مبانی فیزیکی و فنی EEG
دکتر محمدتقی فرزادفرد - فلوشیپ فوق تخصصی تشنج و صرع
ساختار فنی EEG
الکتروانسفالوگرام (EEG) شامل ثبت، تقویت، و نمایش پتانسیلهای با دامنه بسیار پایین تولیدشده توسط مغز است. تفاوت پتانسیل الکتریکی سیگنال EEG ثبتشده در دو ورودی پیشتقویتکننده تفاضلی به تقویتکننده دوم ارسال میشود، سپس سیگنال فیلتر شده و روی صفحه نمایش کامپیوتر نشان داده میشود.
توجه داشته باشید که EEG ثبتشده از سطح پوست سر عمدتاً شامل پتانسیلهایی است که معمولاً دامنهای بین ۲۰ تا ۱۰۰ میکروولت دارند. گاهی اوقات، افراد سالم ممکن است EEGهایی داشته باشند که هیچ فعالیتی با دامنه بیش از ۱۰ میکروولت نشان ندهند. از سوی دیگر، الکترودهای قرارگرفته روی پوست سر همچنین پتانسیلهای حرکت چشم، پتانسیلهای الکترومیوگرافی (EMG)، و پتانسیلهای گلوسوکینتیک را ثبت میکنند که معمولاً دامنهای بالاتر از فعالیت مغزی دارند.
الکترودها و تماس با پوست
برای ثبت مناسب فعالیت مغزی، برقراری تماس پایدار با مقاومت الکتریکی پایین بین پوست سر و الکترودهای ثبتکننده ضروری است. این امر با استفاده از خمیر الکترولیت و الکترودهای نسبتاً تخت با اندازه چند میلیمتر محقق میشود. الکترودهای تخت تماس بین پوست سر و الکترود را افزایش میدهند.
پوست انسان که بهخوبی تمیز نشده، لایههای کراتینیزه و چربی دارد که باعث مقاومت بالا میشود. بنابراین، پوست باید پیش از ثبت با خمیر تمیزکننده (حاوی مواد ساینده ملایم) بهخوبی پاک شود تا لایههای اضافی کراتین و چربی حذف گردند.
انواع الکترودها
الکترودهای فلزی معمولاً برای تماس بین پوست و دستگاه EEG استفاده میشوند. در EEG روتین، معمولاً از الکترودهای نقره/کلرید نقره استفاده میشود. الکترودهای نقره خالص به دلیل اثر پلاریزاسیون مفید نیستند.
تقویتکنندههای تفاضلی
تقویتکنندههای تفاضلی تفاوتهای ولتاژ بین ورودی ۱ و ۲ را تقویت میکنند. پتانسیلهایی که بهطور برابر بر هر دو ورودی تأثیر میگذارند، تنها بهصورت حداقل تقویت میشوند.
رزولوشن عمودی در EEG دیجیتال
| بیتها (Bits) | مراحل نمونهبرداری | دقت ولتاژ (دامنه ۱۰۰۰ میکروولت) |
|---|---|---|
| ۱ | ۲^۱ | ۵۰۰ |
| ۲ | ۲^۲ | ۲۵۰ |
| ۴ | ۲^۴ | ۶۲.۵ |
| ۸ | ۲^۸ | ۳.۹ |
| ۱۲ | ۲^۱۲ | ۰.۲۴ |
| ۱۶ | ۲^۱۶ | ۰.۰۱۵ |
کیفیت سیگنال به دقت ثبت بستگی دارد. در سیستمهای مدرن معمولاً از دقت ۱۲ یا ۱۶ بیت استفاده میشود. در دقت ۱۶ بیت، تفاوتها تا ۰.۰۱۵ میکروولت نیز قابل تفکیک هستند که جزئیات بسیار بالایی را فراهم میکند.
ثبت ویدیویی همزمان (Video-EEG)
امروزه ثبت تصویر ویدیویی همزمان با سیگنال EEG امکان ارتباط دقیق بین رفتار بالینی بیمار و امواج مغزی را فراهم میکند. این ابزار در ارزیابی تشنجها و ناهنجاریهای پاروکسیسمال نقشی حیاتی و کلیدی ایفا میکند.