Dešifrování výsledků elektroencefalografie

Analýza EEG se provádí během záznamu a nakonec po jeho dokončení. Během záznamu se posuzuje přítomnost artefaktů (indukce síťových proudových polí, mechanické artefakty pohybu elektrod, elektromyogram, elektrokardiogram atd.) a přijímají se opatření k jejich odstranění. Posuzuje se frekvence a amplituda EEG, identifikují se charakteristické grafické prvky a určuje se jejich prostorové a časové rozložení. Analýza je dokončena fyziologickou a patofyziologickou interpretací výsledků a formulací diagnostického závěru s klinicko-elektroencefalografickou korelací.

Hlavním lékařským dokumentem o EEG je klinicko-elektroencefalografická zpráva, kterou vypracovává specialista na základě analýzy „surového“ EEG. EEG zpráva musí být formulována v souladu s určitými pravidly a skládat se ze tří částí:

1. popis hlavních typů činností a grafických prvků;
2. shrnutí popisu a jeho patofyziologická interpretace;
3. korelace výsledků předchozích dvou částí s klinickými daty. Základním popisným termínem v EEG je „aktivita“, která definuje jakoukoli sekvenci vln (alfa aktivita, aktivita ostrých vln atd.).

• Frekvence je definována jako počet kmitů za sekundu; zapisuje se jako odpovídající číslo a vyjadřuje se v hertzích (Hz). Popis uvádí průměrnou frekvenci hodnocené aktivity. Obvykle se zaznamená 4–5 segmentů EEG o délce 1 sekundy a vypočítá se počet vln v každém z nich.
• Amplituda je rozsah kmitů elektrického potenciálu na EEG; měří se od vrcholu předchozí vlny k vrcholu následující vlny v opačné fázi, vyjádřená v mikrovoltech (μV). K měření amplitudy se používá kalibrační signál. Pokud tedy kalibrační signál odpovídající napětí 50 μV má na záznamu výšku 10 mm, pak 1 mm výchylky pera bude znamenat 5 μV. Pro charakterizaci amplitudy aktivity v popisu EEG se berou její nejtypičtěji se vyskytující maximální hodnoty, s vyloučením odlehlých hodnot.
• Fáze určuje aktuální stav procesu a udává směr vektoru jeho změn. Některé EEG jevy se posuzují podle počtu fází, které obsahují. Monofázická je oscilace v jednom směru od izoelektrické čáry s návratem na počáteční úroveň, bifázická je oscilace, kdy po dokončení jedné fáze křivka projde počáteční úrovní, odchýlí se opačným směrem a vrátí se na izoelektrickou čáru. Polyfázické jsou oscilace obsahující tři nebo více fází. V užším smyslu termín „polyfázická vlna“ definuje sled a- a pomalých (obvykle 5) vln.

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

Rytmy elektroencefalogramu dospělého bdělého člověka

Termín „rytmus“ v EEG označuje určitý typ elektrické aktivity odpovídající určitému stavu mozku a spojený s určitými mozkovými mechanismy. Při popisu rytmu se uvádí jeho frekvence, typická pro určitý stav a oblast mozku, amplituda a některé charakteristické rysy jeho změn v čase se změnami funkční aktivity mozku.

1. Alfa(a) rytmus: frekvence 8-13 Hz, amplituda až 100 μV. Je registrován u 85-95 % zdravých dospělých. Nejlépe je projeven v okcipitálních oblastech. Největší amplitudu má a-rytmus ve stavu klidné uvolněné bdělosti se zavřenýma očima. Kromě změn spojených s funkčním stavem mozku jsou ve většině případů pozorovány spontánní změny amplitudy a-rytmu, projevující se střídavým zvyšováním a snižováním s tvorbou charakteristických „vřeteen“ trvajících 2-8 s. Se zvyšující se úrovní funkční aktivity mozku (intenzivní pozornost, strach) se amplituda a-rytmu snižuje. Na EEG se objevuje vysokofrekvenční nepravidelná aktivita s nízkou amplitudou, která odráží desynchronizaci neuronální aktivity. Při krátkodobé, náhlé vnější stimulaci (zejména záblesku světla) dochází k této desynchronizaci prudce a pokud stimulace není emotiogenního charakteru, a-rytmus se obnoví poměrně rychle (za 0,5-2 s). Tento jev se nazývá „aktivační reakce“, „orientační reakce“, „reakce zániku a-rytmu“, „desynchronizační reakce“.
2. Beta rytmus: frekvence 14-40 Hz, amplituda až 25 μV. Beta rytmus je nejlépe zaznamenán v oblasti centrálních závitů, ale zasahuje i do zadních centrálních a frontálních závitů. Normálně je vyjádřen velmi slabě a ve většině případů má amplitudu 5-15 μV. Beta rytmus je spojen se somatickými senzorickými a motorickými kortikálními mechanismy a dává reakci na zánik motorické aktivace nebo taktilní stimulace. Aktivita s frekvencí 40-70 Hz a amplitudou 5-7 μV se někdy nazývá y-rytmus, nemá klinický význam.
3. Mu rytmus: frekvence 8-13 Hz, amplituda až 50 μV. Parametry mu rytmu jsou podobné parametrům normálního a rytmu, ale mu rytmus se od něj liší fyziologickými vlastnostmi a topografií. Vizuálně je mu rytmus pozorován pouze u 5-15 % subjektů v Rolandově oblasti. Amplituda mu rytmu (ve vzácných případech) se zvyšuje s motorickou aktivací nebo somatosenzorickou stimulací. Při rutinní analýze nemá mu rytmus klinický význam.

Typy aktivit, které jsou patologické pro dospělého bdělého člověka

• Theta aktivita: frekvence 4-7 Hz, amplituda patologické theta aktivity > 40 μV a nejčastěji překračuje amplitudu normálních mozkových rytmů, u některých patologických stavů dosahuje 300 μV nebo více.
• Delta aktivita: frekvence 0,5-3 Hz, amplituda je stejná jako theta aktivita.

Theta a delta oscilace mohou být v malém množství přítomny v EEG dospělé osoby v bdělém stavu i v normě, ale jejich amplituda nepřesahuje amplitudu a-rytmu. EEG obsahující theta a delta oscilace s amplitudou >40 μV a zabírající více než 15 % celkového času záznamu je považováno za patologické.

Epileptiformní aktivita je jev typicky pozorovaný v EEG u pacientů s epilepsií. Je výsledkem vysoce synchronizovaných paroxysmálních depolarizačních posunů ve velkých populacích neuronů, doprovázených generováním akčních potenciálů. To vede k vysoce amplitudovým, akutním potenciálům, které mají odpovídající názvy.

• Spike (anglicky spike - bod, vrchol) je negativní potenciál ostrého tvaru, trvající méně než 70 ms, s amplitudou >50 μV (někdy až stovky nebo i tisíce μV).
• Ostrá vlna se liší od hrotu tím, že je časově prodloužená: její trvání je 70-200 ms.
• Ostré vlny a hroty se mohou kombinovat s pomalými vlnami a vytvářet stereotypní komplexy. Hrot-pomalá vlna je komplex hrotu a pomalé vlny. Frekvence komplexů hrot-pomalá vlna je 2,5-6 Hz a perioda je 160-250 ms. Ostrá-pomalá vlna je komplex ostré vlny a pomalé vlny, která po ní následuje, perioda komplexu je 500-1300 ms.

Důležitou charakteristikou hrotů a ostrých vln je jejich náhlý výskyt a mizení a jasné odlišení od aktivity pozadí, kterou svou amplitudou převyšují. Ostré jevy s odpovídajícími parametry, které nelze jasně rozlišit od aktivity pozadí, se neoznačují jako ostré vlny ani hroty.

Kombinace popsaných jevů jsou označeny některými dalšími termíny.

• Termín „burst“ (výbuch) se používá k popisu skupiny vln s náhlým nástupem a zánikem, které se jasně liší od aktivity pozadí frekvencí, tvarem a/nebo amplitudou.
• Výboj je výbuch epileptiformní aktivity.
• Epileptický záchvat je výboj epileptiformní aktivity, který se obvykle shoduje s klinickým epileptickým záchvatem. Detekce takových jevů, i když stav vědomí pacienta nelze klinicky jasně posoudit, se také charakterizuje jako „epileptický záchvatový vzorec“.
• Hypsarytmie (řecky: „rytmus s vysokou amplitudou“) je kontinuální generalizovaná pomalá hypersynchronní aktivita s vysokou amplitudou (>150 μV) s ostrými vlnami, hroty, komplexy hrot-pomalá vlna, polyhrot-pomalá vlna, synchronní a asynchronní aktivitou. Důležitý diagnostický znak Westova a Lennox-Gastautova syndromu.
• Periodické komplexy jsou záblesky aktivity s vysokou amplitudou, které se vyznačují konstantní formou u daného pacienta. Nejdůležitějšími kritérii pro jejich rozpoznání jsou: téměř konstantní interval mezi komplexy; nepřetržitá přítomnost v celém záznamu za předpokladu, že je úroveň funkční mozkové aktivity konstantní; intraindividuální stabilita formy (stereotypičnost). Nejčastěji jsou reprezentovány skupinou pomalých vln s vysokou amplitudou, ostrých vln, kombinovaných s vysokoamplitudovými, zostřenými delta nebo theta oscilacemi, někdy připomínajícími epileptiformní komplexy ostré-pomalé vlny. Intervaly mezi komplexy se pohybují od 0,5-2 do desítek sekund. Generalizované bilaterálně synchronní periodické komplexy jsou vždy kombinovány s hlubokými poruchami vědomí a naznačují těžké poškození mozku. Pokud nejsou způsobeny farmakologickými nebo toxickými faktory (abstinenční příznaky od alkoholu, předávkování nebo náhlé vysazení psychotropních a hypnosedativních léků, hepatopatie, otrava oxidem uhelnatým), pak jsou zpravidla důsledkem těžké metabolické, hypoxické, prionové nebo virové encefalopatie. Pokud jsou vyloučeny intoxikace nebo metabolické poruchy, pak periodické komplexy s vysokou spolehlivostí naznačují diagnózu panencefalitidy nebo prionové choroby.

Varianty normálního elektroencefalogramu u bdělého dospělého

EEG je do značné míry jednotné pro celý mozek a symetrické. Funkční a morfologická heterogenita kůry určuje charakteristiky elektrické aktivity různých oblastí mozku. Prostorová změna typů EEG v jednotlivých oblastech mozku probíhá postupně.

U většiny (85-90 %) zdravých dospělých jedinců se zavřenýma očima v klidu zaznamenává EEG dominantní a-rytmus s maximální amplitudou v okcipitálních oblastech.

U 10-15 % zdravých jedinců amplituda oscilací na EEG nepřesahuje 25 μV, ve všech svodech je zaznamenána vysokofrekvenční aktivita s nízkou amplitudou. Takové EEG se nazývají nízkoamplitudové. Nízkoamplitudové EEG naznačují převahu desynchronizačních vlivů v mozku a jsou normální variantou.

U některých zdravých jedinců je v okcipitálních oblastech místo a-rytmu zaznamenána aktivita 14-18 Hz s amplitudou asi 50 μV a stejně jako u normálního alfa rytmu se amplituda směrem dopředu snižuje. Tato aktivita se nazývá „rychlá a-varianta“.

Velmi vzácně (0,2 % případů) se na EEG se zavřenýma očima v okcipitálních oblastech zaznamenávají pravidelné, blízké sinusoidním, pomalé vlny s frekvencí 2,5–6 Hz a amplitudou 50–80 μV. Tento rytmus má všechny ostatní topografické a fyziologické charakteristiky alfa rytmu a nazývá se „pomalá alfa varianta“. Protože není spojena s žádnou organickou patologií, je považována za hranici mezi normou a patologií a může naznačovat dysfunkci diencefalických nespecifických systémů mozku.

Změny v elektroencefalogramu během cyklu spánku a bdění

• Aktivní bdělost (při duševní zátěži, vizuálním sledování, učení a dalších situacích vyžadujících zvýšenou duševní aktivitu) je charakterizována desynchronizací neuronální aktivity, na EEG převládá aktivita s nízkou amplitudou a vysokou frekvencí.
• Uvolněná bdělost je stav, kdy subjekt odpočívá v pohodlném křesle nebo posteli s uvolněnými svaly a zavřenýma očima, bez jakékoli zvláštní fyzické nebo duševní aktivity. U většiny zdravých dospělých je v tomto stavu na EEG zaznamenán pravidelný alfa rytmus.
• První fáze spánku je ekvivalentní ospalosti. EEG ukazuje vymizení alfa rytmu a objevení se jednotlivých a skupinových delta a theta oscilací s nízkou amplitudou a vysokofrekvenční aktivity s nízkou amplitudou. Vnější podněty způsobují výbuchy alfa rytmu. Fáze trvá 1-7 minut. Na konci této fáze se objevují pomalé oscilace s amplitudou
• Druhá fáze spánku je charakterizována výskytem spánkových vřetének a K-komplexů. Spánková vřeténka jsou záblesky aktivity s frekvencí 11-15 Hz, převládající v centrálních svodech. Trvání vřetének je 0,5-3 s, amplituda je přibližně 50 μV. Jsou spojena s mediánovými subkortikálními mechanismy. K-komplex je záblesk aktivity, typicky sestávající z bifázické vlny s vysokou amplitudou s počáteční negativní fází, někdy doprovázené vřeténkem. Její amplituda je maximální v oblasti temene, trvání není kratší než 0,5 s. K-komplexy se vyskytují spontánně nebo v reakci na senzorické podněty. V této fázi jsou také epizodicky pozorovány záblesky polyfázických pomalých vln s vysokou amplitudou. Pomalé pohyby očí chybí.
• Fáze 3 spánku: spánková vřeténka postupně mizí a delta a theta vlny s amplitudou větší než 75 μV se objevují v množství 20 až 50 % analyzovaného období. V této fázi je často obtížné odlišit K-komplexy od delta vln. Spánková vřeténka mohou zcela zmizet.
• Spánek ve fázi IV je charakterizován vlnami s frekvencí
• Během spánku člověk občas zažívá na EEG období desynchronizace - tzv. spánek s rychlými pohyby očí. Během těchto období je zaznamenávána polymorfní aktivita s převahou vysokých frekvencí. Tato období na EEG odpovídají prožitku snění, poklesu svalového tonu s výskytem rychlých pohybů očních bulv a někdy i rychlých pohybů končetin. Výskyt této fáze spánku je spojen s prací regulačního mechanismu na úrovni pontu, jeho narušení naznačuje dysfunkci těchto částí mozku, což má velký diagnostický význam.

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

Změny elektroencefalogramu související s věkem

EEG předčasně narozeného dítěte do 24.–27. týdne těhotenství je reprezentováno záblesky pomalé delta a theta aktivity, epizodicky kombinované s ostrými vlnami, trvajícími 2–20 s, na pozadí aktivity s nízkou amplitudou (až 20–25 μV).

U dětí ve 28.–32. týdnu těhotenství se delta a theta aktivita s amplitudou až 100–150 μV stává pravidelnější, i když může zahrnovat i výbuchy theta aktivity s vyšší amplitudou prokládané obdobími zploštění.

U dětí starších 32 týdnů těhotenství se na EEG začínají sledovat funkční stavy. V klidném spánku je pozorována přerušovaná delta aktivita s vysokou amplitudou (až 200 μV a vyšší), kombinovaná s theta oscilacemi a ostrými vlnami a střídající se s obdobími aktivity s relativně nízkou amplitudou.

U donošeného novorozence EEG jasně rozlišuje mezi bdělostí s otevřenýma očima (nepravidelná aktivita s frekvencí 4-5 Hz a amplitudou 50 μV), aktivním spánkem (konstantní aktivita s nízkou amplitudou 4-7 Hz se superponovanými rychlejšími oscilacemi s nízkou amplitudou) a klidným spánkem, charakterizovaným záblesky delta aktivity s vysokou amplitudou v kombinaci s vřeténky rychlejších vln s vysokou amplitudou prokládanými periodami s nízkou amplitudou.

U zdravých předčasně narozených a donošených novorozenců je během klidného spánku v prvním měsíci života pozorována střídavá aktivita. EEG novorozenců obsahuje fyziologické akutní potenciály charakterizované multifokálitou, sporadickým výskytem a nepravidelností výskytu. Jejich amplituda obvykle nepřesahuje 100-110 μV, frekvence výskytu je v průměru 5 za hodinu, jejich hlavní počet je omezen na klidný spánek. Za normální se považují i relativně pravidelně se vyskytující akutní potenciály ve frontálních svodech, jejichž amplituda nepřesahuje 150 μV. Normální EEG zralého novorozence je charakterizováno přítomností reakce ve formě zploštění EEG na vnější podněty.

Během prvního měsíce života dospělého dítěte mizí střídavý EEG klidného spánku, ve druhém měsíci se objevují spánková vřeténka, organizovaná dominantní aktivita v okcipitálních svodech, dosahující ve věku 3 měsíců frekvence 4-7 Hz.

Během 4.–6. měsíce života se počet theta vln na EEG postupně zvyšuje a delta vln klesá, takže do konce 6. měsíce je EEG dominantní rytmus s frekvencí 5–7 Hz. Od 7. do 12. měsíce života se formuje alfa rytmus s postupným snižováním počtu theta a delta vln. Do 12 měsíců dominují oscilace, které lze charakterizovat jako pomalý alfa rytmus (7–8,5 Hz). Od 1 roku do 7–8 let pokračuje proces postupného nahrazování pomalých rytmů rychlejšími oscilacemi (rozsah alfa a beta). Po 8 letech dominuje na EEG alfa rytmus. K finální tvorbě EEG dochází v 16–18 letech.

Mezní hodnoty dominantní rytmické frekvence u dětí

Věk, roky	Frekvence, Hz
1	>5
3	>6
5	>7
8	>8

EEG zdravých dětí může obsahovat nadměrné difúzní pomalé vlny, výbuchy rytmických pomalých oscilací a epileptiformní výboje aktivity, takže z hlediska tradičního hodnocení věkových norem lze i u zjevně zdravých jedinců mladších 21 let klasifikovat jako „normální“ pouze 70–80 % EEG.

Od 3-4 do 12 let věku se podíl EEG s nadměrnými pomalými vlnami zvyšuje (z 3 na 16 %), a poté tento ukazatel poměrně rychle klesá.

Reakce na hyperventilaci ve formě pomalých vln s vysokou amplitudou je ve věku 9-11 let výraznější než v mladší skupině. Je však možné, že je to způsobeno méně přesným provedením testu u mladších dětí.

Zastoupení některých EEG variant u zdravé populace v závislosti na věku

Typ činnosti	1–15 let	16–21 let
Pomalá difúzní aktivita s amplitudou větší než 50 μV, zaznamenaná po dobu delší než 30 % doby záznamu	14 %	5 %
Pomalá rytmická aktivita v zadních svodech	25 %	0,5 %
Epileptiformní aktivita, výbuchy rytmických pomalých vln	15 %	5 %
„Normální“ varianty EEG	68 %	77 %

Již zmíněná relativní stabilita EEG charakteristik dospělého člověka se zachovává přibližně do 50 let věku. Od tohoto období je pozorována restrukturalizace EEG spektra, projevující se poklesem amplitudy a relativního množství alfa rytmu a zvýšením množství beta a delta vln. Dominantní frekvence po 60-70 letech má tendenci klesat. V tomto věku se u prakticky zdravých jedinců objevují i theta a delta vlny, viditelné při vizuální analýze.

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