ویژگیهای فنی ثبت EEG
دکتر محمدتقی فرزادفرد | فلوشیپ فوق تخصصی تشنج و صرع
فیلترهای EEG
فیلترهای EEG امکان نمایش انتخابی فرکانسهای خاص EEG را فراهم میکنند و با حذف نویزهای محیطی و فرکانسهای غیر ضروری، تفسیر نوار مغزی را برای متخصص بسیار آسانتر میسازند.
مبانی الکتروتکنیکی فیلترها
مدار پایه یک فیلتر معمولاً از ترکیبی از مقاومتها و خازنها تشکیل شده است. خازن از دو صفحه هادی الکتریکی که از نظر فضایی جدا شدهاند تشکیل شده است. خواص الکتریکی خازن به جنس و اندازه صفحات و همچنین فاصله بین آنها بستگی دارد.
هنگامی که جریان به خازن اعمال میشود، زمان مشخصی طول میکشد تا صفحات آن کاملاً شارژ یا دشارژ شوند. مدت زمان لازم برای شارژ کامل صفحات خازن به طراحی خازن بستگی دارد. بسته به آرایش اجزای مدار، فرکانسهای کند یا سریع سیگنال EEG ممکن است بهصورت جزئی یا کامل نمایش داده نشوند.
نکته فنی: فرکانس قطع معمولاً به فرکانسی اشاره دارد که در آن دامنه سیگنال ورودی به حدود ۸۰٪ کاهش مییابد. فیلتر کردن بیش از حد فرکانسهای بالا منجر به "گرد شدن" مؤلفه پیک سیگنال کالیبراسیون و اسپایکها میشود که میتواند دقت تشخیص را کاهش دهد.
در بیمارانی که EEG آنها دارای آرتیفکتهای عضلانی (EMG) فراوان است، فیلتر کردن فرکانسهای بالاتر از ۱۵ هرتز ممکن است گمراهکننده باشد؛ زیرا با گرد کردن پیکهای آرتیفکت EMG، این لرزشها ممکن است با دشارژهای اپیلپتیفرم پاتولوژیک یا ریتمهای تشنج اشتباه گرفته شوند.
عملکرد و تاثیر فیلترها
فیلترهای EEG بهطور قابلتوجهی ظاهر سیگنال اصلی را تغییر میدهند. سیگنال ورودی واقعی در ردیف اول تصویر بالا نشان داده شده است. ردیف دوم تغییرات شکل موج را هنگام استفاده از فیلترهای استاندارد فرکانس بالا و پایین (که در ثبتهای معمول استفاده میشوند) نشان میدهد.
مفهوم ثابت زمانی (Time Constant)
هنگام تحلیل فرکانسهای کند، درک مفهوم ثابت زمانی ضروری است. ثابت زمانی، معرف زمانی است که طول میکشد تا سیگنال EEG به حدود ۳۷٪ از حداکثر دامنه خود پس از یک تغییر ناگهانی کاهش یابد.
در این فرمول، τ ثابت زمانی و ft فرکانس قطع پایین است. طبق این محاسبه، ثابت زمانی ۰.۳ ثانیه تقریباً به فرکانس قطع پایین ۰.۵ هرتز و ثابت زمانی ۰.۱ ثانیه به فرکانس قطع پایین حدود ۱.۶ هرتز مربوط میشود.
تغییر فاز ناشی از فیلترها
فیلترها نهتنها دامنه سیگنال ورودی را تغییر میدهند، بلکه سیگنال را در محور زمان نیز جابهجا میکنند. این اثر که "تغییر فاز" نامیده میشود، میتواند زمان وقوع دقیق یک اسپایک را در نمایشگر تغییر دهد.
یک فیلتر فرکانس بالا (High-pass) باعث میشود پیک موج با تاخیر دیده شود (جابهجایی به راست)، در حالی که یک فیلتر فرکانس پایین (Low-pass) میتواند موج را به سمت چپ جابهجا کند.
تنظیمات پیشنهادی متخصصین
امروزه EEG دیجیتال امکان تغییر فیلترها را پس از اتمام ثبت فراهم میکند. با این حال، باید توجه داشت که ثبت اولیه باید با گستردهترین محدوده فرکانسی ممکن انجام شود تا دادهای از دست نرود.
توصیه بالینی: استفاده از ۰.۵ هرتز برای فیلتر فرکانس پایین و ۷۰ هرتز برای فیلتر فرکانس بالا استاندارد طلایی است. استفاده از Notch Filter (۵۰ هرتز) تنها زمانی توصیه میشود که تداخل برق شهر غیرقابل اجتناب باشد.
Notch Filter معمولاً باعث ایجاد نوسانات کاذبی به نام "رینگینگ" در اطراف امواج تیز میشود که میتواند تفسیر پزشک را به اشتباه بیندازد. بنابراین استفاده از آن در بخشهای عمومی بجز ICU توصیه نمیشود.
تحلیل مونتاژهای مرجع (Reference Montages)
اسپایکهای ناحیه تمپورال در مونتاژ مرجع ورتکس (Vertex Reference) بهراحتی قابلشناسایی هستند، زیرا تغییر فاز رخ نمیدهد. در مقابل، همین سیگنال در مونتاژ مرجع گوش (Ear Reference) به سختی مکانیابی میشود؛ زیرا مرجع گوش ممکن است خود در میدان اسپایک قرار گرفته و اصطلاحاً "آلوده" (Contaminated Reference) شود.