Техника проведения ЭЭГ

Электроэнцефалография — нейрофизиологический метод регистрации суммарной электрической активности головного мозга. В современной практике для регистрации ЭЭГ используется компьютерный энцефалограф, представляющий собой аналогово-цифровой преобразователь. Его назначение — регистрация и непрерывное графическое отображение состояния биоэлектрической активности мозга. Отведение активности выполняют электродами, которые коммутируют (соединяют) с энцефалографом по определенным правилам. В зависимости от вида исследования используют различные виды электродов (скальповые, инвазивные, для внутренних полостей черепа и др.). Отдельный электрод регистрирует относительно локальную активность коры, поэтому для исследования используют достаточно большое количество электродов, размещаемых на конвексе по системе, определенной Международным сообществом нейрофизиологов. Поскольку состояние биоэлектрической активности зависит от функционального состояния мозга и бурно меняется при внешней стимуляции, одним из важных условий является строгое соблюдение стандартных условий проведения исследования. Обычное клиническое ЭЭГ исследование включает несколько последовательных этапов регистрации как спонтанной (фоновой) активности, так и результатов выполнения батареи стандартных нагрузочных проб. Завершающим аккордом является анализ результатов исследования и формирование клинического заключения, которое строится по определенному алгоритму.

Таким образом, ЭЭГ не только требует специального технического оснащения, но и имеет развернутую методику выполнения исследования. Грамотное выполнение ЭЭГ основывается на строгом соблюдении методики. Этим достигается сравнимость результатов, получаемых как в динамике у одного обследуемого, так и различными специалистами.

Условия проведения ЭЭГ

В идеале исследование должно выполняться в специальном помещении — ЭЭГ-камере. Это помещение наряду со свето- и звукоизоляцией должно обладать еще одной принципиальной особенностью — экранированием от внешних электромагнитных воздействий. Минимизируется влияние помех, в первую очередь сетевой наводки. Смысл экранирования восходит к клетке Фарадея: внутри этого экранированного пространства напряжение поля стремится к нулю. Современная аналогово-цифровая аппаратура обладает большой способностью к избирательной режекции определенных частотных диапазонов, в первую очередь диапазона сетевого электричества частотой 50 + 5 Гц. В результате в современной практике устойчиво закрепилась тенденция использования ЭЭГ-кабинета, в котором сохраняются условия сенсорной депривации, но экранирование помещения уже не проводится.

Техника безопасности

Заземление — «святая святых» электрофизиологии.

Пациент должен обязательно быть заземлен через соответствующий канал энцефалографа!

Требования по технике безопасности обязывают использовать розетки с заземлением. Такое заземление называется «защитным». Если в ЭЭГ-кабинете имеется защитное заземление, то каких-либо дополнительных мер при работе с аналогово-цифровыми системами, как правило, не требуется.

В ряде случаев (например, к контуру защитного заземления подключена рентгеновская установка) может потребоваться оборудование ЭЭГ-кабинета отдельным контуром рабочего заземления. В случае необходимости для устранения (уменьшения) электрических помех может быть соединено кресло пациента (кровать) с шиной рабочего заземления. Пациент в целях электробезопасности к шине подключаться не должен!

Дополнительные устройства для проведения ЭЭГ

Для достижения состояния спокойного бодрствования во время исследования используются либо специальные кресла с подголовником, либо кушетка, на которой пациент располагается лежа. Необходимость мышечного расслабления, помимо обеспечения максимального эмоционального покоя обследуемого, определяется тем, что напряжение мышц головы и шеи сопровождается появлением артефактов электромиограммы.

Для выполнения фотостимуляции и фоностимуляции энцефалограф оснащается соответствующими дополнительными устройствами.

Фотостимулятор может представлять блок светодиодных светильников или очки с вмонтированными в оправу светодиодами. Фотостимуляция осуществляется импульсами длительностью 50 мкс. Частота следования импульсов может задаваться произвольно — от 1 до 30—40 Гц. Как правило, используются вспышки белого цвета. Для специальных исследований могут использоваться хроматические вспышки (красного, синего, зеленого цвета). При использовании блока фотостимуляции его штатив следует устанавливать так, чтобы фотостимулятор располагался строго по линии взора на расстоянии 20—25 см от глаз обследуемого.

Фоностимулятор с одним динамиком устанавливают за спинкой кресла, что, как считается, обеспечивает одновременную бинауральную стимуляцию. При раздельной бинауральной стимуляции динамики устанавливают на равном удалении и под одинаковым углом к голове обследуемого, если, конечно же, не проводится специальных исследований по латерализации функций.

Международная система расположения электродов «10—20 %» при проведении ЭЭГ

➥ Основная статья: Система 10-20

Биоэлектрическая активность головного мозга может регистрироваться с любых точек на конвекситальной поверхности. Повторяемость результатов, их сравнимость с данными других исследований достигается только при применении всеми специалистами единой стандартной системы расположения электродов.

В 1958 г. Генри Джаспер предложил оригинальную схему размещения электродов. В основу «системы координат», предложенной Джаспером, положено строгое соотношение расстояний между электродами в «координатной сетке» на конвекситальной поверхности. Система «меридианов и параллелей» строится относительно линии «затылочный бугор — переносица» и интераурикулярного «экватора», проходящего через макушку. Исходя из выбранного соотношения расстояний между электродами, схема Джаспера имеет название «система 10—20 %». В настоящее время система размещения электродов «10—20 %» рекомендована Международной федерацией клинических нейрофизиологов (IFCN) как стандартная.

Буквенные символы обозначают основные области мозга и ориентиры на голове: О — occipitalis, Р — parietalis, С — centralis, F — frontalis, Т — temporalis, А — auricularis. Нечетные цифровые индексы соответствуют электродам над левым, а четные — над правым полушарием мозга. Электродам, расположенным по сагиттальной линии, присваивается индекс «z».

Точки расположения электродов в системе отведений «10—20 %» определяют следующим образом. Измеряют расстояние по сагиттальной линии от затылочного бугра (inion) до переносицы (nasion) и принимают его за 100 %. В 10 % этого расстояния от опорных точек (inion и nasion) устанавливают соответственно нижний лобный (Fpz) и затылочный (Oz) сагиттальные электроды. Остальные сагиттальные электроды (Fz, Cz и Pz) располагают между этими двумя на равных расстояниях, составляющих 20 % от расстояния inion-nasion. Вторая основная линия проходит между двумя слуховыми проходами через vertex (макушку). Нижние височные электроды (ТЗ и Т4) располагают соответственно в 10 % этого расстояния над слуховыми проходами, а остальные электроды этой линии (СЗ, Cz, С4) — на равных расстояниях, составляющих 20 % длины биаурикулярной линии. Через точки ТЗ, СЗ, С4, Т4 от inion к nasion проводят линии и по ним располагают остальные электроды. По средней сагиттальной линии (через Cz) располагают электроды Oz, Pz, Fz. По линиям, проходящим через СЗ и С4, располагают электроды 01, РЗ, F3, Fpl слева и 02, Р4, F4, Fp2 — справа. По нижним линиям, проходящим через электроды ТЗ и Т4, размещают электроды F7 и Т5, F8 и Тб. На мочки ушей помещают клипсы-электроды: А1 — на левое ухо и А2 — на правое.

Преимуществом схемы «10—20 %» является большое количество электродов, что позволяет получить детальную картину распределения потенциалов по конвекситальной поверхности и выполнять процедуры картирования.

Американским нейрофизиологическим сообществом в начале 1990-х гг. (1991) была предложена система отведений «10—10». Дополнительные электроды в этой системе устанавливаются на расстоянии, равном половине расстояния между электродами в системе «10—20». Данная система, как и системы с еще большим количеством электродов (до 64—128), представляют попытку повышения «разрешающей способности ЭЭГ». Под «разрешающей способностью ЭЭГ» условно можно принять возможность определить два источника биоэлектрической активности головного мозга как самостоятельные независимые источники.

Электроэнцефалографические монтажи

➥ Основная статья: Монтаж отведений ЭЭГ

Основу электроэнцефалографии составляет регистрация разности потенциалов между двумя точками. Регистрируемая и графически отображаемая разность потенциалов между двумя электродами называется электроэнцефалографическим отведением. Считается, что активность, регистрируемая под одним электродом, отражает функциональное состояние участка коры площадью от 10 х 10 до 15 х 15 мм. Для регистрации биоэлектрической активности всех отделов конвекситальной коры необходимо использовать достаточное для этой задачи количество отведений. Коммутация ЭЭГ отведений в определенную систему составляет монтаж. Исходя из способа регистрации активности, монтажи могут быть разделены на биполярные и монополярные (рис. 1).

В биполярных монтажах отведения коммутируются последовательными «цепочками» либо вдоль сагиттальной линии, либо поперек ее. Соответственно, такие монтажи описываются как продольные и поперечные (рис. 1). Наименование отведений в биполярных монтажах соответствует паре коммутируемых электродов: например, Fp1-F3, F3-C3, С3-Р3, Р3-О1 и т. д.

Рис. 2. Биполярные ЭЭГ монтажи
а-продольный, б-поперечный

Одним из распространенных продольных монтажей является монтаж, представляющий последовательную коммутацию электродов над каждым полушарием в две фронто-окципитальные цепи: цепь через парасагиттальные отведения и цепь через височные отведения (рис. 2, а). Схема такого монтажа имеет характерный вид, что позволило дать монтажу соответствующее название: «double banana» (англ.), «doppelte Вапапе» (нем.). При коммутации электродов по фронтальным линиям формируется поперечный биполярный монтаж (рис. 2, б).

Монополярные монтажи могут быть разделены на два вида в зависимости от методики получения «индифферентного», т. е. «нулевого» отведения. В первом случае референтный электрод располагается в точке, столь удаленной от мозга, что его активность стремится к нулю. Второй способ основан на «усреднении» сигнала от всех активных электродов. Этот сигнал становится тем «усредненным электродом», относительно которого оценивается активность над каждым отведением.

В референциальных монтажах расположение индифферентного электрода на мочке уха, как показывает опыт, является вполне оправданным способом, учитывая относительно низкую мощность ЭЭГ-сигнала. Референтный электрод располагают на мочке ипсилатерального уха: электроды А1 и А2 соответственно (рис. 3). Очень часто в качестве референтного электрода используют отведение от двух ушных электродов, соединенных между собой (АА — объединенный ушной референт), что позволяет снизить влияние межполушарной асимметрии на референт (не стоит забывать, что ушной электрод не так далеко отнесен от височной доли, и при расположении в височной доле мощного патологического источника, например эпилептического очага, может быть получено ложное полушарное или диффузное распространение активности).

Рис. 3. Монополярные ЭЭГ монтажи
а — референциальный монтаж; б — монтаж с разделенными ушными электродами; в — монтаж относительно вертекса (Cz)

В некоторых клинических случаях, например при эпилептическом очаге в височной доле, ушной референт перестает быть «индифферентным» неактивным электродом. В такой ситуации в качестве референта могут использоваться «удаленные» от черепа электроды, например на акромиальном отростке лопатки. Однако размещение референтного электрода на удаленных частях тела встречает ряд трудностей, главным образом в связи с помехами от других электрически активных органов: сердца и поперечно-полосатой мускулатуры. Расположение «удаленного» референтного электрода на подбородке, переносице, скуловой кости встречается крайне редко и представляет, пожалуй, лишь исторический интерес. Тем не менее в тех ситуациях, когда размещение электрода на мочке уха по каким-либо причинам нежелательно, такое расположение референта возможно.

В качестве референтного электрода может использоваться вертексный электрод Cz. Парадокс в том, что, несмотря на очевидный активный характер этого электрода, он, благодаря своему топографическому центральному расположению, имеет уровень активности, который можно условно считать неким средним суммарным уровнем. Использование электрода Cz со средним уровнем активности положило начало другому способу: математическое формирование виртуального усредненного электрода

В монтажах с усредненным электродом (Av) в качестве такого электрода используют «точку» («источник»), к которой через одинаковые достаточно большие сопротивления параллельно подсоединены все активные электроды, находящиеся на скальпе обследуемого. Параллельное подключение большого количества электродов «усредняет» активность и обеспечивает относительно низкую амплитуду суммарного сигнала усредненного электрода. Как следует из технического обоснования данной методики, количество усредняемых электродов должно быть достаточно большим, чтобы активность отдельного электрода не вносила столь большой вклад, что будет приводить к искажению среднего сигнала. На практике монтажи с усредненным электродом используются при общем количестве электродов не менее 16.

Усредненный электрод может формироваться раздельно для каждого полушария: усредненный электрод правого полушария (AvR) и левого (AvL). Поскольку каждый активный электрод входит в математическую модель усредненного электрода, коммутация активных электродов осуществляется с усредненным электродом ипсилатерального полушария.

При усреднении для нивелирования возмущений со сторон отдельных электродов могут дополнительно использоваться математические процедуры преобразования, например Лапласиана или по Lemos. Такой референт обозначается как «усредненный взвешенный электрод» (AvW).

В самом общем случае монополярное отведение обозначается как отведение относительно референтного электрода. Например, Ol-Ref, O2-Ref. Однако референт, как правило, указывается. В результате наименование отведения выглядит более конкретно, например О1-А1, или О1-АА, или Ol-Av, или 01-AvW.

Разнообразие монтажей при проведении ЭЭГ служит решению обратной задачи ЭЭГ — локализация источника патологической активности. Данный раздел, посвященный методике ЭЭГ исследования, не подразумевает дискуссию на тему, какой монтаж — монополярный или биполярный — лучше и, следовательно, в каком монтаже регистрировать ЭЭГ. В эру бумажнопишущих энцефалографов специалисты придерживались правила зарегистрировать ЭЭГ в нескольких обязательных монтажах. Коммутация 6—8 таких монтажей была уже «зашита» в прибор. Компьютерная энцефалография позволяет зарегистрированную в любом монтаже ЭЭГ перекоммутировать на любой другой монтаж. В программное обеспечение энцефалографического комплекса входит так называемая библиотека монтажей. Она достаточно обширна. Кроме того, всегда есть возможность создать свой собственный монтаж или собственную библиотеку. Необходимым условием является достаточное количество электродов. При использовании ЭЭГ-шлема (EEG-cap) регистрируется оптимальное количество отведений. При работе с мостиковыми или чашечковыми электродами следует стремиться накладывать не менее 19—21 электрода, чтобы не обкрадывать себя при последующем анализе полученных данных.

Графическое представление паттерна ЭЭГ (экранные образы ЭЭГ) подразумевает очередность представления отведений «сверху вниз». Графическое представление зависит от решаемых задач. При общей оценке нейродинамики «сверху вниз» поочередно отражают полушарные отведения. При выявлении межполушарных различий могут попарно выводиться гомологичные отведения правого и левого полушария. Самым нижним каналом, как правило, регистрируется ЭКГ во II стандартном отведении.

Нейрофизиологическое сообщество не разработало стандартных требований к экранным образам. Одинаково часто можно встретить представление экранных образов как последовательность отведений от лобных к затылочным, и наоборот. Очередность представления отведений левого и правого полушария, а также последовательность полушарных отведений, пожалуй, определяются устоявшимися в лаборатории традициями и отражают индивидуальный стиль восприятия специалиста («Я так вижу»). Все же не стоит навязывать свой стиль другим. Начинающему специалисту стиль надо выбрать, выработать и придерживаться его. Последовательность отведений должна быть логична, целесообразна, и не должна быть вычурна.

Амбулаторная ЭЭГ: техника и методика

Условия регистрации

Получение достоверной и сравнимой информации при электроэнцефалографическом исследовании возможно при строгом соблюдении стандартных условий выполнения ЭЭГ исследования: пациент (обследуемый) находится в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами в условиях сенсорной депривации. При выполнении исследования пациент сидит в специальном кресле или лежит на кушетке.

Биоэлектрическая активность головного мозга чрезвычайно чувствительна к воздействию внешних стимулов, отвечая на любую надпороговую стимуляцию изменением амплитудно-частотных параметров. В этой связи обязательным условием регистрации спонтанной активности является выполнение исследования при закрытых глазах. Также ЭЭГ-кабинет должен иметь достаточную свето- и звукоизоляцию, чтобы обеспечить сенсорную депривацию.

Состояние спокойного бодрствования подразумевает эмоциональный покой и мышечную релаксацию. Психоэмоциональная напряженность пациента проявляется изменениями характера ЭЭГ, поэтому необходимым условием проведения исследования являются максимально возможный эмоциональный покой и мышечная релаксация обследуемого. Исследование должно проводиться в условиях температурного комфорта.

Перед проведением исследования пациенту объясняют его суть, говорят о его безвредности и безболезненности, излагают общий порядок процедуры и обязательно указывают ее приблизительную продолжительность. Все это следует сделать, чтобы снять неизбежную тревожность пациента как реакцию на малоизвестное воздействие. Опыт показывает, что для подавляющего большинства пациентов техника проведения ЭЭГ-обследования не является известной и понятной процедурой. Это рождает естественную аффективную напряженность даже у здоровых лиц. Не следует забывать, что на ЭЭГ-обследование направляют людей с теми или иными сомнениями в состоянии здоровья (кроме специальных психологических или психофизиологических исследований здоровых лиц). Таким образом, для достижения пациентом состояния спокойного бодрствования следует разъяснить ему порядок выполнения процедуры. В противном случае регистрируются не ЭЭГ покоя, а ЭЭГ-корреляты состояния тревоги.

Для достижения состояния спокойного бодрствования во время исследования используются либо специальные кресла, либо пациент располагается лежа на кушетке (кровати). При использовании кресла положение пациента должно быть максимально удобным, голова должна покоиться на специальном подголовнике для расслабления мышц шеи, но при этом не должны страдать (смещаться) затылочные и париетальные электроды. Необходимость мышечного расслабления, помимо обеспечения максимального эмоционального покоя обследуемого, определяется тем, что напряжение мышц головы и шеи сопровождается появлением артефактов электромиограммы.

Стандартные условия техники выполнения ЭЭГ подразумевают состояние бодрствования, т. е. наличие сознания. Следует иметь в виду, что человек в условиях сенсорной депривации, сидящий в удобном кресле или лежащий на кушетке с закрытыми глазами в состоянии психоэмоциональной релаксации может непроизвольно перейти от состояния бодрствования к фазам засыпания и легкой дремоты. Это неизбежно изменит паттерн фоновой активности, что может послужить причиной искажения результатов исследования. Врач, выполняя исследование, должен предусматривать возможность флюктуации уровня сознания у пациента

Порядок выполнения исследования

➥ Основная статья: ЭЭГ обследование (порядок выполнения)

Исследование состоит из двух разделов: регистрация спонтанной (фоновой) активности в условиях спокойного бодрствования и регистрация результатов выполнения функциональных проб. Оба раздела являются обязательными для всесторонней оценки нейродинамики. Регистрация фоновой активности позволяет оценить базовое состояние механизмов биоэлектрогенеза. Выполнение функциональных проб преследует задачу оценить резервы регуляции ЦНС. В эпилептической ЭЭГ выполнение функциональных проб позволяет выявить эпилептиформные нарушения ЭЭГ и уточнить их локализацию. В случаях, когда клиническая картина и характер спонтанной ЭЭГ не вызывают сомнений в наличии выраженных эпилептических нарушений у пациента, функциональные пробы в амбулаторных условиях могут не проводиться, чтобы избежать провокацию эпилептического приступа.

Регистрация фоновой активности выполняется достаточно длительное время, позволяющее зарегистрировать типичное для пациента состояние (паттерн) спонтанной активности. В последующий анализ амплитудно-частотных параметров берут стационарные фрагменты фоновой ЭЭГ.

Наиболее часто применяемыми функциональными пробами при технике проведения ЭЭГ являются: 1) проба с открыванием/закрыванием глаз; 2) ритмическая фотостимуляция; 3) гипервентиляция. Перечисленные пробы выполняются последовательно с интервалом, обеспечивающим восстановление исходного фонового состояния ЭЭГ.

Проба с открыванием и закрыванием глаз (ОГ/ЗГ) оценивается по выраженности реакции десинхронизации фоновой активности. Проба с открыванием/закрыванием глаз может быть заменена на пробу с одиночной вспышкой света или одиночным интенсивным звуковым тоном (щелчком).

Проба с одиночными вспышками света — фотостимуляция 10—15 вспышками, следующими с меняющимся интервалом 1—2 с. Оценивается изменение (угасание) реакции десинхронизации как коррелят угасания ориентировочной реакции на новизну.

Ритмическая фотостимуляция (РФС) выполняется вспышками белого (реже — красного) света, которые подаются с различной частотой в диапазоне от 2 до 30—35 Гц. С этой целью могут использоваться фотостимулятор или светодиодные очки. Вспышки света подаются на закрытые глаза.

РФС может выполняться инкрементным (увеличение частоты) и декрементным (снижение частоты) способом. Как правило, эти два способа сочетают: сначала увеличивают частоту с 2—3 Гц до 30—35 Гц, затем — снижают. Увеличение и снижение частоты выполняют с шагом 2—3 Гц. На каждой «ступени» фотостимуляцию выполняют в течение 3—5 с. Увеличение (снижение) частоты может проводиться путем последовательной смены одной «ступени» другой, либо с паузами между «ступенями» длительностью 5—7 с для оценки скорости восстановления активности. При регистрации явных признаков пароксизмальной активности на ЭЭГ фотостимуляцию прекращают.

При наличии специального оборудования при проведении ЭЭГ может выполняться триггерная фотостимуляция, при которой вспышка подается при регистрации определенного феномена на ЭЭГ, например при нисходящей фазе волны.

Гипервентиляция — проба с форсированным частым дыханием: обследуемый выполняет 20—30 глубоких дыхательных движений в минуту. Проба проводится в течение 1—2—3 мин в зависимости от состояния обследуемого и выявляемой симптоматики. Обследуемый сидит с закрытыми глазами. При выявлении явных признаков эпилептической активности выполнение пробы прекращается. По окончании гипервентиляции на ЭЭГ оценивается характер и скорость восстановления фоновой активности.

Основной метод анализа ЭЭГ — визуально-логический. Он начинается уже в процессе регистрации. Дополнением к визуально-логическому анализу, усиливающим доказательную базу в заключениях нейрофизиолога, являются результаты математического анализа амплитудно-частотных и пространственных параметров биоэлектрической активности. Результаты исследования оформляются формализованным заключением.

Литературные источники

Александров М. В., Иванов Л. Б., Лытаев С. А. [и др.]. Электроэнцефалография : руководство / под ред. М. В. Александрова. — 3-е изд., перераб. и доп. — СПб.: СпецЛит, 2020. — 224 с.
Александров М. В., Иванов Л. Б., Лытаев С. А. [и др.]. Общая электроэнцефалография / под ред. М. В. Александрова. — СПб.: Стратегия будущего, 2017. — 128 с.
Бреже М. Электрическая активность нервной системы : пер. с англ. — М. : Мир, 1979. — 264 с.
Гнездицкий В. В. Обратная задача ЭЭГ и клиническая электроэнцефалография. — М.: МЕДпресс-информ, 2004. — 624 с.
Зенков Л. Р. Клиническая эпилептология (с элементами нейрофизиологии). – М.: МИА, 2002. – 416 с.
Русинов В. С., Майоргик В. Е., Гриндель О. М. [и др.]. Клиническая электроэнцефалография / под ред. В. С. Русинова. — М.: Медицина, 1973. — 339 с.
Jasper H. H. The ten-twenty electrode system of the International Federation // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. — 1958. — № 10. — P. 371-375.
Niedermeyer E., Lopes da Silwa F. Electroencephalography. Basis, principles, clinical applications related fields. — Philadelphia-Baltimore — NY: Lippincott Williams & Wilkins, 2005. – 1309 p.