الکتروانسفالوگرافی

الکتروانسفالوگرافی (EEG) روشی برای ثبت الکتروگرام از فعالیت الکتریکی روی پوست سر است که نشان‌دهنده فعالیت ماکروسکوپی لایه سطحی مغز در زیر آن است. معمولاً غیر تهاجمی است و الکترودها در امتداد پوست سر قرار می گیرند. الکتروکورتیکوگرافی، که شامل الکترودهای تهاجمی است، گاهی اوقات "EEG داخل جمجمه ای" نامیده می شود.

EEG نوسانات ولتاژ ناشی از جریان یونی در نورون های مغز را اندازه گیری می کند.[1] از نظر بالینی، EEG به ثبت فعالیت الکتریکی خود به خودی مغز در طول یک دوره زمانی اشاره دارد، همانطور که از چندین الکترود قرار داده شده بر روی پوست سر ثبت شده است.[1] کاربردهای تشخیصی عموماً بر روی پتانسیل های مرتبط با رویداد یا بر محتوای طیفی EEG تمرکز دارند. اولی نوسانات بالقوه زمان قفل شده برای یک رویداد را بررسی می کند، مانند "شروع محرک" یا "فشار دکمه". دومی نوع نوسانات عصبی (که معمولاً "امواج مغزی" نامیده می شود) را که می توان در سیگنال های EEG در حوزه فرکانس مشاهده کرد، تجزیه و تحلیل می کند.

EEG اغلب برای تشخیص صرع استفاده می شود که باعث ناهنجاری در خواندن EEG می شود.[2] همچنین برای تشخیص اختلالات خواب، عمق بیهوشی، کما، آنسفالوپاتی ها و مرگ مغزی استفاده می شود. EEG یک روش خط اول تشخیص برای تومورها، سکته مغزی و سایر اختلالات مغزی کانونی بود، [3] [4] اما این استفاده با ظهور تکنیک‌های تصویربرداری آناتومیک با وضوح بالا مانند تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) کاهش یافته است. و توموگرافی کامپیوتری (CT). علیرغم وضوح فضایی محدود، EEG همچنان یک ابزار ارزشمند برای تحقیق و تشخیص است. این یکی از معدود تکنیک های موبایل موجود است و وضوح زمانی با برد میلی ثانیه ارائه می دهد که با CT، PET یا MRI امکان پذیر نیست.

مشتقات تکنیک EEG شامل پتانسیل‌های برانگیخته (EP) می‌شود که شامل میانگین‌گیری فعالیت EEG در زمان ارائه یک نوع محرک (بصری، حسی، جسمی یا شنوایی) است. پتانسیل‌های مرتبط با رویداد (ERPs) به پاسخ‌های EEG متوسطی اشاره دارد که برای پردازش پیچیده‌تر محرک‌ها قفل شده‌اند. این تکنیک در علوم شناختی، روانشناسی شناختی و تحقیقات روانی فیزیولوژیکی استفاده می شود.

EEG یکی از تست های اصلی تشخیصی برای صرع است. یک ضبط معمول EEG بالینی معمولاً 20 تا 30 دقیقه (به علاوه زمان آماده سازی) طول می کشد. این آزمایشی است که فعالیت الکتریکی مغز را با استفاده از دیسک‌های فلزی کوچک (الکترود) متصل به پوست سر تشخیص می‌دهد. به طور معمول، EEG در شرایط بالینی برای تعیین تغییرات در فعالیت مغز استفاده می شود که ممکن است در تشخیص اختلالات مغزی، به ویژه صرع یا سایر اختلالات تشنج مفید باشد. EEG همچنین ممکن است برای تشخیص یا درمان اختلالات زیر مفید باشد:[14]

تومور مغزی

آسیب مغزی ناشی از ضربه به سر

اختلال عملکرد مغز که می تواند دلایل مختلفی داشته باشد (آنسفالوپاتی)

التهاب مغز (آنسفالیت)

سکته

اختلالات خواب

همچنین می تواند:

تشنج‌های صرع را از انواع دیگر طلسم‌ها، مانند تشنج‌های غیرصرعی روان‌زا، سنکوپ (غش)، اختلالات حرکتی زیر قشری و انواع میگرن تشخیص دهید.

افتراق آنسفالوپاتی یا دلیریوم "ارگانیک" از سندرم های روانپزشکی اولیه مانند کاتاتونیا

به عنوان یک آزمایش کمکی برای مرگ مغزی در بیماران مبتلا به کما عمل می کند

پیش آگهی در بیماران مبتلا به کما (در موارد خاص)

تعیین کنید که آیا داروهای ضد صرع را از شیر بگیرید.

گاهی اوقات، یک نوار مغزی معمولی برای تعیین تشخیص یا تعیین بهترین اقدام از نظر درمان کافی نیست. در این مورد، ممکن است تلاش هایی برای ثبت EEG در حالی که تشنج رخ می دهد، انجام شود. این به عنوان ضبط ictal شناخته می شود، در مقابل ضبط بین کتال که به ضبط EEG بین تشنج اشاره دارد. برای به دست آوردن یک ضبط آیکتال، یک نوار مغزی طولانی مدت معمولاً همراه با یک ضبط ویدیویی و صوتی هماهنگ با زمان انجام می شود. این کار را می توان به صورت سرپایی (در خانه) یا در طول بستری در بیمارستان، ترجیحاً در یک واحد نظارت بر صرع (EMU) با پرستاران و سایر پرسنل آموزش دیده در مراقبت از بیماران مبتلا به تشنج انجام داد. نوار مغزی ویدئویی سرپایی سرپایی معمولاً یک تا سه روز طول می کشد. پذیرش در واحد نظارت بر صرع معمولا چندین روز طول می کشد اما ممکن است یک هفته یا بیشتر طول بکشد. در حالی که در بیمارستان هستید، داروهای تشنج معمولاً حذف می شوند تا احتمال بروز تشنج در طول بستری افزایش یابد. به دلایل ایمنی، داروها در طی EEG خارج از بیمارستان حذف نمی شوند. بنابراین، نوار مغزی ویدئویی سرپایی از مزیت راحتی برخوردار است و هزینه کمتری نسبت به پذیرش در بیمارستان دارد، اما ضرر آن کاهش احتمال ثبت یک رویداد بالینی است.

مانیتورینگ صرع معمولاً برای تشخیص تشنج‌های صرع از انواع دیگر طلسم‌ها، مانند تشنج‌های غیرصرعی روان‌زا، سنکوپ (غش)، اختلالات حرکتی زیر قشر مغز و انواع میگرن، برای مشخص کردن تشنج‌ها برای اهداف درمانی و محلی‌سازی انجام می‌شود. ناحیه ای از مغز که تشنج از آن منشأ می گیرد تا جراحی احتمالی تشنج را بررسی کند. بیمارستان ها از مانیتور EEG برای کمک به تشخیص تشنج استفاده می کنند. آنها از این اطلاعات برای کمک به روند درمان و همچنین کشف خطرات استفاده می کنند. بسیاری از متخصصان اهمیت EEG را در مورد تشنج های مشکوک برای تشخیص و ارزیابی بیان کرده اند[15]. پزشکان می توانند از سیستم مانیتورینگ EEG برای کمک به بررسی برخی گزینه های درمانی و همچنین برخی از عوامل خطر استفاده کنند. با پیشرفت فناوری، محققان در حال یافتن مانیتورهای جدیدی هستند که در مورد تشنج دقیق تر هستند. "تکنیک های پیشرفته با EEG مداوم و تکنیک ساده شده با aEEG به پزشکان اجازه می دهد تا تشنج های بیشتری را در کنار تخت تشخیص دهند." aEEG مخفف الکتروانسفالوگرافی یکپارچه دامنه است و می تواند هر گونه فعالیت الکتریکی مغز را درست مانند مانیتور EEG تشخیص دهد. مانیتور aEEG می تواند نظارت کند. عملکرد مغز برای یک دوره طولانی، در حالی که یک مانیتور EEG فقط می تواند عملکرد مغز را برای چند ساعت تا چند روز کنترل کند. .

علاوه بر این، EEG ممکن است برای نظارت بر عمق بیهوشی، به عنوان یک شاخص غیرمستقیم پرفیوژن مغزی در اندارترکتومی کاروتید، یا برای نظارت بر اثر آموباربیتال در طول آزمایش وادا استفاده شود.

EEG همچنین می‌تواند در بخش‌های مراقبت‌های ویژه برای نظارت بر عملکرد مغز برای نظارت بر تشنج‌های غیر تشنجی/صرع وضعیت غیر تشنجی، برای نظارت بر اثر آرام‌بخش/بی‌هوشی در بیماران در کما ناشی از پزشکی (برای درمان تشنج‌های مقاوم به درمان یا افزایش صرع داخل جمجمه‌ای) استفاده شود. فشار)، و برای نظارت بر آسیب ثانویه مغزی در شرایطی مانند خونریزی زیر عنکبوتیه (روش تحقیقاتی در حال حاضر).

اگر بیمار مبتلا به صرع برای جراحی رزکتیو در نظر گرفته شود، اغلب لازم است که کانون (منبع) فعالیت مغزی صرعی با وضوحی بیشتر از آنچه توسط EEG پوست سر ارائه می شود، موضعی شود. این به این دلیل است که مایع مغزی نخاعی، جمجمه و پوست سر پتانسیل الکتریکی ثبت شده توسط EEG پوست سر را لکه دار می کند. در این موارد، جراحان مغز و اعصاب معمولا نوارها و شبکه‌هایی از الکترودها (یا الکترودهای عمق نفوذی) کاشت می‌کنند.

مزایا

چندین روش دیگر برای مطالعه عملکرد مغز وجود دارد، از جمله تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI)، توموگرافی گسیل پوزیترون (PET)، مغناطیسی مغزی (MEG)، طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR یا MRS)، الکتروکورتیکوگرافی (ECoG)، انتشار تک فوتون محاسبه‌شده توموگرافی (SPECT)، طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک (NIRS) و سیگنال نوری مرتبط با رویداد (EROS). علیرغم حساسیت فضایی نسبتاً ضعیف EEG، "سیگنال های یک بعدی از نواحی محیطی موضعی بر روی سر، آن را به دلیل وفاداری ساده آن جذاب می کند و امکان کارکرد تحقیقات بالینی و پایه بالایی را فراهم می کند".[22] بنابراین، EEG دارای مزایایی نسبت به برخی از آن تکنیک های دیگر است:

هزینه های سخت افزاری به طور قابل توجهی کمتر از بسیاری از تکنیک های دیگر است [23]

EEG از دسترسی محدود تکنولوژیست ها برای ارائه مراقبت های فوری در بیمارستان های پرتردد جلوگیری می کند.[24]

EEG فقط به یک اتاق ساکت و تجهیزات اندازه کیف نیاز دارد، در حالی که fMRI، SPECT، PET، MRS یا MEG به تجهیزات حجیم و غیر متحرک نیاز دارند. برای مثال، MEG به تجهیزاتی متشکل از آشکارسازهای خنک‌شده با هلیوم مایع نیاز دارد که می‌توانند فقط در اتاق‌های دارای محافظ مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند، که مجموعاً بیش از چندین میلیون دلار هزینه دارند؛ [25] و fMRI نیاز به استفاده از آهن‌ربای 1 تنی دارد. اتاق محافظ

EEG به راحتی می تواند وضوح زمانی بالایی داشته باشد (اگرچه وضوح زیر میلی ثانیه داده های معنی داری کمتری تولید می کند)، زیرا دو تا 32 جریان داده تولید شده توسط آن تعداد الکترود به راحتی ذخیره و پردازش می شوند، در حالی که فناوری های فضایی 3 بعدی هزاران یا میلیون ها برابر را ارائه می دهند. بسیاری از جریان‌های داده ورودی، و بنابراین توسط سخت‌افزار و نرم‌افزار محدود می‌شوند.[26] EEG معمولاً با نرخ نمونه برداری بین 250 تا 2000 هرتز در محیط های بالینی و تحقیقاتی ثبت می شود.

EEG برخلاف بسیاری از تکنیک های تصویربرداری عصبی دیگر نسبت به حرکت سوژه تحمل دارد. حتی روش هایی برای به حداقل رساندن و حتی حذف آثار حرکتی در داده های EEG وجود دارد [27]

EEG بی صدا است که امکان مطالعه بهتر پاسخ به محرک های شنوایی را فراهم می کند.

EEG بر خلاف fMRI، PET، MRS، SPECT و گاهی اوقات MEG، کلاستروفوبیا را تشدید نمی کند[28]

EEG شامل قرار گرفتن در معرض میدان های مغناطیسی با شدت بالا (بیش از 1 تسلا)، مانند برخی از تکنیک های دیگر، به ویژه MRI و MRS نیست. اینها می توانند باعث ایجاد انواع مشکلات نامطلوب با داده ها شوند و همچنین استفاده از این تکنیک ها را برای شرکت کنندگانی که ایمپلنت های فلزی در بدن خود دارند، مانند ضربان سازهای حاوی فلز، ممنوع می کند[29]

EEG بر خلاف توموگرافی انتشار پوزیترون، مستلزم قرار گرفتن در معرض رادیو لیگاندها نیست.[30]

مطالعات ERP را می توان با پارادایم های نسبتا ساده در مقایسه با مطالعات fMRI طراحی بلوک IE انجام داد.

نسبتاً غیر تهاجمی، بر خلاف الکتروکورتیکوگرافی، که نیاز به قرار دادن الکترودها بر روی سطح واقعی مغز دارد.

EEG همچنین دارای ویژگی هایی است که به طور مطلوب با آزمایش رفتاری مقایسه می شود:

EEG می تواند پردازش پنهان را تشخیص دهد (یعنی پردازشی که نیازی به پاسخ ندارد)[31]

EEG را می توان در افرادی که قادر به ایجاد پاسخ حرکتی نیستند استفاده کرد[32]

برخی از اجزای ERP را می توان حتی زمانی که سوژه به محرک ها توجه نمی کند، شناسایی کرد

برخلاف سایر روش‌های مطالعه زمان واکنش، ERP‌ها می‌توانند مراحل پردازش (و نه صرفاً نتیجه نهایی) را مشخص کنند[33]

سادگی EEG به راحتی امکان ردیابی تغییرات مغز را در مراحل مختلف زندگی فراهم می کند. تجزیه و تحلیل خواب EEG می تواند جنبه های قابل توجهی از زمان بندی رشد مغز، از جمله ارزیابی بلوغ مغز نوجوانان را نشان دهد.

[34]

در EEG درک بهتری از سیگنال اندازه گیری شده در مقایسه با سایر تکنیک های تحقیقاتی وجود دارد، به عنوان مثال. پاسخ BOLD در MRI