Úvod do biomedicínské informatiky Jiří Mistr EEG Úvod do biomedicínské informatiky Jiří Mistr

Něco málo z obsahu Mozek Krátká historie Co je to EEG Vznik EEG signálu Snímání EEG a rozmístění elektrod Frekvenční pásma Rozdělení na pásma v praxi Elektrogeneza Zdroje

Mozek Nejdůležitější Nejkomplikovanější 100 miliard neuronů Využívá bioelektřinu Generátor i regenerátor bioelektrického proudu 5 - 210 mV

Historie V roce 1924 Hans Berger první snímání aktivity mozku pomocí strunovaného galvanometru a jako elektrody používal tenké platinové drátky zavedené pod pokožku Adrian a Methews používali již více elektrod a měli k dispozici elektronky i přímopíšící galvanometr. 30. léta 20. století - první komerčně vyráběné EEG 2. světová válka - velký rozmach této vyšetřovací metody Po 2.sv.válce - technický rozvoj neustál, ale zaměřil se i na přístroje, umožňující další, automatické zpracování EEG signálu (amplitudové, intervalové a frekvenční analyzátory)

Co je to EEG EEG (ElektroEncefaloGrafie) neurologická metoda získávání el. aktivity mozku vyšetření epilepsie,spánkových poruch bezpečné bezbolestné graf - série nahoru-dolů pohybujících se čar -> tzv. Encefalogram normální el. aktivita mozku abnormální el. aktivita mozku -nespecifická -specifická

Co to vlastně je elektroencefalograf Elektroencefalograf je přístroj skládající se z procesoru a snímajících elektrod. Pracuje na principu snímání elektrického potenciálu pomocí elektrod připevněných na povrchu hlavy. Elektroencefalograf tento potenciál zesílí a pak je vypíše na papír nebo zobrazí na obrazovce. Vzniklé EEG-křivky mají charakteristický vzhled a typickou frekvenci vln. Jinou křivku zobrazí přístroj ve spánku, odlišnou při denní aktivitě.

Vznik EEG signálu Pomocí mikroelektrod, které mohou snímat elektrické potenciály i uvnitř jediné buňky, bylo zjištěno, že existují 3 základní druhy elektrických potenciálů v šedé kůře mozkové: jednotkové potenciály, těla neuronu či axonu, velmi krátkého trvání řádu milisekund, potenciály synaptické v trvání 15 – 40 ms a posléze potenciály dendritické, komplexnějšího tvaru a trvající až desetinu sekundy. Na vzniku EEG signálu, snímaném velkými elektrodami z pokožky hlavy se v největší míře podílejí potenciály synaptické a dendritické. Důležitým mechanismem je synchronizace a EEG rytmy jsou s největší pravděpodobností projevem rytmického kolísání vzrušivosti určitých oblastí centrálního nervového systému

Snímání EEG Snímání EEG signálu se provádí pomocí povrchových (skalpových) elektrod. Jde vlastně o snímání bioelektrické aktivity mozku. Elektrody jsou umístěny rovnoměrně na povrchu lebky. Získaný záznam je označován jako elektroencefalogram (EEG). Podle referenčního schématu jsou měřené potenciály vztažené k hodnotám z elektrod umístěných na povrchu ušního lalůčku. Standardní EEG vyšetření se snímá 20 - 30 minut v klidové poloze při zavřených očích

Druhy elektrod Skalpové Sfenoidální Elektrokortikografické Intracerebrální Materiály: Ocel Stříbro Platina Wolfram Směs Ag/AgCl

Model elektrody Rozhraní kov – tekutina Neměla by zkreslovat signál Slouží k propojení mezi vodivou tekutinou v tkáních a vstupním zesilovačem EEG přístroje

Zapojení elektrod na skalpu tzv. 10/20 Montreálská konvence Autor: doktor H.Jasper - 1957 většinou jsou snímány 19 až 64 elektrodami -> 19 až 64 kanálový EEG

Označení a umístění elektrod P - parietální lalok F - frontální lalok T - temporální lalok O - okcipitální lalok

Frekvenční pásma alfa - 8 - 13 Hz, amp. 30 - 50 mV beta - nad 13 Hz, amp. do 20 mV theta - 4 - 8 Hz , amp. 5 - 100 mV delta - pod 4 Hz, amp. 75 - 210 mV

Frekvenční pásma delta pásmo - do 1. roku dítěte je v EEG patrná málo pravidelná delta aktivita o frekvenci 1-3Hz obvykle vysoké amplitudy. - bezesný spánek - bezvědomí po úrazu - hluboká regenerace životních funkcí - pomalejší látková přeměna

Frekvenční pásma theta pásmo - výskyt v centrální,temporální (spánkové) a parietální ( temenní) oblasti - výrazný útlum všech funkcí - ospalost - usínání - hluboké uvolnění - poruchy pozornosti - př. dítě sedí ve třídě, ale myšlenkami je úplně někde jinde

Frekvenční pásma alfa pásmo - mysl nereaguje na podněty z vnějšího prostředí - stav odpočinku těla při plné bdělosti - posiluje a regeneruje všechny životní funkce - mizí při otevření očí a zaměřené pozornosti - spouštějí se autosanační, funkce těla - zlepšení schopnosti učení

Frekvenční pásma beta pásmo - charakterizuje vědomé smyslové soustředění na naše okolí, připravenost reagovat, akceschopnost. - běžný stav bdění - setrvávání v beta nad 22Hz -> energetická zátěž organismu - 30 Hz -> úzkost,tréma,podráždění, těžká životní situace

Rozdělení na pásma v praxi předchozí rozdělení platí pokud jedna z aktivit převládá každému našemu stavu náleží jiná elektrická vlna při zavření oči narůstá alfa aktivita v oblasti vizuálního cortexu (zadní část hlavy) a ubývá beta aktivity stav očí(otevřené, zavřené) lze jednoduše zjistit zjistíme lehce i stav spánku v němž se nachází pohyb ruky jen z videozáznamu frekvence nad 30 Hz jsou nepřené, jsou ovlivněny různými faktory frekvenční charakteristika závisí i na věku pacienta

Elektrogeneza

Zdroje http://www.volny.cz/slavij/DokumentaceHTML/Dokumentace.htm http://www.pfizer.cz/showdoc.do?docid=45 http://mujweb.cz/Veda/biologie/CNS.htm