Dešifriranje rezultatov elektroencefalografije

Analiza EEG se izvaja med snemanjem in končno po njegovem zaključku. Med snemanjem se oceni prisotnost artefaktov (indukcija omrežnih tokovnih polj, mehanski artefakti premikanja elektrod, elektromiogram, elektrokardiogram itd.) in sprejmejo ukrepi za njihovo odpravo. Oceni se frekvenca in amplituda EEG-ja, identificirajo se značilni grafični elementi ter določi njihova prostorska in časovna porazdelitev. Analizo zaključimo s fiziološko in patofiziološko interpretacijo rezultatov ter oblikovanjem diagnostičnega zaključka s klinično-elektroencefalografsko korelacijo.

Glavni medicinski dokument o EEG-ju je klinično-elektroencefalografsko poročilo, ki ga napiše specialist na podlagi analize "surovega" EEG-ja. EEG poročilo mora biti oblikovano v skladu z določenimi pravili in mora biti sestavljeno iz treh delov:

1. opis glavnih vrst dejavnosti in grafičnih elementov;
2. povzetek opisa in njegova patofiziološka interpretacija;
3. korelacija rezultatov prejšnjih dveh delov s kliničnimi podatki. Osnovni opisni izraz v EEG je "aktivnost", ki definira katero koli zaporedje valov (alfa aktivnost, aktivnost ostrih valov itd.).

• Frekvenca je definirana kot število nihanj na sekundo; zapiše se kot ustrezno število in izrazi v hercih (Hz). Opis navaja povprečno frekvenco ocenjevane aktivnosti. Običajno se posname 4–5 EEG segmentov, ki trajajo 1 sekundo, in izračuna se število valov v vsakem od njih.
• Amplituda je obseg nihanj električnega potenciala na EEG-ju; meri se od vrha predhodnega vala do vrha naslednjega vala v nasprotni fazi, izražena pa je v mikrovoltih (μV). Za merjenje amplitude se uporablja kalibracijski signal. Če ima torej kalibracijski signal, ki ustreza napetosti 50 μV, na posnetku višino 10 mm, potem 1 mm odklona peresa pomeni 5 μV. Za karakterizacijo amplitude aktivnosti pri opisu EEG-ja se vzamejo njene najpogosteje pojavljajoče se maksimalne vrednosti, brez izjem.
• Faza določa trenutno stanje procesa in kaže smer vektorja njegovih sprememb. Nekatere EEG pojave ocenjujemo po številu faz, ki jih vsebujejo. Monofazna je nihanje v eno smer od izoelektrične črte z vrnitvijo na začetno raven, bifazna je nihanje, ko po zaključku ene faze krivulja preide začetno raven, odstopi v nasprotno smer in se vrne na izoelektrično črto. Polifazna so nihanja, ki vsebujejo tri ali več faz. V ožjem smislu izraz "polifazni val" opredeljuje zaporedje a- in počasnih (običajno 5) valov.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Ritmi elektroencefalograma odrasle budne osebe

Izraz "ritem" v EEG se nanaša na določeno vrsto električne aktivnosti, ki ustreza določenemu stanju možganov in je povezana z določenimi možganskimi mehanizmi. Pri opisu ritma so navedeni njegova frekvenca, značilna za določeno stanje in področje možganov, amplituda in nekatere značilne značilnosti njegovih sprememb skozi čas s spremembami funkcionalne aktivnosti možganov.

1. Alfa(a) ritem: frekvenca 8-13 Hz, amplituda do 100 μV. Registriran je pri 85-95 % zdravih odraslih. Najbolje je izražen v okcipitalnih predelih. A-ritem ima največjo amplitudo v stanju mirne sproščene budnosti z zaprtimi očmi. Poleg sprememb, povezanih s funkcionalnim stanjem možganov, v večini primerov opazimo spontane spremembe amplitude a-ritma, ki se izražajo v izmeničnem povečevanju in zmanjševanju z nastankom značilnih "vreten", ki trajajo 2-8 s. Z zvišanjem ravni funkcionalne aktivnosti možganov (intenzivna pozornost, strah) se amplituda a-ritma zmanjša. Na EEG se pojavi visokofrekvenčna nizkoamplitudna nepravilna aktivnost, ki odraža desinhronizacijo nevronske aktivnosti. Pri kratkotrajni, nenadni zunanji stimulaciji (zlasti blisku svetlobe) se ta desinhronizacija pojavi ostro, in če stimulacija ni emotiogene narave, se a-ritem dokaj hitro (v 0,5-2 s) obnovi. Ta pojav imenujemo "aktivacijska reakcija", "orientacijska reakcija", "reakcija izumrtja a-ritma", "desinhronizacijska reakcija".
2. Beta ritem: frekvenca 14-40 Hz, amplituda do 25 μV. Beta ritem se najbolje zazna na območju centralnih zvitkov, razteza pa se tudi na posteriorne centralne in frontalne zvitke. Običajno je zelo šibko izražen in ima v večini primerov amplitudo 5-15 μV. Beta ritem je povezan s somatskimi senzoričnimi in motoričnimi kortikalnimi mehanizmi ter daje reakcijo izumrtja na motorično aktivacijo ali taktilno stimulacijo. Aktivnost s frekvenco 40-70 Hz in amplitudo 5-7 μV se včasih imenuje y-ritem, nima kliničnega pomena.
3. Mu ritem: frekvenca 8–13 Hz, amplituda do 50 μV. Parametri mu ritma so podobni parametrom normalnega a ritma, vendar se mu ritem od slednjega razlikuje po fizioloških lastnostih in topografiji. Vizualno je mu ritem opazen le pri 5–15 % preiskovancev v rolandični regiji. Amplituda mu ritma (v redkih primerih) se poveča z motorično aktivacijo ali somatosenzorično stimulacijo. Pri rutinski analizi mu ritem nima kliničnega pomena.

Vrste aktivnosti, ki so patološke za odraslo budno osebo

• Theta aktivnost: frekvenca 4-7 Hz, amplituda patološke theta aktivnosti > 40 μV in najpogosteje presega amplitudo normalnih možganskih ritmov, pri nekaterih patoloških stanjih doseže 300 μV ali več.
• Delta aktivnost: frekvenca 0,5-3 Hz, amplituda je enaka kot theta aktivnost.

Theta in delta nihanja so lahko v majhnih količinah prisotna v EEG-ju odrasle budne osebe in v normi, vendar njihova amplituda ne presega amplitude a-ritma. EEG, ki vsebuje theta in delta nihanja z amplitudo >40 μV in zavzema več kot 15 % celotnega časa snemanja, se šteje za patološkega.

Epileptiformna aktivnost je pojav, ki ga običajno opazimo v EEG-ju bolnikov z epilepsijo. Nastane zaradi visoko sinhroniziranih paroksizmalnih depolarizacijskih premikov v velikih populacijah nevronov, ki jih spremlja nastanek akcijskih potencialov. To povzroči visokoamplitudne, akutne potenciale, ki imajo ustrezna imena.

• Konica (angleško spike - točka, vrh) je negativni potencial ostre oblike, ki traja manj kot 70 ms, z amplitudo >50 μV (včasih do več sto ali celo tisoč μV).
• Ostri val se od konice razlikuje po tem, da je časovno podaljšan: njegovo trajanje je 70-200 ms.
• Ostri valovi in konice se lahko kombinirajo s počasnimi valovi in tvorijo stereotipne komplekse. Konica-počasen val je kompleks konice in počasnega vala. Frekvenca kompleksov konica-počasen val je 2,5-6 Hz, periode pa 160-250 ms. Oster-počasen val je kompleks ostrega vala in počasnega vala, ki mu sledi, periode kompleksa pa so 500-1300 ms.

Pomembna značilnost konic in ostrih valov je njihov nenaden pojav in izginotje ter jasna razlika od aktivnosti ozadja, ki jo presegajo po amplitudi. Ostri pojavi z ustreznimi parametri, ki jih ni mogoče jasno razlikovati od aktivnosti ozadja, niso označeni kot ostri valovi ali konice.

Kombinacije opisanih pojavov so označene z nekaterimi dodatnimi izrazi.

• Izbruh je izraz, ki se uporablja za opis skupine valov z nenadnim nastopom in prenehanjem, ki se po frekvenci, obliki in/ali amplitudi jasno razlikujejo od aktivnosti v ozadju.
• Izcedek je izbruh epileptiformne aktivnosti.
• Vzorec epileptičnega napada je izbruh epileptiformne aktivnosti, ki običajno sovpada s kliničnim epileptičnim napadom. Zaznavanje takšnih pojavov, tudi če bolnikovega stanja zavesti ni mogoče jasno oceniti klinično, je prav tako označeno kot "vzorec epileptičnega napada".
• Hipsaritmija (grško: "visokoamplitudni ritem") je neprekinjena generalizirana visokoamplitudna (>150 μV) počasna hipersinhronska aktivnost z ostrimi valovi, konicami, kompleksi konica-počasen val, polikonica-počasen val, sinhronim in asinhronim delovanjem. Pomembna diagnostična značilnost Westovega in Lennox-Gastautovega sindroma.
• Periodični kompleksi so izbruhi aktivnosti z visoko amplitudo, za katere je značilna konstantna oblika pri danem pacientu. Najpomembnejša merila za njihovo prepoznavanje so: skoraj konstanten interval med kompleksi; neprekinjena prisotnost skozi celoten posnetek, pod pogojem, da je raven funkcionalne možganske aktivnosti konstantna; intraindividualna stabilnost oblike (stereotipičnost). Najpogosteje jih predstavlja skupina počasnih valov z visoko amplitudo, ostrih valov, kombiniranih z visoko amplitudo, ostrimi delta ali theta nihanji, ki včasih spominjajo na epileptiformne komplekse ostrega-počasnega vala. Intervali med kompleksi se gibljejo od 0,5-2 do deset sekund. Generalizirani bilateralno sinhroni periodični kompleksi so vedno kombinirani s hudimi motnjami zavesti in kažejo na hudo poškodbo možganov. Če jih ne povzročajo farmakološki ali toksični dejavniki (odtegnitev alkohola, preveliko odmerjanje ali nenadna odtegnitev psihotropnih in hipnosedativnih zdravil, hepatopatija, zastrupitev z ogljikovim monoksidom), so praviloma posledica hude presnovne, hipoksične, prionske ali virusne encefalopatije. Če so izključene zastrupitve ali presnovne motnje, potem periodični kompleksi z visoko zanesljivostjo kažejo na diagnozo panencefalitisa ali prionske bolezni.

Različice normalnega elektroencefalograma pri budni odrasli osebi

EEG je v veliki meri enoten za celotne možgane in simetričen. Funkcionalna in morfološka heterogenost skorje določa značilnosti električne aktivnosti različnih možganskih področij. Prostorska sprememba tipov EEG v posameznih možganskih področij se dogaja postopoma.

Pri večini (85–90 %) zdravih odraslih, z zaprtimi očmi v mirovanju, EEG zabeleži prevladujoč a-ritem z največjo amplitudo v okcipitalnih predelih.

Pri 10–15 % zdravih oseb amplituda nihanj na EEG-ju ne presega 25 μV, v vseh odvodih pa je zabeležena visokofrekvenčna aktivnost z nizko amplitudo. Takšni EEG-ji se imenujejo nizkoamplitudni. Nizkoamplitudni EEG-ji kažejo na prevlado desinhronizacijskih vplivov v možganih in so normalna varianta.

Pri nekaterih zdravih osebah se namesto a-ritma v okcipitalnih predelih zabeleži aktivnost 14–18 Hz z amplitudo približno 50 μV, ki se, tako kot pri normalnem alfa ritmu, zmanjšuje v smeri naprej. Ta aktivnost se imenuje »hitra a-varianta«.

Zelo redko (0,2 % primerov) se na EEG-ju z zaprtimi očmi v okcipitalnih predelih zabeležijo redni, blizu sinusoidnim, počasni valovi s frekvenco 2,5–6 Hz in amplitudo 50–80 μV. Ta ritem ima vse druge topografske in fiziološke značilnosti alfa ritma in se imenuje "počasna alfa varianta". Ker ni povezan z nobeno organsko patologijo, velja za mejo med normo in patologijo in lahko kaže na disfunkcijo diencefalnih nespecifičnih sistemov možganov.

Spremembe elektroencefalograma med ciklom spanja in budnosti

• Za aktivno budnost (med duševnim stresom, vizualnim sledenjem, učenjem in drugimi situacijami, ki zahtevajo povečano duševno aktivnost) je značilna desinhronizacija nevronske aktivnosti; na EEG-ju prevladuje nizkoamplitudna visokofrekvenčna aktivnost.
• Sproščena budnost je stanje, v katerem oseba počiva v udobnem stolu ali postelji s sproščenimi mišicami in zaprtimi očmi, ne da bi se ukvarjala z nobeno posebno telesno ali duševno aktivnostjo. Pri večini zdravih odraslih se v tem stanju na EEG-ju zabeleži reden alfa ritem.
• Prva faza spanja je enakovredna zaspanosti. EEG pokaže izginotje alfa ritma in pojav posameznih in skupinskih nizkoamplitudnih delta in theta nihanj ter nizkoamplitudne visokofrekvenčne aktivnosti. Zunanji dražljaji povzročajo izbruhe alfa ritma. Faza traja 1-7 minut. Do konca te faze se pojavijo počasna nihanja z amplitudo <75 μV. Hkrati se lahko pojavijo "vertex sharp transient potencials" v obliki posameznih ali skupinskih monofaznih površinsko negativnih ostrih valov z maksimumom v predelu temene, z amplitudo običajno ne presega 200 μV; veljajo za normalen fiziološki pojav. Za prvo fazo so značilni tudi počasni gibi oči.
• Za drugo fazo spanja je značilen pojav spalnih vreten in K-kompleksov. Spalna vretena so izbruhi aktivnosti s frekvenco 11–15 Hz, ki prevladujejo v osrednjih odvodih. Trajanje vreten je 0,5–3 s, amplituda pa približno 50 μV. Povezana so z medianimi subkortikalnimi mehanizmi. K-kompleks je izbruh aktivnosti, ki ga običajno sestavlja dvofazni val visoke amplitude z začetno negativno fazo, včasih pa ga spremlja vreteno. Njegova amplituda je največja v predelu temene, trajanje pa ni krajše od 0,5 s. K-kompleksi se pojavijo spontano ali kot odziv na senzorične dražljaje. V tej fazi se epizodno opazijo tudi izbruhi polifaznih počasnih valov visoke amplitude. Počasni gibi oči so odsotni.
• Spanje v 3. fazi: vretena postopoma izginejo, delta in theta valovi z amplitudo večjo od 75 μV pa se pojavijo v količinah od 20 do 50 % obdobja analize. V tej fazi je pogosto težko ločiti K-komplekse od delta valov. Spalna vretena lahko popolnoma izginejo.
• Za stopnjo spanja IV so značilni valovi s frekvenco <2 Hz in več kot 75 μV, ki zasedajo več kot 50 % časa analizne epohe.
• Med spanjem oseba občasno doživi obdobja desinhronizacije na EEG-ju - tako imenovani spanec s hitrimi gibi oči. V teh obdobjih se zabeleži polimorfna aktivnost s prevlado visokih frekvenc. Ta obdobja na EEG-ju ustrezajo izkušnji sanj, padcu mišičnega tonusa s pojavom hitrih gibov zrkel in včasih hitrih gibov okončin. Pojav te faze spanja je povezan z delom regulativnega mehanizma na ravni ponsa, njegova motnja pa kaže na disfunkcijo teh delov možganov, kar je velikega diagnostičnega pomena.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Starostne spremembe v elektroencefalogramu

EEG nedonošenčka do 24-27 tednov nosečnosti predstavljajo izbruhi počasne delta in theta aktivnosti, epizodično kombinirani z ostrimi valovi, ki trajajo 2-20 s, na ozadju aktivnosti z nizko amplitudo (do 20-25 μV).

Pri otrocih, starih od 28 do 32 tednov nosečnosti, postane delta in theta aktivnost z amplitudo do 100–150 μV bolj redna, čeprav lahko vključuje tudi izbruhe theta aktivnosti z višjo amplitudo, ki se prepletajo z obdobji sploščitve.

Pri otrocih, starejših od 32 tednov nosečnosti, se na EEG-ju začnejo zaznavati funkcionalna stanja. V mirnem spanju opazimo občasno visokoamplitudno (do 200 μV in več) delta aktivnost, ki se kombinira s theta nihanji in ostrimi valovi ter se izmenjuje z obdobji relativno nizkoamplitudne aktivnosti.

Pri donošenem novorojenčku EEG jasno loči med budnostjo z odprtimi očmi (neenakomerna aktivnost s frekvenco 4-5 Hz in amplitudo 50 μV), aktivnim spanjem (konstantna aktivnost z nizko amplitudo 4-7 Hz s superponiranimi hitrejšimi nihanji z nizko amplitudo) in mirnim spanjem, za katerega so značilni izbruhi delta aktivnosti z visoko amplitudo v kombinaciji z vreteni hitrejših valov z visoko amplitudo, ki se prepletajo z obdobji z nizko amplitudo.

Pri zdravih nedonošenčkih in donošenih novorojenčkih se med mirnim spanjem v prvem mesecu življenja opazi izmenična aktivnost. EEG novorojenčkov vsebuje fiziološke akutne potenciale, za katere je značilna multifokalnost, sporadično pojavljanje in nepravilnost pojavljanja. Njihova amplituda običajno ne presega 100-110 μV, pogostost pojavljanja je v povprečju 5 na uro, njihovo glavno število pa je omejeno na miren spanec. Relativno redno pojavljajoči se akutni potenciali v čelnih odvodih, ki ne presegajo amplitude 150 μV, prav tako veljajo za normalne. Za normalen EEG odraslega novorojenčka je značilna prisotnost odziva v obliki sploščenosti EEG na zunanje dražljaje.

V prvem mesecu življenja odraslega otroka izmenični EEG mirnega spanca izgine; v drugem mesecu se pojavijo spalna vretena, organizirana dominantna aktivnost v okcipitalnih odvodih, ki pri starosti 3 mesecev dosežejo frekvenco 4-7 Hz.

Med 4. in 6. mesecem življenja se število theta valov na EEG postopoma povečuje, delta valov pa zmanjšuje, tako da do konca 6. meseca na EEG prevladuje ritem s frekvenco 5-7 Hz. Od 7. do 12. meseca življenja se oblikuje alfa ritem s postopnim zmanjševanjem števila theta in delta valov. Do 12. meseca prevladujejo nihanja, ki jih lahko označimo kot počasen alfa ritem (7-8,5 Hz). Od 1. leta do 7-8. leta se nadaljuje proces postopnega izpodrivanja počasnih ritmov s hitrejšimi nihanji (alfa in beta območje). Po 8. letu na EEG prevladuje alfa ritem. Končno oblikovanje EEG se zgodi do 16. do 18. leta.

Mejne vrednosti dominantne frekvence ritma pri otrocih

Starost, leta	Frekvenca, Hz
1	>5
3	>6
5	>7
8	>8

EEG zdravih otrok lahko vsebuje prekomerne difuzne počasne valove, izbruhe ritmičnih počasnih nihanj in epileptiformne izpuste aktivnosti, tako da je z vidika tradicionalne ocene starostnih norm mogoče tudi pri očitno zdravih posameznikih, mlajših od 21 let, le 70–80 % EEG-ja opredeliti kot »normalnega«.

Od 3-4 do 12 let se delež EEG-ja s prekomernimi počasnimi valovi poveča (s 3 na 16 %), nato pa se ta kazalnik precej hitro zmanjša.

Odziv na hiperventilacijo v obliki počasnih valov z visoko amplitudo je pri starosti 9-11 let bolj izrazit kot v mlajši skupini. Možno pa je, da je to posledica manj natančne izvedbe testa pri mlajših otrocih.

Zastopanost nekaterih EEG variant pri zdravi populaciji glede na starost

Vrsta dejavnosti	1–15 let	16–21 let
Počasna difuzna aktivnost z amplitudo večjo od 50 μV, zabeležena več kot 30 % časa snemanja	14 %	5 %
Počasna ritmična aktivnost v zadnjih odvodih	25 %	0,5 %
Epileptiformna aktivnost, izbruhi ritmičnih počasnih valov	15 %	5 %
"Normalne" EEG variante	68 %	77 %

Že omenjena relativna stabilnost EEG značilnosti odrasle osebe se ohranja do približno 50. leta starosti. Od tega obdobja naprej opazimo prestrukturiranje EEG spektra, ki se izraža v zmanjšanju amplitude in relativne količine alfa ritma ter povečanju količine beta in delta valov. Dominantna frekvenca po 60–70 letih se ponavadi zmanjšuje. V tej starosti se theta in delta valovi, vidni med vizualno analizo, pojavijo tudi pri praktično zdravih posameznikih.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]