Dešifrovanie výsledkov elektroencefalografie

Analýza EEG sa vykonáva počas záznamu a nakoniec po jeho ukončení. Počas záznamu sa posudzuje prítomnosť artefaktov (indukcia sieťových prúdových polí, mechanické artefakty pohybu elektród, elektromyogram, elektrokardiogram atď.) a prijímajú sa opatrenia na ich odstránenie. Posudzuje sa frekvencia a amplitúda EEG, identifikujú sa charakteristické grafické prvky a určuje sa ich priestorové a časové rozloženie. Analýza je ukončená fyziologickou a patofyziologickou interpretáciou výsledkov a formuláciou diagnostického záveru s klinicko-elektroencefalografickou koreláciou.

Hlavným lekárskym dokumentom o EEG je klinicko-elektroencefalografická správa, ktorú vypracuje špecialista na základe analýzy „surového“ EEG. EEG správa musí byť formulovaná v súlade s určitými pravidlami a pozostávať z troch častí:

1. opis hlavných typov činností a grafických prvkov;
2. zhrnutie popisu a jeho patofyziologická interpretácia;
3. korelácia výsledkov predchádzajúcich dvoch častí s klinickými údajmi. Základným popisným termínom v EEG je „aktivita“, ktorá definuje akúkoľvek sekvenciu vĺn (alfa aktivita, aktivita ostrých vĺn atď.).

• Frekvencia je definovaná ako počet kmitov za sekundu; zapisuje sa ako zodpovedajúce číslo a vyjadruje sa v hertzoch (Hz). Popis uvádza priemernú frekvenciu hodnotenej aktivity. Zvyčajne sa odoberie 4 – 5 EEG segmentov s trvaním 1 sekundy a vypočíta sa počet vĺn v každom z nich.
• Amplitúda je rozsah kmitov elektrického potenciálu na EEG; meria sa od vrcholu predchádzajúcej vlny po vrchol nasledujúcej vlny v opačnej fáze, vyjadrená v mikrovoltoch (μV). Na meranie amplitúdy sa používa kalibračný signál. Ak teda kalibračný signál zodpovedajúci napätiu 50 μV má na zázname výšku 10 mm, potom 1 mm výchylky pera bude znamenať 5 μV. Na charakterizáciu amplitúdy aktivity v popise EEG sa berú jej najčastejšie sa vyskytujúce maximálne hodnoty, s vylúčením odľahlých hodnôt.
• Fáza určuje aktuálny stav procesu a udáva smer vektora jeho zmien. Niektoré EEG javy sa posudzujú podľa počtu fáz, ktoré obsahujú. Monofázická je oscilácia v jednom smere od izoelektrickej čiary s návratom na počiatočnú úroveň, bifázická je oscilácia, keď po dokončení jednej fázy krivka prejde počiatočnou úrovňou, odchýli sa opačným smerom a vráti sa na izoelektrickú čiaru. Polyfázické sú oscilácie obsahujúce tri alebo viac fáz. V užšom zmysle termín „polyfázická vlna“ definuje postupnosť a- a pomalých (zvyčajne 5) vĺn.

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

Rytmy elektroencefalogramu dospelého bdelého človeka

Termín „rytmus“ v EEG označuje určitý typ elektrickej aktivity zodpovedajúcej určitému stavu mozgu a spojenej s určitými mozgovými mechanizmami. Pri opise rytmu sa uvádza jeho frekvencia, typická pre určitý stav a oblasť mozgu, amplitúda a niektoré charakteristické znaky jeho zmien v čase so zmenami funkčnej aktivity mozgu.

1. Alfa(a) rytmus: frekvencia 8-13 Hz, amplitúda do 100 μV. Registruje sa u 85-95 % zdravých dospelých. Najlepšie sa prejavuje v okcipitálnych oblastiach. A-rytmus má najväčšiu amplitúdu v stave pokojnej uvoľnenej bdelosti so zatvorenými očami. Okrem zmien spojených s funkčným stavom mozgu sa vo väčšine prípadov pozorujú spontánne zmeny amplitúdy a-rytmu, ktoré sa prejavujú striedavým nárastom a poklesom s tvorbou charakteristických „vretien“ trvajúcich 2-8 s. So zvyšujúcou sa úrovňou funkčnej aktivity mozgu (intenzívna pozornosť, strach) sa amplitúda a-rytmu znižuje. Na EEG sa objavuje vysokofrekvenčná nepravidelná aktivita s nízkou amplitúdou, ktorá odráža desynchronizáciu neuronálnej aktivity. Pri krátkodobej, náhlej vonkajšej stimulácii (najmä záblesku svetla) dochádza k tejto desynchronizácii prudko a ak stimulácia nie je emotiogénneho charakteru, a-rytmus sa obnoví pomerne rýchlo (za 0,5-2 s). Tento jav sa nazýva „aktivačná reakcia“, „orientačná reakcia“, „reakcia zániku a-rytmu“, „desynchronizačná reakcia“.
2. Beta rytmus: frekvencia 14-40 Hz, amplitúda do 25 μV. Beta rytmus sa najlepšie zaznamenáva v oblasti centrálnych závitov, ale rozširuje sa aj do zadných centrálnych a frontálnych závitov. Normálne je výrazný veľmi slabo a vo väčšine prípadov má amplitúdu 5-15 μV. Beta rytmus je spojený so somatickými senzorickými a motorickými kortikálnymi mechanizmami a vyvoláva zánikovú reakciu na motorickú aktiváciu alebo taktilnú stimuláciu. Aktivita s frekvenciou 40-70 Hz a amplitúdou 5-7 μV sa niekedy nazýva y-rytmus, nemá klinický význam.
3. Mu rytmus: frekvencia 8-13 Hz, amplitúda do 50 μV. Parametre mu rytmu sú podobné parametrom normálneho a rytmu, ale mu rytmus sa od neho líši fyziologickými vlastnosťami a topografiou. Vizuálne sa mu rytmus pozoruje iba u 5-15 % subjektov v Rolandovej oblasti. Amplitúda mu rytmu (v zriedkavých prípadoch) sa zvyšuje s motorickou aktiváciou alebo somatosenzorickou stimuláciou. Pri rutinnej analýze nemá mu rytmus klinický význam.

Typy aktivít, ktoré sú patologické pre dospelého bdelého človeka

• Theta aktivita: frekvencia 4-7 Hz, amplitúda patologickej theta aktivity > 40 μV a najčastejšie prevyšuje amplitúdu normálnych mozgových rytmov, pričom pri niektorých patologických stavoch dosahuje 300 μV alebo viac.
• Delta aktivita: frekvencia 0,5-3 Hz, amplitúda je rovnaká ako theta aktivita.

Theta a delta oscilácie môžu byť prítomné v malom množstve v EEG dospelého bdelého človeka aj v norme, ale ich amplitúda nepresahuje amplitúdu a-rytmu. EEG obsahujúce theta a delta oscilácie s amplitúdou >40 μV a zaberajúce viac ako 15 % celkového času záznamu sa považuje za patologické.

Epileptiformná aktivita je jav typicky pozorovaný v EEG u pacientov s epilepsiou. Je výsledkom vysoko synchronizovaných paroxyzmálnych depolarizačných posunov vo veľkých populáciách neurónov, sprevádzaných generovaním akčných potenciálov. Výsledkom sú akútne potenciály s vysokou amplitúdou, ktoré majú zodpovedajúce názvy.

• Spike (anglicky spike - bod, vrchol) je negatívny potenciál ostrého tvaru, trvajúci menej ako 70 ms, s amplitúdou >50 μV (niekedy až stovky alebo dokonca tisíce μV).
• Ostrá vlna sa od hrotu líši tým, že je časovo predĺžená: jej trvanie je 70 – 200 ms.
• Ostré vlny a hroty sa môžu kombinovať s pomalými vlnami a vytvárať stereotypné komplexy. Hrot-pomalá vlna je komplex hrotu a pomalej vlny. Frekvencia komplexov hrot-pomalá vlna je 2,5-6 Hz a perióda je 160-250 ms. Ostrá-pomalá vlna je komplex ostrej vlny a pomalej vlny, ktorá po nej nasleduje, perióda komplexu je 500-1300 ms.

Dôležitou charakteristikou hrotov a ostrých vĺn je ich náhly výskyt a zánik a jasné odlíšenie od aktivity pozadia, ktorú prevyšujú svojou amplitúdou. Ostré javy so zodpovedajúcimi parametrami, ktoré nie sú jasne odlíšiteľné od aktivity pozadia, sa neoznačujú ako ostré vlny alebo hroty.

Kombinácie opísaných javov sú označené niektorými ďalšími termínmi.

• Výbuch je termín používaný na opis skupiny vĺn s náhlym nástupom a zánikom, ktoré sa jasne odlišujú od aktivity pozadia frekvenciou, tvarom a/alebo amplitúdou.
• Výboj je výbuch epileptiformnej aktivity.
• Epileptický záchvatový vzorec je výboj epileptiformnej aktivity, ktorý sa zvyčajne zhoduje s klinickým epileptickým záchvatom. Detekcia takýchto javov, aj keď stav vedomia pacienta nemožno klinicky jasne posúdiť, sa tiež charakterizuje ako „epileptický záchvatový vzorec“.
• Hypsarytmia (grécky: „rytmus s vysokou amplitúdou“) je kontinuálna generalizovaná pomalá hypersynchrónna aktivita s vysokou amplitúdou (> 150 μV) s ostrými vlnami, hrotmi, komplexmi hrot-pomalá vlna, polyhrot-pomalá vlna, synchrónne a asynchrónne. Dôležitý diagnostický znak Westovho a Lennox-Gastautovho syndrómu.
• Periodické komplexy sú záblesky aktivity s vysokou amplitúdou, ktoré sa vyznačujú konštantnou formou u daného pacienta. Najdôležitejšími kritériami pre ich rozpoznanie sú: takmer konštantný interval medzi komplexmi; nepretržitá prítomnosť počas celého záznamu za predpokladu, že úroveň funkčnej mozgovej aktivity je konštantná; intraindividuálna stabilita formy (stereotypickosť). Najčastejšie sú reprezentované skupinou pomalých vĺn s vysokou amplitúdou, ostrých vĺn, kombinovaných s vysokoamplitúdovými, zostrenými delta alebo theta osciláciami, niekedy pripomínajúcimi epileptiformné komplexy ostrej-pomalej vlny. Intervaly medzi komplexmi sa pohybujú od 0,5-2 do desiatok sekúnd. Generalizované bilaterálne synchrónne periodické komplexy sú vždy kombinované s hlbokými poruchami vedomia a naznačujú závažné poškodenie mozgu. Ak nie sú spôsobené farmakologickými alebo toxickými faktormi (abstinenčné príznaky po alkohole, predávkovanie alebo náhle vysadenie psychotropných a hypnosedatívnych liekov, hepatopatia, otrava oxidom uhoľnatým), potom sú spravidla dôsledkom závažnej metabolickej, hypoxickej, priónovej alebo vírusovej encefalopatie. Ak sa vylúči intoxikácia alebo metabolické poruchy, potom periodické komplexy s vysokou spoľahlivosťou naznačujú diagnózu panencefalitídy alebo priónovej choroby.

Varianty normálneho elektroencefalogramu u dospelého človeka v bdelom stave

EEG je pre celý mozog do značnej miery jednotné a symetrické. Funkčná a morfologická heterogenita kôry určuje charakteristiky elektrickej aktivity rôznych oblastí mozgu. Priestorová zmena typov EEG v jednotlivých oblastiach mozgu nastáva postupne.

U väčšiny (85 – 90 %) zdravých dospelých, so zatvorenými očami v pokoji, EEG zaznamenáva dominantný a-rytmus s maximálnou amplitúdou v okcipitálnych oblastiach.

U 10-15% zdravých jedincov amplitúda kmitov na EEG nepresahuje 25 μV, vo všetkých zvodoch sa zaznamenáva vysokofrekvenčná aktivita s nízkou amplitúdou. Takéto EEG sa nazývajú nízkoamplitúdové. Nízkoamplitúdové EEG naznačujú prevalenciu desynchronizačných vplyvov v mozgu a sú normálnym variantom.

U niektorých zdravých jedincov sa namiesto a-rytmu v okcipitálnych oblastiach zaznamenáva aktivita 14 – 18 Hz s amplitúdou približne 50 μV a podobne ako pri normálnom alfa rytme sa amplitúda smerom dopredu znižuje. Táto aktivita sa nazýva „rýchly a-variant“.

Veľmi zriedkavo (0,2 % prípadov) sa na EEG so zatvorenými očami v okcipitálnych oblastiach zaznamenávajú pravidelné, takmer sínusoidné, pomalé vlny s frekvenciou 2,5 – 6 Hz a amplitúdou 50 – 80 μV. Tento rytmus má všetky ostatné topografické a fyziologické charakteristiky alfa rytmu a nazýva sa „pomalý alfa variant“. Keďže nie je spojený so žiadnou organickou patológiou, považuje sa za hranicu medzi normou a patológiou a môže naznačovať dysfunkciu diencefalických nešpecifických systémov mozgu.

Zmeny v elektroencefalograme počas cyklu spánku a bdenia

• Aktívna bdelosť (počas duševného stresu, vizuálneho sledovania, učenia a iných situácií vyžadujúcich zvýšenú duševnú aktivitu) sa vyznačuje desynchronizáciou neuronálnej aktivity, na EEG prevláda aktivita s nízkou amplitúdou a vysokou frekvenciou.
• Uvoľnená bdelosť je stav, v ktorom subjekt odpočíva v pohodlnej stoličke alebo posteli s uvoľnenými svalmi a zatvorenými očami, pričom nevykonáva žiadnu špeciálnu fyzickú alebo duševnú aktivitu. U väčšiny zdravých dospelých sa v tomto stave na EEG zaznamenáva pravidelný alfa rytmus.
• Prvá fáza spánku je ekvivalentná ospalosti. EEG ukazuje vymiznutie alfa rytmu a objavenie sa jednotlivých a skupinových delta a theta kmitov s nízkou amplitúdou a vysokofrekvenčnej aktivity s nízkou amplitúdou. Vonkajšie podnety spôsobujú výbuchy alfa rytmu. Fáza trvá 1-7 minút. Do konca tejto fázy sa objavujú pomalé oscilácie s amplitúdou <75 μV. Súčasne sa môžu objaviť „vertex sharp transient potentials“ vo forme jednotlivých alebo skupinových monofázických povrchovo negatívnych ostrých vĺn s maximom v oblasti temena, s amplitúdou zvyčajne nepresahujúcou 200 μV; považujú sa za normálny fyziologický jav. Prvá fáza je tiež charakterizovaná pomalými pohybmi očí.
• Druhé štádium spánku je charakterizované výskytom spánkových vretienok a K-komplexov. Spánkové vretienky sú výbuchy aktivity s frekvenciou 11-15 Hz, prevládajúce v centrálnych zvodoch. Trvanie vretienok je 0,5-3 s, amplitúda je približne 50 μV. Sú spojené s mediánovými subkortikálnymi mechanizmami. K-komplex je výbuch aktivity, typicky pozostávajúci z bifázickej vlny s vysokou amplitúdou s počiatočnou negatívnou fázou, niekedy sprevádzanej vretienkom. Jeho amplitúda je maximálna v oblasti temena, trvanie nie je kratšie ako 0,5 s. K-komplexy sa vyskytujú spontánne alebo ako reakcia na senzorické podnety. V tomto štádiu sa epizodicky pozorujú aj výbuchy polyfázických pomalých vĺn s vysokou amplitúdou. Pomalé pohyby očí chýbajú.
• 3. štádium spánku: vretienka postupne miznú a delta a theta vlny s amplitúdou väčšou ako 75 μV sa objavujú v množstvách 20 až 50 % analyzovaného obdobia. V tomto štádiu je často ťažké rozlíšiť K-komplexy od delta vĺn. Spánkové vretienka môžu úplne zmiznúť.
• Štvrté štádium spánku je charakterizované vlnami s frekvenciou <2 Hz a viac ako 75 μV, ktoré zaberajú viac ako 50 % času analyzovanej epochy.
• Počas spánku človek občas zažíva na EEG obdobia desynchronizácie - tzv. spánok s rýchlymi pohybmi očí. Počas týchto období sa zaznamenáva polymorfná aktivita s prevahou vysokých frekvencií. Tieto obdobia na EEG zodpovedajú zážitku zo snívania, poklesu svalového tonusu s objavením sa rýchlych pohybov očných buliev a niekedy aj rýchlych pohybov končatín. Výskyt tejto fázy spánku je spojený s prácou regulačného mechanizmu na úrovni mostíka, jeho narušenie naznačuje dysfunkciu týchto častí mozgu, čo má veľký diagnostický význam.

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

Zmeny elektroencefalogramu súvisiace s vekom

EEG predčasne narodeného dieťaťa do 24. – 27. týždňa tehotenstva je reprezentované výbuchmi pomalej delta a theta aktivity, epizodicky kombinovanej s ostrými vlnami trvajúcimi 2 – 20 s, na pozadí aktivity s nízkou amplitúdou (do 20 – 25 μV).

U detí v 28. – 32. týždni tehotenstva sa delta a theta aktivita s amplitúdou až 100 – 150 μV stáva pravidelnejšou, hoci môže zahŕňať aj výbuchy theta aktivity s vyššou amplitúdou, ktoré sa prelínajú s obdobiami sploštenia.

U detí starších ako 32 týždňov tehotenstva sa na EEG začínajú sledovať funkčné stavy. V pokojnom spánku sa pozoruje prerušovaná delta aktivita s vysokou amplitúdou (až do 200 μV a vyššej), kombinovaná s theta osciláciami a ostrými vlnami a striedajúca sa s obdobiami aktivity s relatívne nízkou amplitúdou.

U donoseného novorodenca EEG jasne rozlišuje medzi bdelosťou s otvorenými očami (nepravidelná aktivita s frekvenciou 4-5 Hz a amplitúdou 50 μV), aktívnym spánkom (konštantná aktivita s nízkou amplitúdou 4-7 Hz so superponovanými rýchlejšími osciláciami s nízkou amplitúdou) a pokojným spánkom, charakterizovaným výbuchmi aktivity s vysokou amplitúdou delta v kombinácii s vretenami rýchlejších vĺn s vysokou amplitúdou prekladanými s periódami s nízkou amplitúdou.

U zdravých predčasne narodených a donosených novorodencov sa počas pokojného spánku v prvom mesiaci života pozoruje striedavá aktivita. EEG novorodencov obsahuje fyziologické akútne potenciály charakterizované multifokálnosťou, sporadickým výskytom a nepravidelnosťou výskytu. Ich amplitúda zvyčajne nepresahuje 100 – 110 μV, frekvencia výskytu je v priemere 5 za hodinu, ich hlavný počet je obmedzený na pokojný spánok. Za normálne sa považujú aj relatívne pravidelne sa vyskytujúce akútne potenciály vo frontálnych zvodoch, ktorých amplitúda nepresahuje 150 μV. Normálny EEG dospelého novorodenca sa vyznačuje prítomnosťou odpovede vo forme sploštenia EEG na vonkajšie podnety.

Počas prvého mesiaca života dospelého dieťaťa striedavý EEG pokojného spánku mizne; v druhom mesiaci sa objavujú spánkové vretienka, organizovaná dominantná aktivita v okcipitálnych zvodoch, dosahujúca frekvenciu 4-7 Hz vo veku 3 mesiacov.

Počas 4. – 6. mesiaca života sa počet theta vĺn na EEG postupne zvyšuje a delta vĺn klesá, takže do konca 6. mesiaca na EEG dominuje rytmus s frekvenciou 5 – 7 Hz. Od 7. do 12. mesiaca života sa formuje alfa rytmus s postupným poklesom počtu theta a delta vĺn. Do 12. mesiaca dominujú oscilácie, ktoré možno charakterizovať ako pomalý alfa rytmus (7 – 8,5 Hz). Od 1 roka do 7 – 8 rokov pokračuje proces postupného nahrádzania pomalých rytmov rýchlejšími osciláciami (rozsah alfa a beta). Po 8 rokoch na EEG dominuje alfa rytmus. K konečnému formovaniu EEG dochádza do 16 – 18 rokov.

Hraničné hodnoty dominantnej rytmickej frekvencie u detí

Vek, roky	Frekvencia, Hz
1	>5
3	>6
5	>7
8	>8

EEG zdravých detí môže obsahovať nadmerné difúzne pomalé vlny, výbuchy rytmických pomalých kmitov a epileptiformné výboje aktivity, takže z hľadiska tradičného hodnotenia vekových noriem možno aj u zjavne zdravých jedincov mladších ako 21 rokov klasifikovať ako „normálne“ iba 70 – 80 % EEG.

Od 3-4 do 12 rokov sa podiel EEG s nadmernými pomalými vlnami zvyšuje (z 3 na 16 %) a potom tento ukazovateľ pomerne rýchlo klesá.

Reakcia na hyperventiláciu vo forme pomalých vĺn s vysokou amplitúdou vo veku 9 – 11 rokov je výraznejšia ako v mladšej skupine. Je však možné, že je to spôsobené menej presným vykonaním testu u mladších detí.

Zastúpenie niektorých EEG variantov u zdravej populácie v závislosti od veku

Typ činnosti	1 – 15 rokov	16-21 rokov
Pomalá difúzna aktivita s amplitúdou väčšou ako 50 μV, zaznamenaná počas viac ako 30 % času záznamu	14 %	5 %
Pomalá rytmická aktivita v zadných zvodoch	25 %	0,5 %
Epileptiformná aktivita, výbuchy rytmických pomalých vĺn	15 %	5 %
„Normálne“ varianty EEG	68 %	77 %

Už spomínaná relatívna stabilita EEG charakteristík dospelého človeka sa zachováva približne do 50 rokov. Od tohto obdobia sa pozoruje reštrukturalizácia EEG spektra, ktorá sa prejavuje poklesom amplitúdy a relatívneho množstva alfa rytmu a zvýšením množstva beta a delta vĺn. Dominantná frekvencia po 60 – 70 rokoch má tendenciu klesať. V tomto veku sa u prakticky zdravých jedincov objavujú aj theta a delta vlny, viditeľné pri vizuálnej analýze.

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