Программа для анализа сверхмедленной активности мозга Энцефалан-СМА

➥Основная статья: Сверхмедленная активность (колебания)

Программа для анализа сверхмедленной активности мозга «Энцефалан-СМА» предназначено для анализа сверхмедленной активности (СМА) мозга в процессе ЭЭГ-исследований и является приложением к основному ПМО ЭЭГ-исследований «Энцефалан-ЭЭГ».

Метод регистрации и анализа СМА широко применяется в современной нейрофизиологической практике для изучения и анализа:

• работы мозга во всем диапазоне функциональных состояний человека – от спокойного бодрствования до комы;
• различий в деятельности правого и левого полушария головного мозга в различных условиях и оценки межполушарной асимметрии;
• взаимосвязи процессов обучения и памяти с характеристиками энергетического обмена (ФП на когнитивные нагрузки – чтение и пересказ текста, придумывание слов на заданное количество букв, выполнение арифметических действий в уме и пр.);
• закономерностей церебрального патогенеза и их раннего распознавания;
• церебрального энергетического обмена головного мозга в реальном времени при различных видах деятельности здоровых людей, находящихся в экстремальных ситуациях с целью оптимизации их трудовой деятельности, учебы, занятий спортом и т.д.
• эффективности различных терапевтических воздействий и в частности фармакологических препаратов.

О методе исследований СМА

Исторически сложилось так, что область исследований сверхмедленной активности головного мозга изобилует самыми разнообразными русскими и английскими терминами:

• сверхмедленная активность (СМА);
• уровень постоянных потенциалов (УПП);
• постоянный потенциал (ПП);
• стабильный потенциал (SP);
• потенциал постоянного тока;
• устойчивый потенциал (УП);
• сверхмедленные колебания потенциалов (СМКП);
• сверхмедленные потенциалы (СМП);
• сверхмедленные биопотенциалы (СМБП);
• омега-потенциал;
• Slow Cortical Potential (SCP);
• DC-potential или DCp;
• DC shift;
• DC fluctuation;
• Slowly changing potential;
• Very low frequency activity (VLFA);
• Steady-potential;
• Very slow EEG responses;
• Offset voltage и т.д.

Сверхмедленная активность головного мозга отражается в динамике значений уровня постоянных потенциалов УПП (DCp). По своей природе DCp отражает состояние кислотно-щелочного равновесия на границе гематоэнцефалического барьера, характеризует энергетический обмен (динамику метаболических изменений), а также интенсивность кровотока.

Сверхмедленные потенциалы головного мозга отличаются от ЭЭГ по амплитуде и частоте:

Повышение УПП характерно при заболеваниях, связанных с

• развитием функционального напряжения,
• при невротических расстройствах, сопровождающихся тревогой и фобиями,
• при тревожных депрессиях, в состоянии предоперационного стресса,
• при дегенеративных заболеваниях (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера).

Снижение УПП наблюдается в случаях

• истощения энергетических ресурсов (например, у больных с апатической депрессией);
• нарушения мозгового кровообращения в области очага поражения, что обусловлено резким уменьшением энергетического обеспечения мозга. При этом, в симметричной области контралатерального полушария отмечается повышение УПП, указывающее на компенсаторное увеличение энергозатрат интактного полушария.

В отдельный класс сверхмедленных колебаний потенциалов головного мозга относят компоненты вызванных потенциалов амплитудой единицы и десятки мкВ (УНО, CNV, моторные потенциалы). Считается, что этот класс сверхмедленных колебаний тесно связан с механизмами тонких информационно-управляющих функций головного мозга, включая мыслительные процессы и функции принятия решения.
Этот класс сверхмедленных колебаний регистрируется и анализируется в другой программе – «Энцефалан-ВП».

Примеры регистрации и анализа СМА

Изменения УПП наблюдаются при применении функциональных проб, связанных с воздействием на внутреннее состояние организма путем изменения его метаболизма. Наиболее распространенной из этих проб является проба с 3-х минутной гипервентиляцией (ГВ).

Под влиянием гипервентиляции в результате слабой ишемии у взрослых здоровых испытуемых наблюдается небольшое увеличение УПП, причем уровень потенциала снижается до исходных значений через 3 минуты после прекращения гипервентиляции.

Однако, у лиц с повышенной возбудимостью мозга, которая на ЭЭГ, как правило, соответствует снижению порога судорожной готовности, выявляется значительное увеличение УПП, и уровень потенциала не восстанавливается через 3 минуты после прекращения гипервентиляции.

Изменения УПП при гипервентиляции отражают реактивность нервной и сосудистой систем по отношению к гипокапнии. Выраженные сдвиги УПП позитивной направленности (3 мВ и более) свидетельствуют о высокой чувствительности к гипокапнии, мощной вазоконстрикции церебральных и экстрацеребральных сосудов и гипоксии мозга при гипервентиляции.

Функциональные возможности программы «Энцефалан-СМА»

Регистрация СМА проводится с помощью электроэнцефалографов производства «Медиком МТД» в комплекте с электродными системами (ЭЭГ-шапочками) из комплекта «Энцефалан-КЭ» и с ПМО «Энцефалан-СМА».

Ввиду особенностей амплитудно-частотных храктеристик сигналов СМА (см. выше) для их исследования используются усилители с так называемым «открытым входом» – без фильтра высоких частот (ФВЧ).

Основными отличиями электроэнцефалографов «Медиком МТД» от других приборов для записи СМА являются:

• Синхронная регистрация СМА, ЭЭГ и ВП с использованием одних и тех же электродов по стандартной международной схеме «10 20%», до 20 отведений одновременно.
• Возможность сопоставления данных ЭЭГ, ВП и других регистрируемых физиологических показателей с данными СМА и результатов их обработки.

Синхронная регистрация различых (по амплитудно-временным параметрам) процессов электрической активности в одних и тех же зонах головного мозга служит для изучения особенностей вклада этих процессов в нейродинамическую организацию центральной нервной системы и предоставляет специалистам новые диагностические возможности.

Возможности «Энцефалан-СМА»

Измерение абсолютного значения межэлектродного сопротивления R по всем ЭЭГ каналам в диапазоне от 1 до 100 кОм.

Измерение разности сопротивлений dR в диапазоне от 0,1 до 10 кОм по всем ЭЭГ каналам на выбранном фрагменте записи.

Референтная монтажная реконструкция сигналов СМА (изменение схемы отведений на монополярную или биполярную) осуществляется по тем же алгоритмам, что и реконструкция сигналов ЭЭГ, позволяет анализировать межполушарный и сагиттальный градиент.

Запись показателей собственных потенциалов электродов с целью их возможной дальнейшей компенсации.

Синхронная регистрация с ЭЭГ и СМА дополнительных физиологических сигналов, формально не относящих к интрацеребральной активности, но способных вносить свой вклад в регистрируемые сверхмедленные процессы:

• кожно-гальванической реакции по Тарханову (кожный потенциал) или по Фере (аналог электрокожного сопротивления на зондирующей частоте);
• электроокулограммы (ЭОГ – отражает моргание и глазодвигательные артефакты);
• электрокардиограммы (ЭКГ);
• рекурсии дыхания (РД);
• и других сигналов (температуры, ФПГ, РЭГ, ЦГД, содержания кислорода в крови и т.д.) при наличии в составе электроэнцефалографа соответствующих дополнительных беспроводных устройств и/или датчиков.

Взаимная синхронизация представления сигналов DCp и ЭЭГ с удобной навигацией по исследованию – листание по страницам, скроллирование, переход по ФП, переход по пользовательским маркерам, переход по заданному времени и пр.

Топографическое картирование для отображения их пространственного распределения по поверхности головы:

• амплитудных значений DCp по выбранному временному срезу;
• размаха значений DCp;
• значений Rx по выбранному временному срезу;
• размаха значений Rx (реакции, изменения Rx на воздействие);
• dDCp – реакций СМА на проводимые функциональные пробы.

Компенсация различных показателей (и их сочетаний) для лучшего восприятия динамики СМА:

• собственных значений потенциалов электродов;
• значений потенциалов произвольно выбранного временного среза;
• значений потенциалов в моменты времени, соответствующие началу текущей функциональной пробы (ФП).

Установка при проведении ФП соответствующих маркеров на ЭЭГ и СМА, отображение этих маркеров при синхронной прокрутке ЭЭГ и СМА.

Представление в табличном виде любого сочетания исходных, компенсируемых и итоговых значений сверхмедленных потенциалов.

Печать выходных документов, отражающих графики DCp и Rx, топографические карты значений DCp и реакции на проводимые воздействия dDCp.

• Сплит-режим – одновременный просмотр и сопоставление сигналов DCp и результатов анализа по ним на разных фрагментах записи
• Для удобства визуального анализа все типы сигналов (ЭЭГ, DCp и R) имеют собственные настройки чувствительности и скорости развертки
• Экспорт значений DCp и Rx в файлы различного формата для возможности дальнейшей обработки внешними программами

Нормативные группы– создаются с целью систематизации данных по сверхмедленной активности, относящихся к различным категориям испытуемых или пациентов и условиям проведения исследований (ФП различного вида).

Получаемые данные способствуют интерпретации показателей метаболической активности головного мозга конкретного пациента/испытуемого относительно аналогичной (по полу, возрасту, заболеванию и т.д.) статистической группы.

Для каждой записи (одного человека) в группе рассчитывается и отображается несколько топографических карт: DCp текущей записи; математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение от DCp группы; Z-статистика.

Расширение функциональных возможностей программы «Энцефалан-СМА» при совместном использовании с дополнительными программами

Совокупный анализ ПСГ и ЭЭГ с помощью «Энцефалан ПСГ»

При проведении сомнологических исследований с применением программы «Энцефалан-ПСГ» одним из основных результатов анализа является гипнограмма отражающая фазовую структуру сна.

При совместном использовании программы «Энцефалан-СМА» и «Энцефалан-ПСГ» врачу предоставляется возможность анализа динамики метаболических процессов в цикле «бодрствование-сон».

Совокупный анализ СМА и ЭЭГ с помощью программы  «Энцефалан СА»

Программа «Энцефалан-СА» позволяет анализировать в едином временном масштабе ЭЭГ (и различные расчётные показатели на основе ЭЭГ) совместно с другими физиологическими показателями (ЭКГ, ЭМГ, РЭГ, рекурсия дыхания и др.)

При совместном использовании программ «Энцефалан-СМА» и «Энцефалан-СА» появляется уникальная возможность анализа трендов динамики СМА в одной временной шкале с другими физиологическими показателями (ЭЭГ, РЭГ, ЧСС, ФПГ, рекурсии дыхания и т.д.).