Діагностичний алгоритм оцінки електричної активності мозку людини у нормі і при деяких формах розладів свідомості - Автореферат

Проте на сьогоднішній день відсутні способи інтегральної кількісної оцінки ЕЕГ людини при аналізі електричної активності мозку, не досліджена за допомогою спектрально-когерентного аналізу просторово-тимчасова реорганізація електричної активності мозку людини, що укладаються в поняття “норма”, і при різних формах непродуктивних розладів свідомості, не знайдений взаємозвязок між ступенем порушення непродуктивних форм свідомості і ступенем порушення ЕЕГ, не вивчені реактивні перебудови ЕЕГ, її спектральні і когерентні характеристики в динаміці прогресуючої і регресуючої гострої церебральної недостатності. Автором особисто проаналізована література за обраною темою, проведений інформаційний пошук, виконані клініко-неврологічні та функціональні методи дослідження біоелектричної активності мозку методом топографічного картування, розроблено метод інтегрального кількісного аналізу ЕЕГ людини, застосовано метод нейросітьового моделювання для класифікації електроенцефалограми й оцінки функціонального стану мозку людини. Мета дослідження: удосконалення діагностики функціонального стану головного мозку на основі розробки діагностичного алгоритму оцінки електроенцефалограми, що укладається в поняття “норма”, і при непродуктивних формах розладів свідомості. Задачі дослідження: 1. дослідити просторово-тимчасову реорганізацію електричної активності мозку людини, що укладається в поняття “норма”, і при різних формах непродуктивних розладів свідомості за допомогою методу систематизації, класифікації та кодування електроенцефалограми людини; 2. дослідити просторово-тимчасову реорганізацію електричної активності мозку людини, що укладається в поняття “норма”, і при різних формах непродуктивних розладів свідомості за допомогою спектрального аналізу;При наростанні ступеня дезорганізації ЕЕГ або, іншими словами, при збільшенні відмінностей від 1-ої групи (“ідеальна норма”) до 4-ї групи знижується АП а-діапазону і ростуть показники АП d-активності Можливості програми “Brain mapping” дозволяють використовувати для створення коефіцієнтів два діапазони а-активності: всю смугу - 8-12 Гц (а-діапазон), лише частину її - 9-11 Гц (1-діапазон) і два діапазони-хвиль: 14-25 Гц (1-діапазон) і більше 25 Гц (2-діапазон), що знайшло відображення в розроблених коефіцієнтах. При аналізі ЕЕГ було встановлено, що в стані оглушення у хворих зустрічаються переважно ЕЕГ-патерни III типу (десинхронного), у стані сопору і коми I у хворих зустрічаються переважно ЕЕГ-патерни IV типу (дезорганізований з перевагою альфа-активності), у стані коми II і коми III у хворих зустрічаються переважно ЕЕГ-патерни V типу (дезорганізований з перевагою повільної активності). При розгляді змін МК у 1 групі ЕЕГ, що належать до так званої “ідеальної норми”, встановлено, що МК для альфа-діапазону була вищою, ніж для дельта-діапазону на 17,16%, для тета-діапазону - вищою на 17,12%, для бета1-діапазону - вищою на 19,48%, для бета2-діапазону - вищою на 26,82%. При дослідженні зональних особливостей розподілу ВК по відведеннях, було встановлено, що ВК у відведенні Т3-С3, а також у відведенні Т4-С4 для альфа-діапазону була вищою, ніж для дельта-діапазону, для тета-діапазону, для бета1-діапазону і для бета2-діапазону.Розроблено діагностичний алгоритм оцінки ЕЕГ у нормі і при деяких формах розладів свідомості, що містить у собі інтегральний кількісний аналіз спектральної потужності і когерентності, нейросітьову модель класифікації ЕЕГ. З коефіцієнтів, що характеризують відношення суми патологічних ритмів до суми ритмів, характерних для норми, найбільш показовим є KFC3 ); з коефіцієнтів, що відображають взаємозвязок спектральної потужності “патологічних” і “нормальних” ритмів ЕЕГ, найбільш показовими є KFC9 ) і KFC10 ), які пропорційно збільшуються при зростанні дезорганізації ритму ЕЕГ. Значення міжпівкульової когерентності (МК) для-діапазону при наростанні глибини розладів свідомості прогресивно зменшуються при сопорі-комі 1 - на 18,9%, при комі 2 - на 24,1%, при комі 3 - на 34,7%; у стані оглушення МК для-діапазону має тенденцію до зниження, а для-діапазону - до підвищення; у комі 3 МК для-діапазону підвищується на 18,4%. Встановлено тенденцію превалювання міжпівкульової когерентності для-ритму над іншими діапазонами, яка особливо виражена в 1 групі ЕЕГ; у процесі поглиблення розладів свідомості і наростання дезорганізації ЕЕГ-патернів вона нівелюється у стані оглушення і сопору-коми 1.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Розроблено діагностичний алгоритм оцінки ЕЕГ у нормі і при деяких формах розладів свідомості, що містить у собі інтегральний кількісний аналіз спектральної потужності і когерентності, нейросітьову модель класифікації ЕЕГ.

2. Для інтегральної кількісної оцінки електричної активності мозку людини розроблені й обґрунтовані коефіцієнти KFC3 ), KFC5 ), KFC11 ), KFC7 ), KFC10 ).

За даними інтегрального кількісного аналізу, “ідеальна норма” ЕЕГ характеризується наступними параметрами: KFC3=0,74±0,05; KFC5=1,81±0,10; KFC11=0,68±0,04; KFC7=0,49±0,02; KFC10=0,33±0,03; (L-R)/L=-0,08±0,009; OCF=3,56±0,23.

3. З коефіцієнтів, що характеризують відношення суми патологічних ритмів до суми ритмів, характерних для норми, найбільш показовим є KFC3 ); з коефіцієнтів, що відображають взаємозвязок спектральної потужності “патологічних” і “нормальних” ритмів ЕЕГ, найбільш показовими є KFC9 ) і KFC10 ), які пропорційно збільшуються при зростанні дезорганізації ритму ЕЕГ.

4. Інтегральною кількісною оцінкою ЕЕГ, характерною для стану помірного і глибокого оглушення є KFC3) = 1,34±0,13; KFC5 ) = 1,68±0,22; KFC11) = 1,14±0,12; KFC7 ) = 0,7±0,06; KFC10 ) = 0,72±0,05; для стану сопору-коми 1 - KFC3 ) = 1,74±0,11; KFC5 ) = 1,72±0,28; KFC11 ) = 1,04±0,11; KFC7 ) = 0,93±0,10; KFC10 ) = 0,92±0,07; для стану коми 2 - KFC3 ) = 3,07±0,29; KFC5 ) = 1,55±0,28; KFC11 ) = 1,13±0,10; KFC7 ) = 1,63±0,13; KFC10 ) = 1,97±0,25; для стану коми 3 - KFC3 ) = 6,59±0,16; KFC5 ) = 1,37±0,04; KFC11 ) = 2,26±0,15; KFC7 ) = 2,71±0,12; KFC10 ) = 6,16±0,23.

5. Значення міжпівкульової когерентності (МК) для -діапазону при наростанні глибини розладів свідомості прогресивно зменшуються при сопорі-комі 1 - на 18,9%, при комі 2 - на 24,1%, при комі 3 - на 34,7%; у стані оглушення МК для -діапазону має тенденцію до зниження, а для -діапазону - до підвищення; у комі 3 МК для -діапазону підвищується на 18,4%.

6. Встановлено тенденцію превалювання міжпівкульової когерентності для -ритму над іншими діапазонами, яка особливо виражена в 1 групі ЕЕГ; у процесі поглиблення розладів свідомості і наростання дезорганізації ЕЕГ-патернів вона нівелюється у стані оглушення і сопору-коми 1. У хворих, що перебувають у стані коми 2 і коми 3, зявляється протилежна тенденція: превалювання міжпівкульової когерентності для -ритму над іншими діапазонами.

7. Основні закономірності змін внутрішньопівкульової когерентності простежуються у відведеннях Т3-С3 і Т4-С4, а також відведеннях С3-О1 і С4-О2.

8. Класифікація ЕЕГ за допомогою методу нейросітьового моделювання дозволяє надійно визначати ступінь порушення ЕЕГ-патерна за пятьма рівнями: норма, легкий, помірний, значний, грубий і дуже грубий ступінь порушень.

9. Запропонований автором діагностичний алгоритм оцінки електричної активності мозку людини в нормі і при деяких формах розладів свідомості впроваджений у клінічну практику ряду лікарень м. Донецька і викорустовується при проведенні практичних занять на кафедрах фізіології, нервових хвороб, анестезіології і реаніматології Донецького державного медичного університету.

1. Черний Т.В., Характеристика отдельных биопотенциалов головного мозга (особенности бета - ритма в пределах нормы и патологии) // Вопросы эксп. и клин. медицины: Сб. статей. - Донецк: ООО Лебедь, 1997. - С. 183 - 187.

2. Черняев М.В., Черний Т.В. Исследование функционального состояния ЦНС с помощью метода “Brain Mapping” // Вопросы эксп. и клин. медицины: Сб. статей. - Донецк: ООО Лебедь, 1997. - С.188 - 189. Автором проводилися функціональні дослідження біоелектричної активності мозку за допомогою компютерної програми “Brain Mapping”

3. Черний В.И., Черняев М.В., Черний Т.В. Изучение функционального состояния ЦНС с помощью метода топографического картирования мозга при критических состояниях // Архив клин. и эксп. медицины. - 1999.- Т.8, №1.- С.34-37. Автор брав безпосередню участь у неврологічному обстеженні хворих, висловив ідею створення інтегрального показника з диференціюванням бета-ритму.

4. Черний Т.В., Островой Е.Л. Количественный анализ электрической активности мозга человека // Вопросы эксп. и клин. медицины: Сб. статей. - Донецк: ДОНГМУ, ООО КИТИС, 2000. - Т.1, Вып. 4. - С 54 - 58. Автором розроблений і впроваджений метод інтегрального кількісного аналізу ЕЕГ за допомогою шістьох коефіціентів.

5. Островая Т.В. Исследование дезорганизованного типа ЭЭГ методом топографического картирования // Вопросы эксп. и клин. медицины: Сб. статей. .- Донецк: ДОНГМУ, ООО КИТИС, 2001.- Т. 1, Вып. 5. - С. 71-74.

6. Черний В.И., Городник Г.А., Гурьянов В.Г., Чепига Е.Л., Островая Т.В. Математическое моделирование исходов и лечения травмы головного мозга с использованием нейронных сетей / Сучасні проблеми біофізики / Під ред. В.М.Казакова та М.Ф.Шуби.- Донецьк: Либідь, 2001.- С.75-94. Автор приймав участь в розробці методики використання нейронних мереж при лікуванні травми головного мозку.

7. Островая Т.В. Исследование функции мозга методом спектрального анализа электроэнцефалограммы при нарушении сознания // Укр. журн. екстрем. медицини ім. Г.О.Можаєва.- 2001.- Т. 2, №4.- С. 32-36.

8. Островая Т.В. Методы математического анализа электрической активности мозга человека, укладывающейся в понятие “норма”// Архив клин. и эксп. медицины.- 2001.- Т. 10, №3. - С. 272 - 276.

9. Казаков В.Н., Черний В.И., Островая Т.В. Зміна міжпівкульової і внутришньопівкульової когерентності в нормі і при порушенні свідомості // Біль, знебол. та інтенс. терапія. - 2002. - №2. - С. 2-13. Автором проведений когерентний аналіз за допомогою методу топографічного картування “Brain Mapping”, уперше встановлені зональні особливості змін міжпівкульової і внутришньопівкульової когерентності.

10. Черний В.И., Черняев М.В., Черний Т.В. Оценка электроэнцефалограмм у больных, которые переносят критическое состояние // Матер. респ. науч-практ. конф., посв. 50-летию Хмельницкой областной клинической больницы. - Актуал. вопр. медицины.- Ч.1.- Хмельницкий. - 1998. - С.166-169.

11. Черний Т.В. Методы анализа и преобразования ЭЭГ // Матер. науч- практ. конф. - Актуал. проб. клин., эксп. и проф. медицины. - 1999.- С.111.

12. Островая Т.В. Сравнительная характеристика методов определения биоелектрической активности мозга на основе ЭЭГ и способов ее преобразования: Сб. тез. респ. конф. молодых ученых “Актуальные вопросы диагностики и лечения неотложных состояний”. - Донецк, 2000. - С. 87-89.

13. Островая Т.В. Исследование десинхронного типа ЭЭГ методом топографического картирования / Матер. II конф. Укр. общ. нейронаук // Архив клин. и эксп. медицины.-2001.- Т.10, № 2.- С.199.