В данном материала будут рассмотрены возможности современных программ для регистрации и анализа ЭЭГ на примере программы Нейрон-Спектр.NET производства компании Нейрософт.
Регистрация ЭЭГ
Первой важнейшей функцией программы является собственно регистрация сигналов ЭЭГ и их отображение на экране компьютера.
Удобство программы в режиме регистрации заключается в возможности настройки последовательности шагов, которые будут выполняться автоматически, например:
- Измерение подэлектродного импеданса.
- Мониторинг сигнала ЭЭГ без его записи в базу данных.
- Запись ЭЭГ в базу.
В режиме записи текущий импеданс может отображаться цветом на названии соответствующей ЭЭГ-кривой (зеленый, желтый, красный).
"Мастер регистрации", позволяющий проводить рутинное ЭЭГ-обследование в полностью автоматическом режиме, по умолчанию настроен в соответствии с "Рекомендациями экспертного совета по нейрофизиологии Российской противоэпилептической лиги по проведению рутинной ЭЭГ". Монтажи регистрации, фильтры, масштабы отображения, функциональные пробы, параметры фотостимуляции и прочие настройки соответствуют этим рекомендациям. Но пользователь имеет возможность настроить любой параметр под свои нужды.
Для функциональных проб могут быть заданы голосовые предупреждения. В этом случае оператору не нужно будет при каждом обследовании просить пациента закрывать или открывать глаза при проведении соответствующих функциональных проб, программа сделает это автоматически заранее записанным голосом оператора.
Дополнительное окно ЭЭГ и онлайн-анализ
Часто при регистрации длительных ЭЭГ-обследований возникает необходимость просмотреть уже записанную часть обследования. Для этого служит дополнительное окно ЭЭГ, в котором можно просматривать уже записанные ЭЭГ-кривые в произвольных монтажах, масштабах, с произвольными фильтрами. Кроме этого в программе предусмотрены инструменты онлайн-анализа, позволяющие проводить анализ ЭЭГ в реальном времени непосредственно во время регистрации обследования. Это существенно экономит время на обработку и анализ обследования.
Двухмониторный режим работы
Часто при расположении окон регистрации, анализа и видео на одном мониторе оказывается недостаточно места. Для таких случаев в программе предусмотрен двухмониторный режим работы при котором программа автоматически расположит окна на двух экранах. У пользователя есть возможность расположить окна вручную и запомнить их расположение в рабочем столе.
Работа с сенсорным дисплеем
В последнее время все большую популярность приобретают сенсорные дисплеи, позволяющие работать с компьютером без мыши и клавиатуры. Это удобно в ряде случаев для проведения ЭЭГ-обследований, например, при мониторинге церебральной функции новорожденных или при записи ЭЭГ в палатах интенсивной терапии.
В программе предусмотрен специальный режим для работы с сенсорным дисплеем, в котором применены крупные кнопки, возможность прокрутки кривых и трендов, блокировка пользовательского интерфейса для исключения случайных нажатий.
В любом режиме работы программы доступно окно помощи с описанием мест установки ЭЭГ-электродов в соответствии с международной системой "10-20%".
Навигация по записанному обследованию
После того как обследование записано его нужно просмотреть. Для навигации по обследованию в программе предусмотрено множество инструментов:
- Скроллирование кривых с помощью колесика мыши.
- Автоматическое перемещение по кривым вперед/назад.
- Постраничное листание ЭЭГ-кривых с помощью клавиш PgUp/PgDn.
- Панель инструментов с кнопками навигации по функциональным пробам, маркерам событий, выделенным эпизодам.
- Полоса навигации под кривыми для мгновенного перемещения в любой участок записи.
С использованием перечисленных инструментов для навигации просмотр обследования не вызывает затруднений.
Маркеры событий и выделенные феномены
Во время просмотра записанных ЭЭГ-кривых также, как и во время их записи, часто требуется отмечать на записи какие-то события или выделять некоторые феномены. Для этого в программе предусмотрены все необходимые инструменты. С помощью маркеров событий оператор может отмечать любые события во время записи, а с помощью выделения эпизодов кривых можно выделить и сохранить в обследовании такие феномены как артефакт записи, эпилептиформная активность и др. Список маркеров событий и феноменов ЭЭГ может быть расширен оператором.
Анализ ЭЭГ
Кроме визуального просмотра и оценки кривых ЭЭГ используются различные виды анализа и количественной обработки ЭЭГ:
- Спектральный анализ.
- Амплитудный анализ.
- Корреляционный анализ.
- Когерентный анализ.
- Периодометрический анализ.
Результаты каждого вида анализа могут быть представлены в виде таблиц, графиков, топографических карт.
Анализ записанной ЭЭГ может производиться либо в онлайн-режиме, когда в расчет попадает видимая на экране или выделенная мышью часть кривых, либо в режиме в режиме анализа эпох. Для этого на ЭЭГ-кривых необходимо предварительно выделить эпохи анализа - стационарные фрагменты записи без артефактов, пригодные для анализа. Как правило в каждой функциональной пробе требуется выделить несколько эпох анализа для корректного расчета всех количественных параметров.
Топографическое картирование
Одним из распространенных видов представления результатов анализа ЭЭГ является топографическое картирование. В виде цвета, распределенного по поверхности головы может быть представлен любой параметр, например, амплитуда ЭЭГ, индекс альфа-ритма или мощность спектра.
Топографические карты могут быть представлены в двумерном или трехмерном режиме.
Тренды ЭЭГ
При анализе длительных ЭЭГ-записей особую ценность представляет такой инструмент, как тренды ЭЭГ, позволяющие проводить анализ обследования гораздо быстрее за счет представления большого количества информации на экране. Тренды особенно незаменимы при анализе ЭЭГ в палатах интенсивной терапии и при нейромониторинге новорожденных.
Автоматический поиск
Еще одним незаменимым инструментом при анализе ЭЭГ является автоматический поиск всевозможных феноменов: артефактов, спайков и острых волн, эпизодов пароксизмальной активности. Наличие в программе таких инструментов позволяет существенно сократить время, затраченное на просмотр анализ ЭЭГ-обследования.
Протокол ЭЭГ-обследования
После того, как проведена запись обследования, выполнен просмотр и анализ кривых, выделены необходимые эпизоды, требуется подготовить протокол заключения выполненного обследования. Написать текст заключения можно вручную, но гораздо удобнее, когда программа самостоятельно может подготовить шаблон для заключения в автоматическом режиме. Кроме этого полезным инструментом при написании заключения служит так называемый Глоссарий - словарь фраз, часто используемых в протоколе обследований.
Печать ЭЭГ и протоколов
Немаловажной функцией любой программы по анализу ЭЭГ является возможность вывода ЭЭГ и протоколов обследования на печать.
Хранение обследований
За хранение информации о пациентах и данных всех проведенных обследований отвечает база данных. Каталог с базой данных может располагаться как локально на компьютере, так и на сервере в локальной сети. В этом случае к просмотру и анализу данных проведенных ЭЭГ-обследований могут получить доступ пользователи с других компьютеров в локальной сети клиники.
Также в последнее время популярными становятся облачные базы данных. При такой организации хранения пользователи могут получать доступ к данным обследований через Интернет.
Настройки программы
Одним из главных преимуществ любой программы по анализу ЭЭГ является возможность гибкой настройки под нужды конкретного пользователя. Важными элементами настройки являются:
- Пользовательский интерфейс. Программа должна позволять настраивать видимость и размер любых пользовательских элементов интерфейса, цвета любых элементов. Настроенную раскладку можно сохранить в виде рабочего стола. Можно использовать различные рабочие столы для разных видов обследований и режимов просмотра.
- Параметры регистрации и анализа. В программе должны быть предусмотрены функции по заданию любых параметров регистрации: масштабов отображения кривых, фильтров, монтажей регистрации, уровней импеданса, маркеров событий и т.д. (стиль регистрации) и параметров анализа: длительность эпох анализа, список феноменов, автоматический поиск и т.д. (стиль анализа). Для обследований разных типов могут применяться различные стили регистрации и анализа.
- Шаблоны протоколов. В программе есть возможность создавать несколько различных шаблонов протоколов. Каждый шаблон определяет какую информацию и в какой последовательность необходимо выносить в протокол. Для разных типов обследований могут применяться разные шаблоны протоколов.
- Типы обследований. В программе заложена возможность проведения и анализа обследований разных типов: рутинной ЭЭГ, ЭЭГ-видеомониторинга, полисомнографических обследований, регистрации вызванных потенциалов, тренингов методом БОС, нейромониторинга новорожденных и др. Для каждого их указанных типов обследований могут быть заданы свои стили регистрации, стили анализа, шаблоны протоколов и рабочие столы.
- Монтажи регистрации. Важным элементом настройки при регистрации ЭЭГ являются монтажи. Монтаж определяет совокупность каналов регистрации (ЭЭГ, ЭКГ, ЭОГ, ЭМГ и др.), их порядок, референтный электрод, а также цвет кривых, отступы друг от друга и т.д. В ходе регистрации и просмотра ЭЭГ-обследования программа позволяет свободно переключать монтажи. А с помощью окна Редактор монтажей пользователь может создавать свои собственные монтажи.
Импорт/Экспорт
Одной из неотъемлемых функций любой программы по регистрации и анализу ЭЭГ является возможность импорта и экспорта записанных кривых в различные форматы для того, чтобы ЭЭГ-запись можно было просмотреть на другом компьютере или в другом программном обеспечении. Среди наиболее распространенных форматов для импорта/экспорта ЭЭГ можно выделить следующие:
- EDF+. Общепринятый формат для хранения ЭЭГ-кривых, поддерживаемый во всех программах для регистрации и анализа ЭЭГ.
- TXT. Обыкновенный текстовый файл с записанными ЭЭГ-кривыми в виде отсчетов каждого отведения в столбик.
- XML. Данный формат кроме данных кривых в виде отсчетов также позволяет хранить информацию о пациенте и обследовании.
- RTF. Текстовый формат, позволяющий хранить как данные о пациенте и обследовании, так и кривые ЭЭГ в виде картинок.
- PNG/BMP/EMF. Представляет из себя набор картинок ЭЭГ-кривых, которые можно просматривать даже на телевизоре.
- AVI. Видеозапись кривых ЭЭГ, которую можно просматривать в любом проигрывателе, даже на телевизоре.
Интеграция в МИС и ГИС
Еще одной немаловажной функцией современной программы для регистрации и анализа ЭЭГ является возможность интеграции в различные медицински и госпитальные информационные системы. ЭЭГ-программа должна получать от МИС задание на проведение обследования, автоматически заполнять карточку пациента и возвращать в МИС протокол заключения. В настоящее время существуют общепринятые стандарты для интеграции в МИС:
- HL7.
- GDT.
- DICOM.
Но есть по-прежнему и "ручная" интеграция.
Научные исследования
Так как электроэнцефалография, как метод исследования головного мозга, продолжает использоваться во многочисленных научных исследованиях, для программы просмотра и анализа ЭЭГ важно иметь возможность интеграции с такими программными пакетами, как Mathlab, EEGlab, Simulink, OpenVibe и др. Для передачи данных ЭЭГ в реальном времени в подобные математические пакеты разработан специализированный протокол обмена информацией LSL (Lab Stream Layer protocol).
Интеграция с другими программными пакетами
Какими бы широкими и разносторонними ни были средства анализа в конкретном программном обеспечении, всегда может понадобиться что-то большее. Поэтому в программах анализа ЭЭГ-обследований обычно предусмотрены средства экспорта записей в общепринятые форматы (например, EDF+). Но кроме этого в современных программах закладывается тесная интеграция со сторонними программными пакетами, позволяющими существенно расширить инструментарий пользователя. Так, например, в программе Нейрон-Спектр.NET реализована интеграция со следующими программными пакетами:
- NINDEX (CONTROLES S.A, Uruguay). Программа для определения уровня седации или глубины наркоза.
- Presentation (Neurobehavioral Systems, Uruguay). Программа для формирования сценариев стимуляции для когнитивных вызванных потенциалов.
- Persyst (Persyst Development Corporation, USA). Программа расчета трендов ЭЭГ.
- BESA (BESA GmbH, Germany). Набор инструментов для количественного анализа ЭЭГ.
И этот список далеко не исчерпывающий.
Возможности расширения
Программа Нейрон-Спектр.NET имеет широкие возможность для расширения своего функционала и может применяться для большого количества различных обследований. Вот лишь часть возможных вариантов расширения ее функционала:
- Нейрон-Спектр-Видео. Программный модуль, позволяющий регистрировать и воспроизводить синхронное видео с одной, двух или трех видеокамер одновременно. Имеются инструменты для удаления неинформативных участков видеозаписи для уменьшения размера обследования.
- Нейрон-Спектр-ДВП. Набор утилит для регистрации и анализа длиннолатентных и когнитивных вызванных потенциалов мозга.
- Нейрон-Спектр-КВП. Программное обеспечение для регистрации коротколатентных вызванных потенциалов мозга.
- Нейрон-Спектр-ЭМГ. Программное обеспечение для проведения электромиографических обследований.
- Нейрон-Спектр-ПСГ. Программное обеспечение для проведения полисомнографических обследований.
- Нейрон-Спектр-БОС. Программное обеспечение для проведения тренингов методом биологической обратной связи.
- Нейрон-Спектр-МЦФ. Программное обеспечения для проведения нейромониторинга новорожденных. Включает в себя расчет тренда амплитудно-интегрированной ЭЭГ с автоматической интерпретацией паттернов аЭЭГ.
- BrainLoc 6.0. Программа трехмерной локализации источников патологической активности в головном мозге методом дипольной локализации.
Обучение
Для обучения всем тонкостям работы в программе Нейрон-Спектр.NET предусмотрены видео-инструкции на Youtube-канале Нейрософт, руководство пользователя, а также бесплатные курсы обучения как в очном, так и в онлайн формате.
