دکتر محمدتقی فرزادفرد
نوروفیزیولوژی و الکتروآنسفالوگرافی (EEG)
در سال ۱۹۲۹، هانس برگر، روانپزشک آلمانی، اولین الکتروآنسفالوگرام (EEG) انسانی را ثبت کرد.[cite: 414] در دهه ۱۹۴۰، گیبس و همکارانش دشارژ امواج اسپایک-آهسته (spike-wave discharge) با فرکانس ۳ هرتز را در صرع «پتیمال» (که اکنون صرع «ابسنس» نامیده میشود) نشان دادند.[cite: 415] نوار مغزی برای تشخیص، طبقهبندی و مدیریت افراد مبتلا به تشنج و سایر اختلالات عصبی بسیار حیاتی است.[cite: 416] در حال حاضر، بیشتر گزارشهای EEG بر اساس تفسیر بصری توسط متخصصان متبحر نوروفیزیولوژی بالینی انجام میشود.[cite: 417] سیستمهای گزارشدهی EEG مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) در حال توسعه هستند و انتظار میرود تأثیر قابلتوجهی بر تفسیر این نوارها داشته باشند.[cite: 418]
اصول پایه
فعالیت الکتریکی ثبتشده توسط الکترودهای پوست سر، بازتابی از برآیند پتانسیلهای پسسیناپسی تحریکی و مهاری در دندریتهای آپیکال نورونهای هرمی در لایههای سطحی قشر مغز است.[cite: 420] بخش عمده این سیگنال توسط نورونهایی با جهتگیری عمودی تولید میشود.[cite: 421] سیگنال EEG به عنوان اختلاف پتانسیل بین دو الکترود اندازهگیری میشود.[cite: 422] این سیگنال توسط ساختارهای بین قشر مغز و الکترود ثبتکننده، از جمله مایع مغزی-نخاعی (CSF)، سختشامه، استخوان، عضله، عروق خونی و پوست، تضعیف، فیلتر و احتمالاً مختل میشود.[cite: 423] برای تولید پتانسیل کافی جهت ثبت تغییرات از روی پوست سر، باید ۶ تا ۱۰ سانتیمتر مربع از قشر مغز به طور همگام (سینکرون) فعال گردد.[cite: 424]
این سیگنال الکتریکی باید تا ۱۰۰,۰۰۰ برابر تقویت شود و ثبت آن مستعد آرتیفکتهای فیزیولوژیک (مانند نوار قلب (ECG)، پلک زدن، جویدن یا سایر فعالیتهای عضلانی) و آرتیفکتهای غیرفیزیولوژیک (تداخل الکتریکی) است.[cite: 425] نوار مغزی پوست سر دارای وضوح زمانی (Temporal resolution) بالایی است، اما وضوح مکانی (Spatial resolution) پایینی دارد، زیرا بخشهای قابلتوجهی از قشر مغز، بهویژه در نواحی قاعدهای و داخلی (مزیال) نیمکرهها، توسط چیدمانهای استاندارد الکترودها پوشش داده نمیشوند.[cite: 426]
یک ثبت روتین استاندارد EEG حدود یک ساعت طول میکشد.[cite: 427] الکترودها با استفاده از سیستم بینالمللی ۲۰-۱۰ قرار داده میشوند که فواصل الکترودها را بر اساس ۱۰٪ یا ۲۰٪ از فاصله بین نقاط عطف استاندارد جمجمه تعیین میکند. بسته به سوالات بالینی خاص، ممکن است الکترودهای اضافی نیز قرار داده شوند؛ مانند الکترودهای سطحی الکترومیوگرافی (EMG) که امکان بررسی همبستگی فعالیت عضلانی با فعالیت EEG را فراهم میکنند.[cite: 428] از الکترودهای ECG و کمربندهای تنفسی برای بررسی عملکرد اتونوم و تشخیص آریتمیهای قلبی استفاده میشود که در تشخیص افتراقی افراد مبتلا به حملات از دست دادن هوشیاری (Blackouts) نقش کلیدی دارد.[cite: 429] نوار مغز را میتوان با مونتاژهای مختلفی نمایش داد، از جمله مونتاژ دوقطبی (Bipolar) که اختلاف ولتاژ بین دو الکترود مجاور را نشان میدهد و مونتاژ مرجع (Referential) که ولتاژ بین یک الکترود فعال خاص و یک مرجع تعیینشده را به تصویر میکشد.[cite: 468]
فرکانس EEG
نوار مغزی استاندارد پوست سر، فعالیتهای بین ۱ تا ۳۰ هرتز را ثبت میکند:[cite: 494]
| ریتم | فرکانس (هرتز) | ویژگیها |
|---|---|---|
| دلتا | ۱ تا ۴ | مشخصه خواب عمیق |
| تتا | ۴ تا ۷ | کودکان، بزرگسالان، خوابآلودگی، مراحل اولیه خواب |
| آلفا | ۸ تا ۱۲ | بزرگسالان در حال استراحت، غالب در نواحی خلفی، واکنشپذیر به بستن چشم |
| بتا | ۱۳ تا ۳۰ | بزرگسالان، فرونتوکانترال (پیشانی-مرکزی)، تمرکز و فعالیت ذهنی |
فرکانسهای سریعتر که به عنوان نوسانات با فرکانس بالا (HFOs) شناخته میشوند (گاما ۳۰-۸۰ هرتز، امواج موجک یا ripples بین ۸۰-۲۵۰ هرتز، و موجکهای سریع ۲۵۰-۵۰۰ هرتز) را میتوان با EEG داخل جمجمهای ثبت کرد که توسط پوست سر و جمجمه تضعیف نمیشوند.[cite: 495] این نوسانات ممکن است یک نشانگر زیستی برای بافتهای صرعزا باشند، هرچند HFOهای فیزیولوژیک نیز در افراد بدون صرع مشاهده شدهاند.[cite: 500] استفاده از EEG پوست سر با تراکم بالا، در صورت ترکیب با تحلیلهای محاسباتی، میتواند اطلاعات بیشتری درباره مکانیابی منشأ فعالیت در صرع کانونی ارائه دهد.[cite: 501]
تکنیکهای فعالسازی در نوار مغز
تهویه بیش از حد (Hyperventilation) و تحریک نوری (Photic stimulation) میزان کشف یافتههای غیرطبیعی را افزایش داده و در پروتکلهای استاندارد EEG روتین گنجانده میشوند.[cite: 503] این فرآیندها عموماً بیخطر هستند، اما باید موارد منع مصرف خاص را در نظر گرفت.[cite: 504] این تکنیکها با خطر اندکی برای تحریک تشنج همراه هستند.[cite: 505] دستورالعملهای NICE توصیه میکنند در صورت عدم وجود منع بالینی، تهویه بیش از حد حداقل به مدت ۳ دقیقه انجام شود.[cite: 506] از آنجا که این کار ممکن است در درصد کمی از بیماران موجب تشنج شود، اخذ رضایت آگاهانه پیش از انجام آن ضروری است.[cite: 507]
در تحریک نوری متناوب، دستههایی از فلاشهای نوری به فرد ارائه میشود.[cite: 511] پاسخ فتوباروکسیزمال زمانی رخ میدهد که این تحریک، دشارژهای صرعفرم دوطرفه همزمانی ایجاد کند که پس از قطع محرک نیز ادامه یابند.[cite: 512] فرکانسهای بین ۱۰ تا ۲۰ هرتز بیشترین اثر تحریکی را دارند.[cite: 513]
کاربرد بالینی و انواع ثبت EEG
ثبتهای کوتاهتر معمولاً ناهنجاریهای بینتشنجی (Interictal) را ثبت میکنند، در حالی که ثبتهای طولانیتر (ترجیحاً همراه با ویدیو) برای کسب اطلاعات تشخیصی هنگام وقوع حملات مناسبترند.[cite: 518]
EEG روتین
بیست دقیقه ثبت امواج، به همراه ویدیو، تهویه بیش از حد و تحریک نوری. شرایط ثبت بهینه است اما نمونهگیری زمانی آن کوتاه است.
EEG خواب
ثبت یک ساعته در طول تلاش بیمار برای خوابیدن به همراه ویدیو. مناسب برای شناسایی دشارژهایی که تنها در حالت خواب فعال میشوند.
آمبولاتوری (Ambulatory)
ثبت ۲۴ تا ۷۲ ساعته اما بدون قابلیت ثبت ویدیو. امکان پایش فعالیت مغز در زندگی روزمره را فراهم میکند اما مستعد آرتیفکتهای حرکتی است.
ویدیو تلهمتری
ثبت طولانیمدت (تا ۲ هفته) با ویدیوی همزمان در محیط بستری. استاندارد طلایی برای بررسی صرعهای مقاوم به درمان و ارزیابیهای پیش از جراحی.
ناهنجاریهای اینترایکتال (بینتشنجی)
واریانتهای طبیعی
نوار مغزی افراد سالم میتواند شامل امواج تیز یا ریتمیک شبیه به فعالیتهای صرعفرم باشد (مخصوصاً در خواب).[cite: 524] این موارد شامل امواج زودگذر خوشخیم صرعفرم در خواب، امواج لامبدا، ریتم مو (Mu)، امواج ویکت (Wicket spikes)، پرتابههای مثبت ۱۴ و ۶ هرتز، تتای ریتمیک میدتمپورال و SREDA است.[cite: 525] آگاهی از این واریانتها برای جلوگیری از تفسیر بیش از حد (Overinterpretation) و تشخیص اشتباه ضروری است.[cite: 526]
ناهنجاریهای غیرصرعفرم
کند شدن ریتمهای پسزمینه نشاندهنده اختلال عملکرد قشر مغز با اتیولوژی نامشخص است که میتواند ناشی از تومورها، سکته مغزی، آنسفالیت، تروما یا هماتوم باشد.[cite: 528] این موارد با تشنج ارتباط مستقیم ندارند اما در بیماران صرعی نیز دیده میشوند.[cite: 530] کندیهای کانونی اینترایکتال نیازمند تصویربرداری مغزی هستند.[cite: 531] امواج سهفازی (Triphasic) معمولاً در آنسفالوپاتیهای متابولیک دیده میشوند.[cite: 532]
فعالیت صرعفرم
این الگوها اختصاصیت بالایی برای بیماری صرع دارند:[cite: 533]
- امواج اسپایک (Spikes): امواجی با طول مدت کمتر از ۷۰ میلیثانیه.[cite: 534]
- امواج تیز (Sharp waves): امواجی با طول مدت بین ۷۰ تا ۲۰۰ میلیثانیه.[cite: 534]
- پلیاسپایکها: ترکیب متوالی از چند اسپایک که نشاندهنده تحریکپذیری شدید قشر مغز هستند.[cite: 533]
ناهنجاریهای ایکتال (حین تشنج)
الگوهای ایکتال با شروع ناگهانی فعالیت صرعفرم که در فرکانس، دامنه و یا توزیع مکانی تکامل (Evolution) مییابند و به طور ناگهانی پایان میپذیرند، مشخص میشوند.[cite: 544] برخی تشنجها الگوهای مشخصی دارند؛ مانند امواج اسپایک-ویو ۳ هرتز در صرع ابسنس، ریتم تتای تمپورال ۵-۷ هرتز در صرعهای مزیال تمپورال و دشارژهای با فرکانس بالا در تشنجهای تونیک و نئوکورتیکال.[cite: 545] تغییرات ایکتال ممکن است توسط آرتیفکتهای حرکتی یا عضلانی پنهان شوند.[cite: 546] نوار مغزی پوست سر معمولاً در تشنجهای کانونی با حفظ هوشیاری (اورا) تغییری نشان نمیدهد، زیرا نورونهای درگیر برای ثبت توسط پوست سر بسیار کم و محدود هستند.[cite: 547]
نقش EEG در تشخیص و درمان
تشخیص صرع در اصل بالینی است؛ نوار مغزی نرخ منفی کاذب بالایی دارد و نباید برای «رد کردن» صرع استفاده شود.[cite: 558] وجود تخلیههای صرعفرم بینتشنجی در زمینه بالینی مناسب میتواند تشخیص صرع را تایید کند.[cite: 570] نوار مغز در موارد زیر بسیار کاربردی است:[cite: 561]
- تشخیص افتراقی رویدادهای عصبی حملهای (که در آن ویدیو تلهمتری به عنوان استاندارد طلایی شناخته میشود).[cite: 562]
- طبقهبندی صحیح نوع صرع (تمایز بین صرع کانونی و ژنرالیزه) جهت انتخاب بهترین رویکرد دارویی.[cite: 563]
- ارزیابی خطر عود تشنج پس از اولین حمله بدون محرک. در صورت مشاهده دشارژهای صرعفرم قطعی، خطر عود در دو سال آینده بسیار بالا خواهد بود.[cite: 593, 594]
- بررسی مشخصات الکتروکلینیکال در بیمارانی که کاندید جراحی صرع هستند، جهت تعیین و لوکالیزه کردن دقیق کانون تشنج.[cite: 566]
EEG در سندرمها و شرایط خاص
- صرع ژنتیکی ژنرالیزه: در این نوع صرع، نوار مغز دارای پسزمینه نرمال است که به صورت ناگهانی با دشارژهای ژنرالیزه اسپایک یا پلیاسپایک مختل میشود.[cite: 618] در صرع میوکلونیک جوانان (JME)، دشارژهای پلیاسپایک ۴ تا ۶ هرتز مشخصه اصلی است.[cite: 627]
- صرع کانونی: الگوهای حین تشنج (ایکتال) در صرع کانونی میتواند با ویژگیهای بینتشنجی (اینترایکتال) متفاوت باشد.[cite: 635] برای تعیین دقیق محل درگیری، مهمترین تغییرات نوار در ۳۰ ثانیه اول رخ میدهند.[cite: 636]
- صرع لوب گیجگاهی (TLE): در TLE مزیال که معمولاً با اسکلروز هیپوکامپ همراه است، امواج اسپایک اینترایکتال در نواحی تمپورال قدامی و میانی دیده میشود.[cite: 641] در حین تشنج نیز یک ریتم تتای ۵-۷ هرتز مشاهده میشود که ممکن است با کمی تأخیر نسبت به علائم بالینی ظاهر شود.[cite: 643]
- سندرمهای اطفال: شامل سندرم وست (با الگوی کلاسیک هیپسآریتمی)،[cite: 661, 662] سندرم لنوکس-گاستو (امواج کند اسپایک-ویو)،[cite: 664] ESES (دشارژهای مداوم اسپایک و موج در خواب)[cite: 668] و سندرم دراوه میباشد.[cite: 671]