Количественная электроэнцефалография (аббревиатура — кЭЭГ, qEEG, QEEG) — набор различных количественных методов и связанного с ними инструментария для обработки данных и исследования полученных сигналов электроэнцефалографии (ЭЭГ).

Начиная с конца прошлого века в связи с развитием микропроцессорной техники появляются различные методы компьютерной обработки и анализа ЭЭГ-сигналов. Часто количественной ЭЭГ (кЭЭГ) называют любое цифровое представление ЭЭГ. Таким образом, в понятие кЭЭГ включают как использование математических методов обработки данных, так и специальные цифровые подпрограммы, или методы с использованием целых комплексов подобных программ, созданных на основе этих методов.

История

До 1990-х годов и развития компьютерной техники из количественных методов часто использовали кросскорреляционную функцию, опирающуюся на предположение Н.Винера , который рассматривал ЭЭГ как некий стационарный процесс. В тот момент также было принято проводить анализ корреляции нативной ЭЭГ по отношению к нулевому временному сдвигу, этот метод в основном использовался для оценки синхронности на коротких отрезках времени, после чего исследовалась временная динамика между коррелятами или их усредненными значениями. Позже, в конце 20 века, в связи с появлением новых технических разработок и использованием быстрого преобразования Фурье метод использования корреляционной функции был вытеснен . Поскольку функция когерентности подвержена влиянию большого количества случайных факторов, различных погрешностей и параметров, то существовала и существует необходимость для разработки более устойчивых оценок и точных методов для количественной обработки сигналов ЭЭГ.

Математические методы обработки ЭЭГ

• Преобразование Фурье
• Когерентный анализ
• Корреляционный анализ
• Метод независимых компонент
• Анализ с использованием вейвлет-преобразования
• (ТКЭАМ) или мэппинг — является современной удобной формой представления на экране дисплея статистического анализа ЭЭГ и ВП
• Групповая обработка полученных данных
• Частотный анализ

При использовании преобразования Фурье и вейвлет-преобразования в настоящее время делается акцент на общую активность между ритмами, включая фазовую синхронизацию и синхронизацию по величине (комодуляция/корреляция и асимметрия).

Пример использования: обрабатываемый сигнал состоит из рядов ЭЭГ, которые преобразуют при помощи математических методов в последовательность в цифровом виде, и преобразованных в последовательность частот, этих данных достаточно для уточнения и преобразования самого сигнала с использованием принципа теоремы Котельникова , состоящего в двукратном превышении максимальной обнаруживаемой частоты). Современные усилители ЭЭГ используют адекватную выборку для разрешения ЭЭГ в традиционном медицинском диапазоне от постоянного тока до 70 или 100 Гц, используя частоты дискретизации от 250/256, 500/512 до более 1000 отсчетов в секунду, в зависимости от предполагаемого применения.

Благодаря скорости современных компьютеров и возможности применения целого комплекса количественных методов, появилось такое направление как (ТКЭАМ), несмотря на то, что этот метод дает также возможность и визуального анализа, он достаточно точно представляет данные, опирающееся на количественные характеристики о локализованности поступающих сигналов.

Практическое применение

Среди преимуществ методов кЭЭГ выделяют возможность многократного воспроизведения записи ЭЭГ с разными усилением и возможностью временной развёртки, прямое и обратное сканирование отдельных фрагментов записи для определения фокусов патологической активности, возможность автоматического устранения артефактов, а также возможность различия активности в разных отведениях, что сложно выполнимо при визуальном анализе ЭЭГ.

Благодаря выявленным количественным критериям достаточно точно можно оценить выраженность нормальных и патологических паттернов ЭЭГ, кроме того, можно видеть динамику изменений параметров в ответ на терапию и другие воздействия, выявить и проанализировать особенности вызванных реакций. При помощи методов количественной ЭЭГ анализ полученных данных удобно использовать на больших выборках для определения тенденций в изменении параметров работы мозга под влиянием различных факторов, это может быть полезным в исследованиях таких областях как психология труда , эргономика , психология спорта и многих других (например, при использовании БОС-технологий . Таким образом, кЭЭГ может широко использоваться в таких областях как медицина и фармакология, а также при исследованиях с применением психологических проб, в различных экспериментах и др.

В медицине набор методов кЭЭГ часто называют «клинической» ЭЭГ и используют в исследованиях таких заболеваний как эпилепсия , энцефалопатия , болезнь Альцгеймера , опухоли головного мозга , черепно-мозговая травма , нарушения сна , психические расстройства и другие.

См. также

• Корреляционный анализ
• Преобразование Фурье
• Когерентный анализ
• Вейвлет-преобразование
• Вызванный потенциал
• Картирование головного мозга
• Синхронизация (нейробиология)
• Ритмы головного мозга
• Электроэнцефалография
• Нейровизуализация

Примечания

Литература

• Кропотов Ю. Д. Количественная ЭЭГ, когнитивные вызванные потенциалы мозга человека и нейротерапия / пер. с англ. — Донецк : Издатель Заславский А. Ю., 2010. — 512 с.
• Клиническая электроэнцефалография / под ред. чл.-кор. АМН СССР В. С. Русинова. — М.: Медицина, 1973. — 340 с.
• Полунина А. Г. Показатели электроэнцефалограммы при оценке когнитивных функций // Журнал неврологии и психиатрии. — 2012. — № 7. — с. 74-82.
• Benasich A.A., Gou Z., Choudhury N., Harris K.D. Early cognitive and language skills are linked to resting frontal gamma power across the first 3 years // Behav Brain Res.
• Kececi, H.; Degirmenci, Y. (April 2008). "Quantitative EEG and Cognitive Evoked Potentials in Anemia". . 38 (2): 137—143. doi : . PMID .
• Quantitative spectral analysis of EEG in psychiatry revisited: drawing signs out of numbers in a clinical setting. Clin Neurophysiol. 2003 Dec;114(12):2294-306.
• The Role of Quantitative EEG in the Diagnosis of Neuropsychiatric Disorders. J Med Life. Jan-Mar 2020;13(1):8-15.
• CFC delta-beta is related with mixed features and response to treatment in bipolar II depression. Heliyon. 2019 Jun 13;5(6): e01898.

Ссылки