コンピュータによる脳波分析法

クリニックで使用されるEEG のコンピューター分析の主な方法には、高速フーリエ変換アルゴリズムを使用したスペクトル分析、瞬間振幅マッピング、スパイク、脳空間における等価双極子の 3 次元位置の決定などがあります。

最も一般的に用いられるのはスペクトル解析です。この手法では、各周波数における絶対的なパワー（μV ²単位）を決定できます。特定のエポックにおけるパワースペクトル図は2次元画像であり、横軸にEEG周波数、縦軸に各周波数におけるパワーがプロットされます。連続スペクトルとして提示されるEEGのスペクトルパワーデータは擬似3次元グラフを形成し、図の奥行き方向の虚軸に沿った方向はEEGの変化の時間的ダイナミクスを表します。このような画像は、意識障害や特定の要因の経時的な影響におけるEEGの変化を追跡するのに便利です。

頭部または脳の従来の画像において、主要な範囲におけるパワーまたは平均振幅の分布を色分け表示することで、それらの局所的表現を視覚的に表現することができます。このマッピング法は新たな情報を提供するものではなく、情報を異なる、より視覚的な形で提示するだけであることを強調しておく必要があります。

等価双極子の三次元的局在の定義は、数学的モデリングを用いて仮想電位源の位置を描写することです。この仮想電位源は、脳全体の皮質ニューロンによって生成されるのではなく、個々の発生源からの電界の受動的な伝播の結果であると仮定すると、観測される電界分布に対応する脳表面上の電界分布を推定することができます。特定のケースでは、これらの計算された「等価発生源」が実際のものと一致するため、特定の物理的および臨床的条件下では、この方法を用いててんかんにおけるてんかん焦点の局在を明らかにすることができます。

コンピュータ脳波マップは、頭部の抽象モデル上に電界分布を表示するものであり、MRIのように直接画像として認識することはできないことを念頭に置く必要があります。脳波専門医が臨床像と「生の」脳波解析データと照らし合わせ、これらのマップをインテリジェントに解釈する必要があります。したがって、脳波レポートに添付されることがあるコンピュータ脳波マップは、神経科医にとって全く役に立たず、神経科医が直接解釈しようとすると危険を伴う場合もあります。国際脳波学会および臨床神経生理学会連合の勧告によれば、主に「生の」脳波の直接解析に基づいて得られたすべての必要な診断情報は、脳波専門医によって臨床医が理解できる言語でテキストレポートとして提示されるべきです。一部の脳波計のコンピュータプログラムによって自動的に作成されたテキストを、臨床脳波レポートとして提供することは認められません。

説明資料だけでなく、追加の特定の診断情報や予後情報も取得するには、EEG の研究とコンピューター処理用のより複雑なアルゴリズム、一連の対応するコントロール グループを使用してデータを評価する統計的手法を使用する必要があります。これらの手法は、神経学クリニックでの EEG の標準的な使用の範囲を超える、高度に専門的な問題を解決するために開発されました。

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一般的なパターン

神経学診療における EEG の役割は次のとおりです。

1. 脳損傷の確認、
2. 病理学的変化の性質と局在の決定、
3. 国家のダイナミクスの評価。

脳波における明らかな病理学的活動は、脳機能の病理学的変化の信頼できる証拠です。病理学的変動は、現在の病理学的過程と関連しています。残存疾患では、臨床的に有意な欠損があるにもかかわらず、脳波の変化が認められない場合があります。脳波を用いた診断における主要な側面の一つは、病理学的過程の局在を特定することです。

• 炎症性疾患、循環器系疾患、代謝系疾患、中毒性疾患などによって引き起こされるびまん性脳損傷は、脳波のびまん性変化を引き起こします。これらは、多律動、無秩序、びまん性病理学的活動として現れます。多律動とは、規則的な優位リズムが欠如し、多形性活動が優勢になる状態です。脳波の無秩序とは、正常なリズムの振幅の特徴的な勾配が消失し、対称性が崩れることです。びまん性病理学的活動は、デルタ波、シータ波、てんかん様活動として表されます。多律動の様相は、さまざまな種類の正常活動と病理学的活動がランダムに組み合わさることで現れます。びまん性変化の主な兆候は、局所性変化とは異なり、脳波の活動に一定の局所性がなく、安定した非対称性があることです。
• 大脳正中線構造の非特異的上行性投射を伴う損傷または機能不全は、両側同期性の徐波またはてんかん様活動のバーストとして現れ、病変が神経軸に沿って上方に位置するほど、両側同期性の緩徐活動の発生確率および重症度は高くなります。したがって、球橋構造に重度の損傷があっても、ほとんどの場合、EEGは正常範囲内にとどまります。場合によっては、このレベルの非特異的同期網様体の損傷により、脱同期およびそれに伴う低振幅EEGが発生します。このようなEEGは健康な成人の5～15％で観察されるため、条件付きで病理学的と見なす必要があります。脳幹下部に損傷がある患者のうち、ごく少数のみが両側同期性の高振幅アルファ波または徐波のバーストを示します。中脳および間脳レベル、ならびに大脳のより高位の正中線構造（帯状回、脳梁、眼窩皮質）に損傷がある場合、脳波で両側同期した高振幅のデルタ波およびシータ波が観察されます。
• 半球深部の側方性病変では、深部構造が脳の広範な領域に投影されるため、病的なデルタ波およびシータ波が観察され、それらは半球全体に分布します。内側病変が正中線構造に直接影響を与え、健側半球の対称構造も侵されるため、両側同期の緩やかな振動も現れ、その振幅は病変側で優位になります。
• 病変の表在部位は、破壊巣に隣接するニューロン領域に限定された局所的な電気活動の変化を引き起こします。この変化は緩徐な活動として現れ、その重症度は病変の重症度に依存します。てんかん性興奮は、局所的なてんかん様活動として現れます。