Дисперсионный анализ ЭЭГ рассчитывается по результатам спектральных характеристик электрической активности головного мозга. Суть метода заключается в вычислении коэффициентов дисперсии в пределах заданного диапазона частот (например, по ритмам) для каждого отведения. Этот коэффициент показывает отношение максимальной мощности ритма к полной мощности ритма в процентах и характеризует степень выраженности доминирующей частоты ритма.
Принцип расчета дисперсии альфа-ритма
Подробно принцип расчета дисперсии альфа-ритма и его нормальные значения описаны в патенте на изобретение RU 2506044C1:
Коэффициент дисперсии К1 рассчитывается, как отношение максимальной мощности спектра (Мо на графике равно 10 мкВ²) к общей площади под его графиком во всем диапазоне заданных частот (для альфа-ритма 8-14 Гц). Также для более детального анализа применяют коэффициент К2, который рассчитывают, как отношение максимальной мощности спектра к площади под его графиком в диапазоне ±0.5 Гц от Мо, как на рисунке.
Пример расчета дисперсии
Рассмотрим пример расчета дисперсии альфа-ритма. На рисунке ниже представлен график спектра с доминирующей частотой альфа-ритма 9.8 Гц. Максимальная мощность на этой частоте составила 388,8 мкВ². При этом полная мощность спектра в альфа-диапазоне (рассчитанная, как площадь под графиком спектра в диапазоне альфа-ритма), составила 477,52 мкВ².
То есть дисперсия альфа-ритма будет рассчитана, как отношение максимальной мощности спектра в альфа-диапазоне к его полной мощности: 388,8 / 477,52 = 81,4%.
Другими словами, дисперсия характеризует выраженность доминирующей частоты по отношению к мощности спектра во всем диапазоне. Вот пример ярко выраженного пика на альфа-ритме:
А вот пример менее выраженного пика альфа-рима:
Например, для альфа-ритма есть работы, показывающие зависимость функционального состояния головного мозга от уровня его дисперсии.
Так, в работах С. В. Росмана приводятся нормы дисперсии альфа-ритма для здоровых людей и для людей с различной степенью выраженности органических поражений головного мозга.
Результаты расчетов отображаются в виде таблиц или топографических карт по полушариям.
Дисперсионный анализ ЭЭГ применяется в диагностике психических расстройств пациентов. У здорового человека пространственно-частотное распределение формируется по оси лоб-затылок с умеренным рассеиванием в сторону замедления и ускорения. У пациентов с психотическими расстройствами при шизофрении, с соматоформными расстройствами, при депрессии, с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) или просто со сниженным уровнем внимания имеется тенденция к пространственно частотной девиации с частотным расширением в сторону замедления, особенно в лобных отделах, что трактуется , как признак функциональной гипофронтальности.
При тревожном аффекте наблюдается обратная картина, происходит избыточная консолидация альфа-ритма относительно оси лоб-затылок с сужением дисперсионной зоны как в сторону замедления, так и в сторону ускорения. Таким образом, применение данного метода дисперсионного анализа в неэпилептической электроэнцефалографии позволяет с высокой эффективностью диагностировать психические расстройства.
Данная методика особенно важна для контингента , подверженного тяжелым психоэмоцианальным нагрузкам.
Публикации
- СОВРЕМЕННЫЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДИСПЕРСИОННОГО КАРТИРОВАНИЯ АЛЬФА-РИТМА ЭЭГ В ВЫЯВЛЕНИИ ПСИХОПАТОЛОГИИ. МАКСИМОВА Н.Е., РОСМАН С.В., 2016.
- ПРИМЕНЕНИЕ В ПСИХИАТРИИ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДИСПЕРСИОННОГО КАРТИРОВАНИЯ АЛЬФА-РИТМА ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММЫ. МАКСИМОВА Н.Е., РОСМАН С.В., 2015.
Применение дисперсионного анализа
Практическое применение дисперсионного анализа в электроэнцефалографии направлено преимущественно для анализа пространственно-частотного распределения альфа-ритма по конвексии головы. Используется он нешироко, но интерес к нему растет, так как на огромном статистическом материале на модели пациентов с психическими заболеваниями показан высокий уровень зависимости между особенностями пространственной структуры альфа-ритма и клинической картиной при нозологических формах. Отмечена также определенная зависимость от преобладания индивидуальных личностных особенностей, например преобладания тревожных расстройств или поведенческой расторможенности в рамках индивидуальных особенностей условно здоровых людей.
При необходимости обнаруженные с помощью данного метода отклонения на ЭЭГ можно корректировать, например, с помощью тренингов методом биологической обратной связи.
Перспективы применения метода дисперсионного анализа в неэпилептической электроэнцефалографии позволяют с высокой степенью вероятности рассчитывать на высокую эффективность.
Литературные источники
- Александров М. В., Иванов Л. Б., Лытаев С. А. [и др.]. Электроэнцефалография : руководство / под ред. М. В. Александрова. — 3-е изд., перераб. и доп. — СПб.: СпецЛит, 2020. — 224 с.
- Александров М. В., Иванов Л. Б., Лытаев С. А. [и др.]. Общая электроэнцефалография / под ред. М. В. Александрова. — СПб.: Стратегия будущего, 2017. — 128 с.
- Бреже М. Электрическая активность нервной системы : пер. с англ. — М. : Мир, 1979. — 264 с.
- Вассерман Е. Л. Методические аспекты цифровой электроэнцефалографии : пособие для врачей. — СПб.: ФАРМиндекс, 2002. — 128 с.
- Гнездицкий В. В. Обратная задача ЭЭГ и клиническая электроэнцефалография. — М.: МЕДпресс-информ, 2004. — 624 с.
- Зенков Л. Р. Клиническая эпилептология (с элементами нейрофизиологии). – М.: МИА, 2002. – 416 с.
- Русинов В. С., Майоргик В. Е., Гриндель О. М. [и др.]. Клиническая электроэнцефалография / под ред. В. С. Русинова. — М.: Медицина, 1973. — 339 с.
- Niedermeyer E., Lopes da Silwa F. Electroencephalography. Basis, principles, clinical applications related fields. — Philadelphia-Baltimore — NY: Lippincott Williams & Wilkins, 2005.
- Росман С.В. Применение дисперсионного картирования альфа-ритма в раннем выявлении психических болезней // Врач.-2013. -No 8.-С. 79-82.
- Росман С.В., Волков В.П. Фрактальная теория деятельности центральной нервной системы и морфогенез внутренних органов // Universum: Медицина и фармакология: электрон. научн. журн. 2015. No1 (14) .
- Росман С.В., Животов А.Г. Современный взгляд на концепцию «единого психоза»//Психиатрия. 2015. No5. С.80-84.
- Росман С.В., Шпак Л.В. Новые подходы к оценке полиморфизма альфа-ритма электроэнцефалограммы при психических заболеваниях // Психическое здоровье. 2013. No 2. С. 39-44.
Полезные материалы
- Паттерны ЭЭГ.