Significato clinico

Le forme d’onda EEG possono essere caratterizzate in base alla loro posizione, ampiezza, frequenza, morfologia, continuità (ritmica, intermittente o continua), sincronia, simmetria e reattività. Tuttavia, il metodo più frequentemente usato per classificare le forme d’onda EEG è la frequenza, tanto che le onde EEG sono nominate in base alla loro gamma di frequenza utilizzando numeri greci. Le forme d’onda più comunemente studiate includono delta (da 0,5 a 4Hz); theta (da 4 a 7Hz); alfa (da 8 a 12Hz); sigma (da 12 a 16Hz) e beta (da 13 a 30Hz). Inoltre, ci sono altre forme d’onda come le oscillazioni infra lente (ISO) (meno di 0,5Hz) e le oscillazioni ad alta frequenza (HFO) (maggiori di 30Hz) che sono al di fuori della larghezza di banda convenzionale dell’EEG clinico ma hanno recentemente trovato importanza clinica con l’avvento dell’elaborazione digitale del segnale.

Frequenza:

La larghezza di banda convenzionale dell’EEG clinico si concentra sull’analisi delle forme d’onda che vanno da 0,5Hz a 70Hz. Questa analisi avviene attraverso l’uso del filtraggio passa-banda delle registrazioni EEG. Tuttavia, una larghezza di banda EEG più ampia è stata esaminata da neurofisiologi e ricercatori clinici ed è stata trovata per essere clinicamente significativa in certe condizioni. L’eliminazione delle bande più basse (infra-lente) o più alte (ultra-veloci) dello spettro di frequenza EEG nei risultati EEG di routine in perdita di diverse importanti caratteristiche fisiologiche e patologiche significative dell’attività cerebrale. Un EEG a larghezza di banda completa (FbEEG) guarda le forme d’onda complete, fisiologicamente e clinicamente rilevanti senza alcun compromesso che favorisca una banda di frequenza a scapito di un’altra. Tuttavia, la registrazione di dati EEG a frequenze estremamente elevate non viene fatta di routine nella pratica clinica perché richiede attrezzature speciali che possono acquisire dati a frequenze di campionamento più elevate che a sua volta aumenta lo spazio necessario per memorizzare queste informazioni. Sulla base della registrazione FbEEG, le forme d’onda EEG possono essere caratterizzate da vari tipi:-

1. Oscillazioni infra-lente (ISO) (meno di 0,5Hz): Le ISO sono la frequenza dominante nei neonati pretermine è bassa come 0,01 a 0,1 Hz e sono definiti come transitori di attività spontanea (SAT). SATs rappresentano endogenamente guidato, l’attività spontanea che è cruciale nel plasmare la connettività neuronale in una fase iniziale immatura in cui l’input sensoriale ha poco o nessun ruolo a tutti. Inoltre, ISOs ad una vasta gamma di frequenze (0.02 a 0.2 Hz) sono presenti anche durante il sonno non-REM, fase sincronizzata con attività EEG di frequenza più elevata.

La maggior parte della ricerca su bassa frequenza EEG si è concentrata su vari tipi di compiti cognitivi e stati come la stimolazione contingente (contingente variazione negativa, CNV); movimenti motori (potenziale Bereitschafts) e il paradigma di orientamento. Durata di questi potenziali lenti registrati sul cuoio capelluto sono fino a diversi secondi, e spesso un’ampiezza nell’ordine di solo pochi microvolt, quindi richiedono FbEEG così come elettrodi e pelle-elettrodecontacts con proprietà DC genuino per la loro registrazione accurata.

Infine, invasivo / non invasivo monitoraggio EEG in modelli animali e gli esseri umani hanno stabilito che le crisi hanno associazioni con risposte EEG molto lento insieme a fluttuazioni a bassa frequenza variabile al fuoco sequestro. Molto recentemente, le registrazioni DC ictali non invasive hanno dimostrato che le crisi ad esordio focale sono correlate a spostamenti DC lunghi e di ampiezza relativamente elevata.

2. Delta (da 0,5 a 4Hz): Il ritmo delta è fisiologicamente visto nel sonno profondo ed è prominente nelle regioni frontocentrali della testa. Il ritmo delta patologico si presenta negli stati di veglia in caso di encefalopatia generalizzata e disfunzione cerebrale focale. L’attività delta ritmica intermittente frontale (FIRDA) si presenta negli adulti, mentre l’attività delta ritmica intermittente occipitale (OIRDA) si presenta nei bambini. L’attività delta ritmica intermittente temporale (TIRDA) si vede frequentemente in individui che hanno un’epilessia del lobo temporale.

3. Theta (da 4 a 7Hz): Questo è il ritmo che è portato dalla sonnolenza e dalle prime fasi del sonno come N1 e N2. È più prominente nelle regioni fronto-centrali della testa e migra lentamente all’indietro sostituendo il ritmo alfa a causa della sonnolenza iniziale. Gli stati emotivi accentuati possono anche aumentare il ritmo theta frontale nei bambini e nei giovani adulti. L’attività theta focale durante gli stati di veglia è suggestiva di una disfunzione cerebrale focale.

4. Alfa (da 8 a 12Hz): Il ritmo alfa dominante posteriore è caratteristicamente presente nelle registrazioni EEG normali da svegli nella regione occipitale della testa. È la caratteristica che definisce il normale ritmo di fondo della registrazione EEG dell’adulto. Il ritmo posteriore raggiunge la gamma alfa di 8Hz all’età di 3 anni e non diminuisce fino alla nona decade di vita negli individui sani. Varianti veloci del ritmo alfa di fondo si vedono nella popolazione normale. Il rallentamento del ritmo alfa di fondo è considerato un segno di disfunzione cerebrale generalizzata. L’ampiezza del ritmo alfa varia in diversi individui così come in diversi momenti nello stesso individuo. La reattività del ritmo alfa è caratteristica e aiuta nel suo riconoscimento. Si vede meglio ad occhi chiusi e durante il rilassamento mentale ed è caratteristicamente attenuato dall’apertura degli occhi e dallo sforzo mentale. Nell’encefalopatia diffusa, i pazienti possono ritrarre un’attività alfa generalizzata che non è reattiva agli stimoli interni o esterni e va sotto il nome di “coma alfa”.

Il ritmo mu è un altro tipo di ritmo alfa che si presenta nelle regioni centrali della testa e ha una morfologia ad arco. Questo ritmo scompare caratteristicamente con l’attività motoria degli arti controlaterali o con il pensiero di iniziare un’attività motoria. Tuttavia, è relativamente invariato con l’apertura degli occhi. Si vedono frequentemente nei giovani adulti e non sono così comuni nei bambini e negli anziani. I fattori attenuanti includono la fatica, la stimolazione somatosensoriale e l’aritmetica mentale. Sono abbastanza asimmetriche e asincrone sui due lati.

5. Onde Sigma: Questa attività è vista fisiologicamente nel sonno N2 ed è chiamata fusi del sonno o onde sigma. Possono essere lente (da 12 a 14Hz) o veloci (da 14 a 16Hz) e si vedono soprattutto nelle regioni fronto-centrali della testa. Il ritmo fuso patologico può essere visto nell’encefalopatia generalizzata ed è conosciuto come “coma fuso”.

6. Beta (da 13 a 30Hz): Il ritmo beta è il ritmo più frequentemente visto negli adulti e nei bambini normali. È più prominente nelle regioni frontali e centrali della testa e si attenua man mano che procede posteriormente. L’ampiezza dell’attività beta è di solito da 10 a 20 microvolt, che raramente aumenta oltre i 30 microvolt. Spesso aumenta in ampiezza durante la sonnolenza, il sonno N1 e successivamente diminuisce nel sonno N2 & N3. La maggior parte dei farmaci sedativi come i barbiturici, il cloralio idrato e le benzodiazepine aumentano l’ampiezza e la quantità dell’attività beta negli individui. L’attenuazione focale, regionale o emisferica di beta può verificarsi con una lesione corticale, malformazioni, raccolte di liquido subdurale, epidurale o subgaleale.

7. Oscillazioni ad alta frequenza (HFO) (maggiori di 30Hz): Queste si classificano ulteriormente come gamma (da 30 a 80Hz); increspature (da 80 a 200Hz) &increspature veloci (200 t o500Hz). Il ritmo gamma è stato attribuito alla percezione sensoriale che integra diverse aree. C’è stata un’ampia ricerca in tutto il mondo sugli HFO, in particolare in relazione all’epilessia. I focolai epilettici sono noti per generare episodi di attività ad altissima frequenza. Registrazioni di profondità intracranica dall’ippocampo epilettico (modelli animali e umani) hanno riportato burst di frequenza ultrarapida (fast ripples), che probabilmente correlano con l’epilettogenicità locale del tessuto cerebrale. D’altra parte, le registrazioni subdurali durante la valutazione prechirurgica dell’epilessia hanno dimostrato che i burst di attività ad una gamma di frequenza relativamente più bassa (60-100 Hz) possono anche indicare la posizione di un focus epilettico. Ci sono prove per gli HFO interictali come possibili biomarcatori del tessuto cerebrale epilettogeno umano.

L’attività EEG ultraveloce è correlata a stati cognitivi e potenziali evento-correlati. L’importanza dei ritmi gamma in una grande varietà di funzioni cognitive è stata ben stabilita. I potenziali evocati del tronco cerebrale (BERA) sono una categoria ben stabilita e misurata di routine di segnali EEG ultraveloci. Ci sono rapporti di BERA (maggiore di 200 Hz) legati alla stimolazione somatosensoriale o movimenti motori e la loro sensibilità agli stati di vigilanza, interferenze motorie o manipolazioni farmacologiche, come anestetici o sedativi offrono nuove opzioni per il monitoraggio e la diagnostica del cervello. Possono aiutare nel rilevamento precoce della demielinizzazione e altri disturbi dell’integrità corticale.

Morfologia:

I transienti EEG sono forme d’onda isolate o complessi che sono distinguibili dall’attività di fondo. Diversi transienti EEG presenti in individui normali che sono benigni e devono essere differenziati dai transienti patologici. L’identificazione di queste forme d’onda come non epilettiche richiede formazione ed esperienza. Un’errata interpretazione dei transienti non epilettiformi porterà a una diagnosi eccessiva di epilessia, a trattamenti prolungati non necessari con farmaci antiepilettici e ad altre conseguenze medico-legali.

Identificazione dei transienti non epilettiformi

I transienti non epilettiformi sono forme d’onda che hanno un aspetto epilettiforme ma non hanno relazione con le crisi epilettiche. Possono essere fortemente contornati e possono verificarsi come esplosioni aritmiche isolate. I ricercatori hanno osservato che la maggior parte dei comuni transitori non epilettici si verificano durante la sonnolenza e il sonno leggero. Descriveremo alcuni di questi transienti non epilettiformi comunemente osservati.

1. Onde lambda: Onde Lambda sono positivi transienti taglienti che si verificano nella regione occipitale testa in stati di veglia e si verificano più prominente durante l’esplorazione visiva e di solito scompare alla chiusura degli occhi.

2. Positive Occipital Sharp Transients di sonno (POSTS): I POSTS sono transienti nitidi positivi che assomigliano alle onde lambda e sono presenti in circa il 50-80% degli individui sani durante il sonno NREM. Sono più frequentemente osservati negli adolescenti e nei giovani adulti e sono più alti durante la fase iniziale della sonnolenza rispetto alle fasi più profonde del sonno NREM.

3. 6 Hz Spike e onda (phantom spike e onda): Questi sono picchi di bassa ampiezza, poco distinguibili che si verificano all’interno di un complesso di spike e onde lente che si ripetono. Sono caratteristici da 5 a 6Hz con ampiezze inferiori a 40 microvolt e durata dello spike inferiore a 30 millisecondi. Possono avere una predominanza frontale o occipitale e visto comunemente in adolescenti e giovani adulti.

4. 14 & 6Hz Spikes positivi (Ctenoidi): Si tratta di ripetizioni unilaterali, bi-sincrone o asincrone, regolari con morfologia arciforme che sono centrate nella regione temporale posteriore e si verificano con ampia distribuzione. Si vedono frequentemente durante la sonnolenza e il sonno leggero.

5. Transienti acuti del vertice (VST): I VST appaiono come onde mono o difasiche e spesso trifasiche e un’onda tagliente negativa superficiale con inversione di fase al o vicino al vertice e si verifica nella sonnolenza e nel sonno NREM. Sono tipicamente 100 millisecondi di durata.

6. Complesso K: Queste sono onde polifasiche che sono più lunghe di 0,5 secondi di durata, meno nettamente contornate e sono spesso seguite da fusi di sonno.

7. Transienti epilettiformi benigni del sonno (BETS) o piccole punte acute (SSS) o Spike sporadici benigni del sonno (BSSS): Si tratta di transienti monofasici o difasici di bassa ampiezza e dai contorni netti che si verificano più frequentemente nel sonno N1 e N2. È più probabile che si verifichino negli adulti tra i 30 e i 60 anni. Ha ampiezze inferiori a 90 microvolt e durata superiore a 90 millisecondi. Si vede apparire più frequentemente nella regione medio-temporale con un ampio campo che si estende nella regione frontale adiacente.

8. Onde Wicket (Wicket Rhythm): Questi sono transienti EEG comunemente visti che sono monofasici, nettamente contornati con fase simmetrica in salita e in discesa. Sorgono tipicamente dall’attività di fondo in corso e non disturbano il fondo. È presente nella veglia rilassata e facilitata dalla sonnolenza e più comunemente presente nella mezza età adulta o negli adulti più anziani

9. Theta ritmico intertemporale della sonnolenza (RMTD): Precedentemente noto come variante psicomotoria: RMTD sono treni di attività theta che si vedono durante la transizione sonno-veglia e sono centrati intorno alla regione medio-temporale e possono diffondersi alle regioni temporali anteriori e posteriori così come alle regioni parietali posteriori. Hanno un modello monomorfo con un contorno acuto o dentellato che è molto caratteristico.

10. Scariche Elettroencefalografiche Ritmiche Subcliniche degli Adulti (SREDA): Questo è un modello EEG che ha un significato clinico poco chiaro, ma è frequentemente diagnosticato come un modello epilettiforme. L’inizio di questo ritmo può essere improvviso o diffuso e può evolvere da un ritmo delta più lento a un ritmo theta più veloce. Si osserva di solito durante la veglia o il sonno leggero e a volte può essere attivato dall’iperventilazione. Possono essere diffuse, ma di solito sono massime nelle regioni parietali e temporali posteriori e sono quasi sempre bilateralmente sincrone e simmetriche. Possono durare da 10 secondi a 5 minuti con una media di 40-80 secondi con una risoluzione brusca o graduale.