Длительное видео-ЭЭГ мониторирование: принципы и применение.
Long-term video-EEG monitoring
Длительная ЭЭГ-мониторинг: диагностика эпилепсии, запись мозговой активности и видеофиксация. История развития ЭЭГ с 1912 года (Правдич-Неминский, Бергер).
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Долгосрочная или "непрерывная" видеоэлектроэнцефалография (ЭЭГ) – это диагностическая методика, широко используемая у пациентов с эпилепсией. Она предполагает длительную госпитализацию пациента, как правило, на несколько дней или недель, в течение которых мозговые волны регистрируются с помощью ЭЭГ, а физическая активность непрерывно отслеживается с помощью видеозаписи. У эпилептических пациентов эта методика обычно применяется для регистрации активности мозга во время приступов. В ранних исследованиях электроды помещались непосредственно на поверхность мозга. Дальнейшие разработки, выполненные на животных, продолжались в начале 1900-х годов, включая работы Владимира Владимировича Правдича-Неминского в 1912 году, Наполеона Цибульского и Елены Мациешиной в 1914 году, а также Ганса Бергера в 1924 году, который впервые зарегистрировал ЭЭГ человека. Эти разработки привели к созданию современных методов ЭЭГ, позволяющих проводить неинвазивные измерения с использованием внешних ЭЭГ-колпачков, что было установлено Уильямом Греем Уолтером в 1950-х годах. На основе этих простых методов была разработана более долгосрочная методика мониторинга ЭЭГ, известная как долгосрочный видео-ЭЭГ мониторинг, которая применяет те же методы регистрации мозговых волн в формате длительного тестирования. Этот формат позволяет проводить мониторинг на дому или в клиниках и больницах, где ранее было невозможно использовать стандартный ЭЭГ-мониторинг. В любом случае, эти методы измерения ЭЭГ позволяют неинвазивно регистрировать потенциалы действия групп нейронов в мозге с помощью датчиков, называемых электродами. Электрические сигналы от этих электродов затем усиливаются с помощью дифференциальных усилителей для измерения разницы потенциалов между различными областями кожи головы или мозга. Полученный аналоговый сигнал преобразуется в цифровой для обработки и хранения данных с помощью аналого-цифрового преобразователя, который затем фильтруется для удаления шумов, не связанных с нейронной активностью. Окончательный сигнал может быть отображен на экране компьютера в виде визуального представления зарегистрированных сигналов ЭЭГ. Другие методы ЭЭГ могут суммировать эти клеточные реакции во времени или в пространстве и помогают определить, какие области мозга активны во время определенных действий или в ответ на определенные стимулы.
Long term or "continuous" video electroencephalography (EEG) monitoring is a diagnostic technique commonly used in patients with epilepsy. It involves the long term hospitalization of the patient, typically for days or weeks, during which brain waves are recorded via EEG and physical actions are continuously monitored by video. In epileptic patients, this technique is typically used to capture brain activity during seizures. In these studies, electrodes were placed directly on the surface of the brain. Additional developments made using animal subjects persisted through the early 1900s including the work of Vladimir Vladimirovich Pravdich Neminsky in 1912, Napoleon Cybulski and Jelenska Macieszyna in 1914, as well as by Hans Berger in 1924 with the first human EEG recording. These developments lead to the modern EEG techniques which allow for non invasive measurements using externally placed EEG caps and were established by William Grey Walter in the 1950s. From these easy uses and techniques, a longer term method of EEG monitoring was developed called long term video EEG monitoring which applies these same brain wave monitoring techniques in a long duration test format. This test format allows at home or extended monitoring in clinics and hospitals where the standard EEG monitoring was previously unable to be used. In either case, these EEG measuring techniques allow one to non invasively measure action potentials of groups of neurons within the brain using transducers called electrodes. The electrical signals from these electrode transducers are then amplified using differential amplifiers to measure potential differences from one area of the scalp or brain to another. The acquired analog signal is then converted to a digital signal to allow processing and storage of the data using an analog to digital converter which is then filtered to remove any signal noise not associated with the neuronal activity. The final signal can then be displayed on an external computer screen as a visual representation of the EEG signals measured. Other EEG techniques can sum these cellular responses either temporally or spatially and help determine which areas of the brain are active during specific activities or due to specific stimuli.
Медицинское применение
Долгосрочный видео-ЭЭГ мониторинг используется для локализации эпилептогенных зон – областей коры головного мозга, ответственных за эпилептические припадки. Долгосрочный видео-ЭЭГ мониторинг схож с обычной ЭЭГ тем, что мозговые волны периодически контролируются и анализируются неврологом, как правило, обученным в области клинической нейрофизиологии. Невролог определяет момент завершения мониторинга и выдает заключительный отчет после интерпретации собранных данных. Результаты ЭЭГ и видеомониторинга используются для характеристики эпизодических нарушений функции мозга и их физических проявлений; многие записи демонстрируют симптомы эпилептических приступов в динамике и степень их тяжести/частоты в течение определенного периода времени. Цели долгосрочного видео-ЭЭГ мониторинга включают определение места начала приступов в мозге у конкретного пациента, оценку тяжести приступов (по шкале), определение частоты приступов, продолжительности и выраженности физической активности во время приступа (что может указывать на эпилептический статус, продолжительные приступы или увеличение частоты приступов без возвращения к нормальному состоянию), а также дифференциальную диагностику эпилептических и психогенных неэпилептических приступов. Кроме того, во время приступов могут быть сделаны аудиозаписи пациентов (вербальные и невербальные). Все эти аспекты могут быть использованы для оценки возможности хирургического лечения эпилепсии у конкретного пациента. У взрослых долгосрочный ЭЭГ мониторинг обычно включает одну из трех процедур: долгосрочный видео-ЭЭГ мониторинг, ЭЭГ при лишении сна и 24-часовой амбулаторный мониторинг.
Long term video EEG monitoring is utilized in the localization of epileptogenic zones which are the areas of the cortex of the brain responsible for epileptic seizures. Long term video EEG monitoring is similar to EEG in that the brain waves are periodically monitored and analyzed by a neurologist, typically one trained in clinical neurophysiology. The neurologist determines when the monitoring is finished and issues the final report after the compiled data is interpreted. The results from the EEG and video monitoring are used to characterize episodic disruptions in brain function and its physical manifestations; many recordings show symptoms of epileptic seizures over time and how severe/frequent the seizures become over a given period of time. The purposes of long term video EEG monitoring include discovering where in the brain seizures begin for a given patient, the severity of the seizures (measured according to a scaled order), determining the frequency of the seizures, the duration and prominence of physical activity during the seizure (which may be indicator of status epilepticus, prolonged seizures or increased frequency of seizures without a return to an otherwise normal state), and distinguishing epileptic seizures from psychogenic non epileptic seizures. Additionally, audio recordings of patients (verbal and nonverbal) may be taken of the subject during those seizures. Each of these topics may then be used to evaluate a subject's candidacy for surgery to treat epilepsy. In adults, long term EEG monitoring typically involves one of three procedures which include long term video EEG monitoring, sleep deprived EEG monitoring, and 24 hour ambulatory monitoring.
Риски/сложности
Для проведения долговременного видео-ЭЭГ мониторинга необходимо госпитализировать пациента в больницу или клинику, где эпилептические приступы могут быть спровоцированы методами лишения сна или временной отменой противоэпилептических препаратов. Применение этих методов делает пациента под наблюдением уязвимым не только к увеличению частоты приступов, но и к изменению их типа или интенсивности. Эти изменения в характере приступов, в свою очередь, могут повысить риск травм, связанных с неконтролируемым психическим состоянием, таким как агрессия, психоз, самоповреждения, а также травмы, непосредственно вызванные приступами, включая падения и эпилептический статус. Кроме того, к вопросам безопасности пациентов, находящихся под долговременным видео-ЭЭГ мониторингом, относятся технические проблемы с оборудованием, например, деградация электродов и использование фиксирующих устройств. Все эти риски минимизируются благодаря обучению и повышению квалификации персонала. Для диагностических целей у человека долговременный видео-ЭЭГ мониторинг является относительно безопасной процедурой по сравнению с другими инвазивными методами исследования мозга. Однако, несмотря на то, что долговременный видео-ЭЭГ мониторинг обычно является неинвазивной процедурой, существует потенциальная возможность возникновения нежелательных явлений. Большинство этих явлений можно предотвратить при правильном проведении исследования. В случае возникновения нежелательного явления, значительное увеличение срока госпитализации или летальный исход маловероятны.
In order to perform long term video EEG monitoring appropriately, a patient is admitted into a hospital or clinic, where epileptic seizures may be induced using sleep deprivation techniques or temporarily ceasing the patient's use of antiepileptic drugs. With these techniques, the patient under observation is susceptible to not only experiencing a higher frequency of seizures, but to a change in seizure type or seizure intensity. These changes in seizure behavior can in turn lead to the patient experiencing a higher risk of injuries due to uncontrolled mental behavior such as aggression, psychosis, self inflicted injury, as well as seizure related injuries including falls and status epilepticus. Finally, other safety concerns of patients under observation using long term video EEG monitoring include technical problems with the equipment used such as electrode degradation and restraints. Each of these safety concerns are negated with staff training and education. In human use for diagnostic purposes, long term video EEG monitoring is a relatively safe procedure compared to other invasive brain monitoring techniques. However, despite long term video EEG monitoring being a generally non invasive procedure, there still exists the potential for adverse events to occur. These adverse events can mostly prevented with proper test administration. Should an adverse event occur, increased time of hospitalization or death are not likely.
Общество и культура
По мере того, как приступы стали легче отслеживаться неврологами и самими пациентами, ЭЭГ и длительная видео-ЭЭГ стали стандартом как для стационарного, так и для домашнего наблюдения. Данные и журналы информации, получаемые с этих ЭЭГ, дают представление о состоянии пациента, которое в противном случае могло бы быть неправильно зафиксировано или не замечено, и могут обеспечить ощущение безопасности и контроля для пациента/опекуна. Использование длительной ЭЭГ позволяет регистрировать полные эпизодические события, чтобы получить семиологические подсказки, необходимые для определения эпилептогенной зоны мозга, где эти события происходят. Длительный домашний видео-ЭЭГ мониторинг снижает финансовое бремя, поскольку пациенту больше не требуется находиться в больнице или учреждении длительное время, а также позволяет сохранить возможные эпилептические триггеры. Например, привычки пациента дома, ощущения от кровати во время сна или уровень стресса дома могут влиять на начало приступа. Эти неточные данные могут помешать неврологу определить начало и конец приступа или даже установить, произошел ли приступ вообще. Использование домашних устройств также создает препятствия, такие как ежедневные визиты специалиста для сбора данных и обслуживания оборудования, риски, связанные с оборудованием, и проблемы с освещением для устройства видеозаписи. Использование моделей животных также позволяет учитывать факторы, которые не так легко связать с приступами у людей, например, влияние эпилептического статуса на мозг в течение жизни, наследственность и развитие в процессе созревания. Таким образом, можно тщательно отслеживать и изучать наследственность, распространенность и общее развитие приступов на протяжении многих поколений. Современные исследования с использованием длительной видео-ЭЭГ мониторинга в основном сосредоточены на мышиной модели C57BL/6J, которую можно использовать для индуцирования поведенческих судорожных (CS) и электрографических не судорожных (NCS) приступов. Эти приступы можно отслеживать в течение 4-18 недель, что значительно дольше, чем обычно комфортно для людей. Во время наблюдения за этими мышами можно внимательно изучать такие факторы, как продолжительность приступа, амплитуда спайков, интервал между спайками и частота спайков, чтобы увидеть, как развиваются CS и NCS в ходе эксперимента. Стадии эпилептического статуса можно определить с помощью шкал, таких как шкала Расина и индексы CSS, для определения тяжести приступа и возможных изменений в течение цикла.
As seizures have become more easily monitored by neurologists, as well as patients, EEGs and long term video EEGs have become the standard for both hospital and home care. The data and information logs of these EEGs provide insight to a patient's condition that may be otherwise improperly recorded or noticed and can allow for a sense of security and control for the individual/caregiver. The use of long term EEG thus allows for full episodic events to be recorded so as to give semiological clues that are needed to define the epileptogenic zone in the brain where these events are occurring. At home long term video EEG monitoring reduces the financial burden, since the individual is no longer at a hospital, or place of care, for long periods of time, as well as allowing for possible epileptic triggers to remain. For example, how an individual has habits at their home, the feeling of their bed when sleeping, or stress levels at home may influence the onset of an episode. These false data reports may then impede the neurologist from distinguishing where an episode may begin and end, or if an episode occurred at all. The use of at home devices also introduces obstacles such as daily visits by a professional to collect the data logs and to take care of the equipment, equipment hazards, and lighting issues for the video recording device. The use of animal models also allows for variables, that are not as easily related to seizures in humans, to be taken into account such as how status epileptici affect their brain over an individual's life span, familial lineage, and development during maturation. Thus the heritability, prevalence, and general development of seizures over many generations can be closely monitored and studied. Current research being performed using long term video EEG monitoring mostly focuses on the mouse model known as C57BL/6J which can be used to induce behavioral convulsive (CS) and electrographic nonconvulsive (NCS) seizures. These seizures can then be monitored over a 4 18 week period, which is a much longer period than most humans are normally comfortable with. As these mice are monitored, factors such as the length of the episode, spike amplitude, interspike interval, and spike frequency can all be closely observed to see how CS and NCS develop over the trial. The stages of the status epileptici can then be distinguished by using scales, such as the Racine Stages and CSS indices, to determine the severity of the episode and how they may also change over a given cycle.