Bookshelf

Klinisk betydning

EEG-bølgeformer kan karakteriseres på baggrund af deres placering, amplitude, frekvens, morfologi, kontinuitet (rytmisk, intermitterende eller kontinuerlig), synkronitet, symmetri og reaktivitet. Den hyppigst anvendte metode til at klassificere EEG-bølgeformer er imidlertid efter frekvensen, så meget, at EEG-bølger navngives på grundlag af deres frekvensområde ved hjælp af græske tal. De mest undersøgte bølgeformer omfatter delta (0,5 til 4 Hz); theta (4 til 7 Hz); alfa (8 til 12 Hz); sigma (12 til 16 Hz) og beta (13 til 30 Hz). Derudover er der andre bølgeformer som f.eks. infra-langsomme svingninger (ISO) (mindre end 0,5 Hz) og højfrekvente svingninger (HFO) (over 30 Hz), som ligger uden for den konventionelle båndbredde for klinisk EEG, men som for nylig har fået klinisk betydning med indførelsen af digital signalbehandling.

Frekvens:

Den konventionelle båndbredde for klinisk EEG fokuserer på analyse af bølgeformer i intervallet 0,5 Hz til 70 Hz. Denne analyse sker ved hjælp af båndpasfiltrering af EEG-optagelserne. En bredere EEG-båndbredde er imidlertid blevet undersøgt af kliniske neurofysiologer og forskere og har vist sig at være klinisk signifikant under visse forhold. Eliminering af de lavere (infra-slow) eller højere (ultrahurtige) bånd i EEG-frekvensspektret i rutine-EEG medfører tab af flere vigtige fysiologiske og patologiske betydningsfulde træk ved hjerneaktivitet. Et EEG med fuld båndbredde (FbEEG) ser på de fulde, fysiologisk og klinisk relevante bølgeformer uden nogen form for afvejning, der favoriserer et frekvensbånd på bekostning af et andet. Optagelse af EEG-data ved ekstremt høje frekvenser sker imidlertid ikke rutinemæssigt i klinisk praksis, fordi det kræver særligt udstyr, der kan opsamle data ved højere samplingfrekvenser, hvilket igen øger den plads, der er nødvendig for at lagre disse oplysninger. På grundlag af FbEEG-optagelsen kan EEG-bølgeformerne karakteriseres ved forskellige typer:-

1. Infra-slow oscillationer (ISO) (mindre end 0,5 Hz): ISO’er er den dominerende frekvens hos for tidligt fødte nyfødte er så lav som 0,01 til 0,1 Hz og betegnes som spontane aktivitetstransienter (SAT). SAT’er repræsenterer endogent drevet spontan aktivitet, som er afgørende for udformningen af neuronal konnektivitet på et tidligt umodent stadium, hvor sensorisk input kun spiller en lille eller slet ingen rolle. Derudover er ISO’er ved et bredt frekvensområde (0,02 til 0,2 Hz) også til stede under non-REM-søvn, fase-synkroniseret med højere frekvens EEG-aktiviteter.

De fleste undersøgelser af lavfrekvente EEG har fokuseret på forskellige former for kognitive opgaver og tilstande såsom kontingent stimulering (contingent negativ variation, CNV); motoriske bevægelser (Bereitschafts potentiale) og orienteringsparadigmet. Varigheden af disse langsomme hovedbundsregistrerede potentialer er op til flere sekunder og har ofte en amplitude i størrelsesordenen kun nogle få mikrovolt, hvilket kræver FbEEG samt elektroder og hudelektrodekontakter med ægte jævnstrømsegenskaber til nøjagtig registrering.

Endelig har invasiv/non-invasiv EEG-overvågning i dyremodeller og hos mennesker fastslået, at anfald er forbundet med meget langsomme EEG-svar sammen med variable lavfrekvente fluktuationer ved anfaldsfeltet. For ganske nylig har ikke-invasive iktale DC-optagelser vist, at fokalt indsættende anfald korrelerer med lange DC-skift med relativt høj amplitude.

2. Delta (0,5 til 4 Hz): Delta rytme ses fysiologisk set i dyb søvn og er fremtrædende i de frontocentrale hovedregioner. Patologisk delta-rytme forekommer i vågen tilstand i tilfælde af generaliseret encephalopati og fokal cerebral dysfunktion. Frontal intermittent rytmisk deltaaktivitet (FIRDA) forekommer hos voksne, mens occipital intermittent rytmisk deltaaktivitet (OIRDA) forekommer hos børn. Temporal intermittent rytmisk deltaaktivitet (TIRDA) ses hyppigt hos personer, der har epilepsi i tindingelappen.

3. Theta (4 til 7 Hz): Dette er den rytme, som fremkaldes af døsighed samt tidlige søvnstadier som N1 og N2. Den er mest fremtrædende i de fronto-centrale hovedregioner og vandrer langsomt bagud og erstatter alfa-rytmen som følge af tidlig døsighed. Forhøjede følelsesmæssige tilstande kan også forstærke den frontale theta-rytme hos børn og unge voksne. Fokal theta-aktivitet under vågne tilstande tyder på fokal cerebral dysfunktion.

4. Alpha (8 til 12 Hz): Den bagvedliggende dominerende alfa-rytme er karakteristisk til stede i normale vågne EEG-optagelser i den occipitale hovedregion. Den er det definerende træk ved den normale baggrundsrytme i en voksen EEG-optagelse. Den posteriore rytme når alfaområdet på 8 Hz i en alder af 3 år og aftager ikke engang indtil det niende årti hos raske personer. Der ses hurtige varianter af baggrundsalfarytmen i den normale befolkning. En afmatning af baggrundsalfarytmen anses for at være et tegn på generaliseret cerebral dysfunktion. Amplituden af alfa-rytmen varierer hos forskellige personer og på forskellige tidspunkter hos samme person. Reaktiviteten af alfarytmen er karakteristisk og bidrager til genkendelsen af den. Den ses bedst med lukkede øjne og under mental afslapning og er karakteristisk svækket ved øjenåbning og mental anstrengelse. Ved diffus encephalopati kan patienterne udvise generaliseret alfaaktivitet, som ikke reagerer på indre eller ydre stimuli og går under betegnelsen “alfakoma.”

Mu-rytme er en anden type alfa-rytme, som forekommer i de centrale hovedregioner, og de har en bueagtig morfologi. Denne rytme forsvinder karakteristisk nok ved motorisk aktivitet af de kontralaterale lemmer eller ved at tænke på at igangsætte motorisk aktivitet. Den er dog relativt uændret ved øjenåbning. De ses hyppigt hos unge voksne og er ikke så almindelige hos børn og ældre. Afdæmpende faktorer omfatter træthed, somatosensorisk stimulering og mental aritmetik. De er ret asymmetriske og asynkrone på de to sider.

5. Sigma-bølger: Denne aktivitet ses fysiologisk i N2-søvn og kaldes søvnspindler eller sigma-bølger. De kan være langsomme (12 til 14 Hz) eller hurtige (14 til 16 Hz) og ses mest fremtrædende i de fronto-centrale hovedregioner. Patologisk spindelrytme kan ses ved generaliseret encephalopati og er kendt som “spindelkoma.”

6. Beta (13 til 30Hz): Beta-rytmen er den hyppigst forekommende rytme hos normale voksne og børn. Den er mest fremtrædende i de frontale og centrale hovedregioner og aftager, efterhånden som den går bagud. Amplituden af betaaktiviteten er normalt 10 til 20 mikrovolt, som sjældent stiger over 30 mikrovolt. Den stiger ofte i amplitude under døsighed, N1-søvn og aftager efterfølgende i N2 & N3-søvn. De fleste beroligende lægemidler såsom barbiturater, kloralhydrat og benzodiazepiner øger amplituden og mængden af betaaktivitet hos enkeltpersoner. Fokal, regional eller hemisfærisk dæmpning af beta kan forekomme ved en kortikal skade, misdannelser, subdurale, epidurale eller subgaleale væskeansamlinger.

7. Højfrekvente svingninger (HFO’er) (større end 30 Hz): Disse klassificeres yderligere som gamma (30 til 80Hz); ripples (80 til 200Hz) & hurtige ripples (200 t o500Hz). Gamma rytme er blevet henført til sanseopfattelse, der integrerer forskellige områder. Der har været omfattende forskning på verdensplan om HFO’er, især i forbindelse med epilepsi. Epileptiske foci er kendt for at generere episoder med meget højfrekvent aktivitet. Intrakranielle dybdeoptagelser fra den epileptiske hippocampus (dyre- og menneskemodeller) har rapporteret om ultrahurtige frekvensbølger (hurtige krusninger), som sandsynligvis korrelerer med hjernevævets lokale epileptogenicitet. På den anden side har subdurale optagelser i forbindelse med præoperativ evaluering af epilepsi vist, at aktivitetsudbrud i et relativt lavere frekvensområde (60-100 Hz) ligeledes kan indikere placeringen af et epileptisk fokus. Der er beviser for interiktal HFO’er som mulige biomarkører for humant epileptogent hjernevæv.

Ultrahurtig EEG-aktivitet korrelerer med kognitive tilstande og hændelsesrelaterede potentialer. Betydningen af gamma-rytmer i en lang række kognitive funktioner er blevet veletableret. Brain stem evoked potentials (BERA) er en veletableret og rutinemæssigt målt kategori af ultrahurtige EEG-signaler. Der er rapporteret om HFO’er (over 200 Hz) i forbindelse med somatosensorisk stimulering eller motoriske bevægelser, og deres følsomhed over for vågenhedstilstande, motorisk interferens eller farmakologiske manipulationer som f.eks. anæstetika eller beroligende midler giver nye muligheder for hjerneovervågning og -diagnostik. De kan bidrage til tidlig påvisning af demyelinisering og andre forstyrrelser af den kortikale integritet.

Morfologi:

EEG Transienter er isolerede bølgeformer eller komplekser, der kan skelnes fra baggrundsaktivitet. Der findes flere EEG-transienter hos normale personer, som er godartede og skal adskilles fra patologiske transienter. Identifikation af disse bølgeformer som ikke-epileptiske kræver træning og erfaring. Fejltolkning af ikke-epileptiforme transienter vil føre til overdiagnosticering af epilepsi, unødvendig langvarig behandling med antiepileptika og andre medico-juridiske konsekvenser.

Identifikation af ikke-epileptiforme transienter

Nonepileptiforme transienter er bølgeformer, der har et epileptiformt udseende, men som ikke har nogen sammenhæng med epileptiske anfald. De kan være skarpt konturerede og kan forekomme som isolerede arytmiske udbrud. Forskere har observeret, at de fleste af de almindelige ikke-epileptiske transienter forekommer under døsighed og let søvn. Vi vil beskrive nogle af disse almindeligt observerede ikke-epileptiforme transienter.

1. Lambda-bølger: Lambda-bølger er positive skarpe transienter, der forekommer i den occipitale hovedregion i vågne tilstande og forekommer mest fremtrædende under visuel udforskning og forsvinder normalt ved lukning af øjnene.

2. Positive Occipital Sharp Transients of Sleep (POSTS): POSTS er positive skarpe transienter, der ligner lambda-bølger, og er til stede hos omkring 50 til 80 % af raske personer under NREM-søvn. De observeres hyppigst hos unge og unge voksne og er højest under den indledende fase af døsighed i modsætning til dybere stadier af NREM-søvn.

3. 6 Hz spike og bølge (fantomspike og -bølge): Det er spikes med lav amplitude, der er dårligt opfattelige, og som forekommer inden for et gentagende spike- og langsomt bølgekompleks. De er karakteristisk 5 til 6 Hz med amplituder på under 40 mikrovolt og varighed af spike kortere end 30 millisekunder. De kan have enten en frontal eller occipital prædominans og ses almindeligvis hos unge og unge voksne.

4. 14 & 6Hz positive spikes (ctenoider): Disse er unilaterale, bi-synkrone eller asynkrone, regelmæssige gentagelser med bueformet morfologi, der er centreret i den bageste temporale region og forekommer med bred fordeling. De ses hyppigt under døsighed og let søvn.

5. Vertex Sharp Transients (VST’er): VST’er optræder som mono- eller difasiske og ofte trefasiske bølger og overfladenegative skarpe bølger med faseomvending ved eller nær vertex og forekommer ved døsighed og NREM-søvn. De har typisk en varighed på 100 millisekunder.

6. K-kompleks: Disse er polyfasiske bølger, som er længere end 0,5 sek. i varighed, mindre skarpt kontureret og ofte efterfulgt af søvnspindler.

7. Benign Epileptiform Transients of Sleep (BETS) eller Small Sharp Spikes (SSS) eller Benign Sporadic Sleep Spike (BSSS): Disse er monofasiske eller difasiske transienter med lav amplitude og skarpe konturer, der hyppigst forekommer i N1- og N2-søvn. De forekommer oftest hos voksne mellem 30 og 60 år. De har amplituder på under 90 mikrovolt og en varighed på mere end 90 millisekunder. Den ses hyppigst i den mid-temporale region med et bredt felt, der strækker sig ind i den tilstødende frontale region.

8. Wicket Waves (Wicket Rhythm): Disse er almindeligt forekommende EEG-transienter, der er monofasiske, skarpt konturerede med symmetrisk opadgående og nedadgående fase. De opstår typisk fra igangværende baggrundsaktivitet og forstyrrer ikke baggrunden. Den er til stede i afslappet vågenhed og fremmes af døsighed og er mest almindeligvis til stede i midten af voksenalderen eller hos ældre voksne

9. Rhythmic Mid-temporal Theta of Drowsiness (RMTD): Tidligere kendt som Psychomotor Variant: RMTD’er er tog af theta-aktivitet, der ses under søvn-vågn-overgangen og er centreret omkring den mid-temporale region og kan sprede sig til de anteriore og posteriore temporale såvel som posteriore parietale regioner. De har et monomorft mønster med en skarp eller indskåret kontur, som er meget karakteristisk.

10. Subkliniske rytmiske elektroencefalografiske udladninger hos voksne (SREDA): Dette er et EEG-mønster, som har en uklar klinisk betydning, men som ofte diagnosticeres som et epileptiformt mønster. Begyndelsen af denne rytme kan være pludselig eller udbredt og kan udvikle sig fra langsommere delta- til hurtigere theta-rytme. Den ses normalt under vågenhed eller let søvn og kan undertiden aktiveres ved hyperventilation. De kan være udbredte, men er normalt maksimale over de parietale og posteriore temporale regioner og er næsten altid bilateralt synkrone og symmetriske. De kan vare alt fra 10 sekunder til 5 minutter med et gennemsnit på 40 til 80 sekunder med enten pludselig eller gradvis opløsning.