Колебания биопотенциалов измеряются в чем
Перейти к содержимому

Колебания биопотенциалов измеряются в чем

  • автор:

Параметры и характеристики ЭЭГ сигнала

Характеристика биоэлектрической активности строится через строгую количественную оценку параметров, поскольку медицина — наука точная и среди точных наук занимает второе место после богословия. Исходя из предмета ЭЭГ, базовой структурной единицей, выбираемой для оценки биоэлектрических процессов головного мозга, является понятие «активность». Активность — непрерывная последовательность (континуум) колебаний электрического потенциала. Элементарной составляющей активности является волна — одиночное колебание электрического потенциала. Для количественной оценки одиночной волны используются традиционные параметры: амплитуда. период, фаза.

Основные параметры биоэлектрической активности

Амплитуда волны — размах колебания, измеренный либо от «нулевого» уровня (изолинии), либо «от пика до пика». В нейрофизиологии амплитуда, как правило, измеряется «от пика до пика». Период — длительность волны. Фаза — направление колебательного процесса: увеличение или уменьшение амплитуды.

Непрерывная совокупность волн составляет активность. Полноценное : писание регистрируемой на ЭЭГ суммарной активности достигается использованием комплекса амплитудно-частотных, временных и пространственных параметров (рис., табл.1).

Амплитудно-частотные параметры

Основными амплитудно-частотными параметрами являются частота и амплитуда активности. Амплитуда активности — это амплитуда волн, измеренная «от пика до пика». Амплитуда может быть оценена как средний показатель или может быть измерена в своем максимальном значении. ЭЭГ — метод регистрации «микроэлектрических» сигналов: амплитуда биоэлектрической активности мозга измеряется в пределах 10—100 мкВ. Для сравнения, амплитуда ЭКГ составляет 1—2 мВ, т. е. в 100 раз больше.

Активность, как правило, состоит из волн с различающейся амплитудой. Более того, некоторые виды активности подвержены так называемому эффекту амплитудной модуляции: амплитуда волн закономерно увеличивается до определенного уровня, а затем уменьшается. Поэтому для характеристики используют среднюю амплитуду активности — усредненная амплитуда волн, составляющих активность.

Таблица 1. Параметры электроэнцефалографического сигнала

Параметры Определение
Частота Количество колебаний в 1 с
Амплитуда Средняя амплитуда активности, измеренная «от пика до пика»
Индекс Доля, которую занимает активность от общего времени регистрации ЭЭГ
Форма волн Внешний вид волн (амплитудная модуляция, искажение быстрочастотной составляющей («заостренность»), полифазность и др.)
Распределение Представленность ритма на конвекситальной поверхности
Симметричность Совпадение частот, амплитуд и фаз активности ЭЭГ над гомотопными областями двух полушарий мозга
Реактивность Изменение амплитудно-частотных параметров активности в ответ на внешнюю стимуляцию или спонтанно

Частота активности — это количество колебаний в 1 с. Единицей измерения частоты в Международной системе единиц измерения является Герц (Гц). Ранее в ЭЭГ частота активности измерялась в интуитивно понятной размерности «колебания в секунду» (кол/с).

ЭЭГ — это, как правило, нестационарный процесс, который представляет случайную сумму волн различной частоты и меняющейся амплитуды. Электрическая активность головного мозга человека включает волны различной частоты в полосе от 0,001 до 200 колебаний в секунду. С практической точки зрения, учитывая технические возможности большинства регистрирующих устройств, анализу подвергается активность в спектре 0,3—70 Гц. В непрерывном континууме активностей различной частоты, которые составляют суммарную ЭЭГ, условно выделяют пять общепринятых диапазонов частот (табл. 2). Их обозначают буквами латинского алфавита. Как следует из истории ЭЭГ, последовательность наименования частотных диапазонов имеет исторические корни, а не «алфавитные»: первыми были описаны колебания в диапазонах 10—12 Гц и более 14 Гц.

Таблица 2. Общепринятые частотные диапазоны электроэнцефалограммы

Наименование диапазона Границы диапазона, Гц
Дельта δ 0,5-4
Тета θ 4-8
Альфа α 8-13
Низкочастотный бета (бета-1) β1 13-25
Высокочастотный бета (бета-2) β2 25-30
Гамма γ 30-70

Интегральные амплитудно-частотные параметры

Для целостной характеристики суммарной ЭЭГ используют интегральные амплитудно-частотные параметры: суммарная мощность и спектральный состав активности. Суммарная мощность — это условный параметр, определяемый как общая площадь под кривой ЭЭГ в данном отведении за выбранный отрезок времени. Условно этот параметр можно определить как «общее количество электричества», регистрируемое в отведении.

Активность различного диапазона частот вносит свой вклад в суммарную мощность ЭЭГ. Для количественной оценки этого вклада, как правило, используется процедура анализа Фурье. Основу этого метода составляет теорема французского социалиста-утописта Мари Шарля Франсуа Фурье (1772— 1837), согласно которой любое колебание может быть представлено как сумма гармонических (синусоидальных) колебаний. Наиболее часто в нейрофизиологии используют для «разложения» сложного колебания на гармонические составляющие так называемое быстрое преобразование Фурье. В результате Фурье-преобразования получают спектральный состав суммарной ЭЭГ. Спектральный состав — доля (в %) каждого частотного диапазона в общей мощности ЭЭГ сигнала.

Устойчивая, достаточно структурированная активность далеко не всегда занимает все время записи ЭЭГ. Происходит спонтанное чередование различных видов активности. Для характеристики представленности ритма (активности) во времени используют параметр индекс — доля (в %) времени, которую занимает данный ритм или активность от общего времени регистрации спонтанной ЭЭГ.

В некоторых случаях на фоне некой устойчивой активности внезапно появляются и также внезапно исчезают группы волн, резко отличающихся по своей частоте, амплитуде и (или) форме. Для обозначения таких феноменов используется описательный термин «вспышка». Понятие «вспышка» в общем не обозначает наличие патологии. Для характеристики вспышек патологической активности, например эпилептической, используется понятие разряд.

Распространение биоэлектрической активности по конвекситальной поверхности происходит неравномерно по довольно сложным закономерностям. Для пространственной характеристики активности используется термин «распределение» — представленность активности (ритма) над различными отделами конвекситальной поверхности.

Одним из основных критериев при анализе ЭЭГ является симметричность — степень совпадения частоты, амплитуды и фаз активности над аналогичными (гомотопными) областями двух полушарий мозга. Отражением функциональной асимметрии мозга выступает асимметрия электрической активности правого и левого полушария. Асимметрия может быть оценена для каждого ритма по его выраженности, амплитуде, индексу. Для количественной оценки симметричности используется коэффициент межполушарной асимметрии — выраженность (как правило, в%) различия параметров ЭЭГ (амплитуды, индекса) над аналогичными отделами правого и левого полушария мозга. Коэффициент асимметрии может быть определен по формуле:

Кр = (Ps + Pd) / (Ps – Pd),

где Кр — коэффициент асимметрии ритма по выбранному параметру; Ps, Pd — выбранный параметр ритма в конгруэнтных отведениях над правым и левым полушарием.

Для целостного описания суммарной ЭЭГ, характера распределения активности по конвекситальной поверхности используется термин паттерн (pattern) — общая картина, формируемая колебаниями биопотенциалов на «бегущем электроэнцефалографическом полотне».

Основные графоэлементы электроэнцефалограммы («начертательная ЭЭГ»)

На ЭЭГ здорового человека в состоянии спокойного бодрствования при закрытых глазах до 75—90 % времени регистрации занимают волны частотой около 10 Гц (от 8 до 13 Гц) синусоидальной формы и амплитудой порядка 20— 80 мкВ. Такую активность Ганс Бергер (1929) определил как «альфа-ритм». Поскольку данная активность — основной графоэлемент нормальной ЭЭГ, описание начнем с ее характеристики.

Частота альфа-ритма у разных людей заметно отличается, но она крайне стабильна для каждого человека. Формируется альфа-ритм в процессе созревания мозга к 14—16 годам.

Альфа-ритм

Обычно амплитуда альфа-волн испытывает определенную модуляцию: плавно нарастает и плавно снижается. В результате этого, альфа-волны собираются в своеобразные «веретена», длительность которых колеблется от 0,5 до 10 с (рис. 2). Наличие веретен альфа-ритма отражает влияние восходящих активирующих систем на кору больших полушарий. На вершине «веретена» эти влияния минимальны, затем они постепенно увеличиваются и при появлении «перехвата» веретена, при котором амплитуда альфа-ритма резко снижается или вообще исчезает, влияние восходящих активирующих систем на кору является максимальным.

Блокада альфа-ритма на ЭЭГ

Альфа-ритм регистрируется на ЭЭГ при состоянии спокойного бодрствования, закрытых глазах и отсутствии внешних надпороговых сенсорных воздействий. Любая неспецифическая активация: открывание глаз, вспышка света, тональный щелчок, усиление внимания испытуемого и т. д„ ведет к угнетению, блокаде альфа-ритма. Такая реактивность альфа-ритма является одним из его наиболее существенных функциональных признаков (рис. 3).

Таким образом, общепризнанными критериями альфа-ритма являются следующие: 1) частота от 8 до 13 Гц, 2) доминирование ритма в теменно-затылочной области, 3) амплитудная модуляция ритмических колебаний («альфа-веретена») и 4) способность к реакции десинхронизации — депрессия ритма при реакции активации.

Бета-активность (13—35 Гц), как правило, наблюдаюется в лобных отделах мозга и на стыках веретен альфа-ритма. В норме бета-активность симметрична по амплитуде и не превышает 10—20 мкВ.

Гамма-ритм состоит из волн низкой амплитуды не более 5—10 мкВ, имеющих частоту 35—70 Гц. В норме у здорового человека высокочастотные ритмы регистрируются при значительном психоэмоциональном напряжении. В этом случае они выражены лучше в передних отделах мозга.

Тета-активность занимает участок полосы ЭЭГ от 4 до 8 Гц. Тета-актив-ность регистрируется, например, при снижении уровня бодрствования в начальные фазы сна.

Дельта-активность — активность частотой от 0,3 до 4 Гц. У здорового бодрствующего человека дельта-активность регистрируется только во время физиологического сна (рис. 4).

Медленноволновая активность на ЭЭГ

«Ядром» суммарной ЭЭГ является активность альфа-диапазона. Поэтому при описании активности частотой менее 7—8 Гц используется термин «медленная активность», т. е. «медленнее» альфа-активности. Бета-активность характеризуется как «быстрая».

При относительно постоянной частоте следования волн активность приобретает ритмичный вид. Для описания такой ритмической активности используется термин «ритм». В зависимости от частоты, ритм получает соответствующее наименование, например альфа-ритм — активность устойчивой частоты 8—13 Гц или бета-ритм — ритмичные колебания частотой 14—29 Гц.

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.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ)

Багдасарян Багдо Арутюнович

Важность нормального функционирования отделов головного мозга неоспорима – любое его отклонение непременно скажется на здоровье всего организма, независимо от возраста и пола человека. Поэтому при малейших сигналах о возникновении нарушений врачи сразу же рекомендуют пройти обследование. В настоящее время медицина успешно применяет довольно большое количество различных методик изучения деятельности и структуры мозга.

Но если необходимо выяснить качество биоэлектрической активности его нейронов, то наиболее подходящим для этого методом однозначно считается электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Врач, осуществляющий процедуру должен обладать высокой квалификацией, так как, кроме проведения исследования, ему потребуется правильно прочитать полученные результаты. Грамотная расшифровка ЭЭГ – это гарантированный шаг к установлению верного диагноза и последующего назначения соответствующего лечения.

Подробно об энцефалограмме

Суть обследования заключается в фиксации электрической активности нейронов структурных образований головного мозга. Электроэнцефалограмма – это своеобразная запись нейронной деятельности на специальной ленте при использовании электродов. Последние закрепляются на участки головы и регистрируют активность определенного участка мозга. Активность человеческого мозга напрямую определяется работой его срединных образований – переднего мозга и ретикулярной формации (связующего нейронного комплекса), обуславливающих динамику, ритмичность и построение ЭЭГ.

Связующая функция формации определяет симметричность и относительную идентичность сигналов между всеми структурами мозга.Процедура назначается при подозрениях на различные нарушения структуры и деятельности ЦНС (центральной нервной системы) – нейроинфекции, такие как менингит, энцефалит, полиомиелит. При данных патологиях изменяется активность мозговой деятельности, и это сразу же можно диагностировать на ЭЭГ, а в дополнение установить локализацию пораженного участка. ЭЭГ проводится на основании стандартного протокола, в котором фиксируются снятие показателей при бодрствовании или сне (у младенцев), а также с применением специализированных тестов.

  • фотостимуляция – воздействие на закрытые глаза яркими вспышками света;
  • гипервентиляция – глубокое редкое дыхание на протяжении 3-5 минут;
  • открытие и закрытие глаз.

Эти тесты считаются стандартными и их применяют при энцефалограмме головного мозга и взрослым и детям любого возраста, и при различных патологиях. Существует еще несколько дополнительных тестов, назначающихся в отдельных случаях, таких как: сжатие пальцев в так называемый кулак, нахождение 40 минут в темноте, лишение сна на определенный период, мониторинг ночного сна, прохождение психологических тестов.

Что можно оценить при ЭЭГ?

Данный вид обследования позволяет определить функционирование отделов головного мозга при разных состояниях организма – сне, бодрствовании, активной физической, умственной деятельности и других. ЭЭГ – это простой, абсолютно безвредный и безопасный метод, не нуждающийся в нарушении кожных покровов и слизистой оболочки органа.В настоящее время он широко востребован в неврологической практике, поскольку дает возможность диагностировать эпилепсию, с высокой степенью выявлять воспалительные, дегенеративные и сосудистые нарушения в мозговых отделах. Также процедура обеспечивает определение конкретного месторасположения новообразований, кистозных разрастаний и структурных повреждений в результате травмы.ЭЭГ с применением световых и звуковых раздражителей позволяет отличить истерические патологии от истинных, или выявить симуляцию последних. Процедура стала практически незаменимой для реанимационных палат, обеспечивая динамическое наблюдение коматозных пациентов.

Процесс изучения результатов

Анализ полученных результатов проводится параллельно во время процедуры, и в ходе фиксации показателей, и продолжается по ее окончании. При записи учитываются присутствие артефактов – механического движения электродов, электрокардиограммы, электромиограммы, наведение полей сетевого тока. Оценивается амплитуда и частота, выделяют наиболее характерные графические элементы, определяют их временное и пространственное распределение.По окончании производится пато- и физиологическая интерпретация материалов, и на ее базе формулируется заключение ЭЭГ. По окончании заполняется основной медицинский формуляр по данной процедуре, имеющий название «клинико-электроэнцефалографическое заключение», составленный диагностом на проанализированных данных «сырой» записи.Расшифровка заключения ЭЭГ формируется на базе свода правил и состоит из трех разделов:

  • описание ведущих видов активности и графических элементов;
  • вывод после описания с интерпретированными патофизиологическими материалами;
  • корреляция показателей двух первых частей с клиническими материалами.

Виды активности человеческого мозга, фиксируемые при записи ЭЭГ

Основными видами активности, которые записываются в ходе процедуры и впоследствии подвергают интерпретации, а также дальнейшему изучению считаются волновые частота, амплитуда и фаза.

Частота

Показатель оценивается количеством волновых колебаний за секунду, фиксируется цифрами, и выражается в единице измерения – герцах (Гц). В описании указывается средняя частота изучаемой активности. Как правило, берется 4-5 участков записи длительностью1с, и рассчитывается число волн на каждом временном отрезке.

Амплитуда

Данный показатель – размах волновых колебаний эклектического потенциала. Измеряется расстоянием между пиками волн в противоположных фазах и выражается в микровольтах (мкВ). Для замера амплитуды применяется калибровочный сигнал. Если, к примеру, калибровочный сигнал при напряжении 50 мкВ определяется на записи высотой 10 мм, то 1 мм будет соответствовать 5 мкВ. В расшифровке результатов дается интерпретациям наиболее частым значениям, полностью исключая редко встречающиеся.Значение этого показателя оценивает текущее состояние процесса, и определяет его векторные изменения. На электроэнцефалограмме некоторые феномены оцениваются количеством содержащихся в них фаз. Колебания подразделяются на монофазные, двухфазные и полифазные (содержащие более двух фаз).

Ритмы мозговой деятельности

Понятием «ритм» на электроэнцефалограмме считается тип электрической активности, относящийся к определенному состоянию мозга, координируемый соответствующими механизмами. При расшифровке показателей ритма ЭЭГ головного мозга вносятся его частота, соответствующая состоянию участка мозга, амплитуда, и характерные его изменения при функциональных сменах активности.

Ритмы бодрствующего человека

Мозговая деятельность, зафиксированная на ЭЭГ у взрослого человека, имеет несколько типов ритмов, характеризующихся определенными показателями и состояниями организма.

  1. Альфа-ритм. Его частота придерживается интервала 8–14 Гц и присутствует у большинства здоровых индивидуумов – более 90 %. Самые высокие показатели амплитуды наблюдаются в состоянии покоя обследуемого, находящегося в темной комнате с закрытыми глазами. Лучше всего определяется в затылочной области. Фрагментарно блокируется или совсем затихает при мыслительной деятельности или зрительном внимании.
  2. Бета-ритм. Его волновая частота колеблется в интервале 13–30 Гц, и основные перемены наблюдаются при активном состоянии обследуемого. Ярко выраженные колебания можно диагностировать в лобных долях при обязательном условии наличия активной деятельности, например, психическое или эмоциональное возбуждение и другие. Амплитуда бета-колебаний гораздо меньше альфа.
  3. Гамма-ритм. Интервал колебаний от 30, может достигать 120–180 Гц и характеризуется довольно сниженной амплитудой – менее 10 мкВ. Превышение границы 15 мкВ считается патологией, обуславливающей снижение интеллектуальных способностей. Ритм определяется при решении задач и ситуаций, требующих повышенного внимания и концентрации.
  4. Каппа-ритм. Характеризуется интервалом 8–12 Гц, и наблюдается в височной части мозга при умственных процессах путем подавления альфа-волн в остальных участках.
  5. Лямбда-ритм. Отличается малым диапазоном – 4–5 Гц, запускается в затылочной области при необходимости принятия зрительных решений, например, занимаясь поиском чего-либо с открытыми глазами. Колебания полностью пропадают после концентрации взгляда в одной точке.
  6. Мю-ритм. Определяется интервалом 8–13 Гц. Запускается в затылочной части, и лучше всего наблюдается при спокойном состоянии. Подавляется при запуске любой активности, не исключая и мыслительную.

Ритмы в состоянии сна

Отдельная категория видов ритмов, проявляющихся либо в условиях сна, либо при патологических состояниях включает в себя три разновидности данного показателя.

  1. Дельта-ритм. Характерен для фазы глубокого сна и для коматозных больных. Также фиксируется при записи сигналов от областей коры мозга, расположенных на границе с пораженными онкологическими процессами участков. Иногда может быть зафиксирован у детей 4–6 лет.
  2. Тета-ритм. Интервал частоты находится в пределах 4–8 Гц. Данные волны запускаются гиппокампом (информационным фильтром) и проявляются при сне. Отвечает за качественное усвоение информации и лежит в основе самообучения.
  3. Сигма-ритм. Отличается частотой 10–16 Гц, и считается одним из главных и заметных колебаний спонтанной электроэнцефалограммы, возникающий при естественном сне на начальной его стадии.

По итогам, полученным при записи ЭЭГ, определяется показатель, характеризующий полную всеохватывающую оценку волн – биоэлектрическую активность мозга (БЭА). Диагност проверяет параметры ЭЭГ – частоту, ритмичность и присутствие резких вспышек, провоцирующих характерные проявления, и на этих основаниях делает окончательное заключение.

Расшифровка показателей электроэнцефалограммы

Чтобы расшифровать ЭЭГ, и не упустить никаких мельчайших проявлений на записи, специалисту необходимо учесть все важные моменты, которые могут отразиться на исследуемых показателях. К ним относятся возраст, наличие определенных заболеваний, возможные противопоказания и другие факторы.По окончании сбора всех данных процедуры и их обработки, анализ идет к завершению и затем формируется итоговое заключение, которое и будет предоставлено для принятия дальнейшего решения по выбору метода терапии. Любое нарушение активностей может быть симптомом болезней, обусловленных определенными факторами.

Альфа-ритм

Норма для частоты определяется в диапазоне 8–13 Гц, и его амплитуда не выходит за отметку 100 мкВ. Такие характеристики свидетельствуют о здоровом состоянии человека и отсутствии каких-либо патологий. Нарушениями считается:

  • постоянная фиксация альфа-ритма в лобной доле;
  • превышение разницы между полушариями до 35%;
  • постоянное нарушение волновой синусоидальности;
  • присутствие частотного разброса;
  • амплитуда ниже 25 мкВ и свыше 95 мкв.

Наличие нарушений данного показателя свидетельствует о возможной асимметричности полушарий, что может быть результатом возникновения онкологических новообразований или патологий кровообращения мозга, например, инсульта или кровоизлияния. Высокая частота указывает на повреждения мозга или на ЧМТ (черепно-мозговую травму).Полное отсутствие альфа-ритма зачастую наблюдается при слабоумии, а у детей отклонения от нормы напрямую связаны с задержкой психического развития (ЗПР). О такой задержке у детей свидетельствует: неорганизованность альфа-волн, смещение фокуса с затылочной области, повышенная синхронность, короткая реакция активации, сверхреакция на интенсивное дыхание.

Бета-ритм

В принятой норме эти волны ярко определяются в лобных долях мозга с симметричной амплитудой в интервале 3–5 мкВ, регистрирующейся в обоих полушариях. Высокая амплитуда наводит врачей на мысли о присутствии сотрясения мозга, а при появлении коротких веретен на возникновение энцефалита. Увеличение частоты и продолжительности веретен свидетельствует о развитии воспаления.У детей, патологическими проявлениями бета-колебаний считается частота 15–16 Гц и присутствующая высокая амплитуда – 40–50 мкВ, и если ее локализация центральный или передний отдел мозга, то это должно насторожить врача. Такие характеристики говорят о высокой вероятности задержки развития малыша.

Дельта и тета-ритмы

Увеличение амплитуды данных показателей свыше 45 мкВ на постоянной основе характерно при функциональных расстройствах мозга. Если же показатели увеличены во всех мозговых отделах, то это может свидетельствовать о тяжелых нарушениях функций ЦНС.При выявлении высокой амплитуды дельта-ритма выставляется подозрение на новообразование. Завышенные значения тета и дельта-ритма, регистрирующиеся в затылочной области свидетельствуют, о заторможенности ребенка и задержку в его развитии, а также о нарушении функции кровообращения.

Расшифровка значений в разных возрастных интервалах

Запись ЭЭГ недоношенного ребенка на 25–28 гестационной неделе выглядит кривой в виде медленных вспышек дельта и тета-ритмов, периодически сочетающихся с острыми волновыми пиками длиной 3–15 секунд при снижении амплитуды до 25 мкВ. У доношенных младенцев эти значения ярко разделяются на три вида показателей. При бодрствовании (с периодической частотой 5 Гц и амплитудой 55–60 Гц), активной фазой сна (при стабильной частоте 5–7 Гц и быстрой заниженной амплитудой) и спокойного сна со вспышками дельта колебаний при высокой амплитуде. На протяжении 3-6 месяцев жизни ребенка количество тета-колебаний постоянно растет, а для дельта-ритма, наоборот, характерен спад. Далее, с 7 месяцев до года у ребенка идет формирование альфа-волн, а дельта и тета постепенно угасают.

На протяжении следующих 8 лет на ЭЭГ наблюдается постепенная замена медленных волн на быстрые – альфа и бета-колебания.До 15 лет в основном преобладают альфа-волны, и к 18 годам преобразование БЭА завершается. На протяжении периода от 21 до 50 лет устойчивые показатели почти не изменяются. А с 50 начинается следующая фаза перестройки ритмичности, что характеризуется снижением амплитуды альфа-колебаний и возрастанием бета и дельта.После 60 лет частота также начинает постепенно угасать, и у здорового человека на ЭЭГ замечаются проявления дельта и тета-колебаний. По статистическим данным, возрастные показатели от 1 до 21 года, считающиеся «здоровыми» определяются у обследуемых 1–15 лет, достигая 70%, и в интервале 16–21 – около 80%.

Наиболее частые диагностируемые патологии

Благодаря электроэнцефалограмме довольно легко диагностируются заболевания, такие как эпилепсия, или различные виды черепно-мозговых травм (ЧМТ).

Эпилепсия

Исследование позволяет определить локализацию патологического участка, а также конкретный вид эпилептической болезни. В момент судорожного синдрома запись ЭЭГ имеет ряд определенных проявлений:

  • заостренные волны (пики) – внезапно нарастающие и спадающие могут проявляться и в одном и в нескольких участках;
  • совокупность медленных заостренных волн при приступе становится еще более выраженной;
  • внезапное повышение амплитуды в виде вспышек.

Применение стимулирующих искусственных сигналов помогает при определении формы эпилептической болезни, так как они обеспечивают видимость скрытой активности, сложно поддающейся диагностированию при ЭЭГ. Например, интенсивное дыхание, требующее гипервентиляцию, приводит к уменьшению просвета сосудов.Также используется фотостимуляция, проводимая при помощи стробоскопа (мощного светового источника), и если реакции на раздражитель нет, то, скорее всего, присутствует патология, связанная с проводимостью зрительных импульсов.

Появление нестандартных колебаний указывает на патологические изменения в мозге. Врачу не следует забывать, воздействие мощным светом может привести к эпилептическому припадку.При необходимости установить диагноз ЧМТ или сотрясения со всеми присущими патологическими особенностями, зачастую применяют ЭЭГ, особенно в случаях, когда требуется установить место локализации травмы. Если ЧМТ легкая, то запись зафиксирует несущественные отклонения от нормы – несимметричность и неустойчивость ритмов.Если же поражение окажется серьезным, то и соответственно отклонения на ЭЭГ будут ярко выражены. Нетипичные изменения в записи, ухудшающиеся на протяжении первых 7 дней, свидетельствуют о масштабном поражении мозга. Эпидуральные гематомы чаще всего не сопровождаются особой клиникой, их можно определить лишь по замедлению альфа-колебаний.

А вот субдуральные кровоизлияния выглядят совсем иначе – при них формируются специфические дельта-волны со вспышками медленных колебаний, и при этом расстраиваются альфа. Даже после исчезновения клинических проявлений на записи могут еще какое-то время наблюдаться общемозговые патологические изменения, за счет ЧМТ. Восстановление функции мозга напрямую зависит от типа и степени поражения, а также от его локализации. В зонах, подвергающимся нарушениям или травмам, может возникнуть патологическая активность, что опасно развитием эпилепсии, поэтому во избежание осложнений травм, следует регулярно проходить ЭЭГ и наблюдать за состоянием показателей.Несмотря на то что ЭЭГ довольно несложный и не требующий вмешательства в организм пациента метод исследования, он отличается довольно высокой диагностической способностью. Выявление даже мельчайших нарушений в деятельности головного мозга обеспечивает быстрое принятие решения по выбору терапии и дает больному шанс на продуктивную и здоровую жизнь!

Биопотенциалы.

Измерение биопотенциалов является объективным, универсальным точным показателем течения физиологических функций различных органов.

БИОФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ БИОПОТЕНЦИАЛОВ.

Все процессы жизнедеятельности органов сопровождаются появлением в клетках и тканях электродвижущих сил. Электрические явления играют большую роль в важнейших физиологических процессах: возбуждении клеток и проведении возбуждения по клеткам.

Благодаря непосредственной связи биопотенциалов ( БП ) с метаболическими процессами и физиологическим состоянием клеток они являются чувствительным и точно измеримым показателем различных изменений в клетках в норме и при патологии. Для более эффективного использования измерения БП в медицине необходимо выяснение механизмов их возникновения.

Диффузионные, мембранные и фазовые потенциалы.

Для возникновения БП решающее значение имеют потенциалы, обусловленные несимметричным, неравномерным распределением ионов. К таким потенциалам могут быть отнесены: диффузионные, мембранные и фазовые.

Диффузионные потенциалы возникают на границе раздела двух жидких сред в результате различной подвижности ионов. Диффузионная разность потенциалов может быть найдена из уравнения Гендерсона: Е = [ (U — V) RT ln ( a1/a2 ) ] / ( U + V ) ZF,

где U — подвижность катиона V — подвижность аниона R — газовая постоянная T — абсолютная температура Z — валентность ионов F — число Фарадея a1 — активность ионов в области, откуда идет диффузия a2 — активность ионов в области, куда идет дифффузия.

Под активностью ионов понимают их активную концентрацию. Активность ионов всегда меньше их абсолютной концентрации, что обусловлено взаимодействием ионов друг с другом, а также их взаимодействием с электрически заряженными группами других молекул. Активность выражается произведением коэффициента активности f, определяемым эмпирически, на абсолютную концентрацию С ионов: a = f C

Частным случаем диффузионного потенциала является мембранный потенциал. Он возникает при наличии пористой перегородки ( в клетке — мембрана ), которая избирательно пропускает катионы и анионы, например, пропускающей только катионы. Это приводит к возникновению разности потенциалов, которую можно найти из формулы:

E = (RT / ZF ) ln (a1/ a2 ) — она называется уравнением Нернста. Если перейти от натуральных логарифмов к десятичным и подставить значения постоянных, то при 20 С получим: E = 58 lg ( a1 / a2 ) ] / Z [mB] — это уравнение обычно используют при практическом расчете мембранных потенциалов.

В соответствии с современными представлениями потенциалы покоя, повреждения и действия являются по своей природе мембранными потенциалами.

Фазовые потенциалы возникают на границе раздела двух несмешивающихся фаз ( например, раствор электролита в воде и какое-либо масло ) в результате различной растворимости катионов и анионов в неводной фазе. Величину фазовых потенциалов можно определить из уравнения Гендерсона.

  1. Потенциал покоя. Природа потенциала покоя.

БИОПОТЕНЦИА́ЛЫ

БИОПОТЕНЦИА́ЛЫ (био­ло­ги­че­ские по­тен­циа­лы), элек­трич. по­тен­циа­лы, су­ще­ст­вую­щие во всех жи­вых клет­ках. Об­ра­зу­ют­ся в ре­зуль­та­те раз­де­ле­ния элек­трич. за­ря­дов на кле­точ­ной мем­бра­не, т. к. ос­но­ву мем­бра­ны со­став­ля­ют фос­фо­ли­пи­ды, пре­пят­ст­вую­щие сво­бод­ной диф­фу­зии ио­нов. Кон­цен­тра­ция ио­нов ка­лия внут­ри нерв­ной или мы­шеч­ной клет­ки при­мер­но в 50 раз вы­ше, чем сна­ру­жи. На­про­тив, вне­кле­точ­ная жид­кость со­дер­жит на­мно­го боль­ше ио­нов на­трия, каль­ция и хло­ра. Ион­ная асим­мет­рия под­дер­жи­ва­ет­ся бла­го­да­ря на­ли­чию в мем­бра­не двух ти­пов бел­ко­вых вклю­че­ний: ка­на­лов, че­рез ко­то­рые оп­ре­де­лён­ные ти­пы ио­нов мо­гут пе­ре­ме­щать­ся пу­тём диф­фу­зии в со­от­вет­ст­вии с кон­цен­тра­ци­он­ным гра­ди­ен­том, и ион­ных на­со­сов, ко­то­рые при оп­ре­де­лён­ных энер­ге­тич. за­тра­тах пе­ре­но­сят ио­ны про­тив кон­цен­тра­ци­он­но­го гра­ди­ен­та. Т. о. соз­да­ёт­ся и под­дер­жи­ва­ет­ся раз­ность по­тен­циа­лов ме­ж­ду внут­рен­ней (за­ря­же­на от­ри­ца­тель­но) и на­руж­ной (за­ря­же­на по­ло­жи­тель­но) по­верх­но­стя­ми мем­бра­ны клет­ки, т. е. мем­бран­ный по­тен­ци­ал, ам­пли­ту­да ко­то­ро­го обыч­но со­став­ля­ет от –50 до –90 мВ. Та­кое рав­но­вес­ное со­стоя­ние на­зы­ва­ют так­же по­тен­циа­лом по­коя, в от­ли­чие от от­но­си­тель­но крат­ко­врем. ко­ле­ба­ний уров­ня по­тен­циа­ла, воз­ни­каю­щих вслед­ст­вие из­ме­не­ния про­ни­цае­мо­сти ион­ных ка­на­лов, что вле­чёт за со­бой уве­ли­че­ние (или умень­ше­ние) по­то­ка оп­ре­де­лён­ных ио­нов че­рез мем­бра­ну.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *