Ритмическая фотостимуляция

Ритмическая фотостимуляция (Photic stimulation) – функциональная проба, основанная на предъявлении световых стимулов с определенной частотой. Методика применяется в амбулаторных клинических исследованиях, реанимационной электроэнцефалографии, психофизиологических работах.

➥ Основная статья: Функциональные пробы ЭЭГ

Для фотостимуляции обычно используют короткие (порядка 150 мкс) вспышки света, близкого по спектру к белому, достаточно высокой интенсивности (0,1-0,6 Дж). Некоторые системы фотостимуляторов позволяют изменять интенсивность вспышек света, что, естественно, является дополнительным удобством.

История возникновения фотостимуляции

Феноменология реакций на ритмическую фотостимуляцию разнопланова и полиморфна. Для понимания и систематизации регистрируемых феноменов следует, пожалуй, обратиться к истории. Еще в Древнем Риме фотостимуляцию использовали для выявления эпилепсии у гладиаторов. Поскольку подготовка гладиатора и его участие в боях были весьма дорогостоящими, регулярно проводился профессиональный отбор, говоря современным языком. Развитие симптоматической посттравматической эпилепсии у гладиаторов можно считать профессиональным заболеванием. При медицинских осмотрах выявлялись гладиаторы, склонные к внезапным пароксизмальным нарушениям сознания. Для провокации эпилептических приступов использовали солнечный блик, запускаемый от вращающегося медного начищенного до зеркального блеска («горящего» на солнце) римского щита. Таким образом, возможность провокации эпилептического приступа при фотостимуляции была известна и активно использовалась в клинической практике задолго до появления ЭЭГ.

Методика проведения ритмической фотостимуляции

реакции при ритмической фотостимуляции — Варианты электроэнцефалографических реакций при ритмической фотостимуляции

В рамках IX Европейского конгресса по клинической нейрофизиологии в г. Любляне в 1998 г. было проведено совещание экспертов по вопросам фотостимуляции (стимуляция световыми мельканиями) и ЭЭГ. Согласно принятым решениям при стандартной методике ритмической фотостимуляции (РФС) пациенту предъявляются световые мелькания фиксированной частоты от 5 до 30 Гц сериями по 10-20 с с паузами ≥7-10 с между разными частотами¹. В 2011 г. европейская группа экспертов Международной противоэпилептической лиги представила обновленные алгоритмы для различных уровней методологии ритмической фотостимуляции. Согласно этому алгоритму, проведение ритмической фотостимуляции подразумевает решение двух задач: основной задачей является непосредственная диагностика феномена фотосенситивности у данного больного и мониторинг эффективности противоэпилептической терапии у конкретного больного.

Рекомендовано выполнять стимуляцию также на более высоких отделах мозга. Через 3 с после закрытия глаз выявляются генерализованные разряды острых и медленных волн и пиков частотах с последовательностью 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 30 и 40 Гц. В границах 10-25 мельканий в секунду лучший результат дает быстрое изменение частоты световых мельканий. Это касается как больных с истинной фотосенситивной эпилепсией, так и с эпилепсией с фотосенситивностью, когда эпилептическая активность выявляется и без фотостимуляции. Среди пациентов с эпилепсией и мигренью около 5% светочувствительны. Внимание к фотопароксизмальному ответу повысилось с появлением видеоигр и появлением судорог, вызванных этими играми. РФС крайне важна при диагностике фотосенситивных форм эпилепсии, к которым относятся генерализованные идиопатические, генерализованные тонико-клонические, абсансные, рефлекторные и другие формы эпилепсии.

Общая длительность составляет максимум 6 мин у пациентов без фотопароксизмального ответа (при его возникновении стимуляция прекращается).

Противопоказания

Противопоказаниями к проведению ритмической фотостимуляции являются недавняя отслойка сетчатки, послеоперационный период хирургии на глазах, кератит, расширение зрачков.

При подозрении на юношескую миоклоническую эпилепсию с целью регистрации миоклоний верхних конечностей пробу с ритмической фотостимуляцией можно проводить в положении сидя без опоры для спины, или лежа с вытянутыми вперед руками и разведенными (растопыренными) пальцами. При подозрении на миоклонии нижних конечностей исследование можно проводить в положении пациента стоя с вытянутыми вперед руками с двухсторонним контролем медицинского персонала для исключения падения и травматизации пациента во время исследования. При подозрении на абсансы с миоклониями век необходимо пристально следить за лицом, в частности веками. Для оценки степени утраты сознания дополнительно можно проводить пробу с устным счетом (серийным счетом вслух) или просьбой повторить за техником несколько коротких слов (мышь, луна, мир, год и проч.).

У взрослых пациентов реакция усвоения ритма (РУР) чаще проявляется в диапазоне α-ритма, а у детей – в области низких частот. Отчетливое усиление медленных частот в ответ на стимуляцию в диапазоне 0,5-3 Гц обычно свидетельствует о дисфункции ЦНС. Отсутствие реакции на ритмическую фотостимуляцию, а также выраженная межполушарная асимметрия ответной реакции может наблюдаться и у здоровых испытуемых. Нейрофизиологическим субстратом игнорирования навязываемого ритма является реакция инактивации при предъявлении серии одиночных вспышек.

Признаки нормы при оценке ритмической фотостимуляции

Падение амплитуды основного ритма (затылочного) (рис. 1).
Усвоение ритма – появление ритма, равного частоте световых мельканий. Усвоение ритма (формирование колебаний в пределах предъявляемой частоты) может происходить на отдельных или на большинстве частот.
Усвоение на частоте гармоники – появление ритмов, кратных частоте световых мельканий и превышающих исходную частоту в 2, 3 и более раз (например, формирование колебаний 12 Гц в ответ на частоту стимуляции 6 Гц).
Усвоение ритма фотостимуляции (в диапазоне 8-25 Гц) (рис. 2).
Появление зрительных вызванных потенциалов на каждый отдельный световой сигнал.
Субгармоники – трансформация ритмов в сторону низких частот, кратных частоте световых вспышек.
Появление ритма, не кратного частоте вспышек.

У здоровых людей наблюдается реакция усвоения ритма в диапазоне от 8 до 25 Гц, т.е. в полосе собственных частот ЭЭГ. Отсутствие усвоения ритма не является патологией.

Примерно у 5% здоровых лиц отмечается асимметричное усвоение ритма (разница по амплитуде >50%), что при отсутствии асимметрии не имеет клинического значения.

Неврологически здоров. На фоне фотостимуляции в диапазонах 20, 24 и 28 Гц отмечается отчетливое снижение амплитуды α-активности, наиболее выраженное в затылочно-теменных отделах мозга фоновой ритмики во сне и бодрствовании — Рис. 1. Мужчина, 72 года.

Неврологических жалоб нет. На фоне стимуляции 10 Гц отмечается отчетливая реакция усвоения ритма фотостимуляции — Рис. 2. Мужчина, 58 лет.

Критериями патологии при оценке ритмической фотостимуляции

расширение диапазона усвоения ритма в сторону высоких, низких или в сторону низких и высоких частот; фотопароксизмальная реакция при маленьких частотах стимуляции характерна для пациентов с прогрессирующими формами эпилепсии;
усвоение ритма в лобных отделах мозга;
асимметрия воспроизведения ритма в симметричных отведениях правого и левого полушария, если разница по амплитуде >50% (рис. 3);
возбуждение субгармоник с частотой ниже 8 колебаний/с;
возбуждение гармоник с частотой свыше 25 колебаний/с;
возбуждение ритмов, не кратных частоте световых вспышек (β-, θ-, δ-), а также появление волн или комплексов спайк-волн (рис. 4, 5).

Отдельно выделяют неэпилептические изменения ЭЭГ при фотостимуляции:

фотомиоклонический эффект;
усвоение ритма, кратного частоте стимуляции;
билатерально-синхронную δ-активность преимущественно в теменно-затылочных отведениях;
затылочные спайки при частоте 4-7 Гц.

Почти все пациенты при ритмической фотостимуляции отмечают дискомфорт в глазах. При РФС наиболее часто встречаются миоклонии и абсансы, могут отмечаться отдельные подергивания, переходящие в тоникоклонические судороги. РФС может спровоцировать генерализованные судороги, но, как правило, при правильном проведении методики ритмической фотостимуляции их удается предотвратить. Помимо необходимой клинической информации осознание пациентом собственных ощущений и симптоматики может помочь ему выявить стимулы, провоцирующие приступы в обычной жизни.

Критерии аномальных ответов

Классическими критериями аномальных ответов являются фотомиоклонический и фотопароксизмальный – появление при ритмической фотостимуляции генерализованных, билатеральных и синхронных комплексов спайк-волн в ответ на РФС, которые иногда продолжаются и после прекращения фотостимуляции.

Фотомиоклонический ответ (фотомиоклонус, орбитофронтальный миоклонус) чаще проявляется возникновением полиспайков синхронно со световыми вспышками, подергиванием мышц лба, лица, век.

Болезнь Паркинсона. Резкая асимметрия воспроизведения ритма в симметричных отведениях правого и левого полушария (по амплитуде >50%) — Рис. 3. Мужчина, 59 лет. Болезнь Паркинсона.

Киста гипофиза. На фоне фотостимуляции в диапазоне 8 и 12 Гц отмечаются синхронные билатеральные разряды групп θ-волн в лобно-центральных отделах мозга. В период между стимуляцией отмечаются генерализованные разряды высокоамплитудных острых волн — Рис. 4. Женщина, 23 года. Киста гипофиза.

Фотопароксизмальный ответ на стимуляцию 4 Гц (комплекс острых и медленных волн, а также отсроченный разряд генерализованных высокоамплитудных острых волн) — Рис. 5. Мужчина, 29 лет.

Фотомиоклонический ответ отчетливо привязан к фотостимуляции, главным образом в диапазоне частот 12-18 Гц, прекращается при открывании глаз, содержит мышечные спайки, преимущественно в передних отделах мозга, которые исчезают при окончании фотостимуляции. Фотомиоклонический ответ может наблюдаться при паркинсоническом синдроме, отмене лекарств, алкоголизме, повышенной тревожности.

Фотопароксизмальный ответ характеризуется комплексами пик- волна и полиспайк-волна, генерализованными по всей конвекситальной поверхности или доминирующие в задних отделах головного мозга. Ответы варьируют от затылочных спайков, по времени сопряженных со световыми вспышками, до генерализованных эпилептиформных разрядов, которые могут продолжаться несколько секунд после стимуляции (рис. 6, 7). Фотопароксизмальный ответ чаще всего встречается при генерализованных эпилепсиях и редко отмечается при фокальных формах. Фотопароксизмальный ответ является возраст-зависимым и отмечается у взрослых без предшествующих эпилептических припадков с отягощенным семейным анамнезом идиопатической генерализованной эпилепсии (рис. 8). Высокая чувствительность к ритмической фотостимуляции отмечается у людей, страдающих паническими атаками, которая проявляется уже на первых этапах стимуляции (в диапазоне 3-4 колебаний/с) и усиливается при более высоких частотах, вплоть до развития тахикардии (рис. 9).

Псевдоабсансы. На фоне фотостимуляции в диапазоне 4 Гц отмечается генерализованная реакция навязывания ритма стимуляции 4 Гц. На этом фоне отмечаются разряды острая-медленная волна и пик-волна, наиболее выраженные в затылочно-теменных отделах мозга — Рис. 6. Женщина, 30 лет. Псевдоабсансы.

Вторично-генерализованные судорожные приступы. На фоне фотостимуляции в диапазоне 6 Гц отмечаются генерализованные разряды острая-медленная волна и комплексы пик-волна, наиболее выраженные в затылочно-теменных отделах мозга — Рис. 7. Женщина, 36 лет. Вторично-генерализованные судорожные приступы.

Ситуационный психоз. На фоне фотостимуляции в диапазоне 8 Гц отмечаются короткий пароксизмальный ответ (генерализованные разряды острая-медленная волна и комплексы пик-волна, наиболее выраженные в височных отделах мозга) — Рис. 8.Женщина, 21 год. Ситуационный психоз.

Возбуждение субгармоник в диапазоне 4 колебаний/с в лобно-центральных отделах и вспышки ß-активности в височных отделах. На фоне ритмической фотостимуляции 10 и 12 колебаний/с отмечаются резкое усиление высокоамплитудных острых и медленных волн в лобно-височных отделах, дезорганизация — Рис. 9. Женщина, 31 год.

Классификация ответов ЭЭГ на ритмической фотостимуляции

В 2001 г. Американским обществом клинических нейрофизиологов была предложена видоизмененная классификация ответов ЭЭГ на ритмической фотостимуляции.

Таблица 1. Сравнение фотомиоклонического и фотопароксизмального ответа

1. Усвоение ритма фотостимуляции (вариант нормы).

На частоте РФС.
На частоте гармоники РФС.

2. Орбитофронтальный миоклонус.

3. Височно-теменно-затылочные стимул-зависимые ответы представляют собой аномально высокоамплитудные зрительные вызванные потенциалы заостренной формы.

4. Височно-теменно-затылочные стимул-независимые ответы могут представлять волны δ- и θ-частот или собственно эпилептиформные компоненты (спайк-волны).

Ограниченные периодом стимуляции.
Продолженные.

5. Генерализованные фотопароксизмальные ответы – генерализованные спайк-, полиспайк-волны с преобладанием в лобных или затылочных отделах. Регистрация продолженных ответов с очень высокой степенью свидетельствует об эпилептогенном характере изменений.

Ограниченные периодом стимуляции.
Продолженные.

6. Активация эпилептогенной зоны.

Фотопароксизмальными ответами являются варианты 4, 5.

Классическими критериями аномальных ответов являются фотомиоклонический и фотопароксизмальный – появление при ритмической фотостимуляции генерализованных, билатеральных и синхронных комплексов спайк-волн в ответ на РФС, которые иногда продолжаются и после прекращения фотостимуляции (табл 1).