Metodologia dell'elettroencefalografia

Nella pratica comune, l'EEG viene registrato utilizzando elettrodi posizionati sul cuoio capelluto intatto. I potenziali elettrici vengono amplificati e registrati. Gli elettroencefalografi dispongono di 16-24 o più unità di amplificazione e registrazione (canali) identiche che consentono la registrazione simultanea dell'attività elettrica dal numero corrispondente di coppie di elettrodi installati sulla testa del paziente. Gli elettroencefalografi moderni sono basati su computer. I potenziali amplificati vengono convertiti in formato digitale; la registrazione EEG continua viene visualizzata su un monitor e registrata simultaneamente su un disco. Dopo l'elaborazione, l'EEG può essere stampato su carta.

Gli elettrodi che conducono i potenziali sono piastre o barre metalliche di varie forme con un diametro della superficie di contatto di 0,5-1 cm. I potenziali elettrici vengono inviati alla scatola di ingresso dell'elettroencefalografo, che presenta da 20 a 40 o più prese di contatto numerate, tramite le quali è possibile collegare al dispositivo il numero corrispondente di elettrodi. Negli elettroencefalografi moderni, la scatola di ingresso comprende un commutatore per elettrodi, un amplificatore e un convertitore analogico-digitale EEG. Dalla scatola di ingresso, il segnale EEG convertito viene inviato a un computer, tramite il quale vengono controllate le funzioni del dispositivo e l'EEG viene registrato ed elaborato.

L'EEG registra la differenza di potenziale tra due punti sulla testa. Di conseguenza, le tensioni derivate da due elettrodi vengono inviate a ciascun canale dell'elettroencefalografo: una all'"ingresso 1" e l'altra all'"ingresso 2" del canale di amplificazione. Un commutatore multi-contatto per derivazioni EEG consente di commutare gli elettrodi per ciascun canale nella combinazione desiderata. Ad esempio, impostando la corrispondenza dell'elettrodo occipitale con la presa del box di ingresso "1" su qualsiasi canale e dell'elettrodo temporale con la presa del box "5", è possibile registrare la differenza di potenziale tra gli elettrodi corrispondenti in questo canale. Prima di iniziare il lavoro, il ricercatore digita diversi diagrammi delle derivazioni utilizzando programmi appropriati, che vengono utilizzati per analizzare le registrazioni ottenute. Per impostare la larghezza di banda dell'amplificatore, vengono utilizzati filtri analogici e digitali ad alta e bassa frequenza. La larghezza di banda standard per la registrazione EEG è 0,5-70 Hz.

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Acquisizione e registrazione dell'elettroencefalogramma

Gli elettrodi di registrazione sono posizionati in modo che tutte le principali sezioni del cervello, designate dalle lettere iniziali dei loro nomi latini, siano rappresentate nella registrazione multicanale. Nella pratica clinica, vengono utilizzati due principali sistemi di derivazioni EEG: il sistema internazionale 10-20 e uno schema modificato con un numero ridotto di elettrodi. Se è necessario ottenere un quadro EEG più dettagliato, è preferibile lo schema 10-20.

Un elettrodo di riferimento è un elettrodo in cui il potenziale di un elettrodo situato sopra il cervello viene inviato all'"ingresso 1" dell'amplificatore, e da un elettrodo situato lontano dal cervello all'"ingresso 2". L'elettrodo situato sopra il cervello è spesso chiamato attivo. L'elettrodo lontano dal tessuto cerebrale è chiamato di riferimento. I lobi auricolari sinistro (A1 ₎ e destro (A2 ₎ vengono utilizzati come elettrodi di riferimento. L'elettrodo attivo è collegato all'"ingresso 1" dell'amplificatore e, applicandogli una variazione di potenziale negativa, la penna di registrazione si flette verso l'alto. L'elettrodo di riferimento è collegato all'"ingresso 2". In alcuni casi, viene utilizzato come elettrodo di riferimento un elettrodo derivato da due elettrodi (AA) cortocircuitati tra loro e posizionati sui lobi auricolari. Poiché l'EEG registra la differenza di potenziale tra due elettrodi, la posizione del punto sulla curva sarà influenzata in modo uguale ma in direzione opposta dalle variazioni di potenziale sotto ciascuna coppia di elettrodi. Nell'elettrodo di riferimento, viene generato un potenziale cerebrale alternato sotto l'elettrodo attivo. Sotto l'elettrodo di riferimento, situato lontano dal cervello, si verifica un potenziale costante che non passa nell'amplificatore di corrente alternata e non influenza il tracciato di registrazione. La differenza di potenziale riflette senza distorsioni le fluttuazioni del potenziale elettrico generato dal cervello sotto l'elettrodo attivo. Tuttavia, l'area della testa compresa tra l'elettrodo attivo e quello di riferimento fa parte del circuito elettrico "amplificatore-oggetto" e la presenza di una sorgente di potenziale sufficientemente intensa in quest'area, situata in modo asimmetrico rispetto agli elettrodi, influenzerà significativamente le letture. Di conseguenza, con l'elettrodo di riferimento, il giudizio sulla localizzazione della sorgente di potenziale non è del tutto affidabile.

Bipolare è il nome dato alla derivazione in cui gli elettrodi situati sopra il cervello sono collegati agli "ingressi 1" e "ingressi 2" dell'amplificatore. La posizione del punto di registrazione EEG sul monitor è influenzata in egual misura dai potenziali sotto ciascuna delle coppie di elettrodi e la curva registrata riflette la differenza di potenziale di ciascuno degli elettrodi. Pertanto, è impossibile valutare la forma dell'oscillazione sotto ciascuno di essi sulla base di una singola derivazione bipolare. Allo stesso tempo, l'analisi dell'EEG registrato da diverse coppie di elettrodi in varie combinazioni ci consente di determinare la localizzazione delle sorgenti di potenziale che costituiscono le componenti della curva riassuntiva complessa ottenuta con la derivazione bipolare.

Ad esempio, se è presente una sorgente locale di oscillazioni lente nella regione temporale posteriore, collegando gli elettrodi temporali anteriore e posteriore (Ta, Tr) ai terminali dell'amplificatore si produce una registrazione contenente una componente lenta corrispondente all'attività lenta nella regione temporale posteriore (Tr), con oscillazioni più veloci generate dalla materia cerebrale normale della regione temporale anteriore (Ta) sovrapposte. Per chiarire quale elettrodo registri questa componente lenta, coppie di elettrodi vengono commutate su due canali aggiuntivi, in ciascuno dei quali uno è rappresentato da un elettrodo della coppia originale, ovvero Ta o Tr, e il secondo corrisponde a una derivazione non temporale, ad esempio F e O.

È chiaro che nella coppia neoformata (Tr-O), comprendente l'elettrodo temporale posteriore Tr, situato al di sopra della materia cerebrale patologicamente alterata, la componente lenta sarà nuovamente presente. Nella coppia, ai cui ingressi viene alimentata l'attività di due elettrodi situati al di sopra del cervello relativamente intatto (Ta-F), verrà registrato un EEG normale. Pertanto, nel caso di un focus corticale patologico locale, il collegamento dell'elettrodo situato al di sopra di questo focus in coppia con un altro elettrodo qualsiasi porta alla comparsa di una componente patologica sui corrispondenti canali EEG. Ciò ci consente di determinare la localizzazione della fonte delle oscillazioni patologiche.

Un ulteriore criterio per determinare la localizzazione della sorgente del potenziale di interesse sull'EEG è il fenomeno della distorsione di fase dell'oscillazione. Se colleghiamo tre elettrodi agli ingressi di due canali di un elettroencefalografo come segue: l'elettrodo 1 all'"ingresso 1", l'elettrodo 3 all'"ingresso 2" dell'amplificatore B e l'elettrodo 2 simultaneamente all'"ingresso 2" dell'amplificatore A e all'"ingresso 1" dell'amplificatore B; supponiamo che sotto l'elettrodo 2 vi sia una variazione positiva del potenziale elettrico rispetto al potenziale delle restanti parti del cervello (indicata dal segno "+"), allora è ovvio che la corrente elettrica causata da questa variazione di potenziale avrà direzione opposta nei circuiti degli amplificatori A e B, il che si rifletterà in variazioni opposte della differenza di potenziale – antifase – sulle corrispondenti registrazioni EEG. Pertanto, le oscillazioni elettriche sotto l'elettrodo 2 nelle registrazioni sui canali A e B saranno rappresentate da curve con le stesse frequenze, ampiezze e forme, ma con fasi opposte. Quando si commutano gli elettrodi su più canali di un elettroencefalografo sotto forma di catena, le oscillazioni antifase del potenziale studiato verranno registrate lungo quei due canali ai cui ingressi opposti è collegato un elettrodo comune, situato sopra la sorgente di tale potenziale.

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Regole per la registrazione dell'elettroencefalogramma e dei test funzionali

Durante l'esame, il paziente deve essere posizionato in una stanza isolata da luce e suono, su una sedia comoda e con gli occhi chiusi. Il soggetto viene osservato direttamente o tramite una telecamera. Durante la registrazione, gli eventi significativi e i test funzionali vengono contrassegnati con dei pennarelli.

Durante il test di apertura e chiusura degli occhi, sull'EEG compaiono caratteristici artefatti elettrooculografici. Le alterazioni EEG risultanti ci permettono di identificare il grado di contatto del soggetto, il suo livello di coscienza e di stimare approssimativamente la reattività dell'EEG.

Per rilevare la risposta del cervello alle influenze esterne, vengono utilizzati stimoli singoli sotto forma di un breve lampo di luce o di un segnale sonoro. Nei pazienti in stato comatoso, è consentito utilizzare stimoli nocicettivi premendo un'unghia sulla base del letto ungueale dell'indice del paziente.

Per la fotostimolazione, vengono utilizzati brevi lampi di luce (150 μs) con spettro prossimo al bianco e intensità sufficientemente elevata (0,1-0,6 J). I fotostimolatori consentono la presentazione di serie di lampi utilizzati per studiare la reazione di assimilazione del ritmo, ovvero la capacità delle oscillazioni elettroencefalografiche di riprodurre il ritmo degli stimoli esterni. Normalmente, la reazione di assimilazione del ritmo è ben espressa a una frequenza di sfarfallio prossima ai ritmi propri dell'EEG. Le onde ritmiche di assimilazione presentano la massima ampiezza nelle regioni occipitali. Nelle crisi epilettiche da fotosensibilità, la fotostimolazione ritmica rivela una risposta fotoparossistica, ovvero una scarica generalizzata di attività epilettiforme.

L'iperventilazione viene eseguita principalmente per indurre attività epilettiforme. Al soggetto viene chiesto di respirare profondamente e ritmicamente per 3 minuti. La frequenza respiratoria deve essere compresa tra 16 e 20 al minuto. La registrazione EEG inizia almeno 1 minuto prima dell'inizio dell'iperventilazione e continua per tutta la durata dell'iperventilazione e per almeno 3 minuti dopo la sua conclusione.