Identyfikacja i jednoznaczna kwalifikacja określonych wzorów aktywności bioelektrycznej mózgu jako zjawisk o charakterze napadowym jest jednym z głównych problemów w ocenie wyników badania elektroencefalograficznego (EEG). Znajduje to odbicie w zaleceniach dotyczących identyfikacji wzorów zapisu opracowanych przez zespół ekspertów Międzynarodowej Federacji Neurofizjologii Klinicznej, opublikowanych w 1999 r. (1), jak również w zaleceniach Amerykańskiego Towarzystwa Neurofizjologii Klinicznej z 2006 r. (2). W zaleceniach Federacji termin „napad” (ang. paroxysm) dotyczy wzoru zjawiska wyodrębniającego się nagłym początkiem, szybkim dojściem do maksimum i nagłym zakończeniem na tle zapisu spoczynkowego – z zastrzeżeniem, że termin ten jest zwykle używany w odniesieniu do wzorów padaczkopodobnych i wzorów napadu. Ograniczenie to dotyczy zarazem terminów takich jak „wyładowanie”, czy też „fala ostra” lub „iglica”. Sytuację komplikuje fakt, że do grupy fal ostrych – a więc identyfikowanych ze zjawiskami o charakterze padaczkowym – kwalifikowane są wzory wyodrębniające się ostrym kształtem i czasem trwania do 200 milisekund (fala ostra). Przyjęcie takiego kryterium jako jednoznacznego dla identyfikacji zmian napadowych – czyli zmian o charakterze padaczkowym – podczas prób obiektywizacji ocen stanu ośrodkowego układu nerwowego z zastosowaniem metod matematyczno-fizycznych może prowadzić do sformułowania całkowicie błędnych wniosków. Z punktu widzenia interesów osób badanych, z uwagi na częste niejednoznaczne stosowanie terminów „napadowość” i „wyładowanie” w rutynowych opisach badań elektroencefalograficznych utożsamianych ze zmianami o charakterze padaczkowym, sytuacja jest niekorzystna, biorąc pod uwagę możliwe konsekwencje wynikające z niewłaściwych decyzji dotyczących wyboru postępowania terapeutycznego. Konsekwencją tego stanu są zarazem poglądy o niskiej specyficzności i niejednoznaczności ocen wyników badania elektroencefalograficznego. Sytuacji nie ułatwia sposób sformułowania zaleceń Amerykańskiego Towarzystwa Neurofizjologii Klinicznej dotyczących sposobu przedstawienia wyniku badania (2), określający interpretację wyniku jako subiektywne orzeczenie dotyczące prawidłowości lub nieprawidłowości zapisu, jakkolwiek oparte na obiektywnej ocenie wzoru aktywności bioelektrycznej mózgu.

Problemy wynikające z niejednoznacznego stosowania terminologii dotyczącej „napadowości”, „wyładowań” oraz fal ostrych i iglic są konsekwencją wielu czynników, głównie nadal niedostateczną znajomością biologicznego podłoża obserwowanych zjawisk. Inną przyczyną są wieloletnie doświadczenia wynikające ze stosowania metody z użyciem wzmacniaczy analogowych i zapisu atramentowego oraz sposobu rejestracji z preferencją standardu krótkich odprowadzeń dwubiegunowych – uniemożliwiającego niekiedy jednoznaczną ocenę sygnału. Stan ten jest oczywisty z uwagi na trudności metodologiczne związane z uzyskaniem zapisu EEG powodowane wysokim poziomem zakłóceń i – w niedawnej przeszłości – z konstrukcją aparatów elektroencefalograficznych. Jakkolwiek zasadnicze problemy aparaturowe zostały obecnie rozwiązane, problemy związane z trudnością identyfikacji artefaktów oraz z ustaleniem standardu optymalnej rejestracji podstawowego zbioru danych charakteryzujących wartości pola elektrycznego mózgowia są nadal aktualne.

Celem pracy jest przedstawienie możliwości podniesienia standardów ocen wzorów aktywności bioelektrycznej mózgu wynikających z zastosowania techniki cyfrowej rejestracji i różnorodnych metod analizy sygnału EEG. Praca zawiera oryginalne dane, uzyskane w wyniku zastosowania nowej metody – obrazowania czasowo-przestrzennego (3, 4), umożliwiającego większą jednoznaczność oceny wzoru aktywności bioelektrycznej mózgu.

Z podsumowania doświadczeń związanych ze stosowaniem elektroencefalografii w praktyce klinicznej wynika, że zmiany o charakterze napadowym stanowią bardzo rozległą i zróżnicowaną grupę zjawisk bioelektrycznych (5). Jednoznaczną identyfikację utrudnia dodatkowo występowanie wzorów przejściowych – narastania dyspozycji do „napadowości” lub powstawania wyładowań padaczkopodobnych w procesie reorganizacji wzoru aktywności populacji komórek nerwowych w procesie epileptogenezy, informujących o narastającym prawdopodobieństwie pojawienia się napadu padaczkowego.

Wyniki analizy rozkładów pól elektrycznych przedstawione w tej pracy prezentują złożoność wzorów ilustrujących jednoznacznie zjawisko napadowe – wyładowanie zespołów fal ostrych z falą wolną 3-5/s oraz wyładowanie o cechach napadu o charakterze padaczkowym u osoby w stanie padaczkowym niedrgawkowym. Kolejne ilustracje umożliwiają porównanie wyładowania „prawdziwej” iglicy o charakterze padaczkowym z falą o ostrym kształcie spełniającą kryteria fali ostrej, lecz nieutożsamianej z wyładowaniem padaczkowym (fala czołowa).

W pracy przedstawiono wyniki analizy wybranych fragmentów zapisów EEG z obecnością zmian o charakterze napadowym, typowych dla wyładowań o charakterze padaczkowym – napadowych i międzynapadowych oraz fragmentu zapisu z obecnością fal o ostrych kształtach – do różnicowania z wyładowaniem fali ostrej o charakterze padaczkowym. Ilustracje przedstawiają zapisy wyjściowe w standardowych montażach dwubiegunowych w standardowym systemie 10-20 lokalizacji elektrod i w montażach referencyjnych z uwzględnieniem możliwie optymalnych (w tych badaniach) lokalizacji elektrod odniesienia w montażach bazowych: na płatkach usznych lub na brodzie. Rejestracji i analizy dokonano przy pomocy aparatu firmy ELMIKO z częstotliwością próbkowania 250 Hz w przedziale częstotliwości do 70 Hz przy stałej czasu 0,3 s. Zapisy referencyjne były następnie przetwarzane do postaci map przestrzenno-czasowych (3, 4) i map chwilowych rozkładów potencjałów na powierzchni skóry głowy. Celem uzyskania możliwości bardziej precyzyjnej oceny lokalizacji generatorów zjawisk bioelektrycznych stosowano metody rejestracji i analizy określane jako Laplasjany i CSD (ang. current source density analysis).

Rycina 1 przedstawia czterosekundowe, wysokonapięciowe wyładowanie zespołów fal ostrych z falą wolną zarejestrowane u osoby płci męskiej w wieku 16 lat w standardowym montażu krótkich odprowadzeń, określanym jako „podwójny banan”.

W celu ułatwienia interpretacji odprowadzenia lewopółkulowe przedstawiono w kolorze czerwonym, prawopółkulowe w czarnym, a odprowadzenia z linii środkowej w kolorze granatowym. Wyładowanie wydaje się spełnić wszystkie kryteria zjawiska napadowego i pierwotnie uogólnionego – pojawia się nieoczekiwanie i wyodrębnia się wyraźnie, praktycznie we wszystkich odprowadzeniach, jakkolwiek prawdopodobnie z maksimum amplitudy w odprowadzeniach czołowych. Wątpliwości co do rzeczywistego rozkładu może jednak powodować świadomość faktu, że w tym montażu prezentującym rozkłady różnicy potencjałów pomiędzy relatywnie blisko położonymi elektrodami rzeczywisty rozkład przestrzenny wyładowań może być istotnie różny. Przedstawiony wzór aktywności bioelektrycznej pozwala jednak na wiarygodną ocenę częstotliwości pojawiania się wyładowań zespołów fal ostrych z falą wolną przy pomocy szybkiego przekształcenia Fouriera (ang. Fast Fourier Transform – FFT), w tym przypadku około 3-5 Hz. Widać ponadto, że wyładowanie zmienia nieco konfigurację z upływem czasu – początkowo wykazuje tendencję do pojawiania się zespołów z częstością około 5/s i następnie stabilizuje się w przedziale częstotliwości 3-4 Hz.