Тренд – это результат расчета определенного параметра, представленный на шкале времени. Тренды позволяют представить результаты расчетов заданных параметров по длительному ЭЭГ-обследованию на одном экране компьютера так, что по ним достаточно просто оценить уровень биоэлектрической активности головного мозга на протяжении длительного времени, отследить динамику изменений тех или иных параметров, сделать заключение без необходимости длительного просмотра нативных ЭЭГ-кривых.
К примеру, так выглядит экран компьютера с 15-ю секундами записи ЭЭГ. А для просмотра и анализа длительного многочасового мониторинга таких экранов нужно просмотреть сотни:
С помощью математических расчетов данные нативных кривых можно представить в виде трендов, по которым будет достаточно просто и быстро оценить тот или иной параметр.
Вот несколько примеров того, как может выглядеть окно с трендами:
- Persyst (США):
- AIT Encevis Neurotrend (Австрия):
- Нейрон-Спектр.NET (Россия):
Давайте рассмотрим, какие элементы мы видим в данном окне:
Здесь представлены три тренда: спектральный, амплитудный и тренд индексов ритмов волн. Под трендами есть шкала времени (с возможностью настройки видимого фрагмента по времени), над ними - панель инструментов для управления отображением графиков трендов. Слева от каждого графика трендов представлена его шкала, справа - панель информации, которая представляет значение тренда в текущий момент времени.
Список доступных трендов ЭЭГ
- Тренд частотного спектра ( DSA — Density Spectral Array or CSA – Continuous Spectral Array).
- Индекс ритма ( дельта, тета , альфа, бета ) .
- Отношение индексов ритмов волн.
- Средняя амплитуда ЭЭГ (огибающая).
- Максимальная амплитуда ЭЭГ.
- Количество спайков и острых волн.
- Тренд полной спектральной мощности.
- Амплитудно-интегрированная ЭЭГ ( аЭЭГ ).
- Индекс глубины наркоза ( NINDEX).
- Тренд спектральной энтропии.
- Вспышка-Подавление ( Burst-Suppression).
- Импеданс.
- Тренд успешности тренинга (БОС).
Тренд частотного спектра ( DSA — Density Spectral Array or CSA – Continuous Spectral Array)
Данный тренд в сжатой форме представляет амплитуду спектра мощности в каждый момент времени. По оси ординат отложена частота спектра и выделены диапазоны ритмов волн (дельта, тета , альфа, бета НЧ и бета ВЧ). Амплитуда мощности спектра выводится на этом двумерном поле в виде точки определенного цвета, который задается шкалой (от синего до красного через зеленый). Цветовую шкалу можно настраивать справа от графика тренда. На панели информации выводится частотный состав сигнала в текущий момент времени. По данному тренду легко отследить в какие моменты времени сигналы каких частот доминировали на записи.
Доминирующая частота
Доминирующей считается частота, на которой график мощности спектра имеет максимальную амплитуду. Это та частота, которая наиболее представлена в сигнале:
Спектральный край
Спектральный край - это такая частота, слева от которой располагается 95% всей мощности спектра. Оставшиеся 5% считаются не значимыми:
Тренд индекса ритма (дельта, тета, альфа, бета)
Тренды индексов ритмов волн отображают изменение частотного состава сигнала во времени. Каждый тренд отображает индекс своего ритма. Индекс ритма рассчитывается, как отношение площади под графиком спектра в частотном диапазоне этого ритма к общей площади под графиком спектра во всем диапазоне ритмов волн. Индекс ритма выводится в процентах. На панели информации выводятся индексы ритмов волн для текущей позиции на тренде.
Тренд отношения индексов ритмов волн
Набор таких трендов показывает, как изменяется отношение индексов ритмов волн во времени. Например, на рисунке снизу верхний тренд показывает, как относится индекс альфа-ритма к индексу дельта-ритма. Отчетливо видно, что в первый час записи альфа-ритм превалировал над дельта-ритмом более, чем в пять раз, но затем ситуация резко изменилась.
Все эти тренды можно заменить одним, на котором представлен относительный индекс сразу всех ритмов с помощью цвета. Цвет для каждого ритма задается в настройках программы. Чем больше ширина определенного цвета в каждый момент времени, тем больше индекс соответствующего ритма по отношению к остальным ритмам. Так, например, в первый час записи преобладает альфа-ритм, которому соответствует зеленый цвет. Затем основную долю спектра начинает занимать дельта-ритм (коричневый). Тета (красный) и бета (синий) ритмы сохраняют примерно одинаковый индекс на протяжении всей записи. На панели информации (справа) отображается диаграмма отношения индексов ритмов волн в текущий момент времени.
На следующем изображении показан тренд отношения индексов ритмов волн, на котором в течение первого часа записи доминирует альфа-ритм (зеленого цвета), а затем начинает превалировать дельта-ритм (коричневый). Под трендом показаны соответствующие графики спектров, наглядно демонстрирующие частотный состав сигнала в этих участках записи:
Вот еще один пример работы с данным типом тренда: вверху показан тренд отношения индексов ритмов волн, рассчитанный для ЭЭГ-отведений левого полушария, внизу – для правого . Отчетливо видно, что над левым полушарием регистрируется больше медленноволновой активности, чем над правым. Это замедление свидетельствует о поражении левого полушария у данного пациента.
Средняя амплитуда ЭЭГ (огибающая)
Тренд средней амплитуды ЭЭГ отображает рассчитанную среднюю амплитуду волн ЭЭГ по заданным отведениям (по умолчанию – все видимые отведения монтажа). Данный тренд также иногда называют «огибающей». На панели информации показана текущая средняя амплитуда волн ЭЭГ в данный момент времени. С помощью элементов управления можно изменить шкалу / масштаб тренда, а также задать уровень значений амплитуды, при котором они будут подсвечиваться красным цветом.
В режиме отображения межполушарной асимметрии на тренде можно видеть в какие моменты времени над каким полушарием средняя амплитуда ЭЭГ больше, а над каким меньше. Синим цветом обозначены участки записи, на которых средняя амплитуда ЭЭГ над левым полушарием превышает амплитуду над правым полушарием. Красным – наоборот. На панели информации (справа) дополнительно отображается процент асимметрии по амплитуде.
Максимальная амплитуда ЭЭГ
Тренд максимальной амплитуды ЭЭГ очень похож на предыдущий, но вместо усредненной амплитуды он отображает максимальную амплитуду ЭЭГ по заданным отведениям (по умолчанию все видимые отведения монтажа). Здесь также предусмотрено задание уровня амплитуды, выше которого значения будут подсвечены красным, а также режим отображения межполушарной асимметрии.
Количество спайков и острых волн
Данный тренд отображает количество спайков и острых волн на ЭЭГ. Панель информации справа показывает количество спайков и острых волн в текущей эпохе. Длительность эпохи определяется количеством времени, отображаемом на тренде и соответствует одному пикселю при текущем разрешении монитора. То есть, если на тренде видимо 10 часов записи и по ширине на экране тренд занимает 1000 пикселей, то длительность эпохи для расчета составит 36 секунд (36000 сек / 1000 пикселей).
Тренд полной спектральной мощности
Данный тренд отображает изменение во времени полной спектральной мощности во всем диапазоне частот, соответствующем ритмам волн (по умолчанию 0.5-35 Гц). Полная спектральная мощность рассчитывается, как площадь под графиком спектра мощности в заданном частотном диапазоне.
При сравнении тренда полной спектральной мощности с трендом средней амплитуды ЭЭГ нетрудно заметить их корреляцию. В действительности оба эти тренда отображают примерно одинаковую информацию, а именно: полную мощность регистрируемого ЭЭГ-сигнала. Чем выше амплитуда волн – тем больше значения на этих трендах.
Амплитудно-интегрированная ЭЭГ (аЭЭГ)
Данный тренд был впервые предложен P.F. Prior в 1971 году. При его расчете нативные кривые ЭЭГ фильтруются в диапазоне 2-15 Гц, усредняется их амплитуда на 10-ти секундных участках. Полученный график тренда отображается во временной шкале 6 см/час с полулогарифмической шкалой по оси ординат. От 0 до 5 мкВ шкала линейная, от 5 до 100 – логарифмическая. Такое представление позволяет более детально рассмотреть низкоамплитудные участки и одновременно с этим видеть и довольно высокоамплитудные фрагменты записи.
При расчете тренда на графике в каждую эпоху откладывают минимальную и максимальную амплитуду ЭЭГ, зафиксированную в данной эпохе.
От этих двух значений зависит текущий паттерн аЭЭГ .
Опубликованы атласы по амплитудно-интегрированной ЭЭГ, в которых рассматриваются все возможные паттерны данного тренда, их интерпретация и влияние на прогноз состояния ЦНС.
Тренд индекса глубины наркоза (NINDEX)
При работе программы «Нейрон-Спектр.NET » совместно с программой «NINDEX» по одному каналу ЭЭГ может рассчитываться тренд индекса глубины наркоза, отображающий степень сознания пациента с течением времени.
Тренд спектральной энтропии
Данный тренд отображает изменение спектральной энтропии (первой производной полной спектральной мощности) во времени и применяется для оценки уровня сознания или глубины наркоза.
Вспышка-Подавление (Burst-Suppression)
Данный набор трендов отражает количество эпизодов «Вспышка» в минуту и в час, интервал между вспышками (сек.) и процент отношения длительности эпизодов «Подавление» к длительности эпизодов «Вспышка». Такие тренды часто применяются в неонатологии для оценки паттерна аЭЭГ «Вспышка-Подавление».
Импеданс
Данный тренд отображает изменения подэлектродного импеданса для всех электродов во время всей записи и позволяет своевременно исправить наложение электрода.
В совокупности с другими трендами он помогает понять, в каких участках записи качество регистрации могло быть не самым лучшим и возможны артефакты.
Тренд успешности тренинга методом биологической обратной связи (БОС)
Данный тренд отображает успешность выполнения заданий БОС-тренинга для обследований с выполнением данной методики. Используется для отслеживания динамики успешности тренинга.
Тренд микросостояний ABCD
На графиках спектра мощности ABCD-состояния можно разделить по доминирующим полосам частот и их суммарной мощности:
В клинической практике модель ABCD в настоящее время используется для диагностики таких расстройств, как аутизм, шизофрения, деменция, паническое расстройство, но особенно полезна эта модель для диагностики и прогнозирования состояния пациентов в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). По доминантному микросостоянию можно понять состояние мозга пациента в отделении интенсивной терапии.
- A - вегетативное состояние / синдром невосприимчивого бодрствования.
- B - вегетативное состояние / синдром невосприимчивого бодрствования/состояние минимального сознания.
- C – состояние минимального сознания / состояние спутанности сознания.
- D – спутанное состояние / нормальное состояние / здоров.
Клинические случаи
Случай 1:
Здоровый обследуемый, на ЭЭГ преобладает альфа-ритм ~10 Гц в затылочной области, микросостояние D заметно доминирует на протяжении всей записи по тренду ABCD (розовый цвет):
Случай 2:
Пациент с подтвержденным диагнозом эпилепсия, на ЭЭГ доминирует альфа-ритм ~10,5 Гц в затылочной области, на некоторых участках записи доминирует микросостояние D по тренду ABCD (розовый цвет), но часто доминирует и микросостояние С (желтый цвет) с доминированием более низких частот тета и дельта диапазона:
Случай 3:
Пациент в отделении реанимации и интенсивной терапии, на ЭЭГ регистрируется бета-активность, спутанность сознания, микросостояние С доминирует в большей части записи согласно тренду (желтый цвет):
Случай 4:
Пациент с подтвержденным диагнозом эпилепсия, на ЭЭГ регистрируется тета-активность, бета-ритм также присутствует, но альфа-ритма практически нет. Микросостояние C доминирует во время записи согласно тренду (желтый цвет):
Случай 5:
Пациент длительное время находится в отделении интенсивной терапии, вегетативное состояние, на протяжении всего периода наблюдения преобладает замедленная дельта-активность. Микросостояние А доминирует при записи по всему тренду (фиолетовый цвет):
Случай 6:
Пациент длительное время находится в палате интенсивной терапии в бессознательном состоянии. Доминирует микросостояние А:
Тренды ПСГ
Кроме ЭЭГ-трендов, которые рассчитываются по различным параметрам ЭЭГ-кривых, в программе "Нейрон-Спектр.NET" можно рассчитать и ПСГ-тренды на базе различных параметров полисомнографических кривых.
Список трендов ПСГ
- Тренд уровня сатурации кислорода в крови (SpO2).
- Тренд частоты дыхания.
- Тренд движения брюшной стенки ( Abdominal ).
- Тренд движения грудной клетки ( Thorax ).
- Тренд частоты сердечных сокращений (HR).
- Тренд движения конечностей.
- Тренд храпа.
- Тренд положения тела.
- Тренд движения глаз.
- Тренд амплитуды ЭМГ.
- Тренд давления CPAP.
- Тренд уровня EtCO2.
- Тренд скорости распространения пульсовой волны (PTT — Pulse Transition Time ).
- Тренд уровня освещенности.
- Тренд температуры тела.
- Тренд артериального давления.
- Тренд двигательной активности.
- Тренд индекса перфузии.
- Эпизоды ПСГ.
Сразу под гипнограммой тренд уровня сатурации SpO2 , затем тренд частоты дыхания, тренды амплитуды движения грудной клетки и брюшной стенки, тренд частоты сердечных сокращений. По этим трендам легко составить заключение о дыхании пациента во время сна и о работе его сердечно-сосудистой системы.
Видео запись с лекцией о трендах:
Выводы
- Таким образом, используя такой мощный инструмент анализа, как Тренды, можно быстро анализировать большие объемы данных без необходимости долгого просмотра нативных кривых.
- Этот инструмент значительно экономит время анализа длительных обследований.
- Сопоставляя различные тренды на экране компьютера можно выявлять закономерности и взаимное влияние параметров друг на друга, сравнивать параметры по полушариям или выбранным отведениям.
- Кроме этого с помощью трендов можно быстро оценить динамику состояния пациента.