При ураженні діенцефальних структур - характеристика матеріалу і методика дослідження - електрична активність мозку при ураженні діенцефальних і лимбических структур
- Характеристика матеріалу і методика дослідження
Матеріалом для цього розділу роботи послужили результати дослідження ЕЕГ 160 хворих у віці від 17 до 49 років з вогнищевим ураженням діенцефальних області, обумовленим пухлиноюгіпофіза (90 хворих), пухлиною III шлуночка (39 хворих) і краніофарингіома (31 хворих). При оцінці ступеня впливу патологічного вогнища на діенцефальні структури поряд з анатомічними особливостями розташування пухлини враховувався характер порушення функцій цих утворень, який виражався в ряді клінічних симптомів. Аналіз клінічного матеріалу здійснювався докторами медичних наук М.М. Брагиной і Т.А. Доброхотова, що знайшло відображення в ряді наших спільних публікацій.
Дослідження ЕЕГ у всіх хворих проводились в доопераційному періоді, а в 33 випадках включали ранні терміни після видалення пухлини і виконувалися в умовах відділення реанімації. У серії спостережень з руйнуванням пухлини гіпофіза радіоактивним впливом (23 людини) ЕЕГ досліджувалася в динаміці: до операції і в різні терміни (до 3 років) після введення радіоактивного ітрію-90 в порожнину турецького сідла. У цій серії в якості контролю були проаналізовані ЕЕГ 11 хворих, яким проводилася імплантація ітрію в "нормальний" гіпофіз з метою впливу на перебіг дисгормональной немозговой пухлини.
ЕЕГ реєструвалася на 13-канальному ("Ніхон Кодень", Японія), 12-канальному ("Оте Біомедика", Італія) або 8-канальному (PFT, НДР) електроенцефалографії. використовувалися фірмові "мостіковие" електроди, які розташовувалися по міжнародній схемі 10 - 20, в якості індиферентного використовувалися електроди, розташовані на мочках вух, або об`єднаний вушний електрод.
Реєстрація здійснювалася моно- і біполярним способом. Під час дослідження хворий сидів у спеціальному кріслі або лежав на каталці в темній, звукозаглушения камері в розслабленому стані з закритими очима. Запис проводився в стані відносного спокою і при афферентной стимуляції. Як аферентних подразнень застосовувався світло (суцільний і ритмічний в широкому діапазоні частот), звук (500 Гц, 60 дБ) від фото-фоностімулятора фірми "Ніхон Кодень" (Японія). Використовувалася м`язове навантаження - довільне по команді дослідника стискання і разжимание пальців обох рук в кулаки, а також проба з повторним відкриттям і закриванням очей. Тривалість подразнень, в залежності від завдання дослідження, дорівнювала 10 або 30 с.
У 144 із загального числа хворих дослідження ЕЕГ проводилося із застосуванням частотного і спектрально-когерентного аналізу. У всіх випадках автоматичного аналізу використовувалися відрізки монополярной реєстрації ЕЕГ. Для частотного аналізу ЕЕГ використовувався 2-канальний аналізатор фірми "Ніхон Кодень" (Японія) з смуговими фільтрами, що дозволяє виділити з сумарною ЕЕГ і проинтегрировать основні фізіологічні діапазони ритмів (дельта: 2 -4 Гц-тета: 4 -8 Гц-альфа: 8-13 Гц-бета1: 13 - 20 Гц-бета2: 20 - 30 Гц). Показники інтегратора реєструвалися одночасно з ЕЕГ у вигляді піків, що відображають потужність відповідних діапазонів ритмів, підсумовану за епоху аналізу, рівну 10 с. Виразність піків замерялась в мм-усереднювалися показники інтегратора за 3 - 5 епох. На підставі цих даних за методикою В.В. Гнездіцкого (1969) на ЕОМ "Наірі" обчислювалися середня частота (/ Ср) і ефективна частотна смуга (Д / Еф) * Спочатку ці параметри були запропоновані Г.В. Васильєвим і З.А. Малиною для аналізу спектрів потужності ЕЕГ людини-обгрунтування їх застосування дано в нашій спільній публікації (Гріндель з співавт., 1968). Крім частотних параметрів, обчислювався амплітудний показник д, що характеризує відношення суми амплітуд піків всіх частотних діапазонів до величини ефективної частотної смуги.
Для спектрального аналізу ЕЕГ паралельно чорнильною записи з вихідних каскадів енцефалографа здійснювалася реєстрація ЕЕГ на магнітній стрічці 2-канального магнітофона "Брюль і Кьяра&rdquo- (Данія) або 5-канального вітчизняного магнітофона М-62. Обчислення спектрів потужності ЕЕГ проводилося на ЕОМ "Мінськ-22" по алгоритмам, що використовують метод швидкого перетворення Фур`є. Розрахунки проводилися в акустичному інституті РАН, в лабораторії спектрального аналізу (керівник-кандидат технічних наук С.Г. Гершман).
Цифровий введення інформації здійснювався за допомогою багатоканального перетворювача аналог-код з частотою вибірок
F = 90 Гц при шестирозрядної точності квантування за рівнями. Довжина оброблюваного елементарної ділянки обрано рівної N0 = 256 відліків, відповідне час реалізації Г0 = 3 с. Обчислення спектрів потужності вироблялося з роздільною здатністю по частоті 0,35 Гц в смузі від 0 до 30 Гц.
Для зменшення дисперсії оцінок енергетичних спектрів застосовувалася процедура згладжування за способом Бартлетта (Дженкінс, ват, 1972).
Отримані спектрограми (СГ) були результатом усереднення сукупностей СГ, отриманих в основному на 5 послідовних 3-секундних реалізаціях кожної аналізованої ЕЕГ (15-секундний інтервал спостереження). Ми змушені були зупинитися на обраному інтервалі спостереження, оскільки час дослідження хворих в зв`язку з їх станом було обмеженим.
Спектр потужності ЕЕГ нормировался таким чином, що максимальна спектральна компонента виходила завжди дорівнює одиниці. Отриманий в результаті обробки спектр був дискретним, кожна компонента якого А 2, до представляла собою потужність процесу дорівнює роздільної здатності аналізу.
Числовими характеристиками спектрів потужності були наступні параметри: середня частота спектра (ФСР), що враховує вагу всіх частотних складових ЕЕГ ефективна частотна смуга (Д / еф), що характеризує величину розмитості спектра (тугий) - квадратний корінь з дисперсії (Д). Ці параметри автоматично обчислювалися на ЕОМ за формулами, представленим в нашій публікації (Гріндель з співавт., 1968).
При аналізі СГ враховувалася потужність піків, що перевищують рівень середньої потужності і дисперсії (Д + М).
Для кількісної оцінки подібності форми спектрів, при аналізі стабільності або реактивності, був використаний коефіцієнт подібності р Цей параметр обчислювався на ЕОМ "Наірі" за формулою нормованого коефіцієнта кореляції, де змінними параметрами були відповідні спектральні компоненти двох ЕЕГ (Васильєв, Малина, 1968). Параметр г, змінюючись від 1 до - 1, дозволяв кількісно оцінити ступінь подібності малюнка двох спектрів ЕЕГ. При їх максимальному схожості г = 1. Параметр г обчислювався для частотної смуги ЕЕГ від 0 до 21,12 Гц і характеризував подібність спектру в цілому (/ ). Ми обмежилися таким діапазоном частот, оскільки потужність більш високих частот мала малі значення на СГ і не могла суттєво впливати на величину подібності спектра. Крім сумарного коефіцієнта подібності / , оцінює загальний малюнок спектра, обчислювалися коефіцієнти подібності СГ в різних фізіологічних діапазонах частот: дельта 0,35 - 4,22 Гц (г5), тета 4,58 - 7,04 Гц (ге), альфа 7 , 39--13,02 Гц (га), бета 13,38 - 21,12 Гц (гр).
Для оцінки взаємозв`язку окремих частотних складових ЕЕГ різних областей мозку був використаний метод обчислення взаємних спектрів ЕЕГ і їх нормованої похідною - комплексної функції когерентності. Цей метод дозволяє досліджувати статистичні лінійні зв`язку електричних процесів двох точок мозку і дати їм оцінку за величиною пов`язаності (КОГ) і по часових відносин (фазі) в кожній окремій частоті коливань, незалежно від їх амплітуди.
Обчислення комплексної функції когерентності також здійснювалося на ЕОМ "Мінськ-22" по алгоритмам, що дає два енергетичних спектра, спектр когерентності (КОГ) і фазовий спектр (ФС). Фактично коефіцієнт когерентності грає роль коефіцієнта кореляції, знайденого для кожної аналізованої частоти ЕЕГ двох областей півкуль. Коефіцієнт когерентності дорівнює 0 для повністю незалежних процесів або для їх спектральних складових. При розгляді графіків функції когерентності аналізувалися частотні складові, рівень когерентності яких був вище 0,7. При цьому умови слід вважати, що в даній смузі частот обох відведень присутній сигнал, обумовлений проявом одного загального джерела електричної активності. Величина зсуву фаз в цій смузі частот характеризує різницю часу приходу коливань від цього джерела до двох точках мозку. При аналізі фазових спектрів враховувалася величина зсуву фаз лише для частот значущою когерентності.
Для зіставлення спектрів КОГ ЕЕГ різних пар аналізованих областей у одного і того ж випробуваного, а також для порівняння спектрів КОГ відповідних відділів мозку у різних людей, нами був введений параметр - середній рівень когерентності Г (Русинів, Гріндель, Болдирєва, 1975). Показник Г обчислювався на ЕОМ як середнє арифметичне значення когерентності спектральних компонентів для всієї аналізованої частотної смуги від 0 до 30 Гц, а також окремих діапазонів частот: дельта, тета, альфа і бета. Довірчий інтервал при порівнянні Г вираховували за допомогою критерію Стьюдента, оскільки закон розподілу середніх рівнів когерентності, отриманих підсумовуванням незалежних випадкових компонентів, близький до нормального.
Як і для спектрів потужності, при обчисленні спектрів когерентності ЕЕГ застосовувалася процедура згладжування за способом Бартлетта (Дженкінс, ват, 1972).
Для оцінки подібності малюнка спектрів когерентності, так само як і спектрів потужності, використовувався коефіцієнт подібності г, який вираховується як для широкої смуги спектра, так і для окремих фізіологічних діапазонів ритмів.
У серії досліджень спектральний аналіз проводився на спеціалізованому обчислювальному пристрої - моніторі "Нейро-1", Сконструйованому на базі мікропроцесора "Електроніка-60" відповідно до нашими фізіологічними вимогами в медико-математичної лабораторії Інституту нейрохірургії ім. акад. М.М. Бурденко РАМН (Бородкін і ін., 1987). Цей прилад, призначений для моніторингу функціонального стану мозку, автоматичну корекцію артефактів (наведень від мережі, сигналів ЕКГ, амплітудних викидів) і дозволяє обчислювати за алгоритмом швидкого перетворення Фур`є спектри потужності і когерентності ЕЕГ в смузі від 0,4 до 20,4 Гц з дискретністю 0,4 Гц. Крім спектрів потужності і когерентності програма монітора передбачає отримання кількісних параметрів аналізованих спектрів. Для спектрів потужності - середня частота (/ Ср) і ефективна частотна смуга (А / еф) а також сумарна потужність аналізованих діапазонів і розкид. Для спектрів когерентності - середні рівні когерентності (Г) всієї частотної смуги в цілому і окремих фізіологічних діапазонів ритмів, а також їх розкид.
Результати частотного і спектрально-когерентного аналізів ЕЕГ досліджуваних груп хворих розглядаються в зіставленні з даними, отриманими нами в тих же методичних умовах дослідження ЕЕГ 130 здорових людей. Всі кількісні параметри ЕЕГ піддавалися статистичній обробці з використанням критерію Стьюдента.
