Metodi computerizzati di analisi dell'elettroencefalogramma

I principali metodi di analisi computerizzata dell'EEG utilizzati in clinica includono l'analisi spettrale mediante l'algoritmo della trasformata di Fourier veloce, la mappatura dell'ampiezza istantanea, i picchi e la determinazione della localizzazione tridimensionale del dipolo equivalente nello spazio cerebrale.

L'analisi spettrale è quella più comunemente utilizzata. Questo metodo consente di determinare la potenza assoluta espressa in μV² ^per ciascuna frequenza. Il diagramma dello spettro di potenza per una data epoca è un'immagine bidimensionale, in cui le frequenze EEG sono tracciate lungo l'asse delle ascisse e le potenze alle frequenze corrispondenti sono tracciate lungo l'asse delle ordinate. I dati di potenza spettrale dell'EEG, presentati come spettri successivi, forniscono un grafico pseudo-tridimensionale, in cui la direzione lungo l'asse immaginario nella profondità della figura rappresenta la dinamica temporale delle variazioni nell'EEG. Tali immagini sono utili per monitorare le variazioni dell'EEG in caso di disturbi della coscienza o l'impatto di determinati fattori nel tempo.

Codificando a colori la distribuzione delle potenze o delle ampiezze medie sui principali intervalli di un'immagine convenzionale della testa o del cervello, si ottiene una rappresentazione visiva della loro rappresentazione topica. È importante sottolineare che il metodo di mappatura non fornisce nuove informazioni, ma le presenta solo in una forma diversa, più visiva.

La definizione di localizzazione tridimensionale del dipolo equivalente consiste nel rappresentare, tramite modelli matematici, la posizione di una sorgente virtuale di potenziale, che potrebbe presumibilmente creare una distribuzione di campi elettrici sulla superficie cerebrale corrispondente a quella osservata, se si assume che non siano generati dai neuroni della corteccia cerebrale, ma siano il risultato della propagazione passiva del campo elettrico da singole sorgenti. In alcuni casi particolari, queste "sorgenti equivalenti" calcolate coincidono con quelle reali, il che consente, in determinate condizioni fisiche e cliniche, di utilizzare questo metodo per chiarire la localizzazione dei focolai epilettogeni nell'epilessia.

È importante tenere presente che le mappe EEG computerizzate mostrano la distribuzione dei campi elettrici su modelli astratti della testa e pertanto non possono essere percepite come immagini dirette, come la risonanza magnetica. La loro interpretazione intelligente da parte di uno specialista EEG nel contesto del quadro clinico e dei dati dell'analisi dell'EEG "grezzo" è necessaria. Pertanto, le mappe topografiche computerizzate talvolta allegate al referto EEG sono completamente inutili per il neurologo e talvolta persino pericolose nei suoi tentativi di interpretarle direttamente. Secondo le raccomandazioni della Federazione Internazionale delle Società di EEG e Neurofisiologia Clinica, tutte le informazioni diagnostiche necessarie, ottenute principalmente sulla base dell'analisi diretta dell'EEG "grezzo", dovrebbero essere presentate dallo specialista EEG in un linguaggio comprensibile al medico in un referto testuale. È inaccettabile fornire testi formulati automaticamente dai programmi computerizzati di alcuni elettroencefalografi come referto elettroencefalografico clinico.

Per ottenere non solo materiale illustrativo, ma anche informazioni diagnostiche o prognostiche specifiche aggiuntive, è necessario utilizzare algoritmi più complessi per la ricerca e l'elaborazione informatica dell'EEG, metodi statistici per la valutazione dei dati con un set di gruppi di controllo corrispondenti, sviluppati per risolvere problemi altamente specializzati, la cui presentazione va oltre l'uso standard dell'EEG in una clinica neurologica.

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Modelli generali

I compiti dell'EEG nella pratica neurologica sono i seguenti:

1. conferma del danno cerebrale,
2. determinazione della natura e della localizzazione dei cambiamenti patologici,
3. valutazione della dinamica dello Stato.

Un'attività patologica evidente all'EEG è una prova affidabile di un funzionamento cerebrale patologico. Le fluttuazioni patologiche sono associate al processo patologico in corso. Nei disturbi residui, le alterazioni dell'EEG possono essere assenti, nonostante un deficit clinico significativo. Uno degli aspetti principali dell'uso diagnostico dell'EEG è determinare la localizzazione del processo patologico.

• Il danno cerebrale diffuso causato da una malattia infiammatoria, disturbi circolatori, metabolici o tossici porta ad alterazioni diffuse nell'EEG. Queste si manifestano con poliritmia, disorganizzazione e attività patologica diffusa. La poliritmia è l'assenza di un ritmo dominante regolare e la prevalenza di attività polimorfica. La disorganizzazione dell'EEG è la scomparsa del gradiente caratteristico delle ampiezze dei ritmi normali, una violazione della simmetria. L'attività patologica diffusa è rappresentata da attività delta, theta ed epilettiforme. Il quadro della poliritmia è dovuto a una combinazione casuale di diversi tipi di attività normale e patologica. Il segno principale delle alterazioni diffuse, a differenza di quelle focali, è l'assenza di una località costante e di una stabile asimmetria dell'attività nell'EEG.
• Danni o disfunzioni delle strutture della linea mediana del cervello che coinvolgono proiezioni ascendenti aspecifiche si manifestano con raffiche di onde lente o attività epilettiforme sincronizzate bilateralmente, con probabilità e gravità di accadimento di attività lenta patologica sincrona bilateralmente maggiori quanto più alta è la lesione lungo l'asse neurale. Pertanto, anche in caso di gravi danni alle strutture bulbo-pontine, l'EEG nella maggior parte dei casi rimane entro i limiti della norma. In alcuni casi, la desincronizzazione e, di conseguenza, un EEG di bassa ampiezza si verificano a causa di danni alla formazione reticolare sincronizzante aspecifica a questo livello. Poiché tali EEG si osservano nel 5-15% degli adulti sani, dovrebbero essere considerati patologici. Solo un piccolo numero di pazienti con danni a livello del tronco encefalico inferiore presenta raffiche di onde alfa o lente sincronizzate bilateralmente ad alta ampiezza. In caso di danni a livello mesencefalico e diencefalico, nonché a strutture mediane superiori del cervello: giro cingolato, corpo calloso, corteccia orbitale, sull'EEG vengono osservate onde delta e theta di elevata ampiezza e sincronizzate bilateralmente.
• Nelle lesioni lateralizzate profonde dell'emisfero, a causa dell'ampia proiezione delle strutture profonde su vaste aree cerebrali, si osserva un'attività patologica delta e theta, distribuita in modo uniforme nell'emisfero. A causa dell'influenza diretta del processo patologico mediale sulle strutture della linea mediana e del coinvolgimento di strutture simmetriche dell'emisfero sano, compaiono anche oscillazioni lente bilateralmente sincrone, la cui ampiezza è predominante sul lato della lesione.
• La localizzazione superficiale della lesione causa un'alterazione locale dell'attività elettrica, limitata alla zona dei neuroni immediatamente adiacente al focolaio di distruzione. Le alterazioni si manifestano con un'attività lenta, la cui intensità dipende dalla gravità della lesione. L'eccitazione epilettica si manifesta con un'attività epilettiforme locale.