Electroencefalografia.pdf

7/27/2019 Electroencefalografia.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/electroencefalografiapdf 1/11

Electroencefalografia 49

ELECTROENCEFALOGRAFIA Dr. Orbán-Kis Károly, Dr. Szilágyi Tibor

PRINCIPII TEORETICE

Electroencefalografia este o metodă neinvazivă de explorare a fluctuaţiilor de potenţialelectric din creier, înregistrat la nivelul scalpului. Activitatea neuronală este strâns legată demodificările potenţialului de membrană, deci reprezintă obiectiv al electrofiziologiei.

Aceste modificări sunt de două feluri (Figura 23):1. Potenţialul de acţiune: este o depolarizare totală, de scurtă durată (impuls nervos)

ce se propagă nealterat de-a lungul axonului.2. Potenţialele postsinaptice (PPS): se formează subsinaptic şi se propagă

decremental (electrotonic) în dendrite. Dacă modificarea este în sens depolarizant va aveaefect excitator (PPSE), dacă acţionează hiperpolarizant va cauza inhibiţie (PPSI).

Figura 23. Modificările potenţialului demembrană

Potenţialele se pot înregistra în trei modalităţi (Figura 24):1. Înregistrarea intracelular ă cu microelectrod (vârful intr ă în celulă şi se măsoar ă diferenţa de potenţial transmembranar). Este o metodă precisă dar greoaie. Cu un electrodse poate urmări comportamentul doar a unei singure celule. Pentru studierea reţelelor neuronale este necesar ă înregistrarea "convorbirii dintre celule". Cu doi electrozi se poturmări două celule interconectate, dar despre restul celulelor nu obţinem informaţii nici înacest caz.

2. Activitatea mai multor celule se poate înregistra prin metoda extracelular ă,introducând microelectrodul în spaţiul intercelular. Când celulele din jurul electrodului sedepolarizează generează câmpuri electrice, ce vor fi înregistrate sub forma unor salturi depotenţial. Câmpul electric se micşorează exponenţial cu distanţa, deci se înregistrează ungrup restrâns de neuroni apropiaţi.



50 Lucr ări practice de fiziologie

3. Metodele de mai sus sunt utilizate în cercetări fine pe animale, mai ales datorită faptului că sunt complicate şi invazive (sângerânde). În scopuri clinice se foloseşte o metodă mai grosolană (electroencefalografia) dar care totuşi ofer ă informaţii utile clinicianului.

Figura 24. Modalităţile de înregistrare a activităţii electrice a creierului.

Electroencefalograma (EEG) se înregistrează cu electrozi aşezaţi pe scalp.Electrodul fiind la distanţă mare de scoar ţa cerebrală nu înregistrează comportamentul unuineuron, ci conlucrarea a mai multor neuroni (milioane) situate sub electrod. EEG înscriesuma vectorială a câmpurilor electrice minuscule generate de neuronii individuali. Celulelepiramidale (celule principale, de ieşire) sunt aşezate paralel, cu dendritele orientateperpendicular spre suprafaţa scoar ţei şi axonii spre interior (Figura 24). Celelalte celule

nefiind orientate în nici o direcţie specifică, activitatea lor sumată vectorial nu contribuie laformarea undelor EEG. Axonii celulelor piramidale sunt considerabil mai departe de electrozidecât zona dendritică; în plus, potenţialele de acţiune, având durată scurtă, cauzează untransfer mic de sarcini, de aceea electroencefalograma reflectă mai mult suma potenţialelor postsinaptice din celulele piramidale activate sincron. Frecvenţa potenţialelor înregistrate depe scalpul unui subiect normal variază între 1 şi 50 Hz (de obicei 1-30 Hz), iar amplitudinea în general între 20 şi 100 μV. Traseul înregistrat este însă în mod normal complet neregulat.Pentru a înţelege acest lucru urmăriţi cu atenţie Figura 25.

Deşi caracteristicile de frecvenţă şi amplitudine ale EEG sunt extrem de complexe,putem distinge 4 ritmuri esenţiale (Figura 26):




Beta (β) este frecvenţa cea mai mare (13-27 Hz), are amplitudine foarte mică (5-10μV). Normal se înregistrează în regiunea frontală; pe o arie mai extinsă doar în timpulactivităţii mentale intense.

Alfa (α) cu frecvenţa 7-13 Hz, amplitudine 20-100 μV, se prezintă sub forma unor fusuri cu durata de 1-3 sec. Apare asociat cu starea de veghe relaxată, dispare ladeschiderea ochilor. Se înregistrează mai mult în regiunea parietală şi occipitală.

Teta (θ) are frecvenţa de 4-7 Hz, amplitudine 30-70 μV. Se înregistrează în zonatemporală şi frontală. Este ritmul dominant la copii între 2 şi 5 ani şi la adulţi în primele fazeale somnului.

Delta (δ) are frecvenţa minimă: 0,5-4 Hz şi amplitudinea maximă 50-200 μV. Esteprezent doar în somnul profund şi la copii până la 2-3 ani.

A

B

C

D Figura 25. Toate traseele au durata de 1 secundă. Traseele A, B şi C prezintă unde sinusoidale de aceeaşi amplitudine dar cu 3 frecvenţe diferite (2, 4, 16Hz). Traseul complex D a luat naştere prin simpla sumare a primelor treitrasee simple.

EEG se utilizează cel mai frecvent în:1. Studiul stării de conştiinţă: în timpul activităţii normale zone mici, unităţi modulare

funcţionale (cu diametru de aproximativ 100 μm) "vorbesc între ele". Aceste unităţi seactivează şi se dezactivează în continuu şi de obicei nu funcţionează deodată. Acestasincronism care se reflectă în ritmurile rapide alfa şi beta este absolut necesar pentrupăstrarea conştiinţei. Dacă activitatea neuronală se sincronizează apar unde lente, cu




amplitudine mare (teta, delta) şi sub 4-5 Hz conştiinţa se pierde. Urmărind ritmul cortical sepoate monitoriza sau chiar se poate comanda automat narcoza.

Beta (β)

Alfa (α)

Teta (θ)

Delta (δ)

Figura 26. Ritmurile de bază ale EEG.

2. Studiul somnului şi al visului:Există două feluri de somn (Figura 27):Somn cu unde lente (somnul clasic, non-REM) care are 4 stadii caracterizate de

scăderea progresivă a frecvenţei şi creşterea amplitudinii corelat cu adâncimea somnului. Întimpul somnului lent musculatura este relaxată, predomină activitatea parasimpatică.

Somn cu mişcări rapide ale globilor oculari (REM - Rapid Eye Movements) caremai este denumit şi somn paradoxal. EEG devine brusc desincronizată (voltaj scăzut,frecvenţă mare), predomină activitatea simpatică, tonusul muscular dispare cu excepţiamusculaturii ochilor şi a muşchilor respiratori. Aceasta este perioada viselor. Somnul REMocupă 20-25% din timpul total al somnului, apare discontinuu, de 5-7 ori într-o noapte,predominant către dimineaţa.

3. Diagnosticul epilepsiei: epilepsia afectează 1% din populaţie. Apare atunci când opopulaţie mare de neuroni se descarcă cu un sincronism anormal. Semnul EEG al acesteidescărcări sincronizate este o undă ascuţită cu amplitudine mare (vârf). Epilepsia se împarte în două categorii mari:

În epilepsia par ţială (focală) neuronii activaţi anormal sunt grupaţi doar într-un focar,de aceea apar vârfuri numai la un grup de electrozi. Cunoscând poziţia electrozilor, focarulpoate fi localizat.

Epilepsia generalizată (nonfocală) cuprinde păr ţi mari ale creierului, deci vârfuri se înregistrează în toate derivaţiile. Se subîmpart în două tipuri:

„Petit mal” este caracterizat de o pierdere tranzitorie a conştiinţei (absence), în acest

caz zona motorie nu este afectată. Pe EEG este patognomonic complexul vârf-undă




(asocierea dintre un vârf şi o undă amplă, lentă cu durata de 0,2-0,5 sec şi amplitudinea 150-300 μV.

Crizele „grand-mal” sunt caracterizate de pierderea conştiinţei asociată cu mişcăritonico-clonice. Din cauza afectării centrilor vegetativi apare scurgere de salivă precum şitulbur ări sfincteriene.

Între atacuri, EEG poate fi normală sau periodic se înregistrează unde ascuţite.

Figura 27. Stadiile somnului (B) şi activitatea EEG caracteristică (A)

4. Declararea mor ţii cerebrale: dacă nu există nici o activitate nervoasă corticală se

înregistrează "traseu EEG nul", ceea ce indică moartea creierului.

ELECTROENCEFALOGRAFUL

În principiu, un electroencefalograf este compus din următoarele:1. sistem de culegere a biopotenţialelor (electrozii): înregistrarea se efectuează

paralel pe cel puţin 8 canale. Electrozii se amplasează simetric şi la distanţe egale după diverse scheme. Figura 28 arată amplasarea electrozilor în sistemul „10-20%”. Se foloseşteun sistem de linii intersectate. În punctele de intersecţie se aşează electrozii. Dacă laamplificator se conectează doi electrozi activi vorbim de sistem bipolar, dacă un electrodactiv

şi electrodul indiferent (poten

ţial 0 - lobul urechii) atunci vorbim de sistem unipolar.

2. sistem de amplificare 3. sistem de afişare sau înscriere

TEHNICA ÎNREGISTR ĂRII

Aparatul EEG trebuie să fie instalat într-o încăpere spaţioasă, ferită de zgomot şi delumina prea puternică şi departe de încăperi cu tub Roentgen, fizioterapie, sală de operaţie,etc. Pacientul trebuie să fie pregătit atent de un personal calificat. Se recomandă capacientul să-şi spele părul în ziua precedentă examinării sau dacă este gras să-l degresezecu alcool sau eter. Trebuie să fie pregătit psihic pentru a-şi păstra calmul în timpul

investigaţiei.




Figura 28. Amplasarea electrozilor în sistemul „10-20”. (Fp - planul prefrontal, F – frontal, C- rolandic (central), P – parietal, O – occipital, M – median, Dr – dreapta, Stg – stânga T –temporal). A. Împăr ţirea distanţei dintre r ădăcina nasului (nazion) şi protuberanţa occipitală (inion); considerată 100%. B. Împăr ţirea în plan transversal; distanţa dintre meatul urechiistângi şi drept fiind considerat 100%.

C.




Î NREGISTRAREA EEG CU AJUTORUL SISTEMUL DE ACHIZIŢIE BIOPAC

OBIECTIVELE LUCR ĂRII

1. Înregistrarea EEG în una respectiv două derivaţii.2. Demonstrarea ritmului alfa şi schimbarea acestuia în ritm beta.3. Observarea factorilor ce pot întrerupe ritmul alfa.4. Analiza spectrului de frecvenţe ale EEG.5. Compararea distribuţiei ritmului alfa între cele două emisfere.

ECHIPAMENTUL NECESAR

1. calculator cu software BIOPAC instalat (sistem operare Windows)2. BIOPAC DAU (Data Acquisition Unit): MP30 (Figura 29)

3. BIOPAC cabluri tip SS2L – unul sau mai multe în funcţie de etapa de lucru (Figura29)4. Electrozi de unică folosinţă, gel conductor, şapcă EEG

Figura 29. Aparatura necesar ă.

A. Î NREGISTRAREA EEG PE O SINGUR Ă DERIVAŢIE

1. Se porneşte calculatorul şi apoi programul Biopac Student Lab.2. Se conectează cablurile şi electrozii conform Figura 30.3. Se selectează „Lesson 7 (EEG intro)”.4. Se introduce numele.5. Pentru înregistrare subiectul stă aşezat pe scaun, relaxată, în poziţie comodă, În

vederea unei înregistr ări bune verificaţi următoarele:- cel examinat nu se uită pe monitor în timpul probei- trebuie evitate mişcările din timpul înregistr ării- verificaţi conexiunile de la cabluri

6. Click pe butonul „Start setup”. Va urma o înregistrare de 15 sec. Trebuie să vedeţi olinie. Dacă există un zgomot marcat înseamnă că electrozii nu realizează contactcorespunzător.

7. Click pe butonul „Record 7”. Va urma o înregistrare de 30 sec. În timpul înregistr ăriistaţi cât mai comod. La comandă închideţi ochii (în acelaşi moment examinatorul apasă tasta“F9” pentru a marca momentul) şi îi deschideţi la o nouă comandă (“F9”). În timpul înregistr ării este extrem de important ca cel examinat să nu desf ăşoare un proces mentalactiv, să nu încerce să imagineze ceva, să nu efectueze calcule.




Figura 30. Schema aparaturii şi a conexiunilor necesare.

Analiza datelor la terminarea înregistr ării. Folosind unealta de „Zoom” a programului mări ţ i o por ţ iune a traseului. Apoi folosind unealta de selec ţ ie a softului măsuraţ i aleator frecvenţ a a câtorva unde. Bazat pe aceste măsur ători r ăspundeţ i la prima întrebare din Fi şa de lucru.

8. Filtraţi traseul obţinut pentru intervalele de frecvenţă caracteristice celor 4 ritmuri de

bază prin apăsarea butoanelor „alpha”, „beta”, „theta”, „delta” (În această ordine!). Deexemplu La apăsarea butonului „alpha” apare un nou traseu filtrat pentru 8-13 Hz.

Folosind markerele din timpul înregistr ării identificaţ i momentul închiderii şi deschiderii ochilor şi r ăspundeţ i la întrebările din Fi şa de lucru. Folosind unealta deselec ţ ie a programului selectaţ i por ţ iunea corespunz ătoare perioadei cu ochii închi şi din traseu şi completaţ i tabelul din Fi şa de lucru. C ăutaţ i apoi perioadele dedinainte închiderii ochilor şi respectiv după redeschiderea lor. Completaţ i tabelul dinFi şa de lucru.

9. Apăsaţi butonul „Done”.

B. ANALIZA RELAŢIEI DINTRE EEG, RELAXARE ŞI ATENŢIE

10. Se selectează „Lesson 8 (more EEG)”.11. Pentru înregistrare subiectul stă aşezat pe scaun, relaxată, în poziţie comodă, În

vederea unei înregistr ări bune verificaţi următoarele:- cel examinat nu se uită pe monitor în timpul probei- trebuie evitate mişcările din timpul înregistr ării- verificaţi conexiunile de la cabluri

12. Click pe butonul „Start setup”. Va urma o înregistrare de 15 sec. Trebuie să vedeţio linie. Dacă există un zgomot marcat înseamnă că electrozii nu realizează contactcorespunzător.

13. Se ajustează durata înregistr ării din File > Preferences. Se setează 5 minute (300secunde). Click pe butonul „Record 8”. În timpul înregistr ării staţi cât mai comod. Se execută




comenzile din Tabelul 3. În momentul fiecărei comenzi se apasă şi tasta “F9” pentru a marcamomentul. Concomitent se bifează în tabel comanda executată. În timpul înregistr ării esteextrem de important ca cel examinat să execute corect comenzile şi să nu râdă!

Tabelul 3.1 Închideţi ochii pentru 20 secunde! □

2 Ascultaţi muzică pentru 15 secunde! Ascultaţi mai întâi muzică clasică apoi după o scurtă pauză „heavy metal”. La fiecare tip demuzică daţi volumul mai încet, apoi mai tare.

□

3 Cineva să bată din mâini timp de 20 secunde la intervale aleatorii! □

4Imaginaţi-vă că sunteţi pe o plajă însorită (după o sesiunepromovată cu brio)!

□

5 Vorbiţi cu voce tare! □ 6 Gândiţi-vă la bani! □ 7 Citiţi un text scurt de două paragrafe! □

8Număraţi (în gând, nu cu voce tare!): pornind de la 30 se scadnumerele consecutive impare până la 0 (30, 29, 26, 21, etc.)

□

Nu trebuie neapărat efectuate toate comenzile. Unele din aceste comenzi se pot chiar combina (cineva bate din palme în timp ce subiectul are ochii închişi). La terminarea înregistr ării veţi obţine ceva asemănător cu Figura 31. Sub traseul EEG este traseul filtratpentru ritmul alfa. Trasul de jos este curba integrată alfa. Observaţi „alfa-metrul” din dreaptatraseelor (prezintă în timp real predominanţa alfa în semnal).

Figura 31. Înregistrarea relaţiei dintre EEG, atenţie şi relaxare.

Folosind markerele din timpul înregistr ării identificaţ i momentul comenzilor,măsuraţ i valorile P-P („peak-to-peak”) pentru fiecare perioad ă şi completaţ i tabelul din Fi şa de lucru.

C. Î NREGISTRAREA EEG BIEMISFERIAL Ă

14. Se conectează cablurile şi electrozii conform Figura 32 (Canalul 1 pentru emisferastângă, Canalul 2 pentru emisfera dreaptă, alb - frontal stâng şi respectiv drept, roşu parieto-

occipital stâng şi respectiv drept, negru – lobul urechii bilateral).




Figura 32. Conectarea electrozilor pentru EEG biemisferial.

15. Pentru înregistrare subiectul stă aşezat pe scaun, relaxată, în poziţie comodă, Învederea unei înregistr ări bune verificaţi următoarele:- cel examinat nu se uită pe monitor în timpul probei- trebuie evitate mişcările din timpul înregistr ării- verificaţi conexiunile de la cabluri

16. Porniţi softul BSL PRO. Deschideţi protocolul nou prin File > Open > Choose Filesof type: Graph Template (*GTL) > File Name: h10.gtl.

17. Subiectul î şi închide ochii şi stă relaxat, f ăr ă să se concentreze asupra unui lucru.Click butonul „Start" pentru a începe. Înregistraţi timp de 1-2 minute, observând ritmulpredominant alfa.

18. Apăsaţi tasta “F9” pentru a marca momentul în care da ţi comanda de „Deschideochii”. După câteva secunde (10) apăsaţi din nou “F9” în momentul în care daţi comandapentru a închide ochii. Repetaţi de câteva ori (obligatoriu la intervale variabile şi doar după ce ritmul predominant a redevenit alfa).

19. Subiectul stă cu ochii închişi, relaxat. După ce apare predominanţa ritmului alfafolosiţi un stimul auditiv (vezi Tabelul 3, punctul 2) apăsând în acelaşi timp şi “F9”.

20. Subiectul stă cu ochii închişi, relaxat. Daţi-i un exerciţiu mental (punctul 8 dintabelul de mai sus este perfect, dar puteţi să vă folosiţi imaginaţia). Subiectul nu vorbeşte cuvoce tare doar gândeşte. În momentul comenzii apăsaţi tasta “F9”.

21.Apăsaţi butonul „Stop”. Ar trebui să obţineţi ceva asemănător cu Figura 33.




Figura 33. Rezultatul înregistr ării EEG biemisferial.

22. Selectaţi canalele de calcul (40-43, vezi şi Tabelul 4). Selectaţi Display >Compare Waveforms pentru a aduce toate traseele la aceeaşi scală.

Tabelul 4. Canalul Ritmul (filtru) DenumireaC1 (40) EEG alfa (8 - 13 Hz) L alfa (8 - 13 Hz)

C2 (41) EEG alfa (8 - 13 Hz) R alfa (8 - 13 Hz)C3 (42) EEG beta (13 - 30 Hz) L beta (13 - 30 Hz)C4 (43) EEG beta (13 - 30 Hz) R beta (13 - 30 Hz)

C ăutaţ i markerele inserate cu “F9” şi comparaţ i perioada precedent ă (predominant alfa) cu perioada testului (sărac în ritm alfa). Notaţ i eventuala amplificare a ritmului alfa în momentul deschiderii ochilor (fenomenul de sc ă pare). Observaţ i reapari ţ ia predominanţ ei alfa în momentul închiderii ochilor. Notaţ i P-P în tabelul de pe Fi şade lucru!

Electroencefalografia.pdf

Documents

Transcript of Electroencefalografia.pdf