Введение
На сегодняшний день ЭЭГ является одним из самых широко применяемых и доступных в неврологии и нейрохирургии для диагностики изменений функционального состояния активности клеток головного мозга.
Использование современной аппаратуры в специально оборудованном кабинете обеспечивает высокую точность получения диагностической информации и возможностей анализа данных при минимальных временных затратах.
История развития
История развития ЭЭГ описана Шварцем. В 1875 году практикующий врач Ричард Катон (1842–1926) из Ливерпуля представил результаты изучения электрического явления в Британском Медицинском Журнале, наблюдающегося при вскрытии им полушарий мозга обезьян и кроликов. В 1890 году Польский физиолог Адольф Бек опубликовал исследование внезапной электро-активности мозга собак и кроликов, проявлявшейся в виде ритмических колебаний, меняющихся под воздействием света. В 1912 году Владимир Владимирович Правдич-Неминский, русский физиолог, представил первую зарегистрированную ЭЭГ у животного и спровоцированные потенциалы млекопитающего (собаки). В 1914 году ученые Наполеон Цибульский и Еленска-Масижина сфотографировали запись ЭЭГ вызванного искусственно приступа. Немецкий физиолог и психиатр Ганс Бергер (1873–1941)зарегистрировал первую ЭЭГ человека в 1924 году. Развивая работу Ричарда Катона и других ученых некогда проведенную на животных, Бергер изобрел электроэнцефалограмму (Именно ему принадлежит этот термин) ЭЭГ названа одной из самых успешных изобретений в истории клинической неврологии. В дальнейшем его открытия развивали ученые Эдгар Дуглас Эдриан и Брайан Харольд Кабот Мэтьюс. В 1934 году Фишейр и Лоуэнбак впервые продемонстрироввали спайки эпилептиформной активности. В 1935 году Дэвис, Гиббс и Леннокс описали интериктальную спайковую активность и 3-х цикличный паттерн клинических малых эпилептических приступов. Этот год является началом клинической энцефалографии. В последствии, в 1936 году Джаспер и Гиббс описали интериктальную активность как очаговый признак эпилепсии. В этом же году в Массачусетском общем госпитале открылась первая лаборатория изучения ЭЭГ. Профессор биофизики Северо-западного Университета Франклин Оффнер (1911–1999) создал прототип ЭЭГ, включающий пьезоэлектрический самописец — кристограф (целиком всё устройство называлось Динографом Оффнера). В 1947 году было основано Американское Общество ЭЭГ и проведён первый Международный конгресс по вопросам ЭЭГ. В 1953 году Асеринский и Клейтман описали этап сна с быстрым движением глаз. В 1950-х годах 20 века Вильям Грей Вальтер создал приложение к ЭЭГ - способ, названный ЭЭГ-топографией, позволивший картировать электрическую активность мозга на его поверхности. Особенную популярность метод приобрел в 80-е годы и вызвал особый интерес у исследователей в сфере психиатрии. Этот метод не был принят неврологами, но им пользуются при проведении научных исследований.
Применение
Применение исследования ЭЭГ и связанное с ней исследование ФКЗ широко используются в неврологии, когнитивной науке, когнитивной психологии и психофизиологических исследованиях. Многие методы ЭЭГ, используемые в исследованиях, недостаточно стандартизированы для клинического использования. Существуют некоторые другие методы изучения функции мозга, в том числе позитронно-эмиссионная томография, магнитно-резонансная томография, магнитоэнцефалография, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, электрокортикография, и однофаотонная эмиссионая компьютерная томография. Несмотря на относительно низкую пространственную чувствительность, ЭЭГ обладает несколькими преимуществами по сравнению с другими методами:
-аппаратные затраты значительно ниже, чем у всех других методов.
- ЭЭГ датчики могут быть использованы не только в МРТ, ОФЭКТ, ПЭТ, МЭГ, но и во многих других областях, поскольку вышеназванные методы требуют неподвижного и громоздкого оборудования. Например, магнитоэнцефалография требует оборудование, состоящее из детекторов с гелиевым охлаждением, которое может быть использовано только в магнитно-экранированной камере, все это стоимостью выше нескольких миллионов долларов;
-МРТ требует использование 1 – тонного магнита, опять же, в экранированной комнате. Электроэнцефалограмма имеет очень высокое временное разрешение, порядка миллисекунд.
В клинических и научных исследованиях ЭЭГ обычно регистрируется с частотой дискретизации от 250 до 2000 Гц, но современные системы сбора данных ЭЭГ при желании способны на регистрацию с частотой дискретизации выше 20000 Гц. МЭГ является единственным неинвазивным когнитивным методом неврологии, который приближается к этому уровню разрешения по времени.
ЭЭГ относительно терпима к движению объекта исследования, в отличие от всех других методов нейровизуализации. В ЭЭГ существуют методы сведения к минимуму, и даже полного устранения артефактов движения в данных.
Электроэнцефалограмма бесшумна, что позволяет лучше изучить реакции на звуковые раздражители. ЭЭГ не усугубляет клаустрофобию, в отличие от МРТ, позитронно-эмиссионной томографии, ОФЭКТ, а иногда и МЭГ.
Электроэнцефалограмма не включает воздействие магнитным полем высокой интенсивности (1ТЛ), как в некоторых других методах, особенно в МРТ и МРС. Это может привести к различным нежелательным проблемам с данными, а также к запрету использования этих методов на участниках, в теле которых есть металлические имплантаты, такие как металл, содержащий кардиостимуляторы.
ЭЭГ не включает воздействие на радиолиганды, в отличие от позитронно-эмиссионной томографии. Эхокардиографические исследования (ЭхоКГ) могут проводиться с относительно простыми парадигмами, по сравнению с МРТ исследованием.
Очень неинвазивный метод исследования, в отличие от электрокортикографии, который требует размещения электродов на поверхности мозга. ЭЭГ также имеет определённые особенности, которые выгодно отличаются от поведенческих тестирований: Электроэнцефалограмма может обнаружить скрытую обработку (например, обработку, не требующую ответа).
ЭЭГ может быть проведена на пациентах, которые не способны к двигательной реакции. Некоторые ERP-компоненты могут быть обнаружены, даже если объект не реагирует на стимулы. В отличие от других средств изучения времени реакции, связанные с событиями потенциалы мозга ССП способны освятить этапы обработки (а не только конечный результат).
Относительные недостатки
Характеризуется более низким пространственным разрешением. МРТ, например, может напрямую отображать активные участки мозга, тогда как ЭЭГ требует интенсивной интерпретации, только предполагая, какие области активизированы той или иной реакцией. ЭЭГ определяет нейронную активность, которая очень слабо проявляется под верхним слоем головного мозга (кора). В отличие от ПЭТ и МРС, ЭЭГ не может определить конкретные участки мозга, в которых можно обнаружить различные нейромедиаторы, наркотики и т.д. Часто требуется много времени для подключения пациента к ЭЭГ, так как она требует точного размещения десятков электродов на голове, а для фиксации электродов требуется использование различных гелей, солевых растворов и / или паст. Хотя продолжительность варьируется, в зависимости от специфики устройств, используемых в ЭЭГ, как правило, подготовка объекта для МЭГ, МРТ, МРС, и ОФЭКТ, занимает значительно меньше времени. Коэффициент отношения сигнал/шум очень слаб. Таким образом, необходим сложный анализ данных и относительно большое количество объектов для извлечения из ЭЭГ нужной информации.
Установленные показания к проведению ЭЭГ:
Эпилепсия. Установить участки мозга, участвующие в запуске приступов, проследить за эффектом действия лекарственных препаратов, решить вопрос о прекращении лекарственной терапии, определить степень нарушения работы мозга в периоды когда нет приступов.
Судорожные приступы неясного происхождения.
Нарушения сна пароксизмального характера.
Обмороки (синкопальные состояния).
При подозрении на новообразование. По современным стандартам, ЭЭГ-исследование может быть рекомендовано как скрининговое исследование. За счет безвредности, относительной доступности и быстроты проведения ЭЭГ врачу может подсказать - стоит ли направлять пациента на дополнительное (чаще - томографическое) исследование или нет.
Для уточнения диагноза пациентов с:
головными болями.
головокружениями.
неустойчивым артериальным давлением, гипертонической болезнью.
вегетососудистая дистония.
вертебрально- базилярной недостаточностью при шейном остеохондрозе.
невротическими расстройствами.
Черепно-мозговые травмы (оценка степени тяжести и эффективности восстановления функции головного мозга после перенесенной травмы). При повторных исследованиях ЭЭГ помогает оценить скорость и полноту исчезновения признаков нарушения работы мозга. От этого зависит дальнейшее лечение.
Состояния после нейрохирургических вмешательств.
Дисциркуляторная энцефалопатия,
Исследовать функциональное состояние мозга у людей, у которых структурные методы исследования (например, МРТ: метод магнитно-резонансной томографии) показывают, что структура мозга без патологии, но нарушение функций мозга есть по клинике (например, при метаболической энцефалопатии).
Острые нарушения мозгового кровообращения (ранние и отдаленные последствия инсультов).
Воспалительные заболевания ЦНС (церебральный арахноидит, менингит, энцефалит).
Перинатальная патология нервной системы (ПП ЦНС у детей раннего и младшего детского возраста)
Задержка психо-речевого развития неясного происхождения.
Нарушения поведения пароксизмального характера (в том числе без нарушения сознания).
Эндокринная патология.