Метод электроэнцефалографии для диагностики эпилепсии

В Киеве 1–2 марта 2019 г. Украинской противо­эпилептической лигой в рамках учебной программы Европейской комиссии Международной про­тиво­­эпилептической лиги (ILAE-Europe) при поддержке благо­творительного фонда развития инноваций медицины «РИМОН» был проведен курс «Электро­энцефалография и эпилепсия». Проводил обучение эксперт между­­народного уровня, профессор клинической нейро­физиологии в Университетской больнице г. ­Орхус, глава отдела клинической ­нейрофизиологии ­Датского центра эпилепсии Шандор Беницкий (г. Дианалунд, Дания). Он автор 110 статей в рецензированных научных журна­лах, 18 разделов учебных пособий. Направления его научной деятельности включают диагностику припадков, метод синхронной регистрации электроэнцефалографии (ЭЭГ) и видеоизображения пациента (­видео-ЭЭГ мони­торинг), хирургическое лечение эпилепсии, электро­магнитная визуализация и количественный анализ ЭЭГ.

Профессор Ш. Беницкий является казначеем ILAE-­Europe, членом комиссии рабочей группы по ЭЭГ, главой сов­местной рабочей группы Международной федерации клинической нейрофизиологии (IFCN) и ILAE, а также главным организатором международной летней школы ЭЭГ и эпилепсии, одобренной ILAE та IFCN (DSSEE: 2012, 2014, 2016, 2018).

С видеозаписями слайдов лекций профессора можно ознакомиться на сайте украинской противоэпилепти­че­ской лиги [http://ulae.org.ua]. В частности, первая часть лекций была посвящена базовым аспектам ЭЭГ.

Что регистрирует ЭЭГ и где формируется регистрируемая активность?

вверх

Источник сигнала ЭЭГ исходит из кортекса, ­создавая магнитное поле (рис. 1). Его генераторами являются пира­мидные клетки 4–5-го слоев коры. Поскольку на ЭЭГ можно увидеть разряд в момент передачи ­импульса в виде спайки (пика), то необходимо обратить ­внимание на возбуждающие и подавляющие синапсы, которые имеют разное анатомическое расположение. Расположены возбужда­ющие синапсы ближе к поверхности коры, а подав­ляющие — возле тела нейрона, что, однако, дает одинаковую направленность заряда (рис. 2).

Ион натрия в возбуждающем синапсе ­проникает в ­клетку, изменяя заряд внеклеточного пространства на отрицательный, что в результате дает отрицательный заряд ближе к поверхности и положительный — ближе к телу нейрона. В подавляющем синапсе участвует ион хлора, который, попадая в тело нейрона, создает положительный заряд внеклеточного пространства около тела нейрона, но при этом формируется обратный поток с отрицательным зарядом на поверхности.

Согласно свойствам электрического заряда, монополярность электрического потока невозможна, так как имеется отрицательный заряд на поверхности ­кортекса и положительный, направленный вглубь, к белому веществу, что дает основание говорить о диполе. ­Указанный диполь расположен перпендикулярно коре голов­ного мозга, и в аспекте ЭЭГ необходимо учитывать, что кора головного мозга не является плоской, а диполь ­может располагаться под разным углом к поверхности. При разряде подобного диполя появляется возвратный электри­ческий поток, что можно сравнить с использова­нием базуки или ручного гранатомета. А по ­принципу рабо­ты — это труба, выбрасывающая при запуске газ с одной стороны и снаряд с другой. Для понимания данной аналогии следует представить, что труба — это тело ­нейро­на, ­генерирующее положительный разряд — выброс газа, и отрицательный ­заряд — вылет гранаты.

Если диполь, генерирующий эпилептическую активность, ­находится близко к поверхности и перпендикулярно ­электроду, то можно обнаружить небольшую зону негативности в этой области и большую зону позитивности, расположенную конт­рлатерально ­диполю. ­Указанное расположение диполя называется радиальным и хорошо фиксируется с помощью обычного ­биполярного ­монтажа. Но в ­случае, если диполь находится на склоне извилины и паралле­лен электроду, можно обнаружить примерно одинако­вые по ­амплитуде зону ­негативности на электродах впереди задействованного ­кортекса и зону ­позитивности на электро­дах, расположенных по направлению к ­белому веществу данного диполя. При этом на электроде над самим диполем активность зарегистрирова­на не ­будет. Такое расположение диполя называют танген­циальным (рис. 3).

Запись ЭЭГ представляет собой разницу ­между потенциалами или вольтаж с отрицательными пиками, направленными вверх, в отличие от стандартных для физиков положительных направленных вверх колебаний на осциллографе, для записи ЭЭГ необходим активный и референтный электроды. Стандартный монтаж для стран Европы и США со­держит 19 электродов, но Между­народная ­федерация клинической нейрофизиологии (IFCN, 2017) реко­мендовала использование шести до­полнительных электродов: по три на нижние отделы височных долей с обеих сторон, то есть 25 электродов (рис. 4).

Монтажи делятся в зависимости от отношения ­между электродами на реферальный (монополярный) и би­полярный. Реферальные используются для диагности­че­ских целей редко, так как зависят от состояния рефе­ральных электродов. Биполярный монтаж может быть продольным и поперечным в соответствии с направлением пар электродов; чаще всего используется продольный, так называемый double banana. Плюсами биполярного монтажа является то, что он хорошо пока­зывает негативные пики, особенно реверсивную фазу, ­асимметрию и артефакты, «протекающие» электро­ды; минусом — отсутствие возможности ­показать пол­ную карти­ну электрической активности головного ­мозга. Также возможна компьютерная математическая об­ра­ботка ­записи с получением безреферентного обще­взвешенного монтажа, когда все электроды находятся в референтных взаимоотношениях, а значения ­каждого выведенного на записи электрода являются результатом математических подсчетов. Более того, плюсом обще­взвешенного монтажа можно назвать общую картину головного ­мозга, отсутствие большинства артефактов, ­кроме «текущих» электродов.

Поскольку головной мозг является относительно закрытой системой, то суммирование значений отрицательных и положительных зарядов должно давать ноль, что подтверждается расчетами при общевзвешенном монтаже. Вокруг этого метода в научных кругах продолжаются дискуссии, но профессор Ш. Беницкий является его сторонником, и часть его лекций посвящена оценке данных, полученных именно с помощью общевзвешенного монтажа.

Также в рекомендациях указано, что для проведения ЭЭГ необходимы записи электрокардиографии (стандарт) и миограммы (чаще используют при видео-ЭЭГ мониторинге).

Фоновая активность. Интериктальная и иктальная электроэнцефалограмма

вверх

Оценка ЭЭГ всегда начинается с оценивания ­фоновой активности, так как иктальная ЭЭГ редко встречается при рутинной записи. Фоновую активность необходимо определять с ­учетом возраста и уровня сознания пациента. У пациента ­старше 4 месяцев в сознании в норме должен ­регистрироваться α-ритм (заднедоминантный ритм), что может сопровождаться другими дополнительными ритмами, кото­рые могут накладываться друг на ­друга. В част­но­сти, во ­время сна будут регистрироваться ­ритмы, характер­ные для опре­деленной фазы сна, основными среди которых являются δ (1–3 Гц), θ (4–7 Гц), α (8–12 Гц), β (13–30 Гц), γ (от 30 Гц и выше, данный ритм клини­чески не оценива­ется). Выявляется α-ритм в бодрствующем ­расслабленном состоянии с закрытыми глазами, ­основной признак — исчезновение либо снижение амплитуды при ­открывании глаз.

Нормами частоты α-­ритма в разном возрасте ­считаются диапазоны:

• может отсутствовать в возрасте до 4 месяцев;
• > 3 Гц — от 4 месяцев до года;
• > 4 Гц — 1–2 года;
• > 5 Гц — 2–3 года;
• > 7 Гц — 3–6 лет;
• 8 и более Гц — после 6 лет.

Межполушарная асимметрия α-ритма даже при отсутствии дополнительных волн может указывать на пато­логию. Во время погружения в сон, во время поверх­ностной сонливости ритмичная активность становится фрагментированной, ее частота снижается. По мере углуб­ления сонливости в записи ­появляются вертекс­ные волны. На второй стадии сна возникают ­веретена сна и К-комплексы, а в глубокой стадии — высокоамплитудный δ-ритм, распределенный по всей поверхности ­мозга. Очень важно обращать внимание на ­симметрию К-комплексов и веретен сна, что может указывать на патологию. У детей до 2 лет сонные веретена могут быть асимметричными.

Интериктальная активность

Для клинически значимой оценки ЭЭГ Шандор Беницкий рекомендует оценивать интериктальную активность с позиций четырех вопросов: «Что?», «Где?», «­Когда?», «­Почему?».

«Что?»: патологические графоэлементы делятся на две группы — эпилептиформные элементы и медленная активность. К эпилептиформным элементам относят спайки, полиспайки, острые волны, комплексы спайк-медленная волна. Медленная активность может быть в виде единичных волн и пробегов медленных волн.

«Где?»: нарушения могут быть локальными (расположены в одном полушарии) и генерализованными (к ним, по последним рекомендациям, относят билатерально синхронные пароксизмы).

«Когда?»: частота возникающих элементов — редко, ­периодически, часто. Если элементы повторяются, то необходимо различать ритмичные и аритмичные.

«Почему?»: патологические элементы могут возникать самостоятельно (спонтанно) или быть чем-то спровоцированными (фотостимуляция, гипервентиляция, боль, когнитивные пробы и т. д.).

Отвечая на вышеуказанные вопросы, врач, оценивающий запись ЭЭГ, не уйдет в простое описание графо­элементов, а сможет сделать заключение, наиболее полезное в диагностике и лечении пациента. Например, если на ЭЭГ зарегистрирована ритмичная пробежка гене­рализованных (билатерально синхронных) комплексов спайк — медленная волна с частотой 3 Гц на гипер­вентиляции, то это соотносится с диагнозом детской абсанс­ной эпилепсии (рис. 5).

Если разряды будут спонтанны и несколько аритмичны — 1–2,5 Гц, это будет соответствовать синдрому Леннокса–Гасто (рис. 6).

В случае, если частота ритмичной активности на фото­стимуляции 3,5 Гц будет провоцироваться фотостимуляцией, можно говорить о ювенильной миоклонической эпилепсии (рис. 7).

Билатеральные диффузные медленные волны, ­аритмичная ЭЭГ с мультирегиональными спайками и острыми волнами соответствуют гипсаритмии (­синдром Веста) (рис. 8).

У пациента с локальными аритмичными ­полиморфными медленными волнами, вероятнее всего, есть неврологический дефект, который требует уточнения при нейро­визуализации. А у пациентов с внезапными ­ритмичными, билатерально синхронными пробежками, с резкими началом и завершением пароксизма в лобных отведениях, имеет место так называемая FIRDA — лобная интермиттирующая ритмичная δ-активность, которая, несмотря на свою неспецифичность (может появляться при огромных опухолях, метаболических нарушениях и т. д.), является серьезным признаком, требующим дальнейшего уточнения (рис. 9).

Следует заметить, что разряды, зафиксированные на ­переднелобных электродах, могут давать ложную ­картину билатерально синхронного пароксизма, так как электро­ды расположены анатомически близко. Иктальные патерны могут быть локальными и диффузными, необходимо от­слеживать их эволюцию в процессе ­припадка.

Такие изменения могут быть ритмичными и квазиритмичными. Каждый припадок имеет свою картину развития, которую можно проследить на ЭЭГ. Нарушения на ЭЭГ могут начинаться с появления низкой амплитуды и высокой частоты, а в процессе припадка частота будет уменьшаться, а амплитуда расти. Распространение также может изменяться, начинаясь с одной стороны и захваты­вая вторую (или переходя на вторую сторону) через некоторое время. В частности, квазиритмичная активность (иначе называется фокальной) захватывает один ­участок, с изменениями частоты и амплитуды в пределах одной зоны (рис. 10).

Более того, начало припадка может происходить в одной зоне, после чего активность прекратиться фиксироваться при обычной (с поверхности головы) ЭЭГ, ­однако, будет видна при интракраниальной ЭЭГ в виде очень низкой по амплитуде и очень высокой по частоте ­активности (множественные спайки). При миоклонии век в сочета­нии с абсансом на ЭЭГ можно увидеть полиспайки с последующей медленноволновой активностью перед припадком (рис. 11). Известно, что для клонических и ­миоклонических припадков характерны полиспайки.

Паттерны неэпилептических изменений электроэнцефалограммы при критических нарушениях мозга

вверх

ЭЭГ во время комы отличается от обычной активно­сти и описывается согласно рекомендациям Американского общества клинической нейрофизиологии (ASCN, 2012), в которых акцентируется внимание на необходимости избегать терминов «иктальный», «интериктальный» и «эпилептиформный», кроме случаев подтвержденной активности.

Основные термины, касающиеся локализации нарушений

При определении локализации нарушений ­используют следующие термины:

G — генерализованная активность (билатеральный, бисинхронный и симметричный паттерн);

L — латерализованная (монополярная либо билате­ральная, но асимметричная, фокальная, долевая или полу­шарная);

BI — билатерально независимая (два независимых асинхронных локуса активности в обеих гемисферах);

Mf — мультифокальная (как минимум три независимых латерализованных паттерна в обеих гемисферах симмет­рично/асимметрично).

Основные термины, касающиеся вида нарушений

Вид нарушений оценивается в случае не менее шести циклов подряд и используют следующие ­термины:

PDs — периодические разряды (это практически регуляр­ные патологические графоэлементы в менее, чем 50 % записи, разделенные интервалами); разряд — ­короче, чем 0,5 секунды или длиннее, чем 0,5 секунды, но не ­более трех фаз, вспышка — длиннее, чем 0,5 секунды и более трех фаз;

RDA — ритмическая δ-активность;

SW — полиспайк/острая волны — медленная волна.

Непрерывность ЭЭГ

Для состояния комы характерны подавление актив­ности (вольтаж < 10 мВ), снижение электрической активности (вольтаж > 10 мВ, но < 50 % от обычного вольтажа).

По длительности подавления активности

Незначительно длящееся (до 10 % записи), ­прерывистое (10–50 %), разряды подавления или вспышка-­подавление (50–99 %), полное подавление или отсутствие ­активности (100 %).

Алгоритм описания ЭЭГ при критических нарушениях мозга

При описании ЭЭГ указывается фоновая (текущая) активность, и при необходимости иктальная:

1) симметрия (симметрично, незначительная асиммет­рия — постоянная менее 50 % амплитуды или разница 0,5–1 Гц, значимая асимметрия — постоянная > 50 % ампли­туды или > 1 Гц по частоте);

2) эффект от нарушения целостности черепа — представлен, отсутствует, не ясен;

3) α-ритм — отсутствует, особая частота;

4) доминирующая активность;

5) переднезадний градиент;

6) вариативность;

7) реактивность;

8) вольтаж;

9) характер и продолжительность подавления.

ЭЭГ может предостеречь врачей о возможных эпилептических припадках у пациента в коматозном состоянии, риск которых повышается при:

• латерализованных периодических нарушениях (особенно при наличии островолновой активности);
• латерализованной медленноволновой активности и гене­рализованных периодических нарушениях с частотой > 1,5 Гц или в случае дополнительных данных;
• усилении латерализованных и генерализованных периодических нарушений в динамике.
• связи генерализованной медленноволновой активности с припадками не выявлено.

Чувствительность и специфичность электроэнцефалограммы

вверх

Как ложнопозитивные, так и ложноотрицательные результаты могут нанести большой вред пациенту, ­поэтому стоит придерживаться принципа «невиновности». ­Оценку ЭЭГ могут затруднять: движения электродов, «текущие» электроды; работа электрических приборов (их отличают внезапное начало и завершение, связь с работой при­бора); мышечные артефакты (высокоамплитудные поли­спайки в β-диапазоне в зоне крупных мышц); электро­кардио­графические артефакты; артефакты глотания, движения глаз.

Существуют варианты нормы, которые могут смутить на­­чинающего физиолога:

• BETS — доброкачественные эпилептиформные ­вол­ны сна (отличаются крайне малой продолжительностью, декрементальная и инкрементальная фазы одинаковы);
• позитивные (направленные вниз!) спайки 14 Гц;
• медленноволновые транзиенты — медленная активность в задних отведениях у подростков, которая может совпадать с небольшим заострением ­нормальной повторяющейся активности в отдельного пациента (основным критерием отличия которых следует считать изменение частоты);
• wicket ритм — постепенное заострение текущей активности с последующим уменьшением заострен­ности и амплитуды;
• ритмичная височная θ-активность во время сонливости, которая также в какой-то момент может становиться заостренной;
• breach ритм — асимметрия β-активности при ­костном дефекте черепа;
• рудиментарные спайки 6 Гц и медленные волны во время засыпания у молодых женщин с мышечными артефактами (артефакт с неуточненной значимостью);
• позитивные (направление вниз!) затылочные остро­волновые транзиенты сна во 2-й фазе сна;
• субгармоника α-ритма (ведущий ритм — половина частоты от общей фоновой активности с ­наложенной на них второй половиной волн);
• ответ на гипервентиляцию в виде диффузного замедления после гипервентиляции;
• гипнагогическая пароксизмальная медленноволновая активность у детей;
• субритмичные эпилептиформные разряды у взрослых (напоминают иктальную активность с развитием, однако, при этом нет проявлений припадка).

Чтобы наиболее достоверно оценивать ЭЭГ, ­профессор Шандор Беницкий рекомендует проводить первичную оценку, исходя из возраста и сознания пациента, и ­только ­после знакомиться с данными пациента.

Вероятность развития повторного припадка после первого его появления составляет у детей 38 %, у взрослых — 12 %; однако если после приступа регистрируется эпилептиформная активность, то риск его повтора возрастает до 65 % у детей и до 83 % — у взрослых. Это нашло отражение в определениях ILAE в виде рекомендации ставить диагноз «эпилепсия» у лиц после первого неспровоцированного припадка на фоне эпилептиформной активности в записи. Если говорить о чувствительности метода ЭЭГ: доля положительных результатов, которые ­правильно идентифицированы как таковые, при одном стандартном исследование составляет 50 %, при четырех повторных ЭЭГ (включая сон) — 92 %. При этом ­следует помнить, что нормальная ЭЭГ не означает достоверное подтвержде­ние отсутствия эпилепсии.

Специфичность (доля отрицательных результатов, которые правильно идентифицированы как таковые) у здоровых лиц составляет около 1 % ­ложноположитель­ных результатов. У неврологических больных — 2,2 % ложно­позитивных результатов (без эпилептических ­припадков), тогда как при умственной отсталости — у 30 %, при перинатальном поражении мозга — у 24 %, ­­после внутри­черепных операций — у 12 %, а при ­опухолях ­мозга — у 10 %.

Так, среди всех этих пациентов только у 14 % в перспективе могут появиться эпилептические припадки. В частности, у больных с психиатрическими нарушениями в 2,7 % получают ложноположительные результаты. У родственников пациентов с эпилепсией ложноположительные результаты возможны в 20 % случаев. ­Знание физиологом предварительного диагноза с высокой ­долей вероятности будет означать выявление эпилепти­формной активности на ЭЭГ, что, вероятнее всего, является ложно­положительным результатом.

Для оценки ЭЭГ необходимы: полноценная запись (включая дополнительные височные электроды), оба основ­ных монтажа записи — биполярный и общевзвешенный, критерии оценки «Что? Где? Когда? Почему?» для интериктальной записи, использование вольтажных карт для определения локализации, для оценки ­иктальной записи — поиск динамических изменений и ­соотношение результатов с клиническими данными.

Неконвульсивный эпилептический статус: терминология и критерии

вверх

Эпилептический статус — это состояние, ­являющееся результатом либо несостоятельности механизмов оста­нов­ки припадка либо запуска механизмов, которые приводят к пролонгации припадка.

Это состояние может иметь отсроченные последствия, включая смерть нейронов, неврологическое ­повреждение и альтернацию нейрональных сетей в зависимости от типа и продолжительности припадков. Диагноз эпилептический статус можно ставить при длительности тонико­клонических припадков > 5 минут, так как после этого интервала времени вероятность само­стоятельного прекращения припадка ­минимальна. Именно длительность припадка влияет на ­работу бензодиазепиновых рецепторов, и чем ­раньше ­будет начата терапия, тем ­лучше. Притом, что смерть ­нейронов ­происходит через 30 ­минут после начала статуса (по предыдущей классификации эпилептический статус ­диагностировали после 30 ­минут), ­однако, согласно слогану «­время = мозг», необходимо начинать терапию, как только становится понятен диагноз пациента.

Фокальный статус и статус абсансов ­диагностируют (по новым рекомендациям) ­после 10 минут, смерть нейро­нов в случае фокального статуса с нарушением сознания наступает через 60 минут, а в случае статуса абсансов время смерти ­нейронов не опре­делено. В соответствии с классификацией ILAE, эпилепти­ческий ­статус делят на две большие группы:

1) с выраженными моторными феноменами, что может быть диагностировано без ЭЭГ;

2) без выраженных моторных феноменов, или неконвульсивный эпилептический статус, для диагностики которого необходима ЭЭГ.

Также стоит обращать внимание на тот факт, что паци­ент ­может переходить из одной группы в другую, и если он не приходит в себя после длительности конвуль­сивного статуса > 30 минут, нужно задуматься о неконвульсивном статусе.

Зальцбургские критерии неконвульсивного эпилептического статуса

Диагностируется неконвульсивный эпилептический статус, если:

1. На ЭЭГ регистрируется эпилептиформная активность, и частота эпилептических разрядов составляет > 2,5 Гц в отрезке записи 10 секунд (не менее 25 ­разрядов).

2. На ЭЭГ регистрируется эпилептиформная активность, частота разрядов < 2,5 Гц, и пациент ­соответствует одному из следующих критериев:

а) типичное пространственно-временное развитие с последующим развитием квазиритмичной активности;

б) легкие клинические феномены во время ЭЭГ-паттер­нов (подергивания глаз, лица, челюсти, конечностей, девиация глаз или головы, странные автоматизмы);

в) улучшение клинической картины и ЭЭГ после назна­чения антиконвульсантов.

Неконвульсивный статус вероятен в случае, если на ЭЭГ нет эпилептиформной активности, доминирует ­длительная квазиритмичная медленноволновая активность с частотой > 0,5 Гц и выполняется один из критериев:

• назначение антиконвульсантов улучшает данные ЭЭГ, но не дает клинического эффекта;
• на ЭЭГ заметна флуктуация активности без значимого развития (циклическая смена активности без видимой эволюции).

Значит, вышеуказанные изменения должны быть зафик­си­рованы на ЭЭГ не менее 10 секунд без седации. Чувствительность этих критериев — 97 %, специфичность — 89 %.

В заключение необходимо отметить, что Украинская противоэпилептическая лига ежегодно проводит образовательные семинары с участием отечественных и иностранных экспертов мирового ­значения.