Наложение электродов для регистрации электрической активности мозга. Международная стандартная система. Биполярное и монополярное отведения: выбор схемы отведения.

В стандартной ЭЭГ головы, запись производится путем размещения электродов на голове, с применением проводящего геля. Как правило, после подготовки области скальпа применяется проводящая абразивная паста, предназначенная для уменьшения сопротивления из-за омертвевших клеток кожи. Во многих системах, как правило, используют электроды, каждый из которых подключен к отдельному проводу. В некоторых системах используются шапочки или сетки, в которые встраиваются электроды; чаще всего такой подход имеет место, когда требуются высокоплотные массивы электродов. Для большинства областей применения в клинике и в исследованиях (за исключением случаев, когда используются высокоплотные массивы) места расположения и названия электродов, определены Международной системой размещения электродов «10-20». Данная система гарантирует согласованность названий электродов между различными лабораториями. В медицинской практике применяется, в большинстве своем, набор из 19 электродов. Меньшее количество электродов, как правило, используется при записи ЭЭГ новорожденных. Когда требуется увеличить пространственное разрешение для той или иной области головного мозга, к стандартному расположению могут быть добавлены дополнительные электроды. Высокоплотные массивы (как правило, это шапочка или сетка) могут содержать до 256 электродов, более или менее равномерно расположенных на поверхности головы. Каждый электрод соединен с одним входом дифференциального усилителя (один усилитель на каждые два электрода); в обычной системе контрольный электрод подключен к другому входу каждого дифференциального усилителя. Они усиливают напряжение между активным и контрольным электродом (как правило, в 1.000-100.000 раз, или 60-100 дБ коэффициента усиления напряжения). В аналоговой ЭЭГ затем сигнал фильтруется (следующий параграф), и на выходе ЭЭГ сигнала производится запись на бумажную ленту. Однако в наши дни большинство систем ЭЭГ цифровые. После прохождения через сглаживающий фильтр, усиленный сигнал преобразуется в цифровую форму при помощи аналого-цифрового преобразователя. При клинической поверхностной ЭЭГ процесс аналого-цифрового преобразования обычно происходит при 256-512Гц, частоты преобразования до 20 кГц используются в некоторых прикладных исследованиях. Во время записи могут быть использованы серии процедур активации. Эти процедуры могут вызвать нормальную или патологическую ЭЭГ активность, которую иначе не увидеть. Процедуры включают в себя гипервентиляцию, фотостимуляцию (с легкой вспышкой), закрытие глаз, умственную деятельность, сон и депривацию сна. Во время (стационарного) мониторинга эпилепсии, стандартный прием противосудорожного средства может быть прекращен Цифровой сигнал ЭЭГ хранится в электронном виде и отфильтровывается для вывода на экран. Стандартные параметры фильтра высоких частот и фильтра нижних частот 0,5-1Гц и 35-70Гц соответственно. Фильтр высоких частот, как правило, подавляет медленные шумы, такие как, нерезкость и электрогальванические сигналы, в то время как низкочастотный фильтр подавляет высокочастотные шумы, такие как электромиографические сигналы. Дополнительный режекторный фильтр, как правило, используется для удаления помех, вызванных линиями электропередач (60Гц в США и 50Гц во многих других странах). Для определения возможностей лечения эпилепсии операционным путем, может возникнуть необходимость размещения электродов на поверхность головного мозга под твердой мозговой оболочкой. Это достигается с помощью трепанационного отверстия или трепанации черепа. Процедура называется по-разному: "электрокортикография (ЭГ)", "внутричерепная ЭЭГ (I-ЭЭГ)" или "субдуральная ЭЭГ (SD-ЭЭГ)". Глубинные электроды могут также быть расположены в структурах головного мозга, таких как амигдала и гиппокамп, структурах, которые являются общими эпилептическими очагами и практически не обнаруживаются на поверхностной ЭЭГ. Электрокортикографический сигнал обрабатывается таким же образом, как цифровой сигнал поверхностной ЭЭГ, но есть несколько особенностей. ЭГ, как правило, регистрируется при более высоких частотах дискретизации в сравнении с поверхностной ЭЭГ, так как, исходя из требований теоремы Найквиста - в субдуральном сигнале преобладают высокие частотные компоненты. Также, многие из артефактов, которые влияют на результаты поверхностной ЭЭГ, не влияют на ЭГ, и, следовательно, применение фильтрации часто не требуется. У взрослого человека обычно амплитуда сигнала ЭЭГ составляет примерно 10-100мкВ при измерении на поверхности головы и где-то 10-20мВ при субдуральном измерении. Поскольку сигнал ЭЭГ представляет разность потенциалов двух электродов, отображение на экране монитора записанного сигнала ЭЭГ может осуществляться несколькими методами. Порядок совместного отображения некоторого количества отведений ЭЭГ- записи называют монтажом. Биполярный монтаж Каждый сигнал (канал) представляет разность потенциалов двух соседних электродов. Монтаж состоит из ряда этих сигналов. Сигнал "Fp1-F3", например, представляет разность потенциалов между электродами Fp1 и F3. Следующий канал в монтаже, "F3-C3," представляет разность потенциалов между F3 и C3, и так дальше по всему ряду электродов. Референциальный монтаж Каждый сигнал представляет разность потенциалов между точным электродом и каломельным электродом. Стандартного места расположения каломельного электрода нет, но его расположение отличается от расположения измерительных электродов. Электроды часто располагают на срединных структурах мозга, потому как они не усиливают сигнал ни в одном из полушарий. Еще один популярный пример расположения электродов - расположение на сосцевидных отростках или на мочках ушей. Каждый сигнал представляет разность потенциалов между электродом и средним взвешенным значением окружающих электродов. При использовании аналоговой ЭЭГ в процессе записи специалист переключается между монтажами с целью подчеркнуть или лучше охарактеризовать некоторые особенности ЭЭГ. В цифровой ЭЭГ, все сигналы, как правило, оцифровываются и хранятся в определенном монтаже (обычно в референциальном); поскольку любой монтаж можно построить математически из любого другого, эксперт может наблюдать за ЭЭГ в любом монтаже. ЭЭГ читается клиническим нейрофизиологом или неврологом (в зависимости от местных обычаев и законов, касающихся медицинских специальностей), теми, кто имеет специальную подготовку в интерпретации ЭЭГ для клинических целей. Это делается путем визуального осмотра сигналов, называемых графоэлементами. Вопрос использования компьютерной обработки ЭЭГ сигналов, так называемого, количественного ЭЭГ в клинических целях, является неоднозначным (хотя используются многими исследованиями).
Пользуются моно- и биполярными отведениями. При монополярном отведении один из электродов общий, чаще его располагают на мочке уха, условно допуская, что здесь расположена индифферентная точка, второй находится над активной тканью. При биполярном отведении соединяют попарно электроды, расположенные на одной стороне или в симметричных точках черепа В этих случаях при анализе ЭЭГ следует учитывать величину межэлектродного расстояния; при большем расстоянии амплитуда волн будет выше, чем при меньшем Для записи биопотенциалов непосредственно с поверхности (ЭКоГ) мозга во время операций применяются прилипающие электроды, в частности графитовые диски, смонтированные на эластичном резиновом, капроновом или полиэтиленовом листке, серебряные проволочки, оканчивающиеся «пуговкой», покрытой ватой Запись ведется во время операции, иногда электроды остаются в полости черепа для длительной регистрации биопотенциалов. На показателях ЭЭГ больного, которому проводят исследование, может отразиться волнение, ориентировочный рефлекс на необычную обстановку, аппаратуру и т. д. В связи с этим следует повторить исследование, объяснить больному его необходимость и безвредность. ЭСКоГ представляет собой запись потенциалов глубоких отелов мозга, проводимую во время трепанации черепа или после введения игольчатых электродов, оставляемых на длительное время в мозгу с диагностической целью Эти электроды изготовляются из золота, нержавеющей стали или другого материала и вводятся в мозг с использованием стереотаксических атласов. Для так называемых базальных отведений применяются специальные электроды. Назофарингеальный электрод представляет собой слегка изогнутый зонд длиной около 10 см, изолированный на всем протяжении, кроме концевого утолщения, который соприкасается со слизистой оболочкой носа. Он позволяет фиксировать потенциалы верхнего отдела ствола мозга либо базального отдела мозга и подбугорной области.

71. Регистрация интерференционной электромиограммы. Двигательные единицы. Предпосылки современной трактовки ЭМГ. Возможности применения метода в функциональной диагностике.
В настоящее время для записи электромиограммы используют специальный электромиограф, имеющий фоторегистрирующее устройство, однако в некоторых случаях оказывается достаточным применение электроэнцефалографа с чернилопишущей регистрацией.
Отведение мышечных биопотенциалов осуществляется с помощью поверхностных (накладных) или игольчатых (вкалываемых) электродов. Поверхностный электрод представляет собой круглую или прямоугольную металлическую пластинку (серебряную, оловянную и т. п.) с площадью контактирующей поверхности 0,5—1,5 см2. Два таких электрода укрепляют на исследуемой мышце с помощью резинового бинта на расстоянии около 2 см один от другого. С электродов регистрируется суммарная (интерференционная) активность многих двигательных единиц. Двигательной единицей (ДЕ) называют группу мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном. Игольчатый электрод предназначен для локального отведения (нередко удается регистрировать активность одной ДЕ). Отводящей поверхностью игольчатого электрода служит кончик изолированной иглы или кончик изолированного стержня, проходящего внутри иглы. В одной игле может быть вмонтировано 1, 2 или несколько изолированных друг от друга стержней, каждый из которых является электродом с самостоятельным выводом для подключения к усилителю. В клинике чаще пользуются поверхностными электродами, так как они не вызывают неприятных ощущений у больного, однако в некоторых случаях применение только «глобального» способа отведения с регистрацией интерференционной активности оказывается недостаточным.
При исследовании мышц конечностей чаще всего записывают электромиограммы одновременно с одноименных мышц обеих сторон. 1.Сначала регистрируют электромиограмму покоя при максимально расслабленном состоянии всей мышцы — при ее тоническом напряжении. 2.Предлагают больному сократить одноименную мышцу на другой конечности (синергетическое изменение тонуса) и произвести максимальное сокращение исследуемой мышцы. Иногда при этом препятствуют возникающему при сокращении движению, удерживая конечность в исходном положении или предлагая при сокращении передвинуть груз, чем достигается максимально возможное напряжение мышцы.
В зависимости от предполагаемого диагноза и других задач исследования регистрируют большее или меньшее количество электромиограмм с различных мышц.

В настоящее время все чаще
применяется метод стимуляционной миографии, во многих современных электромиографах даже имеется стимуляционный блок. Стимуляционная электромиография по сути дела является усовершенствованной модификацией электродиагностики и позволяет определять электровозбудимость и скорость проведения импульса.
При регистрации электромиограммы с помощью игольчатых электродов учитывают форму регистрируемых потенциалов ДЕ, их длительность, амплитуду, частоту следования, наличие и количество полифазных потенциалов, характер возникающей электрической активности при введении иглы, наличие потенциалов фибрилляции и положительных потенциалов денервации (рис. 22).

Рис. 22. Различные формы колебаний, регистрируемые игольчатыми электродами: а — потенциал двигательной единицы; 6 — замедленный потенциал двигательной единицы; в — полифазный потенциал; г — потенциал фибрилляции; д — потенциал денервации

При «глобальной» электромиографии прежде всего определяют тип ЭМГ. В настоящее время широко принята классификация электромиограмм, предложенная Ю. С. Юсевичем (рис. 23).

Тип I ЭМГ характеризуется высокочастотными (50—1000 кол. /с и более), изменчивыми по амплитуде и форме, колебаниями потенциала. В покое амплитуда составляет 5—10 мкВ, при тонических реакциях — 20—30 мкВ, при максимальном сокращении — 500—1500 мкВ.
Тип II обычно подразделяют на два подтипа. Подтип Iа характеризуется редкими (10—15кол./с), четкими и постоянными по ритму колебаниями потенциала. При подтипе IIб менее уреженные (до 20—40 кол./с), часто высокоамплитудные осцилляции чередуются с очень частыми и изменчивыми по ритму низкоамплитудными колебаниями.

Рис. 23. Основные типы электромиограмм, регистрируемых накладными электродами по Ю. С. Юсевич:
а — интерференционный тип; 6 — тип II а; в — тип II б; г — тип III, ритмические «залпы» колебаний при треморе; д — тип III (нечеткие «залпы» на фоне интерференционной электромиограммы при ригидности); в — тип IV (полное «биоэлектрическое молчание»)

К III типу относятся электромиограммы с относительно высокими по сравнению с нормой амплитудами колебаний в покое и при тоническом напряжении. Нормальная структура электромиограммы искажена «залпами» частых осцилляций, возникающих в связи с ритмическими или неритмическими видами гиперкинезов.
Тип IV электромиограмм отражает полное «биоэлектрическое молчание» независимо от условий регистрации (покой, тоническое напряжение или сокращение мышцы).Кроме того, при анализе электромиограммы определяют латентный период между подачей сигнала к сокращению мышцы и появлением первых осцилляций на ЭМГ, латентный период исчезновения осцилляций после команды для прекращения сокращения.
Иногда учитывают время «рекрутирования» от начала сокращения мышцы до достижения максимальной амплитуды.

При миопатии чаще всего регистрируется I тип ЭМГ, однако амплитуда электрической активности бывает снижена, потенциалы ДЕ могут быть укорочены.

При миотонии после прекращения сокращения еще длительное время регистрируется затухающая электрическая активность (I тип ЭМГ).
При миастении наблюдается относительно быстрое уменьшение амплитуды биопотенциалов при длительном сокращении мышцы (I тип ЭМГ).

При поражении нерва или мотонейрона (полиомиелит, невральная амиотрофия) в покое регистрируются потенциалы фибрилляции и денервации, а при сокращении электромиограмма имеет вид «частокола» с редкими осцилляциями и повышенной амплитудой (II тип ЭМГ); потенциалы двигательных единиц могут быть удлиненными.
Отсутствие признаков поражения мышцы, нерва и мотонейрона указывает на супрануклеарное поражение.

При гиперкинезах (паркинсонизм, торсионная дистония) в покое и при сокращении регистрируется III тип ЭМГ.

Для органических гиперкинезов в отличие от функциональных характерна распространенность поражения и регистрация измененной ЭМГ с большого количества мышц, а также более постоянная во времени выраженность «залповой» активности (рис. 24).

Рис. 24. Электромиография при гиперкинезиях:
а — непрерывная запись; б — прерывистая запись.
Во время закрывания глаз появляется интерференционная активность во всех трех мышцах.