard connectMCScap CLINICТребования по ГОСТ 25995-83
Материал сенсораОловоОловоAg/AgCl
Поляризацияот 15 до 120 мВот 20 до 100 мВот 1 до 5 мВменее 100 мВ
Дрейф< 14 мкВ< 35 мкВ< 5 мкВменее 25 мкВ
Шум< 3.0 мкВ< 2.5 мкВ< 1.8 мкВменее 20 мкВ

Потребительские качества

В таблице 2 отражены потреби­тельские характеристики каждой из трех электродных систем, такие как: размерный ряд, материал сенсора, длина электрод­ного шлейфа, количество электро­дов, наличие ушных электродов, отдельных ремонтных электродов, состав стандартного комплекта, ре­комендуемая токопроводящая среда, гарантийный срок службы, наличие регистрационного удостоверения или знака CE в РФ комплекта на основе анализа не менее 3-х предложений на рынке.

Таблица 2. Потребительские характеристики электродных систем

МодельElectro-Cap

E 1-M

WaveGuard connect CS-301MCScap CLINIC

CLINIC

РазмерMedium (54-58 см)M (51-56 см)L/M (51-57 см)
Размерный рядLarge (58-62 см), L-M (56-60 см), Medium (54-58 см),

M-S (52-56 см), Small (50-54 см), S/XS (48-52 см),

X-small (46-50 см), Infa Cap I (42-46 см), Infa Cap II (38-42 см), Infa Cap III(34-38 см), Infa Cap IV (30-34 см), Infa Cap V (26-30 см), Infa Cap VI (22-26 см)

L (56-61 см), M (51-56 см),

S (47-51 см), C (43-47 см),

I (39-43 см), B (36-39 см)

XL (60-66 см),

XL/L (57-63 см),

L (54-60 см), L/M (51-57 см),

M (48-54 см),

M/S (45-51 см),

S (42-48 см), S/XS (39-45 см), XS (36-42 см), Inf I (32-36 см), Inf II (28-32 см), Inf III (24-28 см)

Материал сенсораTinTinAg/AgCl
Длина кабеля1.0 м1.5 м1.5 м
Число электродов (каналов)20 (19)

(Fp1, Fp2, F3, F4, C 3, C 4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, Т3, T4, T5, T6, Cz, Fz,

Pz + GND)

23 (21)

(Fp1, Fp2, F3, F4, C 3, C 4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, Т3, T4, T5, T6, Cz, Fz, Pz +

M1, M2 + GND + REF)

20 (19)

(Fp1, Fp2, F3, F4, C 3, C 4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, Т3, T4, T5, T6, Cz, Fz, Pz +

GND)

Отдельный (ремонтный) электродопциональноопциональноопционально
Ушные электродыопциональнорасположены на месте мастоидального отросткаопционально
Адаптер для подключения к усилителю с помощью разъемов типа TouchProof 1,5 ммопциональноопциональноопционально
Нагрудный поясопциональноопциональноопционально
Состав стандартного комплектаЭЭГ шлем с предустановленными электродамиЭЭГ шлем с предустановленными электродами,

3 шприца 10 мл., 10 тупых игл,

2 образца токопроводящего геля по 60 гр., пользовательская документация

ЭЭГ шлем с предустановленными электродами, шприц 20 мл. с тупой иглой, токопроводящий гель, щеточка для чистки электродов, пользовательская документация
Рекомендуемая токопроводящая средаТокопроводящий гельТокопроводящий гельТокопроводящий гель
Гарантийный срок3 месяца4 месяца12 месяцев
Наличие разрешительных документовFDA clearence, CE mark, регистрационное удостоверениеCE markCE mark, регистрационное удостоверение

Эксплуатационные характеристики

Все три исследуемые электродные си­стемы рекомендуется использовать с токопроводящим гелем. Наблюдался хороший механический контакт электродов с кожей испыту­емого. При добавлении токопроводящего геля, электродный импеданс становится ниже 25 кОм.

Во время регистрации ЭЭГ, каче­ство сигнала контролируется визу­ально. По­скольку каждом наборе отсутствуют отдельные ушные электроды, испольуется Vertex монтаж с расположением референтного электрода на макушке головы (Cz). Сигнал фильтруется в диапазоне от 0,53 Гц до 30 Гц, а так же включенным режекторным фильтром сетевой навод­ки 50 Hz. В случае шлемов MCScap CLINIC и Electro-cap качество сигнала – удовлетворительное. При запи­си сигнала с использованием шлема WaveGuard connect наблюдается ста­бильный низкочастотный высокоам­плитудный дрейф изолинии, который может затруднить визуальную оценку ритмов ЭЭГ. Устранить низкочастотные ар­тефакты можно лишь с помощью дополнительного фильтра высоких частот с частотой среза в 5,3 Гц, тем самым отфильтровывая полезную информацию в дельта– и тета-диапазоне ЭЭГ (рис. 2).

Рисунок 2. Визуальное отображение сигнала ЭЭГ записанного с использованием шлемов: Electro-cap, WaveGuard connect и MCScap CLINIC

В случае использования шлема MCScap CLINIC испытуемые отмечают, что не­приятные ощущения отсутствуют, давление электродов на кожу головы не ощущается. Для шлема WaveGuard connect непри­ятные ощущения в целом отсутствуют, однако из-за близкого расположе­ния подбородочного ремня к горлу может возникнуть незначительное затруднение дыхания. В случае шлема Electro-cap имеются жалобы на дискомфорт из-за сильного давления электродов на голову и тугого подбородочно­го ремня.

Заключение

В результате оценки электрохи­мических характеристик выявлено, что электродные системы Electro-cap и WaveGuard connect не соответству­ют требованиям ГОСТ 25995-831 в части значений электродной поля­ризации и/или дрейфа напряжения. Полученные результаты подтвер­ждают исследование коммерчески доступных электродов с различными материалами сенсоров.2 Очевидно, что олово имеет наихудшие параме­тры стабильности электрической ха­рактеристики, особенно в области низких частот. Оловянные электроды настоятельно не рекомендуется для записи медленных ЭЭГ потенциалов. Смесь серебра и хлористого серебра Ag/AgCl показывает наилучшую ста­бильность характеристик. Поэтому, для длительного мониторинга ЭЭГ предпочтительнее использовать электроды с сенсорами Ag/AgCl. Известны патологии, проявляющи­еся в виде электрической активности за пределами традиционной полосы частот ЭЭГ 0,5-70 Гц для диффе­ренциальной диагностики которых требуется использование более ка­чественных и стабильных инстру­ментов исследования.3

Только электродная система MCScap CLINIC имеет возможность крепления дополнительных элект­родов F9, F10, T9, T10, P9, P10 для формирования расширенного монтажа следуя актуальным рекомендациям Международной федерации клини­ческой нейрофизиологии.4

В любом случае врачу функцио­нальной диагностики или нейрофи­зиологу необходимо учитывать особенности электрических характери­стики примененных электродов для формирования корректного описания ЭЭГ или научных выводов, а так же оценивать безопасность и комфорт пациента во время исследования.

Footnotes

  1. ГОСТ 25995-83. Электроды для съема биоэлектрических потенциалов. Общие технические требования и методы испытаний [Текст]. — Москва: Изд-во стандартов, 1984. — 25 с.
  2. Tallgren P, Vanhatalo S, Kaila K, Voipio J. Evaluation of commercially available electrodes and gels for recording of slow EEG potentials // Clinical Neurophysiology. 2005. V. 116. P. 799-806
  3. Vanhatalo, S., Voipio, J. & Kaila, K. Full­band EEG (fbEEG): a new standard for clinical electroencephalography // Clin. EEG Neurosci. 2005. V. 36. P. 311-317
  4. Seeck, M., Koessler, L., Bast, T., Leijten, F., Michel, C., Baumgartner, C. et al. The standardized EEG electrode array of the IFCN // Clin Neurophysiol. 2017. V. 128. P. 2070-2077