ЭЭГ сна с депривацией сна

ЭЭГ с депривацией сна проводится для детального обследования мозга без необходимости предоставления непосредственного доступа в черепную коробку. Для проведения процедуры на больного надевают специальную шапку, к которой подключены электроды одним концом.

МЕТОД ПРОВЕДЕНИЯ

Диагностику проводят при таких обстоятельствах (пробах):

  • с включением-выключением света;
  • с громким звуком;
  • со световой вспышкой;
  • при глубоком дыхании;
  • с засыпанием.

Как проводится проба с глубоким дыханием, и какое у нее диагностическое значение, расскажет медсестра. В это время интенсивно выделяется углекислота, что порождает эпилептические признаки. Таким образом, выявляется скрытое течение болезни.

Эксперимент с яркими световыми вспышками базируется на порождении ими эпилептического приступа. Во время сеанса ЭЭГ перед глазами 10–20 раз в секунду зажигается источник яркого света.

Пробы с раздражением зрения или слуха позволяют выявить истинную причину отклонений. Возможно, это проявление истерии или симуляция.

Продолжительность сеанса ЭЭГ составляет 30-120 минут. Проводят ее в режиме сна или бодрствования. Во время сна полученные данные более точные. После сеанса человек возвращается к привычной деятельности.

Показания и противопоказания к применению

ЭЭГ мониторинг сна практически не имеет противопоказаний, что позволяет использовать его у больных всех возрастов и категорий. Нежелательно проводить такую манипуляцию при наличии травм головы, воспалений либо свежих послеоперационных швов.

Показаниями к проведению ЭЭГ сна являются:

  • черепно-мозговые травмы;
  • панические атаки, депрессии, психозы, суицидальные наклонности, паранойя, нетипичные поступки и поведение больного;
  • гормональные нарушения;
  • оперативное вмешательство либо травмы мозга;
  • постоянные головные боли, судороги, проблемы с засыпанием;
  • ВСД;
  • если у ребенка наблюдаются патологии в развитии;
  • опухоли мозга различной природы;
  • нарушения мозгового кровообращения, патологии сосудов шеи и головы;
  • расстройства памяти и диэнцефальные кризы.

При наличии хотя бы нескольких из вышеперечисленных проблем пациенту может быть назначено проведение ночного ЭЭГ для выявления скрытых болезней, либо диагностики рано выявленных патологий.

Способы записи

Существует несколько способов записи электроэнцефалографии:

  1. Кратковременная (рутинная) запись в состоянии бодрствования на протяжении 15 — 20 минут. Так проводится первичная диагностика для выявления явной патологии. Иногда процедура сопровождается дополнительными провоцирующими элементами (светом, учащенным дыханием и т.д.), способствующими активизации деятельности ЦНС.
  2. ЭЭГ с депривацией ночного сна. Показанием для проведения является отсутствие патологии при первичной диагностике. Пациента на всю ночь или 2 – 3 часа лишают возможность заснуть – это позволяет выявить скрытую судорожную готовность.
  3. Запись во время длительного дневного сна. Проводится при подозрении на усиление судорожной готовности во время засыпания.
  4. Запись во время ночного сна (мониторинг). Считается самым эффективным способом выявления скрытой судорожной готовности и связанных с ней заболеваний. Особенно эффективен данный способ при выявлении неврологической патологии в детском возрасте. Иногда мониторинг сопровождается видеонаблюдением, исследованием степени расслабления мышц (электромиографией) и состояния сердечной деятельности (ЭКГ).

ВИДЫ ЭЭГ

Существует несколько вариантов ЭЭГ:

  1. С депривацией (лишением) сна, что помогает точно выявить патологию.
  2. С видеомониторингом, когда осуществляется фиксация электроэнцефалограммы и видео о двигательных и поведенческих действиях пациента. Методика предназначена для диагностики эпилепсии, панических атак, разного рода видений, и состояний, которые настают во сне (хождение и разговоры).

ЧТО ТАКОЕ ДЕПРИВАЦИЯ

Депривация представляет собой отсрочку сна. Человек в сложившейся обстановке ведёт обычную деятельность, но слабо отзывается на внешние факторы. Депривация сопровождается видениями, нарушениями восприятия пространства и времени. Человек превращается в нервного, агрессивного. У него нарушается ориентация и появляется головная боль.

ЗНАЧЕНИЕ ЭЭГ С ДЕПРИВАЦИЕЙ СНА

ЭЭГ с депривацией сна позволяет установить скрытый эпилептический всплеск, который провоцирует приостановка сна. Такое обследование проводится под наблюдением врача.

В результате депривации на ЭЭГ фиксируются признаки, которые свидетельствуют об эпилепсии. Иногда их получают во время сна пациента. Депривация определяет эпилептическую активность в ситуациях, которые не возникали во время провокационных проб.

ПОДГОТОВКА

К ЭЭГ с депривацией требуется подготовиться, соблюдая назначения врача. Крайне важно продолжать прием противоэпилептических препаратов перед процедурой, чтобы не провоцировать приступ эпилепсии. Иногда отменяют прием непосредственно перед ЭЭГ.

Важно. За 12 часов до сеанса запрещается употреблять кофеин и другие энергетики. За 2 часа до ЭЭГ рекомендуется принять пищу.

Перед ЭЭГ следует вымыть голову, после чего нельзя наносить на волосы косметические средства (маску, кондиционер, лак, масло), поскольку контакт электродов и кожи головы ослабевает.

Пациенту следует соблюдать спокойствие, не нервничать. Если определяется судорожная активность, он должен бодрствовать некоторое время перед исследованием.

Как проходит процедура

К ЭЭГ сна следует тщательно подготовиться, соблюдая все рекомендации лечащего врача. Больной продолжает принимать все ранее прописанные препараты, чтобы не спровоцировать приступы раньше времени. За 12 часов до манипуляции из рациона исключаются любые продукты с содержанием кофеина, последний прием пищи осуществляется за пару часов до ночного ЭЭГ.

Перед процедурой следует вымыть волосы и не наносить на них никакие уходовые средства, чтобы избежать ослабления контакта электродов и кожи головы.
Также крайне важно не нервничать. На прием следует одевать удобную одежду, не сковывающую движений.

ЭЭГ сна проводят в дневное время, при этом в некоторых случаях пациенту может быть рекомендовано бодрствовать накануне процедуры не менее 18 часов. Пациент приходит на процедуру, его усаживают в удобное кресло, надеваю на голову шапочку с электродами, места, где они соприкасаются с кожей, смазывают гелем. Затем начинается запись.

Во время сеанса периодически могут быть подаваться раздражающие факторы, такие как громкие звуки или мерцающий свет. Все это активирует электрическую деятельность коры головного мозга, ее импульсы улавливают электроды и передают на оборудование, где происходит их обработка и запись.

После окончания сеанса показан отдых, умственной и физической деятельностью можно заниматься на следующий день, так как процедура вызывает сильный стресс.

Каким образом интерпретируются результаты

Для интерпретации результатов используется информация, полученная в ходе обследования. На графиках будет видна специфическая активность нейронов, которая поможет заподозрить наличие эпилепсии или других патологий.

Для оценки результатов используют данные альфа, бета, тета и дельта ритмов, которые могут указывать на поражения определенных частей мозга. Также для выявления отклонений в расчет принимаются биоэлектрическая активность наличие сильных разрядов в определенных частях мозга.

Все вышеуказанные параметры собираются и обрабатываются специалистом, учитывается также анамнез пациента. После этого с большой долей вероятности может быть поставлен диагноз.
Важно помнить, что в случае с эпилепсией ночное ЭЭГ сна не всегда может показать наличие патологии. ИЛИ же процедура покажет нормальное функционирование мозга, хотя признаки припадков у больного могли наблюдаться ранее.

Депривация сна у детей и взрослых

Депривация сна или постоянное недосыпание встречается, как у детей, так и у взрослых. У маленьких детей (с рождения до 3 лет) это чаще всего связано с перинатальными поражениями ЦНС, в том числе с перенесенными родовыми травмами. У детей дошкольного возраста депривация часто бывает связана с недостатком внимания со стороны взрослых, когда ребенка задаривают игрушками, но при этом мало с ним общаются. А в школьном возрасте на первый план выходит повышенная тревожность, связанная с усвоением школьной программы и общением со сверстниками.

У взрослых недосыпание может быть связано, как с малоподвижным образом жизни, так и с сознательным ограничением сна (вечерними занятиями работой, учебой, развлечениями и т.д.), а также с различными нервно-психическими заболеваниями.

Постоянное недосыпание приводит к формированию неврозов и депрессий, поэтому важно своевременно выявить причины недосыпания и устранить их.

Лучше всего с проблемой справится врач-невролог, специализирующийся на таких вопросах (сомнолог).

Где проводят исследования физиологии сна

Ночной и дневной мониторинг проводится в стационаре клиники по назначению невролога или сомнолога. Исследование требует специального оснащения и подготовленного медицинского персонала, который следит за пациентом и работой всех датчиков в течение всего времени исследования.

Подготовка к исследованию

Перед проведением процедуры необходимо:

  • важно тщательно вымыть голову с шампунем накануне исследования;
  • согласовать с врачом прием любых лекарств;
  • за двое суток до проведения процедуры не употреблять алкоголь, крепкий чай, кофе и шоколад;
  • нельзя курить перед исследованием.

Проведение процедуры

Перед проведением процедуры пациент усаживается в удобное кресло. Затем в области головы устанавливаются датчики (места их прикрепления протираются спиртом для обезжиривания). Датчики укрепляются на голове при помощи специальных шлемов, состоящих из жгутов. Иногда датчики устанавливаются в полости носа. Каждый датчик соединяется с пронумерованным гнездом энцефалографа. Это позволяет регистрировать биоэлектрическую активность отдельных участков головного мозга.

По назначению врача подключаются дополнительные провоцирующие судороги нагрузки (ярким светом, частым миганием, глубоким частым дыханием и т.д.). Если проводится дневной или ночной мониторинг, за пациентом постоянно наблюдает медицинский работник.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЭЭГ С ДЕПРИВАЦИЕЙ

Процедура ЭЭГ занимает 1 час, если пациенту удалось быстро заснуть. У ребенка каждая фаза сна продолжается около 15 минут, зависимо от возраста и физиологических особенностей. Обследование проводит медицинская сестра, которая следит за экраном с записью электроэнцефалограммы. Полученные данные позволяют ей сделать вывод о наличии или отсутствии специфических признаков, которые могут свидетельствовать об эпилепсии. Она также сопоставляет внешние признаки, появившиеся при ЭЭГ у ребенка с данными, отображенными на экране. О возможной эпилепсии свидетельствуют движения глаз, дрожь в конечностях, судороги. Все появившиеся внешние признаки фиксируются в специальном журнале. В случае более позднего засыпания длительность ЭЭГ удлиняют до 2-4 часов. Иногда для засыпания применяют седативные препараты.

После окончания ЭЭГ ребенок отправляется в палату, где наблюдение за ним осуществляют врач, медицинская сестра, и родители. Это важно, поскольку депривация могла спровоцировать приступ. Спустя 2 часа пациента отпускают домой, либо переводят в общую палату. Дома родители обеспечивают ребенку дневной сон. Физическая и умственная нагрузка возможны только на следующий день, поскольку депривация вызывает сильный стресс.

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭЭГ

Информация, полученная в ходе ЭЭГ, не может стопроцентно свидетельствовать о наличии или отсутствии у пациента эпилепсии. Если наблюдалась специфическая активность нейронов, нельзя утверждать о наличии эпилепсии. Точно так же нельзя исключать эпилепсию при нормальной ЭЭГ, если эпилептические признаки уже наблюдались. Только у 20-30% пациентов эпилептическая активность видна на ЭЭГ.

ПОЛЬЗА И ВРЕД ДЕПРИВАЦИИ

О целесообразности ЭЭГ с депривацией у неврологов нет единого мнения. Большинство из них считает процедуру необходимой, если ЭЭГ без депривации не показывало отклонений, но приступы эпилепсии наблюдались. Кроме того, таким образом обнаруживается скрытая эпилепсия.

Процедура считается полезной, поскольку:

  • депривация позволяет вылечить депрессию без употребления лекарств;
  • способствует улучшению сна;
  • повышает скорость исполнения работ;
  • помогает и быстрому воспроизведению информации.

Депривация неврологами рассматривается как необходимая процедура, которая поможет справиться со многими психическими расстройствами, раздражительностью и тревогой. По их мнению, для этого достаточно использовать частичную депривацию, укоротив сон больного до 4-5 часов. Еще лучше не давать ему спать на протяжении 36-40 часов. Случается, что у больного появится противоположный эффект, и состояние его только ухудшается.

Именно по этой причине процедура множество противников. Они считают, что недостаток сна приводит к накапливанию в организме токсинов. Депривация, по их мнению, провоцирует болезни Альцгеймера и Паркинсона. Данная процедура может стать причиной диабета, проблем с сердцем, язвы желудка, онкологии, ожирения. Именно депривацией они объясняют преждевременное старение и вероятность внезапной смерти. Кроме того, она вызывает депрессию, галлюцинации, ухудшает работу иммунной системы.

Противники депривации считают ее негуманной, поскольку она может спровоцировать эпилепсию или ухудшить течение болезни. С одной стороны лучше, чтобы это произошло в стационаре, но с другой — ребенок мог перерасти болезнь и ее симптомы могли бы никогда не появиться. Однозначно только одно — процедура не должна проводиться слишком часто.
ИСТОЧНИКИ:

Здравствуйте!

В сегодняшнем отзыве хочу рассказать о таком методе исследования работы головного мозга, как видео-электроэнцефалография (видео-ЭЭГ мониторинг), который проводили моей дочке.

Дело в том, что с рождения мы наблюдаемся у невролога. При рождении была травма головного мозга. И она дает о себе знать в виде небольшой задержке развития. Дочка взрослеет и овладевают навыками чуть позже, чем другие детки. Освоение материала дается ей с трудом, страдает концентрация внимания.

Невролог назначил это обследование, чтобы посмотреть работу головного мозга.

Мы делали видео-ЭЭГ в медицинском центре «Панацея», город Липецк.

В октябре 2018 года.

Нас записали на 13:00.

Длительностью — 2 часа.

Стоимость каждого часа — 2000 рублей.

Итого мы заплатили 4000 рублей (это дорого, есть центры, в которых данное обследование можно пройти дешевле).

Запись на видео-ЭЭГ производится заранее.

  • ЧТО ЖЕ ТАКОЕ ВИДЕО-ЭЭГ.

Видеомониторинг электроэнцефалограммы (видео ЭЭГ) – это исследование состояния головного мозга с помощью регистрации его биоэлектрической активности. Электроэнцефалография с видеозаписью – это безопасный способ исследования функций головного мозга, проводимый с целью диагностики нарушения работы головного мозга.

Видео-ЭЭГ бывает дневным и ночным. Может записываться, как сон, так и бодрствование. Все зависит от того, какой вид обследования назначит врач.

Для чего делают ЭЭГ.

Благодаря энцефалографии обнаруживают наличие некоторых заболеваний, а также врач может:

  1. Обнаружить и провести оценку нарушений в работе мозга.
  2. Узнать, где локализуются болезненные очаги.
  3. Увидеть наличие эпилептической деятельности в одном из участков мозга.
  4. Проанализировать работу мозга между судорожными состояниями.
  5. Определить источник обморока и состояния паники.
  6. Произвести дифференциальное диагностирование между недугом мозга и нарушением в его функциях при наличии у больного симптоматики, свойственной подобному состоянию.
  7. Провести оценку эффективности лечения, если прежде устанавливался диагноз с помощью сравнивания ЭЭГ перед лечением и после него.
  8. Проанализировать динамику после реабилитационных мероприятий при том, либо ином недуге.

ЭЭГ головного мозга у детей проводится в следующих случаях.

  • Выявление пароксизмальных состояний различного генеза – эпилептические припадки, судорожный синдром на фоне высокой температуры тела (фебрильные судороги), эпилептиформные припадки, не связанные с истинной эпилепсией и дифференцируемые от нее;
  • Мониторинг эффективности противоэпилептической терапии при установленном диагнозе «эпилепсия»;
  • Диагностика гипоксических и ишемических поражений ЦНС (наличие и степень тяжести);
  • Определение степени тяжести поражений головного мозга в прогностических целях;
  • Исследование биоэлектрической активности головного мозга у маленьких пациентов на предмет изучения этапов ее созревания и функционального состояния ЦНС.

Нам было назначено видео-ЭЭГ дневного сна.

  • ВИДЕО-ЭЭГ ДНЕВНОГО СНА ТРЕБУЕТ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ПОДГОТОВКИ.

Сказать, что она какая-то особенная — нет. Но, так как днем придется спать, то на обследование необходимо придти уже хотящим спать. А для этого соответственно нужно встать гораздо раньше обычного.

Так как в выходные дни в обед дома дочка давно не спит, я боялась, что и в клинике не заснет. Поэтому разбудить дочку было решено в 04:30.

В клинику приехали к указанному времени — к 13:00.

В некоторых центрах предлагают снотворные. Нам о них вообще не говорили.

Знаю, что видео-ЭЭГ проводится деткам с таким диагнозом, как эпилепсия. Поэтому перед обследованием необходимо проконсультироваться с врачом о том, необходимо ли отменить принимаемые препараты.

Перед обследованием необходимо хорошо помыть голову и не наносить никаких косметических средств на волосы. Что мы и сделали.

И не употреблять пищу, которая будет возбуждать головной мозг, чтобы результаты обследования были максимально достоверными.

  • КАК НАМ ПРОВОДИЛИ ВИДЕО-ЭЭГ.

Сначала дочке надели специальную резиновую шапочку, а и к ней прикрепили электроды с проводами. Под электроды наносили специальный гель. Спать дочке предстояло на кушетке, на которой была подушка, а сверху одноразовая пеленка.

Напротив стояла камера, которая снимала весь процесс.

Отдельно хочется сказать, что персонал в клинике был довольно приятный. Две медсестры старались поддерживать доброжелательную атмосферу.

Не смотря на то, что нам был назначен мониторинг дневного сна, запись производилась с того момента, как дочке надели шапку. То есть был записан и процесс бодрствования, процесс засыпания, ну и сам сон.

В начале обследования нам провели 2 стандартные функциональные пробы: гипервентиляцию и фотостимуляцию.

  • Гипервентиляция.

Гипервентиляция — редкое и глубокое дыхание в течение 3 – 5 минут.

Дочка глубоко дышала в течение нескольких минут.

  • Фотостимуляция.

воздействие вспышками яркого света на закрытые глаза

Дочка закрыла глаза. На глаза навели мигающий прибор. Так дочка лежала еще несколько минут.

А затем сказали спать. Сначала я находилась рядом с ней. Но так как она на меня сильно отвлекалась, пришлось из кабинета выйти. Спустя некоторое время дочка заснула.

Проснулась дочка сама. Было также заснято бодрствования после сна.

После окончания процедуры шапку сняли. Голова от геля была мокрой. Дали салфетки, чтобы вытереть голову, и фен, чтобы высушить остатки геля.

И сказали ждать заключения. Обещали, что заключение будет готово в течение нескольких дней.

На моё удивление заключение было готово уже спустя несколько часов. С центра позвонили сообщили об этом.

Вот наше заключение с расшифровкой.

К заключение прилагается запись самого ЭЭГ.

Нам было назначено видео-ЭЭГ с целью коррекции лечения. В целом обследование прошло хорошо. С полученными результатами пойдем на прием к неврологу.

© З. Нелли Владимировна, врач первой квалификационной категории, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)

Для удобства длинное слово «электроэнцефалография» и врачи, и пациенты заменяют аббревиатурой и называют данный диагностический метод просто – ЭЭГ. Здесь следует отметить, что некоторые (наверное, для усиления значимости исследования) говорят об ЭЭГ головного мозга, однако это не совсем правильно, поскольку латинизированный вариант древнегреческого слова «encephalon» переводится на русский язык, как «головной мозг» и сам по себе уже является частью медицинского термина – энцефалография.

Электроэнцефалография или ЭЭГ – метод исследования головного мозга (ГМ) с целью выявления очагов повышенной судорожной готовности его коры, что характерно для эпилепсии (основная задача), опухолей, состояний после перенесенного инсульта, структурных и метаболических энцефалопатий, расстройств сна и других заболеваний. В основе энцефалографии лежит запись электрической активности ГМ (частота, амплитуда), а осуществляется это с помощью прикрепленных в разных местах поверхности головы электродов.

Что за исследование такое – ЭЭГ?

Периодически приходящие судорожные припадки, протекающие в большинстве случаев с полной потерей сознания, в народе именуют падучей болезнью, которую официальная медицина называет эпилепсией.

Самым первым и основным методом диагностики этого заболевания, служащим человечеству многих десятилетий (первая снятая ЭЭГ датируется 1928 годом), является энцефалография (электроэнцефалография). Безусловно, аппарат для исследования (энцефалограф) к настоящему времени существенно изменился и усовершенствовался, его возможности с применением компьютерных технологий заметно расширились. Однако суть диагностического метода осталась прежней.

К электроэнцефалографу подсоединены электроды (датчики), которые в виде шапочки накладываются на поверхность головы испытуемого. Эти датчики предназначены для улавливания малейших электромагнитных всплесков и передачи информации о них на основное оборудование (аппарат, компьютер) для автоматической обработки и анализа. Энцефалограф обрабатывает полученные импульсы, усиливает их и фиксирует на бумаге в виде ломаной линии, очень напоминающей ЭКГ.

Биоэлектрическая активность мозга создается преимущественно в коре с участием:

  • Таламуса, курирующего и осуществляющего перераспределение информации;
  • АРС (активирующая ретикулярная система), ядра которой, расселенные в различных отделах ГМ (продолговатый и средний мозг, варолиев мост, диэнцефальная система), получают сигналы из многих проводящих путей и передают их на все отделы коры.

Электроды считывают эти сигналы и доставляют на аппарат, где происходит запись (графическое изображение – энцефалограмма). Обработка и анализ информации – задачи программного обеспечения компьютера, который «знает» нормы биологической активности головного мозга и образования биоритмов в зависимости от возраста и определенной ситуации.

Например, рутинная ЭЭГ улавливает образование патологических ритмов во время приступа или в период между припадками, ЭЭГ сна или ночной мониторинг ЭЭГ показывает, как меняются биопотенциалы мозга во время погружения в мир сновидений.

Таким образом, электроэнцефалография показывает биоэлектрическую активность мозга и согласованность деятельности мозговых структур в период бодрствования или во время сна и отвечает на вопросы:

  1. Имеют ли место очаги повышенной судорожной готовности ГМ, а если они есть, то в какой области располагаются;
  2. На какой стадии находится болезнь, как она далеко зашла или, наоборот, начала регрессировать;
  3. Какой эффект дает выбранное лекарство и правильно ли рассчитана его доза;

Разумеется, даже самая «умная» машина не заменит специалиста (обычно врача-невролога или нейрофизиолога), который получает право на расшифровку энцефалограммы после прохождения специального обучения.

Особенности проведения ЭЭГ у детей

Что говорить про малышей, если некоторые взрослые, получив направление на ЭЭГ, начинают выспрашивать что да как, потому что сомневаются в безопасности данной процедуры. Между тем, она на самом деле не может принести какой-либо вред ребенку, но вот сделать ЭЭГ маленькому пациенту действительно бывает сложно. Малышам до года биоэлектрическую активность мозга измеряют во время сна, перед этим моют голову, кормят малыша и, не отступая от обычного графика (сон/бодрствование), подстраивают проведение процедуры под сон ребенка.

Но если у детей до года достаточно дождаться засыпания, то ребенка от года до трех (а некоторых – и постарше) еще нужно уговорить, поэтому до 3 лет исследование проводят в состоянии бодрствования только спокойным и контактным детям, отдавая предпочтение в остальных случаях все же ЭЭГ сна.

Подготовку к посещению соответствующего кабинета нужно начинать за несколько дней, превращая будущий поход в игру. Малыша можно попробовать заинтересовать приятным путешествием, куда он может отправиться с мамой и любимой игрушкой, придумать еще какие-то варианты (обычно родители больше осведомлены, как убедить ребенка, чтобы он посидел тихо, не шевелился, не плакал и не разговаривал). К сожалению, такие ограничения маленьким детям очень трудно выдержать, ведь они еще не могут понять всю серьезность подобного мероприятия. Что ж, в таких случаях врач ищет альтернативу…

Показаниями к проведению у ребенка дневной энцефалографии в состоянии сна или ночной ЭЭГ являются:

  • Выявление пароксизмальных состояний различного генеза – эпилептические припадки, судорожный синдром на фоне высокой температуры тела (фебрильные судороги), эпилептиформные припадки, не связанные с истинной эпилепсией и дифференцируемые от нее;
  • Мониторинг эффективности противоэпилептической терапии при установленном диагнозе “эпилепсия”;
  • Диагностика гипоксических и ишемических поражений ЦНС (наличие и степень тяжести);
  • Определение степени тяжести поражений головного мозга в прогностических целях;
  • Исследование биоэлектрической активности головного мозга у маленьких пациентов на предмет изучения этапов ее созревания и функционального состояния ЦНС.

Кроме этого, нередко предлагают сделать ЭЭГ при вегето-сосудистой дистонии с частыми обморочными приступами и головокружением, при задержке приобретения речевых навыков и заикании. Не стоит пренебрегать данным методом и в других случаях, требующих изучения резервов функциональных возможностей головного мозга, ведь процедура и безвредная, и безболезненная, зато способна дать максимум информации для диагностики определенной патологии. Электроэнцефалография весьма полезна, если имеют место эпизоды расстройств сознания, но причина их не выяснена.

Разные способы записи

Регистрацию биоэлектрических потенциалов головного мозга осуществляют разными способами, например:

  1. В начале диагностического поиска, выявляющего причины пароксизмальных состояний, используют непродолжительный по времени (≈ 15 мин) рутинный метод записи энцефалограммы, который для выявления скрытых нарушений предусматривает применение провокационных проб – пациента просят глубоко дышать (гипервентиляция), открывать и закрывать глаза или дают световое раздражение (фотостимуляция);
  2. Если рутинная ЭЭГ не обеспечила необходимой информацией, то врач назначает энцефалографию с депривацией (лишение сна в ночное время полностью или частично). Чтобы провести подобное исследование и получить достоверные результаты, человеку или вовсе спать не дают, или будят его за 2-3 часа до того, как «прозвенит биологический будильник» испытуемого;
  3. Длительная запись ЭЭГ с регистрацией биоэлектрической активности коры ГМ во время «тихого часа» (ЭЭГ сна) имеет место, если врач подозревает, что изменения в головном мозге происходят именно при пребывании в «спящем режиме»;
  4. Самой информативной специалисты считают ночную ЭЭГ, запись которой осуществляют в условиях стационара. Начинают исследование еще во время бодрствования (перед отхождением ко сну), продолжают при погружении в дрему, захватывают весь период ночного сна и заканчивают после естественного пробуждения. При необходимости регистрацию биоэлектрической активности ГМ дополняют наложением сверхштатных электродов и использованием видеофиксирующей аппаратуры.

Длительную регистрацию электрической активности в течение нескольких часов во время сна и запись ночной ЭЭГ называют ЭЭГ мониторингом. Естественно, подобные методы требуют привлечения дополнительного оборудования и материальных средств, а также пребывания пациента в стационарных условиях.

Время и оборудование образуют цену

В иных случаях возникает потребность в измерении биопотенциалов ГМ в момент приступа. Преследуя подобные цели, пациента, как и для проведения ночной ЭЭГ, направляют в стационар на госпитализацию, где осуществляют суточный ЭЭГ мониторинг с использованием аудио- и видеотехники. Непрерывный в течение суток ЭЭГ мониторинг с видеофиксацией дает возможность убедиться в эпилептическом происхождении пароксизмальных нарушений памяти, изолированных аур, а также эпизодически возникающих психомоторных феноменов.

Электроэнцефалография – один из наиболее доступных методов исследования головного мозга. И по цене тоже. В Москве найти данное исследование можно и за 1500 рублей, и за 8000 рублей (ЭЭГ мониторинг сна в течение 6 часов), и за 12000 рублей (ночная ЭЭГ).

В других городах России можно обойтись меньшей суммой, например, в Брянске цена начинается с 1200 рублей, в Красноярске – с 1100 рублей, а в Астрахани стартует с 800 рублей.

Конечно, лучше сделать ЭЭГ в специализированной клинике неврологического профиля, где в сомнительных случаях есть возможность коллегиального установления диагноза (в таких учреждениях многие специалисты могут шифровать ЭЭГ), а также получить консультацию врача сразу после теста или быстро решить вопрос относительно других методов исследования головного мозга.

Об основных ритмах электрической активности ГМ

При расшифровке результатов исследования берут во внимание различные факторы: возраст испытуемого, его общее состояние (наличие тремора, слабость в конечностях, нарушение зрения и др.), проведение противосудорожной терапии на момент регистрации биоэлектрической активности головного мозга, приблизительное время (дата) последнего эпиприпадка и др.

Электроэнцефалограмма складывается из различных сложных биоритмов, исходящих из электрической активности ГМ в разные периоды времени в зависимости от конкретных ситуаций.

При расшифровке ЭЭГ в первую очередь обращают внимание на главные ритмы и их характеристики:

  • Альфа-ритм (частота – в границах от 9 до 13 Гц, амплитуда колебаний – от 5 до 100 мкВ), который присутствует почти у всех лиц, не предъявляющих претензий к своему здоровью, в период неактивного бодрствования (расслабление во время отдыха, релаксации, неглубокой медитации). Как только человек открывает глаза и пытается зрительно представить какую-либо картинку, α-волны уменьшаются и могут вовсе исчезнуть, если функциональная активность мозга будет дальше повышаться. При расшифровке ЭЭГ важны следующие параметры α-ритма: амплитуда (мкВ) над левым и правым полушарием, доминирующая частота (Гц), доминирование определенных отведениях (лобное, теменное, затылочное и т.п.), межполушарная асиметрия (%). Депрессию α-ритма вызывают тревожные состояния, страх, активация вегетативной нервной деятельности;
  • Бета-ритм (частота находится в границах от 13 до 39 Гц, амплитуда колебаний – до 20 мкВ) – это не только режим нашего бодрствования, β-ритм характерен для активной мыслительной работы. В нормальном состоянии выраженность β-волн очень слабая, их избыток свидетельствует о незамедлительной реакции ГМ на стресс;
  • Тета-ритм (частота – от 4 до 8 Гц, амплитуда располагается в пределах 20-100 мкВ). Эти волны отражают не патологическое изменение сознания, например, человек дремлет, пребывает в полусне, в стадии поверхностного сна, он уже видит какие-то сновидения, вот тогда и обнаруживаются θ-ритмы. У здорового человека погружение в сон сопровождается появлением значительного количества θ-ритмов. Усиление тета-ритма наблюдается при длительной психоэмоциональной нагрузке, психических расстройствах, сумеречных состояниях, свойственным некоторым неврологическим заболеваниям, астеническом синдроме, сотрясении головного мозга;
  • Дельта-ритм (частота располагается в промежутке от 0,3 до 4 Гц, амплитуда – от 20 до 200 мкВ) – характерен для глубокого погружения в сон (естественного засыпания и искусственно созданного сна – наркоза). При различной неврологической патологии наблюдается усиление δ-волны;

Кроме этого, в коре головного мозга проходят и другие электрические колебания: гамма-ритмы, достигающие высокой частоты (до 100 Гц), каппа-ритмы, образующиеся в височных отведениях при активной умственной деятельности, мю-ритмы, связанные с психическим напряжением. Данные волны в диагностическом плане не особо интересны, поскольку они возникают при значительной психической нагрузке и напряженной «работе мысли», требующей высокой концентрации внимания. Электроэнцефалограмму, как известно, записывают хотя и во время бодрствования, но в спокойном состоянии, а в отдельных случаях вообще назначают ночной мониторинг ЭЭГ или ЭЭГ сна.

Видео: альфа и бета ритмы на ЭЭГ

Расшифровка ЭЭГ

основные отведения ЭЭГ и их обозначения

О плохой или хорошей ЭЭГ можно судить только после окончательной расшифровки результатов исследования. Таким образом, о хорошей ЭЭГ будет идти речь, если в период бодрствования на ленте энцефалограммы были зарегистрированы:

  • В затылочно-теменных отведениях – синусоидальные α-волны с частотой колебаний в пределах от 8 до 12 Гц и амплитудой 50 мкВ;
  • В лобные областях – β-ритмы с частотой колебаний больше 12 Гц и амплитудой, не превышающей 20 мкВ. В некоторых случаях β-волны чередуются с θ-ритмами с частотой от 4 до 7 Гц и это тоже относят к вариантам нормы.

Следует отметить, что отдельные волны не являются специфичными для какой-то определенной патологии. В качестве примера можно привести эпилептиформные острые волны, которые при некоторых обстоятельствах могут появляться у людей здоровых, эпилепсией не страдающих. И, наоборот, комплексы пик-волна (частота 3 Гц) однозначно указывают на эпилепсию с малыми судорожными припадками (petit mal), а острые волны (частота 1 Гц) свидетельствуют о прогрессирующем дегенеративном заболевании ГМ – болезни Крейтцфельда-Якоба, поэтому данные волны при расшифровке относят к важным диагностическим признакам.

В периоде между приступами эпилепсию можно и не заметить, поскольку пики и острые волны, характерные для данной болезни, отмечаются далеко не у всех больных, показывающих все клинические симптомы патологии в момент судорожного припадка. Более того, пароксизмальные проявления в иных случаях могут регистрироваться у людей абсолютно здоровых, не имеющих никаких признаков и предпосылок развития судорожного синдрома.

В связи с вышесказанным, проведя единственное исследование и не найдя эпилептической активности на фоновой ЭЭГ («хорошее ЭЭГ»), нельзя полностью исключить эпилепсию по результатам одного теста, если имеют место клинические признаки болезни. Нужно дообследовать пациента на предмет этой неприятной болезни другими методами.

Запись ЭЭГ во время судорожного припадка у больного эпилепсией может предоставить такие варианты:

  1. Частые электрические разряды высокой амплитуды, которые говорят, что наступил пик припадка, замедление активности – приступ перешел в фазу затухания;
  2. Фокальная эпиактивность (она свидетельствует о месторасположении очага судорожной готовности и присутствии парциальных припадков – придется искать причину очагового поражения ГМ);
  3. Проявления диффузных изменений (регистрация пароксизмальных разрядов и пик-волна) – такие показатели указывают на то, что приступ носит генерализованный характер.

Что касается других заболеваний, при которых патологическая электрическая активность к эпилепсии не имеет никакого отношения, то они могут регистрироваться в виде очаговых поражений мозга и диффузных изменений. Например, замедленный ритм с преобладанием θ- и δ-волн считают общезначимым идентификатором сумеречного сознания различного происхождения (инсульты, опухолевые процессы), который в случае очагового поражения мозга более заметно проявляет себя на стороне страдания ГМ, нежели на здоровой стороне.

Если происхождение поражения ГМ установлено, а на ЭЭГ регистрируются диффузные изменения, то диагностическая ценность данного исследования хотя и не столь значима, но все же позволяет найти ту или иную болезнь, далекую от эпилепсии:

  • Менингиты, энцефалиты (особенно, вызванные герпетической инфекцией) – на ЭЭГ: периодическое образование эпилептиформных разрядов;
  • Метаболическую энцефалопатию – на энцефалограмме: наличие «трехфазных» волн либо диффузных замедлений ритмичности и вспышек симметричной медленной активности в лобных областях.

Диффузные изменения на энцефалограмме могут регистрироваться у пациентов, перенесших ушиб ГМ или сотрясение, что и понятно – при тяжелых травмах головы страдает весь мозг. Однако существует и другой вариант: диффузные изменения обнаруживаются у людей, не предъявляющих каких-либо жалоб и считающих себя абсолютно здоровыми. Бывает и такое и, если нет клинических проявлений патологии, то и повода для беспокойства тоже нет. Возможно, при следующем обследовании запись ЭЭГ отразит полную норму.

В каких случаях поставить диагноз помогает ЭЭГ

Электроэнцефалография, раскрывая функциональные возможности и резервы ЦНС, стала эталоном исследования головного мозга, ее проведение врачи считают целесообразным во многих случаях и при различных состояниях:

  1. Чтобы оценить степень функциональной незрелости головного мозга у маленьких пациентов (у ребенка до года исследование всегда проводят во время сна, у детей постарше – по ситуации);
  2. При различных нарушениях сна (бессонница, сонливость, частые ночные пробуждения и т. п.);
  3. При наличии судорог и эпилептических приступов;
  4. Для подтверждения или исключения осложнений воспалительных процессов, обусловленных нейроинфекцией;
  5. При сосудистых поражениях головного мозга;
  6. После ЧМТ (ушиб мозга, сотрясение) – ЭЭГ показывает глубину страдания ГМ;
  7. Для оценки серьезности последствий воздействия нейротоксических ядов;
  8. В случае развития онкологического процесса, затрагивающего центральную нервную систему;
  9. При расстройствах психики разного рода;
  10. Проводят ЭЭГ мониторинг при оценке эффективности противосудорожной терапии и подборе оптимальных дозировок лечебных средств;
  11. Поводом сделать ЭЭГ могут стать признаки дисфункции мозговых структур у детей и подозрение на дегенеративные изменения в нервной ткани ГМ у людей пожилого возраста (деменция, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера);
  12. Нуждаются в оценке состояния мозга пациенты, пребывающие в коме;
  13. В отдельных случаях проведения исследования требуют хирургические операции (определение глубины наркоза);
  14. Как далеко зашли нервно-психические расстройства при печеночно-клеточной недостаточности (печеночная энцефалопатия), а также при других формах метаболических энцефалопатий (почечной, гипоксической) поможет распознать энцефалография;
  15. Всем водителям (будущим и действующим) при прохождении медицинского освидетельствования для получения/замены прав предлагают пройти ЭЭГ для справки, предоставляемой в ГИБДД. Обследование доступно в применении и легко выявляет полностью негодных к управлению транспортными средствами, поэтому было взято на вооружение;
  16. Назначают электроэнцефалогафию призывникам, имеющим судорожный синдром в анамнезе (на основании данных медицинской карточки) или в случае предъявления жалоб на приступы с потерей сознания в сопровождении судорог;
  17. В отдельных случаях используют такое исследование, как ЭЭГ, для констатации гибели значительной части нервных клеток, то есть, смерти головного мозга (речь идет о ситуациях, когда говорят, что «человек, скорее всего, превратился в растение»).

Видео: ЭЭГ и выявление эпилепсии

Исследование не требует особой подготовки

Особой подготовки ЭЭГ не требует, однако некоторые пациенты предстоящей процедуры откровенно боятся. Шутка ли – на голову накладывают датчики с проводами, которые считывают «все, что творится внутри черепной коробки» и передают «умному» прибору полный объем информации (на самом деле электроды записывают изменения разности потенциалов между двумя датчиками в различных отведениях). Взрослым предусмотрено симметричное прикрепление к поверхности головы 20 датчиков + 1 непарный, который накладывается на теменную область, маленькому ребенку хватает и 12.

Между тем, особо мнительных пациентов хочется успокоить: исследование абсолютно безвредно, не имеет ограничений по частоте проведения и по возрасту (хоть несколько раз в день и в любом возрасте – от первых дней жизни до глубокой старости, если того потребуют обстоятельства).

Основная подготовка заключается в обеспечении чистоты волос, для чего накануне пациент моет голову с шампунем, хорошо прополаскивает и высушивает, но не использует никакие химические средства для укладки прически (гель, пенка, лак). Металлические предметы, служащие для украшения (клипсы, серьги, заколки, пирсинг), также снимают прежде, чем сделать ЭЭГ. Кроме этого:

  • За 2-е суток отказываются от алкоголя (крепкого и слабого), не употребляют стимулирующие нервную систему напитки, не лакомятся шоколадом;
  • Перед исследованием получают советы врача в отношении принимаемых лекарственных средств (снотворные, транквилизаторы, противосудорожные и др.). Возможно, отдельные препараты, согласовав с лечащим доктором, придется отменить, а если этого нельзя сделать, то следует сообщить врачу, который будет заниматься расшифровкой энцефалограммы (пометка в бланке направления), чтобы тот имел в виду данные обстоятельства и учел их при оформлении заключения.
  • За 2 часа до обследования пациенты не должны позволять себе плотную трапезу и расслабление с помощью сигареты (подобные мероприятия могут исказить результаты);
  • Не рекомендуется делать ЭЭГ в разгар острого респираторного заболевания, а также при кашле и заложенности носа, даже если эти признаки не относятся к острому процессу.

Когда все правила подготовительного этапа соблюдены, отдельные моменты – учтены, пациента усаживают в удобное кресло, места соприкосновения поверхности головы с электродами смазывают гелем, прикрепляют датчики, надевают шапочку или обходятся без нее, включают аппарат – запись пошла… Провокационные пробы используют по мере необходимости во время регистрации биоэлектрической активности головного мозга. Как правило, эта необходимость возникает, когда рутинные методы не дают должной информации, то есть, когда имеет место подозрение на эпилепсию. Провоцирующие эпилептическую активность приемы (глубокое дыхание, открывание и закрывание глаз, сон, раздражение светом, лишение сна), активируют электрическую деятельность коры ГМ, электроды улавливают посылаемые корой импульсы и передают на основное оборудование для обработки и записи.

Кроме этого, при подозрении на эпилепсию (особенно, височную, которая в большинстве случаев представляет трудности в диагностике) применяют специальные датчики: височные, сфеноидальные, назофарингеальные. И, следует заметить, врачи официально признали, что во многих случаях именно носоглоточное отведение обнаруживает очаг эпилептической активности в височной области, в то время как другие отведения никак не реагируют на него и посылают нормальные импульсы.

Видео: специалисты об ЭЭГ – информация для пациентов

Видео: проведение ЭЭГ – медицинский фильм

Общие сведения

Электроэнцефалография (ЭЭГ) представляет собой неинвазивный метод анализа функционального состояние мозга при помощи записи его биоэлектрической активности. Кроме того, под данным термином подразумевается раздел электрофизиологии, который изучает закономерности электрической активности мозга, а также записи потенциалов, отводимых с поверхности кожи головы.

Историческая справка

Первые попытки изучения электрических процессов, протекающих в мозге, были начаты в 1849 году. Они показали, что кроме мозга, мышцы и нервы также обладают электрогенными свойствами.

Первыми животными, у которых удалось зарегистрировать слабые токи мозга были обезьяны и кролики, после этого русскими физиологами было начато активное изучение активности мозга собаки. Однако начало электроэнцефалографических исследований было положено учеными В.В.Правдич-Неминским, который был первым, кто опубликовал записанную с мозга электроэнцефалограмму. Именно он и ввел данный термин в использование в 1913 году. Спустя пятнадцать лет австрийскому психиатру удалось сделать первую запись электроэнцефалограммы человека.

Широкое распространение данный метод исследования получил лишь в 1934 году.

Регистрация электроэнцефалограммы производится специальными электродами, наиболее распространенные из которых – игольчатые, чашечковые и мостиковые. Каждый электрод подключается к специальному усилителю. Для записи результатов исследования применяется бумажная лента, либо электронный носитель, если сигнал сразу преобразуется при помощи аналого-цифрового преобразователя. Запись показателей с каждого электрода производится относительно нулевого потенциала пациента, за который, как правило, принимается кончик носа или мочка ухе, не имеющая потенциала.

Электроэнцефалограмма – это график электроактивности мозга, который образуется в результате электроэнцефалографии. Данное исследование является основным при диагностике эпилепсии и его различных проявлений, локализации судорожного очага, абсансов и проч. Данные этого вида исследования являются показательными при диагностике. Когда у пациента наблюдается готовность к судорогам, электроэнцефалограмма показывает острые «пики» и волны, возникающие на фоне дизритмии.

Электроэнцефалограф

Проведение данного анализа является совершенно безболезненным и безвредным. Во время обследования пациент все время сидит в кресле, с закрытыми глазами и в расслабленном состоянии. К голове прикрепляются маленькие электроды при помощи специального шлема. Электроэнцефалограф производит усиление потенциалов, которые получает от датчиков, в сотни тысяч раз, после чего происходит их запись на бумагу. Чувство голода во время проведения процедуры может привести к искажению результатов, аналогично как и грязная голова пациента (из-за ухудшения контакта электродов с кожей).

В том случае, если во время проведения ЭЭГ у пациента случается судорожный приступ, информативность такого исследования значительно возрастает благодаря тому, что становится возможным гораздо более точнее выявить локализацию нарушения работы мозга. Однако специально приступы никогда не провоцируют для безопасности пациента.

Проведение электроэнцефалографии возможно только квалифицированным специалистом. Как правило, это специально обученный невропатолог, так называемый нейрофизиолог или электроэнцефалографист. В его обязанности входит умение расшифровки ЭЭГ с учетом возраста пациента. При этом такой специалист не только расшифровывает запись аппарат, но и ставит диагноз с учетом общей клинической картины болезни. Результаты исследования во многом зависят от лекарств, принимаемых больным, его возраста, времени последнего приступа, дефектов черепа и нарушений зрения, наличия тремора конечностей и головы.

Электроэнцефалограмма позволяет отличить неэпилептичкие приступы от эпилептических, классифицировать их. Кроме того, при помощи данного метода устанавливают участки мозга, которые провоцируют приступ, возможно слежение за динамикой воздействия лекарственных средств, решается вопрос о продолжении или прекращении приема терапии.

Оптимальное время для проведения ЭЭГ – не раньше, чем через неделю после последнего приступа. Если провести ее раньше, расшифровка покажет лишь последствия приступа, но не отразит его причины.

Проведение электроэнцефалографии возможно в различных условиях:

  • ЭЭГ во сне проводится по той причине, что некоторые формы эпилепсии наиболее выражены именно во время сна. Данная форма проведения позволяет обнаружить активность у множества больных, даже тех, которые не реагировали на влияние обычных провокационных проб в состоянии бодрствования. Но данная методика требует особой подготовленности медперсонала, а также специальных условий, что мешает широкому использованию проведения электроэнцефалографии во сне.
  • ЭЭГ-мониторинг является очень сложным методам. Он подразумевает видеозапись приступа, а также одновременную регистрацию ЭЭГ. Лишь специализированные медцентры могут проводить такие исследования.
  • ЭЭГ с биообратной связью основано на обычной процедуре проведения совместно со звуковыми и световыми проявлением. Пациенту демонстрируется собственная ЭЭГ, и в его задачу входит воздействие на ее ритм. Данный процесс является тренировкой для умения управления звуковыми и световыми сопровождениями, меняющими изображениями на мониторе. Данный метод позволяет управлять активностью клеток головного мозга, а также воздействовать на некоторые приступы. Лечение таким методом требует ежедневных тренировок и значительного терпения в течение месяцев. Но данный метод не заменяет медикаментозной терапии ввиду его малой изученности.
  • Картирование мозга является одной из разновидностей электроэнцефалографии. Использование данного метода ограничивается очаговыми изменениями. Как правило, такое исследовнаие проводится в специальных центрах.

Функциональные пробы

Функциональные пробы при помощи специальных раздражителей помогают точнее отобразить результаты проводимого исследования.

  • Фотостимуляция, то есть стимуляция мельканием света с частотой 5-30 Гц различными сериями является информативной при фотосенситивной активности. Максимальный результат обеспечивает использование самые быстрые световые мелькания. Это касается эпилепсии с фотосенсивностью, так и истинной фотосенсивной эпилепсии. Данная форма заболевания выявляется у 2-3% детей с приступами. Выявление такой формы активности крайне важно при назначении лечения лекарственными препаратами.
  • Проба на открывание и закрывание глаз обычно проводится на детях с задержкой психомоторного развития, а также при снижении функций мозга в результате медикаментозного воздействия, перенесенного заболевания.
  • Стимуляция звуковыми сигналами как правило применяется в виде кратковрменного звукового сигнала. Но не смотря на то, что информативность такой пробы невысока, иногда встречаются дети, у которых активность мозга провоцируется именно такими пробами (около 0,3%).
  • Ограничение времени сна в течение суток используется в тех случаях, когда необходимо увеличить эпилептическую активность пациента. Данная проба способна на четверть повысить информативность проводимого исследования, особенно у пациентов с тонико-клоническими приступами и абсансами. Но использование такое пробы очень проблематично с детьми до 10 лет.
  • Гипервентиляция представляет собой глубокое и частое дыхание на протяжении нескольких минут. Такая техника дыхания приводит к обменным измененияи в головном мозге из-за выведения углекислоты в больших объемах, что способствует усилению эпилептической активности у людей с приступами. Такая функциональная проба позволяет установить скрытые изменения при наличии эпилепсии, уточнить характер приступов. Произвольная гипервентиляция используется еще с начала прошлого столетия. Использование данного метода при проведении электроэнцефалографии уже в первые минуты исследования позволяет выявить у больных усиление эпилептической активности.

Цены в клиниках

Семейный доктор на Усачева (дети)

  • Электроэнцефалография (ЭЭГ) 3080 руб.

Институт детской и взрослой неврологии им. Святителя Луки

  • Электроэнцефалография (ЭЭГ) 8000 руб.

Семейный медицинский центр в Солнцево

  • Электроэнцефалография (ЭЭГ) 2500 руб.

Сесиль

  • Электроэнцефалография (ЭЭГ) 3500 руб.

Клиника №1 в Люблино

  • Электроэнцефалография (ЭЭГ) 2090 руб.

Европейский медицинский центр на ул. Щепкина

  • Электроэнцефалография (ЭЭГ) 22700 руб.

Неболит (Ленинский пр.)

  • Электроэнцефалография (ЭЭГ) 2090 руб.

Сон и его фазы

Сон – это сложное состояние, которое циклически сменяется бодрствованием и является фундаментальным для умственного и физического здоровья. Характеризуется сменой фаз БДГ (быстрого движения глаз) и медленного сна.

Медленный сон – это состояние с минимальным расходом энергии и двигательной активностью, в течение которого сердечная, дыхательная и терморегуляторная система управляется автономной нервной системой на более низком и более стабильном уровне, по сравнению с бодрствованием. Для медленного сна типично более синхронизированное ЭЭГ – большинство волн имеет низкую частоту и высокие значения потенциала (амплитуды), в отличие от высокочастотных волн с низкой амплитудой, свойственных ЭЭГ бодрствования1.

Во время быстрого сна (БДГ) теряется контроль над конечностями (мышечная атония), сновидения становятся ярче. Кроме того, в фазе БДГ автономная деятельность крайне нестабильная и приводит к быстрому росту частоты сердцебиения и давления, дыхание становится неровным, а терморегуляция приостанавливается. Во время фазы БДГ ЭЭГ рассинхронизируется.

Стадии сна по ЭЭГ

Для людей структура медленного сна состоит из четырех стадий согласно классификации R&K2 и трех, согласно AASM3. Классификации основаны на степени синхронизации ЭЭГ.

Во время сна стадии появляются в следующем порядке:

  • Первая стадия наступает сразу после засыпания. Уменьшается интенсивность альфа-волн, появляются тэта-ритм (4–7 Гц).
  • Начало второй стадии характеризуется появлением на ЭЭГ двух типичных признаков: К-комплексов и сонных веретен.
  • Более глубокие стадии характеризуются наличием дельта ритма (2 Гц) и классифицируются как третья, если дельта-колебания занимают менее 50 % и четвертая – если дельта-колебания составляют более 50 %. Такая медленноволновая активность является макроскопическим результатом клеточного феномена, называемого «медленные осцилляции», в течение которого корковые нейроны колеблются между двумя состояниями: гиперполяризации и высокочастотного (40 Гц) разряда. «Медленные осцилляции» – это бегущие волны, берущие начало в лобной коре головного мозга и вовлекающие практически все области коры4.

При нормальном цикле сна за четвертой стадией идет третья и более легкие, пока не наступает фаза БДГ. После фазы быстроволнового сна цикл начинается заново, с первой стадии.

Для человека полный цикл длится 90–100 минут. Стандартный сон состоит из 4-5 таких циклов.

Патологии сна

В состоянии сна болезни и патологии не только выявляются более отчетливо, некоторые отклонения можно обнаружить только в состоянии сна. Более того, для самого состояния сна свойственны некоторые отклонения,отличающиеся тяжестью переноса и эффектом на организм.

На различных этапах развития науки и медицины существовали совершенно разные классификации расстройств сна. На данный момент общепринятой является классификация ICSD-3 (International Classification of Sleep Disorders). Классификация представлена в 2014 г. Американской Академией Медицины Сна (American Academy of Sleep Medicine)5. Данная классификация разработана преимущественно для диагностических и исследовательских целей. В отличие от ранних классификаций базируется не только на симптоматике, но и на патофизиологии6.

ICSD-3 собирает все расстройства сна в шесть разделов7:

  1. Инсомнии (бессонницы);
  2. Расстройства дыхания во сне;
  3. Гиперсомнии;
  4. Расстройства цикла «сон – бодрствование»;
  5. Парасомнии;
  6. Расстройства движений во сне.

Самыми распространенными расстройствами сна по версиям различных изданий и клиник891011 являются:

  1. Инсомническое расстройство;
  2. Синдром обструктивного апноэ сна;
  3. Синдром беспокойных ног;
  4. Нарколепсия (I и II типов);
  5. Храп;
  6. Гиповентиляция во сне;
  7. Бруксизм;
  8. Кошмары и ночные страхи;
  9. Снохождение и сноговорение;
  10. Расстройство поведения в быстром сне.

Электроэнцефалограмма в состоянии сна

На самом деле, сон состоит из нескольких отдельных процессов, различных количественно и качественно. Каждый тип сна имеет свои собственные характеристики и регуляторные механизмы.

Из-за того, что сон – это мозговой процесс, техника электроэнцефалографии была приспособлена для записи мозговой активности и исследования сна практически сразу же после открытия (начало 20 века).

С точки зрения биологии, ЭЭГ – это результирующий макропроцесс, набор электрических потенциалов областей коры головного мозга, суммируемый из потенциалов отдельных нейронов. К слову, порядок числа нейронов в головном мозге – десятки миллиардов. Потенциал, снимаемый электродом с участка скальпа, зависит от числа вовлеченных в биологические процессы нейронов, степени их синхронизации, от расположения активных участков мозга.

Амплитуда (снимаемая разность потенциалов), по сути, не имеет никакого конкретного смысла для анализа. Ее значение является стохастическим. По значению в определенный момент практически невозможно получить какую-либо информацию. Важную информацию можно определить именно из поведения потенциала с течением времени. Задержка или смена амплитуды волны позволяет сделать некоторые выводы о природе процессов, происходящих в организме. Уже существуют некоторые шаблоны перепадов потенциала (К-комплекс, сонное веретено, V-волна, CAP рисунок, различные вспышки и т. д.), по времени и частоте появления которых вполне надежно определяются фазы сна.

Точно так же, некоторую информацию несет частота смены результирующего потенциала. Спектральный анализ определенных участков ЭЭГ позволяет установить стадию сна, участки приступов и других отклонений.

Методика регистрации ЭЭГ

В традиционной записи ЭЭГ сна использовались аналоговые усилители с высоким коэффициентом усиления, управляющие чернильной ручкой. Ручка находится в контакте с бумагой, перемещаемой механическим приводом.

Усилители умножают разность потенциалов между двумя золотыми или серебряными дисковыми электродами, прикрепленными к поверхности кожи или скальпу.

В настоящее время современные электроэнцефалографы создаются на базе компьютеров. Электроды, отводящие потенциалы, представляют собой металлические пластины или стержни различной формы с диаметром контактной поверхности 5-10 мм. Усиленные потенциалы преобразуют в цифровую форму, регистрация ЭЭГ непрерывно отображается на мониторе и одновременно записывается.

Расположение электродов варьировалось в каждой лаборатории, пока не была создана стандартизированная технология.

До сих пор используется стандартная технология расположения электродов по схеме 10-2012(Рис. ):

Схема монтажа электродов 10-20 для ЭЭГ

Схема монтажа электродов 10-20 для ЭЭГ

Самая известная технология анализа сна была представлена Rechtschaffen и Kales в 13. R&K предложили проводить монополярную запись из центрального вывода ЭЭГ. Разность потенциалов, полученная от электрода на области С3 или С4 относительно нулевого потенциала мочки уха, отражает электрическую активность центральной доли мозга на коже головы.

В настоящее время дли записи сна рекомендуется использование AASM системы монтажа ЭЭГ электродов. Используется биполярная регистрация в областях F4-А1, C4-A1 и O2-A1. Так же одобрена регистрация по схемам Fz-Cz, Cz-Oz14.

ЭЭГ активности, ритмы и другие компоненты

Активность ЭЭГ состоит из непрерывной фоновой активности и особых событий, которые выделяются из фона. Так как ЭЭГ – это колебания электрических потенциалов, один из способов классификации – по частоте.

Волны могут существовать совместно (например, альфа и дельта ритм), а могут формировать фоновую активность, в то время, как некоторые другие выделяются из фона (например, К-комплексы). Некоторые комбинации довольно распространены (волны со смешанной частотой и с низкой амплитудой), в то время как другие редки (тэта-ритмы, сонные веретена).

Волны могут возникать всплесками или быть постоянными, возникать постепенно.

Некоторые волны специфичны для сна, некоторые нет.

Под понятием “ритм” на ЭЭГ подразумевается электрическая активность (волна или серия волн ЭЭГ), соответствующая определённому состоянию мозга. При описании ритма указывается его частота, типичная для появления область мозга, амплитуда и некоторые характерные черты его изменений во времени при изменениях функциональной активности мозга:

  • α (альфа-ритм): ритм с частотой 8–13 Гц и амплитудой до 100 мкВ, связанный со спокойным бодрствованием, когда глаза закрыты. Альфа-активность наиболее заметна в затылочных отведениях. При повышении уровня функциональной активности мозга (напряжённое внимание, страх) амплитуда α-ритма уменьшается. Всплески альфа-активности более трех секунд используются для различения пробуждения от БДГ-сна. Когда люди испытывают боль альфа-ритм может быть смешан с более медленноволновым.
  • β (бета-ритм): ритм с частотой >13 Гц и амплитудой амплитуда до 25 мкВ, имеющий место во время тревожного бодрствования и в меньшей степени во времени сна. Иногда во время сна он может появиться в виде всплесков у другой активности. Известно, что увеличение бета-активности во время сна свойственно пациентам с депрессивными расстройствами.
  • θ (тета-ритм): ритм с частотой 4–8 Гц и амплитудой менее 40 мкВ. Тэта-активность, как правило наиболее заметна в центральных и височных отведениях. Особый вид такого происходит во время БДГ-сна и называется «пилообразный тэта-ритм», по внешнему виду напоминающий лезвие пилы.
  • δ (дельта-ритм): высокоамплитудный ритм с частотой менее 3.5 Гц. Дельта-ритм дна спектра (меньше 2 Гц) часто называют медленными волнами.
  • μ (мю-ритм): активность с частотой 8-13 Гц и амплитудой до 50 мкВ. Параметры μ-ритма аналогичны таковым нормального α-ритма, но μ-ритм отличается от последнего физиологическими свойствами и топографией. Ритм ассиметричен, скруглен в максимуме и заострен у минимума, волны аркообразные.

Доброкачественные эпилептиформные компоненты сна BETS (небольшие острые шипы SSS): пики очень короткой длительности и низкой амплитуды, за которыми часто следует небольшая тэта-волна, возникающие в височных областях в состоянии дремоты или поверхностного сна.
Длительность и амплитуда колебаний в пределах 50 мc и 50 мкВ соответственно.

Позитивный затылочный острый компонент сна POSTS: Острый компонент с максимумом в затылочных отделах, возникающий во время сна. Может быть одиночным или повторяющимся. Амплитуда варьируется, но, как правило, менее 50 мкВ. POSTS возникают обычно во время дремоты, стадий сна 1 и 2. Регистрируются сериями по 4-5 в секунду.

V-волна: вертексный острый компонент (вертексная острая волна). Это острый потенциал, возникающий спонтанно во время сна или в ответ на сенсорный стимул во время сна или бодрствования. Может быть одиночным или повторяющимся. Амплитуда в целом редко превышает 250 мкВ.

Вертексные волны типично возникают при засыпании, в стадиях 1 и 2 медленного сна.

K-комплекс: разряд длительностью 0.5 с и амплитудой более 100 мкВ, состоящий в основном из высокоамплитудной негативной медленной волны, за которой следует меньшая позитивная медленная волна. К-комплекс часто возникает в паре с сонными веретенами. К-комплексы возникают во время NREM-сна, спонтанно или в ответ на неожиданные сенсорные стимулы. Иногда за К-комплексом следует разряд альфа- или тэта-колебаний, называют K-альфа.

Веретено сна: 0.5с вспышка волны частотой 11-15 Гц (как правило, 12-14 Гц), амплитудой более 50мкВ, обычно диффузная, но с большей амплитудой в центральных областях, возникающая во время сна. Являются результатом таламокортикального разряда15.

Особенности ЭЭГ на различных стадиях сна

У большинства людей (но не всех) наблюдается альфа-активность, когда они спокойно сидят в состоянии бодрствования с закрытыми глазами.

Затухание происходит при открытии глаз или напряженной умственной деятельности. Альфа-активность затухает, как только человек засыпает. Перед исчезновением наблюдается небольшой всплеск потенциала. Альфа-активность заменяется тэта- или смешанным ритмом. В это время могут наблюдаться V-волны. После закрепления сна появляются сонные веретена и К-комплексы.

Более 50% времени сна занимают низкоамплитудные волны смешанных частот, прерываемые на веретена, К-комплексы или редкие дельта-волны. Во время появления веретена вероятность пробуждения выше. К-комплекс так же может быть предвестником пробуждения. Вероятность пробуждения в течение 2 минут после появления К-комплекса выше, чем 2 минуты до него.

Именно смена типов и интенсивности ритмов является основанием для деления сна на стадии. Определение стадий сна проводится по специальным правилам, способным определить, к какой категории сна относится текущий промежуток времени. Такие промежутки называется «эпохами».

Бодрствование. Стадия бодрствования устанавливается по наличию 15 секундной эпохи альфа-активности. Для людей, у которых альфа-активность не проявляется, критерием является наличие всплесков высокочастотной бета-активности.

Медленный сон. Первая стадия медленного сна устанавливается по отсутствию альфа-активности в течение 15 секунд и отсутствию К-комплексов, веретен. Для людей с отсутствующей альфа-активностью определение первой стадии сна является проблематичным. У таких людей ЭЭГ определяют по V-волнам.

Вторая стадия устанавливается на ЭЭГ по появлению на низкоамплитудном фоне с волнами различных частот К-комплексов и сонных веретен. Критерием так же является появление дельта-волн (в т. ч. медленных) с продолжительностью менее 6 секунд и амплитудой более 75 мкВ.

В течение первого часа-полтора, у большинства людей постепенно увеличивается активность высокоамплитудных дельта-ритмов до тех пор, пока полностью не превозобладает.

Третья и четвертая стадия (которая в современных методиках определения сна объединяется в одну) устанавливается, когда появляются эпохи дельта-волн длительностью более 6 с и амплитудой более 75 мкВ с префронтальной коры. Для увеличения чувствительности с этой области AASM монтаж рекомендует использование биполярной регистрации Fz–Cz16.

Возбуждаемость подавлена, люди часто не запоминают факта пробуждения в этой стадии.

Быстрый сон. Стадия быстрого сна (БДГ-быстрого движения глаз) устанавливается по появлению волн характера первой стадии медленного сна (низкая амплитуда, смешанные частоты) с сопутствующей пилообразной тэта-активностью. Движение глаз наблюдается не на каждой эпохе этой стадии.
Стадия длится до тех пор, пока не наблюдаются признаки состояния бодрствования, 3 и 4 стадии сна, первой стадии сна или К-комплексов и веретен сна в течение 15 секунд без движений глазами.

Таблица 1 – ЭЭГ активность при стадиях сна и бодрствовании

Архитектура сна:

  1. Вход в состояние сна через первую или вторую стадию медленного сна за 5-15 минут;
  2. Первая стадия медленного сна занимает менее 5% от общего времени сна. Присутствует только в качестве перехода между сном и бодрствованием;
  3. Вторая стадия медленного сна занимает 50% времени сна;
  4. Третья и четвертая стадия занимают 13-20%, большая их часть в первой трети ночи;
  5. Стадия быстрого сна занимает 20-25% общего времени сна (у детей больше), большая часть во второй половине ночи, появляется 4-6 раз за ночь, каждые 90 минут.

Обработка ЭЭГ сигнала

Любой анализ электроэнцефалограммы состоит из следующих стадий:
1. Оцифровка сигналов электрической активности мозга;
2. Предобработка (фильтрация от шумов, удаление артефактов);
3. Выделение характерных признаков;
3.1. (Выбор характерных признаков);
4. Классификация полученных признаков.

Разберем некоторые наиболее полезные методы.

Для устранения физических артефактов (помехи от электрических полей и т. п.) и физиологических (активность мышц, движения глаз и т. д.) применяются:

  • Фильтрация – использование фильтров высоких и нижних частот (ритмы во время сна имеют диапазон 5-40 Гц). Для ЭЭГ сигнала наилучшим образом подойдет дискретный фильтр, так как компьютерное представление ЭЭГ по своей природе дискретно.
    Например, фильтр с конечной импульсной характеристикой (FIR фильтр) имеет линейную фазовую характеристику в полосе пропускания, что является предпочтительным. Кроме того, такие фильтры, в отличие от IIR фильтров не меняют морфологию сигнала.
  • Сглаживание обычно применяется как эквивалент фильтрации для удаления из сигналов и их спектров высокочастотных колебаний (шумов, наводок). Наиболее эффективен метод параболического сглаживания скользящим средним по трем точкам.
  • Линейное разложение сигнала ЭЭГ на составляющие компоненты, выделение артефакта отдельным компонентом. К таким методам относятся анализ главных компонентов и анализ независимых компонентов. Такие артефакты, как изменение ориентации электрической оси глаза вследствие движения глазных яблок имеют следующую особенность: такие артефакты распределены пространственно, максимальная амплитуда артефактов наблюдается в лобных отведениях и уменьшается по направлению к затылочным.

Для удаления артефактов, обусловленных непроизвольными движениями глаз, широкого применяется анализ главных компонентов (PCA). Данный метод позволяет уменьшить размерность данных без потери информации, убрать шум, взвесить данные и визуализировать их. Кроме того, для устранения артефактов используется анализ независимых компонент – метод декомпозиции ЭЭГ сигнала на максимально независимые паттерны активности, как правило, связанные с различными областями коры головного мозга или иными источниками сигналов.

Для того, чтобы детектировать микроструктуры сна (веретена, К-комплексы, альфа вспышки) необходимо получить спектральную и относящуюся ко времени информацию. Спектральный анализ возможно провести с использованием преобразования Фурье (без отношения ко времени) и дискретного вейвлет-преобразования (ДВП) (динамика изменения гармонических составляющих сигнала). При этом использование ДВП для разложения ЭЭГ на отдельные ритмы не рекомендуется в силу появления амплитудных искажений с высокой погрешностью и предлагается Фурье-фильтрация в качестве альтернативы17.

Характерные поведенческие признаки на ЭЭГ могут давать пространственную (связанную с областью возникновения характерного сигнала в мозге), временную (динамика ЭЭГ параметров) и частотную (мощность отдельных частотных диапазонов)18.

Для задач выделения характерных признаков различного поведения используются четыре типа алгоритмов: временные, нелинейные, частотные и энтропийные. Выбор полезных (информативных) признаков позволяет уменьшить расчётное время и улучшить качество классификации, ведь некоторые признаки могут быть избыточными или вредными. Самым эффективным является алгоритм выбора по критерию Фишера. Кроме того, близкие показатели эффективности показывают алгоритмы Relief, минимальной избыточности – максимальной релевантности (mRMR), корреляционный, Стьюдента (t-test). Достигнуть наибольшей эффективности возможно одновременным использованием указанных алгоритмов192021.

Для выделения конкретных областей данных необходимо использовать пространственный фильтр, который минимизирует мощность сигнала во всех областях кроме области интереса, например, Null-beamformer.

Кросс-спектральные характеристики предназначены для оценки различных аспектов связи двух сигналов ЭЭГ, регистрируемых с двух отведений. Кросс-спектр двух процессов вычисляется как произведение одного спектра спектр другого в его комплексно сопряженной форме.

Практически важным показателем ЭЭГ является оценка взаимосвязи, взаимовлияния, взаимодействия процессов в парах отведений. Для этого используются различные показатели синхронности ЭЭГ, наиболее известным из которых является функция когерентности. Когерентность отражает линейную связь двух процессов в частотной области аналогично тому, как обычный коэффициент корреляции отражает степень линейной взаимосвязи двух процессов во временной области.

В качестве альтернативы когерентности наиболее эффективным в плане чувствительности к различиям является корреляция огибающих ЭЭГ.

Поскольку ЭЭГ суммарно отражает изменение постсинаптических потенциалов, корреляция огибающих оценивает степень синхронности изменении в сравниваемых парах отведений22.

Алгоритм классификации расстройств

Алгоритм классификации расстройств по ЭЭГ

Классификация расстройств сна производилась по следующему алгоритму (Рис.):

  1. ЭЭГ файл формата *.EDF(+) (де-факто стандарт для электроэнцефалографических и полисомнографических записей) делится на образцы длинной 30 с;
  2. В каждом образце выделается ЭЭГ канал;
  3. Для каждого канала образца высчитываются характеристические признаки, по которым будет проводиться классификация;
  4. Полученные соответствующие признаки каналов усредняются в общее значение для образца (30 с отрезка). Полученный массив используется как входные данные нейросети;
  5. Признаки каждого образца подаются на вход нейросети.В результате каждому отдельному образцу нейросеть присваивает один из классифицируемых диагнозов;
  6. В полученном наборе классов образцов вычисляется доля каждого класса. Класс с наибольшей долей принимается за диагноз записи. Его доля отражает вероятность, с которой диагноз является верным.

Определение характеристик и признаков патологий сна

На данный момент основными диагностическими критериями расстройств сна являются жалобы пациентов касательно качества их жизни.

При этом лишь для малой части расстройств критериями служат полисомнографические (ПСГ) характеристики, среди которых значимыми являются данные электромиографии и дыхательные события23.

Электроэнцефалографические же характеристики не используются вовсе.

Определение характеристик

Было отобрано 51 исследование, содержащее упоминание об изменении ЭЭГ характеристик у пациентов с расстройствами сна по сравнению со здоровыми. Для инсомнического расстройства отобрано 11 работ, для нарколепсии – 14, для NFLE – 11, для PLMD – 8, для RSBD – 7.

Было найдено 20 уникальных характеристик, большая часть из которых так или иначе фигурирует в каждом заболевании.

По характеру информации характеристики были поделены на две категории: спектральные – отражающие изменения частотных характеристик и структурные – отражающие изменения архитектуры и микроструктуры сна.
Характеристик, описывающих изменения другого рода (напр. пространственного) замечено не было.

Одновременное проявление

Для выбранных заболеваний можно отметить совместное проявление характеристик в ЭЭГ-сигнале:

  • У пациентов с бессонницей наблюдается PLMS;
  • У пациентов с нарколепсией часто наблюдаются не одна болезнь, а сразу несколько: апноэ, PLMS2425, RSBD и парасомнии2627;
  • У пациентов с NFLE часто наблюдается существование PLMS, и парасомнии28;
  • PLMS присутствует вместе с большим многообразием заболеваний сна: бессонница, нарколепсия, апноэ29, RSBD3031, в том числе у пациентов с эпилепсией32.

Неверное диагностирование

Инсомническое расстройство путают с синдромом задержки фазы сна (Delayed Sleep-Wake Phase Disorder), расстройством цикла «сон-бодрствование» (Circadian Sleep-Wake Disorder).
NFLE путают с кошмарами, ночными страхами, парасомниями, апноэ сна33 и различными психиатрическими расстройствами.

Анализ характеристик

Итог сравнительного анализа может быть представлен (систематизирован) в Таблице 2. Пустые ячейки соответствуют отсутствию информации.

Таблица 2 – Особенности ЭЭГ основных расстройств сна

При любом заболевании увеличивается доля первой стадии сна, число пробуждений и частота смены фаз сна.

У пациентов с нарколепсией увеличивается длительность полного цикла сна.

NFLE возможно отличить от парасомний по доле медленного сна, REM сна, частоте сонных веретен.

Даже отсутствие проявления каких-либо признаков у заболевания может являться критерием. Например, для инсомнического расстройства REM сон не имеет никаких отклонений, в то время как для остальных заболеваний его признаки каким-либо образом меняются.
Так как не существует параметров, однозначно определяющих какое-либо расстройство, для обучения алгоритма желательно анализировать сразу группу характеристик, представляющих в таком случае некий отпечаток заболевания.

Определение признаков

В ходе анализа литературы были обнаружены 32 признака, которые могут отражать характеристики, найденные ранее. Данные представлены в Таблице 3.

Таблица 1. Признаки ЭЭГ характеристик расстройств сна

Название Формула Ссылка
1 Частотная энтропия 343536
2 Частота спектральной границы 3738
3 Энтропия амплитуд 3940
4 Первый спектральный момент 41
5 Спектральная центроида 4243
6 Частотная ровность 44
7 Энергия сигнала 45
8 Оператор энергии Тигера-Кайзера 4647
9-13 Относительные спектральные мощности δ, θ, ɑ, σ, β ритмов 484950
14-18 Отношения спектральных мощностей:σ/θ, σ/lowɑ, σ/β, ɑ/δ+θ, θ/ɑ+δ 515253
Гармонические параметры 545556
19 Центральная частота
20 Полоса пропускания
21 Значение на центральной частоте
Параметры Юрта 5758
22 Активность Юрта
23 Мобильность Юрта
24 Сложность Юрта
Анализ энергетических спектров 59
25 Спектральная плотность мощности
26 Спектральная амплитуда
Амплитудно-периодометрический анализ 6061
27 Выпрямленная амплитуда
28 Время в ритме
Другие признаки
29 Средняя спектральная частота 62
30 Плотность сонных веретен 63
31 Коэффициенты вейвлет (wavelet) преобразования 64
32 Коэффициенты авторегрессионной модели 6566

В рамках данного исследования использовались признаки 1-24.

Отбор признаков

Найденные признаки были сформированы в группы, являющиеся входными данными нейронной сети. В ходе предварительных проверок пригодности признаков было обнаружено, что группа из спектральных мощностей основных четырех ритмов (δ, θ, ɑ, β) являются определяющими и вносят наибольший вклад в точность определения расстройств сна.
Для отбора самой эффективной группы использовалась нейросеть с топологией 10-10-6 и обучающей выборки для контроля: 3 файла с болезнью и 3 файла здоровых.

Точность определения расстройств для наборов признаков

Было сформировано 23 группы признаков. Результаты оценки эффективности некоторых из них представлены на Рис.

Вероятность правильности определения заболеваний упала ниже 50% при использовании в качестве входных параметров групп, сформированных добавлением к основной группе одного из признаков 1-8, 19-20, 23 из Таблицы 2.

Группы, сформированные добавлением к основной группе признаков 22, 24 значимо ухудшили точность определения заболеваний.
Уменьшение точности при добавлении к основной группе признаков 14, 16, 18 составляет <1%. Добавление к основной группе признаков 12, 15, 17 способствует повышению точности до 3%. Использование признаков 9-18 позволяет достигнуть максимальной точности. Данная группа признается самой эффективной в задаче распознавания выбранных расстройств сна нейронными сетями прямого распространения по электроэнцефалограмме.

Выбор оптимальной архитектуры нейросети

Выбор лучшей топологии проводился по 6 парам болезнь-здоровое ЭЭГ для обучения и 3 парам для контроля после 1000 эпох обучения. Результаты представлены на Рис.

Точность определения расстройства сна от архитектуры сети и длительности обучения

При выборе наиболее подходящей архитектуры важно смотреть на две характеристики: точность определения заболевания и расхождение точности между определением наличия и отсутствия болезни. Большое расхождение точностей свидетельствует о снижении способности к категоризации, когда нейросеть обучается только на один класс (одну последовательность входных данных) и не способна перестроить свою структуру на выдачу другого типа выходных данных. Такое же явление можно наблюдать и при переобучении.

На графике представлена зависимости точности определения наличия и отсутствия болезни от числа нейронов на слоях. Красными точками отмечены наиболее подходящие варианты топологий – с высокой точностью и низким ее расхождением в определении ЭЭГ здоровых и больных. Для обучения выбрана топология 6-4. При такой топологии у нейросети наилучшая способность к обобщению и категоризации. При увеличении числа нейронов на слоях упомянутые характеристики снижаются. Также, 8 нейронов оказалось недостаточно для обучения многослойного перцептрона 10 характеристикам болезней сна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы были определены отличительные характеристики электроэнцефалограмм людей с расстройствами сна и признаки, по которым расстройства сна можно классифицировать искусственной нейронной сетью.

Самой эффективной архитектурой для нейронной сети с топологией многослойного перцептрона оказалась 6-4 (два слоя, 6 нейронов на первом, 4 на втором).

Достигнуты следующие показатели эффективности: точность 98% в определении расстройства поведения в быстром сне, 75% в определении инсомнического расстройства, 65% – расстройства периодического движения конечностями и 57% – нарколепсии (при малой обучающей выборке).

Использование указанного типа нейронной сети вместе с выбранными признаками не подходит для классификации ночной фронтальной лобной эпилепсии.

Разработанный в ходе исследовательской работы программный комплекс на данном этапе готов к использованию в дальнейших научных и диагностических целях и будет выложен в открытый доступ под лицензией свободного ПО.

Вопросы

-Какая программа была использована?

Footnotes

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *