Особенную важность индивидуальный подход к анализу ЭЭГ приобретает при анализе различного вида артефактов. Современная ЭЭГ-аппаратура регистрирует чрезвычайно малые величины изменений биоэлектрических потенциалов, из-за этого истинная ЭЭГ-активность может сильно искажаться вследствие воздействия разнообразных физических (технических) и/или физиологических воздействий [2]. В части случаев подобные искажения можно убрать при помощи аналогово-цифрового преобразования и различных фильтров, но если артефактное воздействие совпадает по частотно-волновым характеристикам с реальной ЭЭГ-записью, эти способы становятся неэффективными [1]. Определенную помощь в выделении и нейтрализации подобных артефактов может оказать использование полиграфической записи с автоматическим устранением «типичного» графоэлемента, но такой подход тоже не всегда достаточно эффективен, и в результате основная работа по выявлению и устранению артефактов из ЭЭГ- записи ложится на врача-специалиста.
Особую важность дифференциальная диагностика приобретает при различных пароксизмальных состояниях, в частности эпилепсии. По данным Jeavons (1983), ошибки дифференциальной диагностики весьма существенны, ее гипердиагностика эпилепсии составляет до 20–25% всех случаев впервые диагностированной эпилепсии. Случаи гиподиагностики встречаются реже и составляют, по данным разных авторов, до 10% случаев [3]. В большинстве случаев подобные ошибки связаны не только с особенностями течения заболевания и трудностью верификации его клинической картины, но и с неправильной интерпретацией данных электрофизиологических исследований и, чаще всего, с восприятием артефактов в качестве истинной биоэлектрической активности головного мозга (БЭАГМ).
Цель данной работы состоит в демонстрации, предложении методик определения и классификации наиболее характерных ЭЭГ-артефактов, возникающих при проведении ЭЭГ-исследования.
Материалом для исследования послужил анализ ЭЭГ-записей пациентов различных возрастов, проходивших ЭЭГ-исследование для исключения различных патологических состояний (согласно рекомендациям H. Luders [5], W. Penfield [6]).
Результаты
По происхождению артефакты ЭЭГ-записи можно разделить на физические, возникновение которых связано с различными техническими (технологическими) погрешностями, и физиологические, в возникновении которых принимают участие различные физиологические процессы организма. Наиболее часто из физических артефактов встречаются: сетевая наводка, телефонный артефакт, обрыв проводника, плохой контакт электрода, артефакт высокого импеданса. Из физиологических артефактов часто регистрируются: ЭКГ-артефакт, сосудистый РЭГ-артефакт, кожно-гальванический артефакт (реакция КГР), глазодвигательный артефакт, электроокулограмма (ЭОГ), миографический артефакт – электромиограмма (ЭМГ).
Физические артефакты
Сетевая наводка от сети переменного тока частотой 50 Гц (рис.1) в современных ЭЭГ-регистраторах встречается редко. Причиной ее появления, помимо неисправности аппаратуры, является влияние мощных электромагнитных полей сетевого тока от медицинской аппаратуры (магнитно-резонансной, рентгенологической, физиотерапевтической). Для устранения сетевой наводки необходимо отрегулировать энцефалограф, проверить наличие заземления аппаратуры, нарушение контакта в электродных проводниках. В случае необходимости проведения исследования вблизи источников электромагнитных излучений можно на короткое время выключить все электроприборы, если это невозможно, например, в операционной или палате интенсивной терапии, то можно применить фильтр высокой частоты. Однако следует учитывать, что в этом случае из ЭЭГ исчезают соответствующие частоты биоэлектрической активности головного мозга обследуемого.
Телефонный артефакт. Сходным с сетевой наводкой по происхождению и форме является артефакт от телефонного звонка. Он возникает при расположении телефонного аппарата рядом с пациентом и плохом контакте проводников, что позволяет ЭЭГ-анализатору регистрировать электромагнитные волны, возникающие во время работы телефонного звонка. При последующем анализе при выявлении телефонного артефакта нужно проводить его дифференциальную диагностику со сходными физиологическими графоэлементами, такими как сонные веретена и группы заостренных βволн по типу «щеток» (феномена низкоамплитудной быстрой активности lafa) (рис. 2).
Полный обрыв проводника (потеря контакта с пациентом). Для этого артефакта характерны резкие скачки потенциала с «зашкаливанием» (рис. 3). Чаще всего они появляются при обрыве соединительного провода, плохой установке электрода, поляризации электрода или при накоплении электрических зарядов на теле обследуемого пациента. В таких случаях нужно проверить целостность проводов, соединяющих электроды с входной коробкой электроэнцефалографа.
При обрыве соединительного провода или появлении потенциала поляризации необходимо заменить электрод. По данным Л.Р. Зенкова [2], потенциалы поляризации чаще появляются при использовании дешевых медных и латунных электродов, подвергнутых некачественному золочению или серебрению; для устранения подобной ситуации электроды подвергают хлорированию.
Статический разряд. Данный артефакт чаще всего возникает в условиях низкой влажности, проявляясь в виде единичных электромагнитных всплесков (рис. 4). Для устранения электрических зарядов с тела можно переустановить электроды, подвергнуть кожу под электродом абразии специальной пастой (мелкой наждачной бумагой или стерильной инъекционной иглой) до легкого покраснения, не повреждая дермы, предложить пациенту снять синтетическую одежду.
Артефакт высокого импеданса. Возникает при неправильном наложении электрода на кожу пациента, высыхании контактного геля или отхождения электрода от кожной поверхности. Артефакт характеризуется выявляемой под одним электродом продолженной островолновой активностью, симулирующей электромиограмму. Устраняется при восстановлении контакта электрода с кожей пациента и проводящей средой (рис. 5).
Физиологические артефакты
Как правило, их возникновение обусловлено различными биологическими процессами, протекающими в организме пациента. Наиболее часто в ЭЭГ-записи встречаются электрокардиограмма (ЭКГ-артефакт), реограмма (РЭГ, РГ-артефакт), кожно-гальваническая реакция (КГР-артефакт), электромиограмма (ЭМ-артефакт) и др. Ниже представлены наиболее характерные изменения ЭЭГ-записи, вызываемые физиологическими артефактами.
ЭКГ-артефакт. Чаще всего возникает у обследуемых, страдающих повышением артериального давления, преимущественно в монополярных и поперечных биполярных отведениях. Его возникновение связывают с повышением активности симпатической нервной системы, что облегчает проведение ЭКГ-сигнала на периферийные ткани. ЭКГ-артефакт (рис. 6) представлен ритмичными острыми комплексами, имитирующими эпилептиформную активность – доброкачественный эпилептиформный паттерн детства (ДЭПД), но в отличие от нее лишен медленно-волнового компонента или в случае имитации ДЭПД – его частота устойчива и совпадает с частотой комплексов QRS на ЭКГ, поскольку для ДЭПД ритмичность и совпадение с QRS комплексами не характерны.
Сосудистый РЭГ-артефакт. Также у больных, страдающих повышением артериального давления, часто наблюдается РЭГ-артефакт, который появляется при установке электрода над поверхностью пульсирующего сосуда. Он имеет характерный для реограммы вид, включающий крутой подъем – анакроту и более пологий спуск – катакроту. Может симулировать дельта- активность (рис. 7). Выявление РЭГ-артефакта, как правило, не представляет большого труда, поскольку его основной графоэлемент имеет характерную форму и выявляется чаще всего под конкретным электродом. Устраняется РЭГ-артефакт небольшим смещением электрода в сторону (из зоны сосуда).
Кожно-гальванический артефакт (реакция КГР). Возникает вследствие активации парасимпатической нервной системы больного и повышения потоотделения, вследствие чего происходит общее цикличное изменение импеданса кожных покровов и системы кожа-электрод. На ЭЭГ регистрируются медленно-волновые «тренды», имитирующие смещение электродов. Подавить этот артефакт можно дополнительным обезжириванием кожных покровов пациента, а в случае неэффективности протирания кожи можно ограничить нижнюю полосу пропускания электроэнцефалографа до 0,1 с (рис. 8).
Глазодвигательный артефакт, электроокулограмма. Проявляется в виде медленно-волновых колебаний во фронтополярных отведениях частотой 0,3–2 Гц. Определенные сложности представляет его дифференциальная диагностика с медленно-волновой активностью глубинных отделов лобных долей головного мозга (рис. 9). Возникновение ЭОГ связано с изменением положения глазного яблока (сетчатки). Для ЭОГ характерно затухание амплитуды от лобных отведений по направлению к затылочным, а также симметричность и стереотипная форма потенциалов. Устранить ЭОГ можно, попросив пациента зафиксировать глазные яблоки, придерживая веки собственными пальцами.
Миографический артефакт, электромиограмма. ЭМГ выявляется при мышечном напряжении лобных, жевательных и затылочных мышц. Она может быть спровоцирована как спонтанным напряжением пациента, так и его непроизвольной реакцией на чрезмерно плотно одетую фиксирующую электроды систему.
Дифференцировать ЭМГ следует с β-ритмом, сонными веретенами и спайковой активностью на ЭЭГ (рис. 10). β-ритм отличается от ЭМГ меньшей амплитудой колебаний, неправильным и нерегулярным ритмом. Сонные веретена представляют собой модулированные, диффузные колебания частотой 11–15 Гц, амплитудой около 50 мкВ, продолжительностью от 0,5 до 3 с. Спайковая активность – это потенциалы с острой формой, длительностью 5–50 мс, их амплитуда может превышать фоновую активность в десятки и даже тысячи раз. Устранить ЭМГ можно, предложив обследуемому не сжимать зубы, приоткрыть рот, расслабить мышцы лба и шеи. Если после всех вышеизложенных мероприятий регистрация ЭМГ-артефакта сохраняется, то можно использовать фильтры высоких частот с ограничением полосы пропускания свыше 15 или 30 Гц.
Обсуждение и выводы
Многообразие проявлений артефактов ЭЭГ-записи, трудности в их устранении, а также их сходство с истинными ЭЭГ-паттернами часто заставляют начинающих специалистов отрицать диагностическую ценность метода ЭЭГ в клинической практике, направляя пациентов на другие, подчас дорогостоящие диагностические методы, основанные на иных физических принципах. Тем не менее, как показано выше, выявление, устранение и дифференциальная диагностика ЭЭГ-артефактов не представляет какую-либо сложную и неразрешимую для специалиста проблему.
ЭЭГ-артефакты имеют определенные характеристики, что позволяет отделить их от основной записи (табл. 1, 2), поэтому даже при проведении исследования на современной диагностической аппаратуре специалист должен распознавать и отмечать регистрируемые артефакты, прилагая максимальные усилия к их устранению из основной ЭЭГ-записи, но вместе с тем, полное устранение физиологических артефактов не всегда необходимо, т.к. именно их наличие может косвенно указывать на основную медицинскую патологию, по поводу которой пациент и обратился к врачу.
Возможно, подобные недостатки можно разрешить посредством изменения подготовки специалистов, проводящих нейрофизиологические исследования, с выделением в курсе обучения отдельных тем, посвященных диагностике ЭЭГ-артефактов.
Литература
1. Гуляев С.А., Архипенко И.В. и др. Электроэнцефалография в диагностике заболеваний нервной системы. – Владивосток: изд-во ДВГУ, 2012. 200 с.
2. Зенков Л.Р. Электроэнцефалография с элементами эпилептологии. – Таганрог: Изд–во ТРТУ, 1996.
3. Мухин К.Ю., Петрухин А.С., Глухова Л.Ю. Эпилепсия: атлас электроклинической диагностики. – М.: Альварес Паблишинг, 2004. 440 с.
4. Петрухин А.С., Мухин К.Ю., Глухова Л.Ю. Принципы диагностики и лечения эпилепсии в педиатрической практике. – М., 2009. 43 с.
5. Luders H., Noachtar S. eds. Atlas and Classification of Electroencephalography. –Philadelphia: WB Saunders, 2000. 208 p.
6. Penfield W., Jasper H. Epilepsy and the Functional Anatomy of the Human Brain. – Boston: Little, Brown & Co, 1954. 469 p.
