Brief History and Background

Az első ismert neurofiziológiai felvételeket állatokon Richard Caton végezte 1875-ben. Az emberek elektromos aktivitásának rögzítésére további fél évszázadot kellett várni. Hans Berger német pszichiáter 1924-ben úttörő módon vezette be az EEG-t embereken. Az EEG az emberi agyból származó elektromos aktivitás rögzítésére szolgáló elektrofiziológiai technika. Kiváló időbeli érzékenysége miatt az EEG fő haszna a dinamikus agyi működés értékelésében rejlik. Az EEG különösen hasznos a rohamok, epilepszia és szokatlan rohamok gyanúja esetén. Bizonyos kivételektől eltekintve gyakorlatilag minden epilepsziás beteg jellegzetes EEG-változásokat mutat epilepsziás roham alatt (ictalis vagy roham alatti felvételek). A legtöbb epilepsziás beteg jellegzetes interiktális (vagy roham közötti) epileptiform kisüléseket (IED) is mutat, amelyeket spike (<70 μsec időtartamú), spike és hullám vagy éles hullámú (70-200 μsec időtartamú) kisüléseknek neveznek.

Az EEG-t számos más klinikai indikációban is alkalmazzák. Például az EEG használható az érzéstelenítés mélységének monitorozására sebészeti beavatkozások során; mivel nagy érzékenysége miatt az idegi működésben bekövetkező hirtelen változások kimutatására még akkor is alkalmas, amikor azok először jelentkeznek, ebben a környezetben igen hasznosnak bizonyult a lehetséges szövődmények, például az iszkémia vagy az infarktus monitorozásában. Az EEG hullámformák átlagolhatók is, ami kiváltott potenciálokat (EP-k) és eseményhez kapcsolódó potenciálokat (ERP-k) eredményez, olyan potenciálokat, amelyek egy adott ingerhez időben kapcsolódó, érdekes idegi aktivitást képviselnek. Az EP-ket és ERP-ket a klinikai gyakorlatban és a kutatásban a vizuális, auditív, szomatoszenzoros és magasabb kognitív működés elemzésére használják.

Az EEG-t feltehetően elsősorban az agykéregben lévő, az agy felszínére merőlegesen tájolt agykérgi piramis neuronok generálják. Az EEG-vel detektálható idegi aktivitás a szinkronban tüzelő, viszonylag nagy neuroncsoportok gerjesztő és gátló posztszinaptikus potenciáljainak összegzése. A hagyományos fejbőr- vagy agykérgi felszíni EEG nem képes regisztrálni a neuronális akciós potenciálokból eredő pillanatnyi helyi térpotenciál-változásokat. Az EEG alapjául szolgáló neurofiziológiai elvek további részleteit lásd az 1. függelékben.

Az EEG sajnálatos valósága, hogy az agyi aktivitást elnyomhatja a test vagy a környezet által generált egyéb elektromos aktivitás. Ahhoz, hogy a fejbőr felületén láthatóvá váljanak, a parányi, agyi eredetű EEG-feszültségeknek először több biológiai szűrőn kell áthaladniuk, amelyek egyrészt csökkentik a jel amplitúdóját, másrészt az EEG-aktivitást az eredeti forrásvektoránál szélesebb körben szórják szét. Az agyi feszültségeknek át kell haladniuk az agyon, a liquoron, az agyhártyán, a koponyán és a bőrön, mielőtt elérnék a felvevőhelyet, ahol detektálhatók. Ezenkívül más, biológiailag generált elektromos aktivitás (a fejbőr izmai, a szem, a nyelv és még a távoli szív is) hatalmas feszültségpotenciálokat hoz létre, amelyek gyakran elnyomják és elfedik az agyi aktivitást. A rögzítő elektródák átmeneti leválása (az úgynevezett “electrode pop” artifact) tovább ronthatja az EEG-t, vagy akár agyi ritmusokat és rohamokat is imitálhat. A lényeg az, hogy a biológiai és környezeti elektromos műtermékek gyakran zavarják az értelmezőt abban, hogy pontosan azonosítsa mind a normális ritmusokat, mind a kóros mintákat. Szerencsére az artefaktumok számos megkülönböztető jellemzővel rendelkeznek, amelyek jól képzett, gondos megfigyelők számára könnyen azonosíthatók. Az EEG-felvétel során gyakran előforduló műtermékek számos példáját lásd a 4. függelékben.

A tipikus EEG-kijelző a függőleges tartományban a feszültségeket, a vízszintes tartományban pedig az időt ábrázolja, közel valós idejű képet adva a folyamatban lévő agyi aktivitásról (1. ábra). A digitális rögzítéssel és áttekintéssel a tolmács az EEG-kijelző számos aspektusát megváltoztathatja a kényelem és az adatok érthetősége érdekében. Az értelmező képes beállítani a felvétel érzékenységét (más néven “erősítést”) mikrovolt/milliméterben kifejezve, hogy növelje vagy csökkentse a hullámformák megjelenítési magasságát. Meg lehet változtatni a megjelenített idő mennyiségét is, amelyet néha epochának neveznek, és amelyet régebben “papírsebességnek” neveztek. A rövidebb intervallumok néhány másodperc alatt megtekinthetők a számítógép képernyőjén, ami határozott előny a nagyon rövid EEG-események, például az epileptiform tüskék megtekintéséhez. Ezzel szemben az időskála kiterjeszthető az EEG hosszabb, több percen át tartó szakaszainak megjelenítésére, hogy lassan fejlődő ritmikus kisüléseket lehessen megtekinteni. Bizonyos beállítások esetén digitális szűrők is alkalmazhatók az artefaktumok csökkentésére, de nagy körültekintéssel kell használni, mivel ezek is kiszűrik az érdeklődésre számot tartó EEG-aktivitást, és erősen torzíthatják az EEG hullámformákat.

Az EEG a differenciális erősítés elvét használja, vagyis a különböző pontok közötti feszültségkülönbségek rögzítését egy elektródapár segítségével, amely egy aktív feltáró elektródahelyet egy másik szomszédos vagy távoli referenciaelektródával hasonlít össze. Csak az elektromos potenciálkülönbségek mérése révén jönnek létre érzékelhető EEG hullámformák. A konvenció szerint, ha az aktív feltáró elektróda (G1, az analóg erősítésből származó történelmi konvenció szerint “Grid 1”) negatívabb, mint a referenciaelektróda (G2), akkor az EEG-potenciál a vízszintes meridián fölé irányul (azaz felfelé irányuló hullám), míg ha ennek ellenkezője igaz, amikor a referenciaelektróda negatívabb, akkor az EEG-potenciál vektora a vízszintes meridián alá irányul (lefelé irányuló potenciál). Az egyéb polaritási lehetőségeket a 2. ábra mutatja be.

Az EEG-vel rokon technika a MEG, amely nem elektromos aktivitást rögzít, hanem szenzorokat használ az agy által generált mágneses mezők rögzítésére. A MEG az EEG-t kiegészítő információkat szolgáltat azáltal, hogy kimutatja a mágneses agyi dipólusok aktivitását. Mivel a mágneses mezőket a fej biológiai szűrői kevésbé rontják, mint az elektromos aktivitást, a MEG-dipolok az EEG-nél pontosabb helymeghatározást adhatnak az agyi epileptiform generátorokról. A MEG részletes áttekintése meghaladja ennek az áttekintésnek a kereteit. Az érdeklődő olvasó figyelmébe ajánljuk a témában a közelmúltban megjelent kiváló szakirodalmat (1-3). A MEG példáját lásd a 3. ábrán.